光量調節装置
【課題】 ステッピングモータにおいて、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、本来の停止位置より、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。
結果的に本来の停止位置に対して±１ステップの誤差が生じるため、通電を切った場合には、絞り口径の精度が低くなるという問題点がある。
【解決手段】 遮光羽根の嵌合部を長穴形状で構成することで、１−２相励磁駆動の２相通電時、つまり不安定位置で通電をＯＦＦした時の遮光羽根のばらつき方向を特定する。
結果的に本来の停止位置に対して±１ステップの誤差が生じるため、通電を切った場合には、絞り口径の精度が低くなるという問題点がある。
【解決手段】 遮光羽根の嵌合部を長穴形状で構成することで、１−２相励磁駆動の２相通電時、つまり不安定位置で通電をＯＦＦした時の遮光羽根のばらつき方向を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられる光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を内蔵した撮像装置には、レンズの被写界深度の確認、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。
【０００３】
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、遮光部材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。
【０００４】
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、ステッピングモータに所定の位相から通電を開始して、ロータを何ステップ回転させるかで絞り口径を決定している。
【０００５】
そのため、高い精度で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。
【０００６】
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、モーター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回転当りのロータが安定して停止する停止位置が数多くあることが望ましい。
【０００７】
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。
【０００８】
また、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、本来の停止位置より、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。
【０００９】
結果的に本来の停止位置に対して±１ステップの誤差が生じるため、通電を切った場合には、絞り口径の精度が低くなる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、絞り口径の精度を高く保つ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問題があった。
【００１０】
そこで、通電を切った場合にも絞り口径の精度を高く保つための電磁駆動露光量調節装置が提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
特許文献１に開示されている手法では、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を可能にしている。こうすることで、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させている。
【特許文献１】特開平３−２３１７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、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上記のような複雑で精度の求められる形状を作成することは困難である。
【００１３】
したがって、上記したマグネットに比べ磁力の低い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る。その結果として、モータが大型化してしまうといった問題がある。
【００１４】
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問題もあった。
【００１５】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、小型で駆動音が小さく、エネルギーロスの少なく、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】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の光量調節装置は、複数枚の遮光羽根と、前記遮光羽根の動きを規制するカムを有するカム部材と、回転動作をすることで前記遮光羽根を所定の絞り径となる絞り位置まで駆動する回転手段と、前記回転手段を駆動するステッピングモータとを備えた光量調節装置において、前記回転手段は前記遮光羽根に設けられた軸が嵌合する穴部を有し、前記穴部の前記遮光羽根の駆動方向への長さが、前記軸の直径と前記穴部における前記ステッピングモータによる１ステップの移動量を足した長さよりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、小型で駆動音が小さく、エネルギーロスの少なく、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を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。図２は本実施形態の光量調節装置における遮光羽根と回転部材とカム部材との位置関係を表す図である。図３は本実施形態の光量調節装置における回転部材に設けられた長穴の拡大図である。
【００２０】
図１において、１〜７は光量調節部材としての遮光羽根である。これらの複数枚の遮光羽根は、遮光性を有し開口量を規制する第１基部１ａ〜７ａと、同じく遮光性を有し開口量を規制する第２基部１ｂ〜７ｂとからなる薄板状の羽根基部を有する。
【００２１】
そして、薄板状の羽根基部と、第１基部１ａ〜７ａの一方の面に設けられる円柱或いは円筒状の第１軸部１ｃ〜７ｃと、第１基部１ａ〜７ａの他方の面に設けられる円柱或いは円筒状の第２軸部１ｄ〜７ｄ（一部不図示）とが一体で形成されている。
【００２２】
また、第１基部１ａ〜７ａ、第２基部１ｂ〜７ｂ、円柱或いは円筒状の第１軸部１ｃ〜７ｃ、円柱或いは円筒状の第２軸部１ｄ〜７ｄは全て合成樹脂により一体成型される。
【００２３】
８は遮光羽根１〜７の開閉手段としての回転部材であり、回転部材８は中央に開口部８ａが形成されたリング状に形成され、長穴部８ｂ〜８ｈと、回転嵌合突起部８ｉと、ギア部８ｊが設けられている。
【００２４】
また、回転部材８は遮光部８ｋを備える。長穴部の形状については後ほど詳細に説明する。
【００２５】
９は中央に開口部９ａが形成されたリング状のカム部材であり、カム部材９にはカム溝部９ｂ〜９ｈが設けられている。
【００２６】
１０は中央に開口部１０ａが形成されたリング状の押え部材であり、押え部材１０には穴部１０ｂと、モータ取り付け部１０ｃが設けられている。
【００２７】
１１は回転部材８を駆動するステッピングモータであり、ステッピングモータ１１の軸先端にはピニオンギア１２が固定されており、押え部材１０のモータ撮り付け部１０ｃに取り付けられる。
