光調節装置

【課題】光調節手段に対する摩擦力を低減させ、これにより光調節手段の回転動作を安定させることのできる光調節装置を提供する。
【解決手段】光学開口がそれぞれ形成された第１の基板及び第２の基板と、少なくとも１つの光調節手段と、第１の基板と第２の基板の間に配置され、光調節手段が動作可能なスペースを形成するスペーサと、第１の基板上に配置された光調節手段を動作させる駆動手段と、を有し、駆動手段により光調節手段を動作させることによって、光調節手段を開口から退避した第１の静止位置と、開口に重なる第２の静止位置と、に相互に回動させ、光学開口を通過する入射光を調整する光調節装置であって、光調節手段に対する摩擦力を低減するための振動を発生する振動発生手段を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像機能を有した携帯機器やマイクロビデオスコープ等の小型光学装置の高性能化に伴い、レンズ、絞り、光学フィルタ等の光学素子も、従来の固定焦点レンズ、固定開口絞りから、フォーカスレンズ、可変絞り、可変光学フィルタを適用する要求が高まっている。さらに、高性能化された光学素子においても更なる小型化・薄型化が望まれている。
【０００３】
図１１は、従来の光量調整装置の全体構成を示す分解斜視図である。図１１に示す光量調整装置は、基板を多層基板構造として大きな透磁率を有する物質の膜をコアとするコイルをプリント基板上に作成している。このように構成されたコイル体９２５に、少なくとも二極以上に着磁した円筒形のローター９２０をはめこみ、このローター９２０に通過光量を調節する絞り羽根９１５を固定している。絞り羽根９１５は、上下基板９１０、９１１に挟まれるように配置され、プリント基板上に形成したコイルによって上下基板９１０、９１１に形成された隙間の中を移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２０３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１１の光量調整装置においては、絞り羽根９１５は必ずしも上下基板９１０、９１１に対して平行には移動せず、傾いた状態で移動することが懸念される。絞り羽根９１５は、上下基板９１０、９１１に対して傾いた状態で移動した場合、上下基板９１０、９１１に接触することにより、摩擦が増大する、引っ掛かりなどが生じやすくなる等といった問題が発生し、安定した動作が出来なってしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光調節手段に対する摩擦力を低減させ、これにより光調節手段の回転動作を安定させることのできる光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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光調節装置は、光学開口がそれぞれ形成された第１の基板及び第２の基板と、少なくとも１つの光調節手段と、第１の基板と第２の基板の間に配置され、光調節手段が動作可能なスペースを形成するスペーサと、第１の基板上に配置された光調節手段を動作させる駆動手段と、を有し、駆動手段により光調節手段を動作させることによって、光調節手段を開口から退避した第１の静止位置と、開口に重なる第２の静止位置と、に相互に回動させ、光学開口を通過する入射光を調整する光調節装置であって、光調節手段に対する摩擦力を低減するための振動を発生する振動発生手段を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る光調節装置において、振動発生手段は、光軸方向に向かう方向に振動を与えることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る光調節装置において、振動発生手段は、光軸方向に沿った方向に振動を与えることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る光調節装置において、振動発生手段は、光調節装置の装置本体の周囲に配置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る光調節装置において、振動発生手段は、光調節装置の装置本体の裏面に配置されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光調節装置において、第１の基板及び第２の基板には、光調節手段の受けとなる切り欠き部が形成され、振動発生手段の少なくとも一部は、光調節手段の脱落を防止する留め部を兼ねることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る光調節装置において、振動発生手段は、駆動手段より光軸方向に突出していることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