【００２８】
その際、ピニオンギア１２は押え部材１０の穴部１０ｂを貫通して回転部材８のギア部８ｊと噛み合う。ステッピングモータ１１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。
【００２９】
１３は初期位置センサーであり、回転部材８に設けられる遮光部８ｋの初期位置センサーへの挿入、退避状態を検知することで、回転部材８が初期位置状態にあるかどうかを検知する。
【００３０】
押え部材１０は回転部材８と遮光羽根１〜７を間に挟んでカム部材９に固定され、回転部材８と遮光羽根１〜７の光軸方向の抜け止めの役割を果たす。その際、回転部材８の回転嵌合突起部８ｉは押え部材１０の開口部１０ａに嵌合して回転可能に支持される。また遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃは回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈにそれぞれ回動可能に嵌合しており、第２軸部１ｄ〜７ｄはカム部材９のカム溝部９ｂ〜９ｈにそれぞれ摺動可能に嵌合している。
【００３１】
遮光羽根１〜７は光軸を中心に円周方向に均等配置されて、遮光性を有する第１基部１ａ〜７ａ及び第２基部１ｂ〜７ｂが重ね合わされることで絞り開口を制御可能となり、重ね合わせが大きいほど絞り開口量は小さくなる。
【００３２】
ここで、回転部材８における遮光羽根１〜７が接触する面（図１の下面）の表面摩擦係数をμＤとし、カム部材９における遮光羽根１〜７が接触する面９ｉの表面摩擦係数をμＥとすると、μＥ＞μＤに設定されている。その理由は後述する。
【００３３】
以上により、光量調節装置が構成される。
ここで、図３を用いて、回転部材の長穴部形状について詳細に説明する。
【００３４】
図３は回転部材８に設けられた長穴部の１つである長穴部８ｂの拡大図である。図のように長穴部８ｂは、８ｏを中心としたＲ部８ｍと８ｐを中心としたＲ部８ｎとを結んだ長穴形状に形成される。中心８ｏと中心８ｐは回転部材８の回転中心である８ｌから等距離の位置にある。Ｒ部８ｍの半径及びＲ部８ｎの半径は遮光羽根１の第１軸部１ｃの半径とほぼ等しい値に設定され（部品公差分だけＲ部のほうが大きい）、これら２つのＲ部中心８ｏ、８ｐと回転部材８の回転中心である８ｌとのなす角θは以下の式で設定される。ここでいう部品公差とは、部品製造時の製造誤差のことである。
【００３５】
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
Ｎ：ステッピングモータ１１のマグネット着磁極数
Ｚ１：ピニオンギア１２の歯数
Ｚ２：回転部材８のギア部８ｊの歯数
ここで、θはステッピングモータ１１の１−２相励磁駆動における１ステップ駆動時の回転部材８の回転角に相当する。
【００３６】
つまり、本発明における長穴部の駆動方向の長さは、第１軸部の直径とステッピングモータ１１の１−２相励磁駆動における１ステップ駆動時の第１軸部の駆動方向への移動量と部品公差分を足した長さになる。
【００３７】
なお、残りの長穴部８ｃ〜８ｈも同様の形状となる。
【００３８】
次に図４を用いて本実施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１１のコギングトルクについて説明する。
【００３９】
図４は本実施形態のステッピングモータ１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。
【００４０】
図４において横軸はステッピングモータのステップ位置を示し、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り、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。
【００４１】
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る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。
【００４２】
すなわち、モータを１相通電後に通電をＯＦＦすると、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、モータを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、モータの回転精度により通電ＯＮ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。
【００４３】
次に本実施形態の光量調節装置の動作を説明する。
【００４４】
回転部材８の初期位置状態を検知する初期位置センサー１３により、遮光羽根１〜７の初期位置状態の検知を行う。ここでいう、遮光羽根１〜７の初期位置とは、遮光羽根１〜７が全開になった状態のことをさす。
【００４５】
初期位置状態が検知されると、所定の絞り位置に応じてステッピングモータ１１を制御する制御手段により、任意の絞り位置までステッピングモータ１１を１−２相駆動させる。
【００４６】
ステッピングモータ１１を反時計回り方向に回転させることでピニオンギア１２が回転し、ピニオンギア１２は回転部材８のギア部８ｊに噛み合っているので回転部材８は時計回り方向に回転する。
【００４７】
回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈには遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃが嵌合しているので、遮光羽根１〜７はそれぞれ第１軸部１ｃ〜７ｃが動かされることで、第２軸部１ｄ〜７ｄがカム部材９のカム溝部９ｂ〜９ｈに沿って移動する。
【００４８】
この時、回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈと遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃとの関係は、図２のように第１軸部１ｃが長穴部８ｂの右端Ｒ部に当接して駆動され、他の遮光羽根も同様に駆動される。そして、カム部材９の開口部９ａの一部を覆うように、遮光羽根１〜７が回転動作をすることで所定の絞り径となる絞り位置まで、遮光羽根１〜７は駆動される。
【００４９】
遮光羽根を所定の絞り位置から初期位置状態に戻す時は、ステッピングモータ１１を制御する制御手段により、ステッピングモータ１１を時計回り方向に駆動させる。
【００５０】
その際、遮光羽根を初期位置から所定の絞り位置に駆動させる時のステッピングモータ１１の駆動ステップ数をＦとし、所定の絞り位置から初期位置に戻す時の駆動ステップ数をＧとすると、制御手段によりＦ＜Ｇと制御される。
【００５１】
すなわち、所定の絞り位置から初期位置に戻す時のステップ数を多くする。
【００５２】
これにより、遮光羽根１〜７が嵌合する回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈが駆動方向に長穴形状になっていても、初期位置に戻る時は長穴部８ｂ〜８ｈと第１軸部１ｃとの隙間を吸収する分は動かされる。つまり、遮光羽根１〜７は初期位置に安定して戻ることができる。
【００５３】
ここで、図５を用いて、回転部材に設けられた長穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を説明する。
図５（ａ）はステッピングモータ１１の通電がＯＮ状態である時の長穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
図５（ｂ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が戻り方向に１ステップ分回転移動した時の長穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
図５（ｃ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が進み方向に１ステップ分回転移動した時の長穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００５４】
図５（ａ）のように、ステッピングモータ１１の通電がＯＮ状態である時、第１軸部１ｃは長穴８ｂの右端に当接している。このように、初期位置から所定の絞り位置までの駆動中及び駆動後の通電ＯＮ状態では、遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃは回転部材８の長穴８ｂ〜８ｈの移動方向とは逆側の端面に当接する。
【００５５】
次に、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、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１１の通電をＯＦＦした場合は、図５（ｂ）或いは図５（ｃ）に示すような状態になる。
【００５６】
つまり、回転部材８はステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分進み方向、又は戻り方向に移動させられるが、その方向は特定されない。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、ステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が戻り方向に１ステップ分回転移動した時は、第１軸部１ｃは長穴８ｂの左端に当接する。従って、第１軸部１ｃ自体は移動しない。これは、長穴８ｂに第１軸部１ｃが嵌合している状態で移動方向に隙間が１ステップ分設けてあるからである。
【００５８】
ここで、前述したように、回転部材８の遮光羽根１〜７が接触する面の表面摩擦係数μＤをカム部材９の遮光羽根１〜７が接触する面９ｉの表面摩擦係数をμＥよりも小さく設定している。従って、回転部材８の駆動時に遮光羽根１〜７が回転部材８との摩擦により動かされる力よりも遮光羽根１〜７がカム部材９との摩擦によりカム部材９に張り付こうとする力の方が大きくなる。その結果、ステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時に、回転部材８がステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ＳＴＥＰ分逆方向に戻されても、遮光羽根１〜７は動かされない。
【００５９】
図５（ｃ）に示すのように、ステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が進み方向に１ステップ分回転移動した時は、第１軸部１ｃは長穴８ｂの右端に当接する。それと同時に、第１軸部１ｃも進み方向に１ステップ分回転移動する。
【００６０】
以上のように、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、１−２相励磁駆動の２相通電時にステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした場合は、回転部材８はステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分移動させられる。この時、その移動方向は特定されないが、遮光羽根１〜７は進み方向に移動するときのみ移動し、戻り方向に移動する時は移動しないため、絞り口径を決める遮光羽根自体の移動方向は特定されることになる。
【００６１】
従来、回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部は第１軸部と同径の円で構成していたため、通電ＯＦＦ時には回転部材の移動とともに遮光羽根も移動し、その移動方向は特定できなかった。
【００６２】
図８は従来の光量調節装置における回転部材に設けられた丸穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を表す図である。
【００６３】
従来の光量調節装置は本発明の光量調節装置とは回転部材が異なるが、他の構成要素は本発明のものと同一となるので、同一符号を記して説明は省略する。
【００６４】
図８（ａ）はステッピングモータ１１の通電がＯＮ状態である時の丸穴１８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００６５】
図８（ｂ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材１８が戻り方向に１ステップ分回転移動した時の丸穴１８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００６６】
図８（ｃ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材１８が進み方向に１ステップ分回転移動した時の丸穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００６７】
図８（ａ）の状態と比べて図８（ｂ）の状態は、回転部材１８が戻り方向に１ステップ分回転移動するとともに、第１軸部１ｃも戻り方向に１ステップ分回転移動している。
【００６８】
また、図８（ａ）の状態と比べて図８（ｃ）の状態は、回転部材１８が進み方向に１ステップ分回転移動するとともに、第１軸部１ｃも進み方向に１ステップ分回転移動している。
【００６９】
すなわち、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、１−２相励磁駆動の２相通電時にステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした場合は、以下のような動きになる。つまり、回転部材１８は遮光羽根１〜７とともにステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分移動させられ、その方向は特定されないのである。
【００７０】
図６は、回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成されている場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を示している。
【００７１】
図６（ａ）は従来の回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成している場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を表す図である。
【００７２】
図６（ｂ）は本実施形態の回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成している場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を表す図である。
なお、ここで言う口径精度とは本来のステップ数における開口径と実際の開口径との差分がどの程度のものかを示した数値である。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部を第１軸部と同径の円で構成した場合、１−２相励磁駆動の１相通電時に相当する奇数のステップ位置では通電ＯＮ（点線）と通電ＯＦＦ（実線）の口径精度の差はほとんどない。