る光調節装置において、第１基板又は第２基板が振動発生手段であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る光調節装置において、光調節手段が振動発生手段であることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る光調節装置において、スペーサが振動発生手段であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る光調節装置において、光調節手段の動作時に振動発生手段を振動させる制御部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る光調節装置は、光調節手段に対する摩擦力を低減させ、これにより光調節手段の回転動作を安定させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る光調節装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る光調節装置の装置本体に振動発生部材を固定する前の状態を示す分解斜視図である。
【図３】組み上げた状態の光調節装置を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態における入射光調節手段が第１の静止位置にある状態を示す平面図である。
【図５】第１実施形態における入射光調節手段が第２の静止位置にある状態を示す平面図である。
【図６】第２実施形態に係る光調節装置の構成を示す分解斜視図である。
【図７】第２実施形態における、第１基板、スペーサ、及び第２基板を組み上げた状態の光調節装置６０を示す分解斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る光調節装置の装置本体に、振動発生部材を固定する前の状態を示す分解斜視図である。
【図９】組み上げた状態の光調節装置を示す斜視図である。
【図１０】第３実施形態に係る光調節装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１１】従来の光量調整装置の全体構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る光調節装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
図１から図５を用いて、第１実施形態に係る光調節装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る光調節装置５０の構成を示す分解斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、光調節装置５０は、光学開口１０２及び回転軸穴１０３が形成された第１基板１０１と、光学開口２０２及び回転軸穴２０３が形成された第２基板２０１と、光学開口３０１が形成された光調節手段３００と、第１基板１０１と第２基板２０１との間に配置され、光調節手段３００が動作可能となるスペースを作る為のスペーサ４０１と、光調節手段３００を動作させる電磁駆動源５００と、光調節手段３００に対する摩擦力を低減するための振動を発生する振動発生手段としての振動発生部材６０１と、振動発生部材６０１を振動させる制御部６０３と、を備える。
【００２２】
図２は、光調節装置５０の装置本体５１に振動発生部材６０１を固定する前の状態を示す分解斜視図である。図３は、組み上げた状態の光調節装置５０を示す斜視図である。
【００２３】
第１基板１０１と第２基板２０１は、第１基板１０１の中心に設けた光学開口１０２と第２基板２０１の中心に設けた光学開口２０２が光軸ＡＸ上に同心状に位置するように、光軸ＡＸに沿って順に配置される。
【００２４】
光調節手段３００の回転中心には、磁性を有する回転軸部材３０２が直接設けられている。光調節手段３００は、第１基板１０１と第２基板２０１の間に配置されている。回転軸部材３０２は、光軸ＡＸに沿って延びるように、下端部が第２基板２０１の回転軸穴２０３内に嵌め込まれ、上端部が第１基板１０１の回転軸穴１０３を貫通している。光調節手段３００は、回転軸部材３０２を中心にして回動し、これにより光学開口３０１が光学絞りとして機能する。ここで、光学開口３０１に代えて、光調節手段３００に、例えばレンズやフィルタを設けることもできる。また、光調節手段３００は複数設けても良い。
【００２５】
電磁駆動源５００は、第１基板１０１上に配置され、略コの字状のヨーク部材５０２に、２つの巻線コイル５０１をそれぞれ巻線したものである。ヨーク部材５０２の二つの先端部５０３、５０４は、回転軸部材３０２にそれぞれ対向している。
【００２６】