【００７４】
しかし、１−２相励磁駆動の２相通電時に相当する偶数のステップ位置では通電ＯＦＦした場合に口径精度のばらつきが発生しており、その方向性は＋側（戻り方向）−側（進み方向）のどちらにも発生している。
【００７５】
一方、図６（ｂ）に示すように回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部を長穴形状で構成した場合は、図６（ａ）に示した従来例の構造と同じく、１−２相励磁駆動の１相通電時に相当する奇数ステップ位置で通電ＯＮと通電ＯＦＦの口径精度の差はほとんどない。
【００７６】
しかし、図６（ｂ）に示した本発明の構成においては、１−２相励磁駆動の２相通電時に相当する偶数のステップ位置で通電ＯＦＦした場合の口径精度のばらつきは−側（進み方向）のみに発生している。
【００７７】
したがって、トータルで見た場合の口径精度のばらつき幅は、従来例の光量調整装置に比べて、本発明の光量調節装置では約半分になっており、通電ＯＦＦ時の口径精度が向上しているのがわかる。
【００７８】
このように、本発明の光量調節装置では、１−２相励磁駆動の２相通電時、つまり不安定位置で通電をＯＦＦした時の遮光羽根のばらつき方向を特定できるので、通電ＯＦＦ時の絞り口径精度が向上するため、長時間露光時に通電を切ることができる。
【００７９】
また、長時間露光時に通電を切ることができるので、電力消費を減らすことが可能になる。
【００８０】
なお、本実施形態では回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈの２つのＲ部中心８ｏ、８ｐと回転部材８の回転中心である８ｌとのなす角θを
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
と設定したが、θ＞３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２と設定しても、本発明の効果は同様のものとなる。
【００８１】
＜第２の実施形態＞
図７は第２の実施形態における回転部材に設けられた長穴部の１つの拡大図である。
【００８２】
本実施形態における光量調節装置は第１の実施形態とは回転部材の長穴部形状のみが異なり、その他の構成要素は同一であるので、説明は省略する。
【００８３】
図７における、長穴部２８ｂは、２８ｏからＲ１の距離にある端部２８ｍと、２８ｐからＲ１の距離にある端部２８ｎと、回転部材８の回転中心２８ｌを中心としたＲ部２８ｑと２８ｒとからなる長穴形状に形成される。
【００８４】
８ｏと８ｐは回転部材２８の回転中心である２８ｌから等距離の位置にある。
【００８５】
Ｒ部２８ｑとＲ部２８ｒとの距離Ｄ１は遮光羽根１の第１軸部１ｃの直径とほぼ等しい値に設定され（部品公差分Ｄ１のほうが大きい）、Ｒ１は遮光羽根１の第１軸部１ｃの半径とほぼ等しい値に設定される。
【００８６】
２８ｌから２８ｏを結んだ線と端部２８ｍは平行状態にあり、２８ｌから２８ｐを結んだ線と端部２８ｎは平行状態にある。また、２８ｏ、２８ｐと回転部材２８の回転中心である２８ｌとのなす角θは以下の式で設定される。
【００８７】
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
Ｎ：ステッピングモータ１１のマグネット着磁極数
Ｚ１：ピニオンギア１２の歯数
Ｚ２：回転部材２８のギア部２８ｊの歯数
ここで、θはステッピングモータ１１の１−２相励磁駆動における１ステップ駆動時の回転部材２８の回転角に相当する。
【００８８】
不図示の他の長穴部２８ｃ〜２８ｈも同様の形状となる。
【００８９】
回転部材２８の長穴部を上記のような形状にすることで、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９０】
つまり、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、１−２相励磁駆動の２相通電時にステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした場合は、回転部材２８はステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分移動させられる。この時、その移動方向は特定されないが、遮光羽根１〜７は進み方向に移動するときのみ移動し、戻り方向に移動する時は移動しないため、絞り口径を決める遮光羽根自体の移動方向は特定されることになる。
【００９１】
なお、本実施形態では回転部材２８の長穴部２８ｂ〜２８ｈに設定される角θを
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
と設定したが、θ＞３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２と設定しても、本発明の効果は同様のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１の実施形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。
【図２】第１の実施形態の光量調節装置における遮光羽根と回転部材とカム部材との位置関係を表す図である。
【図３】第１の実施形態の光量調節装置における回転部材に設けられた長穴の拡大図である。
【図４】第１の実施形態のステッピングモータのコギングトルクを表す図である。
【図５】第１の実施形態の回転部材に設けられた長穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を示した図である。
【図６】回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成されている場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を示した図である。
【図７】第２の実施形態における回転部材に設けられた長穴部の１つの拡大図である。
【図８】従来の光量調節装置における回転部材に設けられた丸穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を表す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１〜７ 遮光羽根
１ａ〜７ａ 第１基部
１ｂ〜７ｂ 第２基部
１ｃ〜６ｃ 第１軸部
１ｄ〜６ｄ 第２軸部
８ 回転部材
８ｂ〜８ｈ 長穴部
２８ｂ 長穴部
８ｉ ギア部
９ カム部材
９ｂ〜９ｈ カム溝部
１０ 押え部材
１１ ステッピングモータ
１２ ピニオンギア
１３ 初期位置センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられる光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を内蔵した撮像装置には、レンズの被写界深度の確認、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。
【０００３】
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、遮光部材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。
【０００４】
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、ステッピングモータに所定の位相から通電を開始して、ロータを何ステップ回転させるかで絞り口径を決定している。
【０００５】
そのため、高い精度で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。
【０００６】
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、モーター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回転当りのロータが安定して停止する停止位置が数多くあることが望ましい。
【０００７】
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。
【０００８】
また、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、本来の停止位置より、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。
【０００９】
結果的に本来の停止位置に対して±１ステップの誤差が生じるため、通電を切った場合には、絞り口径の精度が低くなる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、絞り口径の精度を高く保つ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問題があった。
【００１０】
そこで、通電を切った場合にも絞り口径の精度を高く保つための電磁駆動露光量調節装置が提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
特許文献１に開示されている手法では、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を可能にしている。こうすることで、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させている。
【特許文献１】特開平３−２３１７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、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上記のような複雑で精度の求められる形状を作成することは困難である。
【００１３】
したがって、上記したマグネットに比べ磁力の低い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る。その結果として、モータが大型化してしまうといった問題がある。
【００１４】
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問題もあった。
【００１５】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、小型で駆動音が小さく、エネルギーロスの少なく、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】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の光量調節装置は、複数枚の遮光羽根と、前記遮光羽根の動きを規制するカムを有するカム部材と、回転動作をすることで前記遮光羽根を所定の絞り径となる絞り位置まで駆動する回転手段と、前記回転手段を駆動するステッピングモータとを備えた光量調節装置において、前記回転手段は前記遮光羽根に設けられた軸が嵌合する穴部を有し、前記穴部の前記遮光羽根の駆動方向への長さが、前記軸の直径と前記穴部における前記ステッピングモータによる１ステップの移動量を足した長さよりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、小型で駆動音が小さく、エネルギーロスの少なく、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を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。図２は本実施形態の光量調節装置における遮光羽根と回転部材とカム部材との位置関係を表す図である。図３は本実施形態の光量調節装置における回転部材に設けられた長穴の拡大図である。
【００２０】
図１において、１〜７は光量調節部材としての遮光羽根である。これらの複数枚の遮光羽根は、遮光性を有し開口量を規制する第１基部１ａ〜７ａと、同じく遮光性を有し開口量を規制する第２基部１ｂ〜７ｂとからなる薄板状の羽根基部を有する。
【００２１】
そして、薄板状の羽根基部と、第１基部１ａ〜７ａの一方の面に設けられる円柱或いは円筒状の第１軸部１ｃ〜７ｃと、第１基部１ａ〜７ａの他方の面に設けられる円柱或いは円筒状の第２軸部１ｄ〜７ｄ（一部不図示）とが一体で形成されている。
【００２２】
また、第１基部１ａ〜７ａ、第２基部１ｂ〜７ｂ、円柱或いは円筒状の第１軸部１ｃ〜７ｃ、円柱或いは円筒状の第２軸部１ｄ〜７ｄは全て合成樹脂により一体成型される。
【００２３】
８は遮光羽根１〜７の開閉手段としての回転部材であり、回転部材８は中央に開口部８ａが形成されたリング状に形成され、長穴部８ｂ〜８ｈと、回転嵌合突起部８ｉと、ギア部８ｊが設けられている。
【００２４】
また、回転部材８は遮光部８ｋを備える。長穴部の形状については後ほど詳細に説明する。
【００２５】
９は中央に開口部９ａが形成されたリング状のカム部材であり、カム部材９にはカム溝部９ｂ〜９ｈが設けられている。
【００２６】
１０は中央に開口部１０ａが形成されたリング状の押え部材であり、押え部材１０には穴部１０ｂと、モータ取り付け部１０ｃが設けられている。
【００２７】
１１は回転部材８を駆動するステッピングモータであり、ステッピングモータ１１の軸先端にはピニオンギア１２が固定されており、押え部材１０のモータ撮り付け部１０ｃに取り付けられる。
【００２８】
その際、ピニオンギア１２は押え部材１０の穴部１０ｂを貫通して回転部材８のギア部８ｊと噛み合う。ステッピングモータ１１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。
【００２９】
１３は初期位置センサーであり、回転部材８に設けられる遮光部８ｋの初期位置センサーへの挿入、退避状態を検知することで、回転部材８が初期位置状態にあるかどうかを検知する。
【００３０】
押え部材１０は回転部材８と遮光羽根１〜７を間に挟んでカム部材９に固定され、回転部材８と遮光羽根１〜７の光軸方向の抜け止めの役割を果たす。その際、回転部材８の回転嵌合突起部８ｉは押え部材１０の開口部１０ａに嵌合して回転可能に支持される。また遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃは回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈにそれぞれ回動可能に嵌合しており、第２軸部１ｄ〜７ｄはカム部材９のカム溝部９ｂ〜９ｈにそれぞれ摺動可能に嵌合している。
【００３１】
遮光羽根１〜７は光軸を中心に円周方向に均等配置されて、遮光性を有する第１基部１ａ〜７ａ及び第２基部１ｂ〜７ｂが重ね合わされることで絞り開口を制御可能となり、重ね合わせが大きいほど絞り開口量は小さくなる。
【００３２】
ここで、回転部材８における遮光羽根１〜７が接触する面（図１の下面）の表面摩擦係数をμＤとし、カム部材９における遮光羽根１〜７が接触する面９ｉの表面摩擦係数をμＥとすると、μＥ＞μＤに設定されている。その理由は後述する。
【００３３】
以上により、光量調節装置が構成される。
ここで、図３を用いて、回転部材の長穴部形状について詳細に説明する。
【００３４】
図３は回転部材８に設けられた長穴部の１つである長穴部８ｂの拡大図である。図のように長穴部８ｂは、８ｏを中心としたＲ部８ｍと８ｐを中心としたＲ部８ｎとを結んだ長穴形状に形成される。中心８ｏと中心８ｐは回転部材８の回転中心である８ｌから等距離の位置にある。Ｒ部８ｍの半径及びＲ部８ｎの半径は遮光羽根１の第１軸部１ｃの半径とほぼ等しい値に設定され（部品公差分だけＲ部のほうが大きい）、これら２つのＲ部中心８ｏ、８ｐと回転部材８の回転中心である８ｌとのなす角θは以下の式で設定される。ここでいう部品公差とは、部品製造時の製造誤差のことである。
【００３５】
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
Ｎ：ステッピングモータ１１のマグネット着磁極数
Ｚ１：ピニオンギア１２の歯数
Ｚ２：回転部材８のギア部８ｊの歯数
ここで、θはステッピングモータ１１の１−２相励磁駆動における１ステップ駆動時の回転部材８の回転角に相当する。
【００３６】
つまり、本発明における長穴部の駆動方向の長さは、第１軸部の直径とステッピングモータ１１の１−２相励磁駆動における１ステップ駆動時の第１軸部の駆動方向への移動量と部品公差分を足した長さになる。
【００３７】
なお、残りの長穴部８ｃ〜８ｈも同様の形状となる。
【００３８】
次に図４を用いて本実施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１１のコギングトルクについて説明する。
【００３９】
図４は本実施形態のステッピングモータ１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。
【００４０】
図４において横軸はステッピングモータのステップ位置を示し、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り、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。
【００４１】
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る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。
【００４２】
すなわち、モータを１相通電後に通電をＯＦＦすると、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、モータを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、モータの回転精度により通電ＯＮ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。
【００４３】
次に本実施形態の光量調節装置の動作を説明する。
【００４４】
回転部材８の初期位置状態を検知する初期位置センサー１３により、遮光羽根１〜７の初期位置状態の検知を行う。ここでいう、遮光羽根１〜７の初期位置とは、遮光羽根１〜７が全開になった状態のことをさす。
【００４５】
初期位置状態が検知されると、所定の絞り位置に応じてステッピングモータ１１を制御する制御手段により、任意の絞り位置までステッピングモータ１１を１−２相駆動させる。
【００４６】
ステッピングモータ１１を反時計回り方向に回転させることでピニオンギア１２が回転し、ピニオンギア１２は回転部材８のギア部８ｊに噛み合っているので回転部材８は時計回り方向に回転する。
【００４７】
回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈには遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃが嵌合しているので、遮光羽根１〜７はそれぞれ第１軸部１ｃ〜７ｃが動かされることで、第２軸部１ｄ〜７ｄがカム部材９のカム溝部９ｂ〜９ｈに沿って移動する。
【００４８】
この時、回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈと遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃとの関係は、図２のように第１軸部１ｃが長穴部８ｂの右端Ｒ部に当接して駆動され、他の遮光羽根も同様に駆動される。そして、カム部材９の開口部９ａの一部を覆うように、遮光羽根１〜７が回転動作をすることで所定の絞り径となる絞り位置まで、遮光羽根１〜７は駆動される。
【００４９】
遮光羽根を所定の絞り位置から初期位置状態に戻す時は、ステッピングモータ１１を制御する制御手段により、ステッピングモータ１１を時計回り方向に駆動させる。
【００５０】
その際、遮光羽根を初期位置から所定の絞り位置に駆動させる時のステッピングモータ１１の駆動ステップ数をＦとし、所定の絞り位置から初期位置に戻す時の駆動ステップ数をＧとすると、制御手段によりＦ＜Ｇと制御される。
【００５１】
すなわち、所定の絞り位置から初期位置に戻す時のステップ数を多くする。
【００５２】
これにより、遮光羽根１〜７が嵌合する回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈが駆動方向に長穴形状になっていても、初期位置に戻る時は長穴部８ｂ〜８ｈと第１軸部１ｃとの隙間を吸収する分は動かされる。つまり、遮光羽根１〜７は初期位置に安定して戻ることができる。
【００５３】
ここで、図５を用いて、回転部材に設けられた長穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を説明する。
図５（ａ）はステッピングモータ１１の通電がＯＮ状態である時の長穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
図５（ｂ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が戻り方向に１ステップ分回転移動した時の長穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
図５（ｃ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が進み方向に１ステップ分回転移動した時の長穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００５４】
図５（ａ）のように、ステッピングモータ１１の通電がＯＮ状態である時、第１軸部１ｃは長穴８ｂの右端に当接している。このように、初期位置から所定の絞り位置までの駆動中及び駆動後の通電ＯＮ状態では、遮光羽根１〜７の第１軸部１ｃ〜７ｃは回転部材８の長穴８ｂ〜８ｈの移動方向とは逆側の端面に当接する。
【００５５】
次に、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、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１１の通電をＯＦＦした場合は、図５（ｂ）或いは図５（ｃ）に示すような状態になる。
【００５６】
つまり、回転部材８はステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分進み方向、又は戻り方向に移動させられるが、その方向は特定されない。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、ステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が戻り方向に１ステップ分回転移動した時は、第１軸部１ｃは長穴８ｂの左端に当接する。従って、第１軸部１ｃ自体は移動しない。これは、長穴８ｂに第１軸部１ｃが嵌合している状態で移動方向に隙間が１ステップ分設けてあるからである。
【００５８】
ここで、前述したように、回転部材８の遮光羽根１〜７が接触する面の表面摩擦係数μＤをカム部材９の遮光羽根１〜７が接触する面９ｉの表面摩擦係数をμＥよりも小さく設定している。従って、回転部材８の駆動時に遮光羽根１〜７が回転部材８との摩擦により動かされる力よりも遮光羽根１〜７がカム部材９との摩擦によりカム部材９に張り付こうとする力の方が大きくなる。その結果、ステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時に、回転部材８がステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ＳＴＥＰ分逆方向に戻されても、遮光羽根１〜７は動かされない。
【００５９】
図５（ｃ）に示すのように、ステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材８が進み方向に１ステップ分回転移動した時は、第１軸部１ｃは長穴８ｂの右端に当接する。それと同時に、第１軸部１ｃも進み方向に１ステップ分回転移動する。
【００６０】
以上のように、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、１−２相励磁駆動の２相通電時にステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした場合は、回転部材８はステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分移動させられる。この時、その移動方向は特定されないが、遮光羽根１〜７は進み方向に移動するときのみ移動し、戻り方向に移動する時は移動しないため、絞り口径を決める遮光羽根自体の移動方向は特定されることになる。
【００６１】
従来、回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部は第１軸部と同径の円で構成していたため、通電ＯＦＦ時には回転部材の移動とともに遮光羽根も移動し、その移動方向は特定できなかった。
【００６２】
図８は従来の光量調節装置における回転部材に設けられた丸穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を表す図である。
【００６３】
従来の光量調節装置は本発明の光量調節装置とは回転部材が異なるが、他の構成要素は本発明のものと同一となるので、同一符号を記して説明は省略する。
【００６４】
図８（ａ）はステッピングモータ１１の通電がＯＮ状態である時の丸穴１８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００６５】
図８（ｂ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材１８が戻り方向に１ステップ分回転移動した時の丸穴１８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００６６】
図８（ｃ）はステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした時にステッピングモータ１１のコギングトルクにより回転部材１８が進み方向に１ステップ分回転移動した時の丸穴８ｂと第１軸部１ｃとの位置関係を表している。
【００６７】
図８（ａ）の状態と比べて図８（ｂ）の状態は、回転部材１８が戻り方向に１ステップ分回転移動するとともに、第１軸部１ｃも戻り方向に１ステップ分回転移動している。
【００６８】
また、図８（ａ）の状態と比べて図８（ｃ）の状態は、回転部材１８が進み方向に１ステップ分回転移動するとともに、第１軸部１ｃも進み方向に１ステップ分回転移動している。
【００６９】
すなわち、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、１−２相励磁駆動の２相通電時にステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした場合は、以下のような動きになる。つまり、回転部材１８は遮光羽根１〜７とともにステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分移動させられ、その方向は特定されないのである。
【００７０】
図６は、回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成されている場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を示している。
【００７１】
図６（ａ）は従来の回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成している場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を表す図である。
【００７２】
図６（ｂ）は本実施形態の回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成している場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を表す図である。
なお、ここで言う口径精度とは本来のステップ数における開口径と実際の開口径との差分がどの程度のものかを示した数値である。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部を第１軸部と同径の円で構成した場合、１−２相励磁駆動の１相通電時に相当する奇数のステップ位置では通電ＯＮ（点線）と通電ＯＦＦ（実線）の口径精度の差はほとんどない。
【００７４】
しかし、１−２相励磁駆動の２相通電時に相当する偶数のステップ位置では通電ＯＦＦした場合に口径精度のばらつきが発生しており、その方向性は＋側（戻り方向）−側（進み方向）のどちらにも発生している。
【００７５】
一方、図６（ｂ）に示すように回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部を長穴形状で構成した場合は、図６（ａ）に示した従来例の構造と同じく、１−２相励磁駆動の１相通電時に相当する奇数ステップ位置で通電ＯＮと通電ＯＦＦの口径精度の差はほとんどない。
【００７６】
しかし、図６（ｂ）に示した本発明の構成においては、１−２相励磁駆動の２相通電時に相当する偶数のステップ位置で通電ＯＦＦした場合の口径精度のばらつきは−側（進み方向）のみに発生している。
【００７７】
したがって、トータルで見た場合の口径精度のばらつき幅は、従来例の光量調整装置に比べて、本発明の光量調節装置では約半分になっており、通電ＯＦＦ時の口径精度が向上しているのがわかる。
【００７８】
このように、本発明の光量調節装置では、１−２相励磁駆動の２相通電時、つまり不安定位置で通電をＯＦＦした時の遮光羽根のばらつき方向を特定できるので、通電ＯＦＦ時の絞り口径精度が向上するため、長時間露光時に通電を切ることができる。
【００７９】
また、長時間露光時に通電を切ることができるので、電力消費を減らすことが可能になる。
【００８０】
なお、本実施形態では回転部材８の長穴部８ｂ〜８ｈの２つのＲ部中心８ｏ、８ｐと回転部材８の回転中心である８ｌとのなす角θを
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
と設定したが、θ＞３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２と設定しても、本発明の効果は同様のものとなる。
【００８１】
＜第２の実施形態＞
図７は第２の実施形態における回転部材に設けられた長穴部の１つの拡大図である。
【００８２】
本実施形態における光量調節装置は第１の実施形態とは回転部材の長穴部形状のみが異なり、その他の構成要素は同一であるので、説明は省略する。
【００８３】
図７における、長穴部２８ｂは、２８ｏからＲ１の距離にある端部２８ｍと、２８ｐからＲ１の距離にある端部２８ｎと、回転部材８の回転中心２８ｌを中心としたＲ部２８ｑと２８ｒとからなる長穴形状に形成される。
【００８４】
８ｏと８ｐは回転部材２８の回転中心である２８ｌから等距離の位置にある。
【００８５】
Ｒ部２８ｑとＲ部２８ｒとの距離Ｄ１は遮光羽根１の第１軸部１ｃの直径とほぼ等しい値に設定され（部品公差分Ｄ１のほうが大きい）、Ｒ１は遮光羽根１の第１軸部１ｃの半径とほぼ等しい値に設定される。
【００８６】
２８ｌから２８ｏを結んだ線と端部２８ｍは平行状態にあり、２８ｌから２８ｐを結んだ線と端部２８ｎは平行状態にある。また、２８ｏ、２８ｐと回転部材２８の回転中心である２８ｌとのなす角θは以下の式で設定される。
【００８７】
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
Ｎ：ステッピングモータ１１のマグネット着磁極数
Ｚ１：ピニオンギア１２の歯数
Ｚ２：回転部材２８のギア部２８ｊの歯数
ここで、θはステッピングモータ１１の１−２相励磁駆動における１ステップ駆動時の回転部材２８の回転角に相当する。
【００８８】
不図示の他の長穴部２８ｃ〜２８ｈも同様の形状となる。
【００８９】
回転部材２８の長穴部を上記のような形状にすることで、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９０】
つまり、遮光羽根が初期位置から所定の絞り位置まで駆動した後、１−２相励磁駆動の２相通電時にステッピングモータ１１の通電をＯＦＦした場合は、回転部材２８はステッピングモータ１１のコギングトルクにより１ステップ分移動させられる。この時、その移動方向は特定されないが、遮光羽根１〜７は進み方向に移動するときのみ移動し、戻り方向に移動する時は移動しないため、絞り口径を決める遮光羽根自体の移動方向は特定されることになる。
【００９１】
なお、本実施形態では回転部材２８の長穴部２８ｂ〜２８ｈに設定される角θを
θ＝３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２
と設定したが、θ＞３６０／４Ｎ＊Ｚ１／Ｚ２と設定しても、本発明の効果は同様のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１の実施形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。
【図２】第１の実施形態の光量調節装置における遮光羽根と回転部材とカム部材との位置関係を表す図である。
【図３】第１の実施形態の光量調節装置における回転部材に設けられた長穴の拡大図である。
【図４】第１の実施形態のステッピングモータのコギングトルクを表す図である。
【図５】第１の実施形態の回転部材に設けられた長穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を示した図である。
【図６】回転部材に設けられる遮光羽根の嵌合部が第１軸部と同径の円で構成されている場合の光量調節装置のモータ駆動における絞り口径精度を示した図である。
【図７】第２の実施形態における回転部材に設けられた長穴部の１つの拡大図である。
【図８】従来の光量調節装置における回転部材に設けられた丸穴と遮光羽根に設けられた第１軸部との位置関係を表す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１〜７ 遮光羽根
１ａ〜７ａ 第１基部
１ｂ〜７ｂ 第２基部
１ｃ〜６ｃ 第１軸部
１ｄ〜６ｄ 第２軸部
８ 回転部材
８ｂ〜８ｈ 長穴部
２８ｂ 長穴部
８ｉ ギア部
９ カム部材
９ｂ〜９ｈ カム溝部
１０ 押え部材
１１ ステッピングモータ
１２ ピニオンギア
１３ 初期位置センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の遮光羽根と、
前記遮光羽根の動きを規制するカムを有するカム部材と、
回転動作をすることで前記遮光羽根を所定の絞り径となる絞り位置まで駆動する回転手段と、
前記回転手段を駆動するステッピングモータとを備えた光量調節装置において、
前記回転手段は前記遮光羽根に設けられた軸が嵌合する穴部を有し、
前記穴部の前記遮光羽根の駆動方向への長さが、前記軸の直径と前記穴部における前記ステッピングモータによる１ステップの移動量を足した長さよりも長いことを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記回転手段の前記遮光羽根が接触する面の表面摩擦係数は前記カム部材の前記遮光羽根が接触する面の表面摩擦係数よりも小さい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】
前記遮光羽根の絞り位置に応じて前記ステッピングモータの駆動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、該遮光羽根を初期位置から所定の絞り位置に駆動させる時の該ステッピングモータの駆動ステップ数よりも、該遮光羽根を該所定の絞り位置から該初期位置に戻す時の駆動ステップ数を多くすることを特徴とする請求項１乃至２に記載の光量調節装置。
【請求項１】
複数枚の遮光羽根と、
前記遮光羽根の動きを規制するカムを有するカム部材と、
回転動作をすることで前記遮光羽根を所定の絞り径となる絞り位置まで駆動する回転手段と、
前記回転手段を駆動するステッピングモータとを備えた光量調節装置において、
前記回転手段は前記遮光羽根に設けられた軸が嵌合する穴部を有し、
前記穴部の前記遮光羽根の駆動方向への長さが、前記軸の直径と前記穴部における前記ステッピングモータによる１ステップの移動量を足した長さよりも長いことを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記回転手段の前記遮光羽根が接触する面の表面摩擦係数は前記カム部材の前記遮光羽根が接触する面の表面摩擦係数よりも小さい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】
前記遮光羽根の絞り位置に応じて前記ステッピングモータの駆動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、該遮光羽根を初期位置から所定の絞り位置に駆動させる時の該ステッピングモータの駆動ステップ数よりも、該遮光羽根を該所定の絞り位置から該初期位置に戻す時の駆動ステップ数を多くすることを特徴とする請求項１乃至２に記載の光量調節装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１４９２１（Ｐ２００９−１４９２１Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７５２９５（Ｐ２００７−１７５２９５）
【出願日】平成１９年７月３日（２００７．７．３）
【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２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３日（２００７．７．３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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