装置本体５１（図２）の裏面、すなわち第２基板２０１の下面２０１ａには、振動発生部材６０１が固定されている。振動発生部材６０１は、例えば、圧電性を備えた薄膜を蒸着で形成したり、圧電性の板状部材を接着することにより第２基板２０１の下面２０１ａに設ける。振動発生部材６０１には、第２基板２０１の光学開口２０２に対応する位置に、開口６０２が設けられている。また、振動発生部材６０１には、振動発生部材６０１に振動を発生させるための制御部６０３が接続されている。
【００２７】
次に図４、図５を用いて、光調節装置５０の動作について説明する。図４は、入射光調節手段３００が第１の静止位置にある状態を示す平面図である。図５は、入射光調節手段３００が第２の静止位置にある状態を示す平面図である。図４及び図５においては、第１基板１０１、電磁駆動源５００、及び振動発生部材６０１の図示を省略している。
【００２８】
電磁駆動源５００及び回転軸部材３０２は駆動手段を構成する。光調節手段３００は、駆動手段によって駆動される。より具体的には、巻線コイル５０１に所定の電流を印加すると先端部５０３、５０４の間に配置された回転軸部材３０２がその軸の周りを回動する。この回動にしたがって光調節手段３００は、回転軸部材３０２を回転軸として、光軸ＡＸの方向に対して鉛直な平面内において、第１の静止位置と、第２の静止位置と、に相互に回動し、これにより光学開口３０１の位置が変わり、光調節装置５０の光学開口を通過する入射光を調整する。
【００２９】
光調節手段３００が第１の静止位置にあるとき、光学開口３０１は第１基板１０１の光学開口１０２及び第２基板２０１の光学開口２０２から退避した位置にある。このとき、光調節手段３００は、スペーサ４０１の内壁に当接することにより、その位置に静止している。この状態においては、光調節装置５０としての光学開口は第１基板１０１に形成した光学開口１０２、又は第２基板２０１に形成した光学開口２０２となる。
【００３０】
一方、光調節手段３００が第２の静止位置にあるとき、光学開口３０１は第１基板１０１の光学開口１０２及び第２基板２０１の光学開口２０２に重なる位置にある。このとき、光調節手段３００は、スペーサ４０１の内壁に当接することにより、その位置に静止している。この状態においては、光調節装置５０としての光学開口は光調節手段３００に形成された光学開口３０１となる。
【００３１】
なお、第１実施形態に係る光調節装置５０では、スペーサ４０１を光調節手段３００の静止位置のストッパーとして機能（兼用）させているが、別途ストッパー部材を用いてもよい。
【００３２】
光調節装置５０においては、第２基板２０１の下面２０１ａに貼り付けている振動発生部材６０１に一つの特徴がある。以下、振動発生部材６０１の役割について説明する。
電磁駆動源５００に電流を印加し、これによって発生する磁力により光調節手段３００を回転移動させる際、同時に振動発生部材６０１に制御部６０３より駆動信号を与え、振動発生部材６０１を振動させる。この振動が各構成部材を通じ、光調節手段３００に伝わることで、光調節手段３００は振動しながら動作する。振動方向は、光軸ＡＸに向かう方向である。その結果、光調節手段３００と基板１０１、２０１との間に発生する摩擦が低減し、又は引っ掛かりが生じにくくなる。これにより、光調節手段３００の回転動作が安定する。
なお、制御部６０３は、光調節手段３００の動作時に加えて、光調節手段３００の動作時以外のタイミングで振動発生部材６０１を振動させることもできる。
【００３３】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る光調節装置においては、第１実施形態の振動発生部材６０１に代えて装置本体の周囲に振動発生手段としての振動発生部材７０１を配置した点、及び、基板１０１、２０１に代えて、切り欠き部をそれぞれ設けた基板１２１、２２１を用いた点が第１実施形態に係る光調節装置５０と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る光調節装置５０と同様であって、同様の部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
図６は、第２実施形態に係る光調節装置６０の構成を示す分解斜視図である。図７は、第１基板１２１、スペーサ４０１、及び第２基板２２１を組み上げた状態の光調節装置６０を示す分解斜視図である。図８は、光調節装置６０の装置本体６１に、振動発生部材７０１を固定する前の状態を示す分解斜視図である。図９は、組み上げた状態の光調節装置６０を示す斜視図である。
【００３５】
第１基板１２１には、光学開口１２２及び切り欠き部１２４が形成され、第２基板２２１には、光学開口２２２及び切り欠き部２２４が形成されている。第１基板１２１の中心に設けた光学開口１２２と第２基板２２１の中心に設けた光学開口２２２は、光軸ＡＸ上に同心状に位置するように、光軸ＡＸに沿って順に配置される。第１基板１２１の切り欠き部１２４は、第１基板１２１の外周の一部に形成され、第２基板２２１の切り欠き部２２４は、第１基板１２１の切り欠き部１２４に対応するように、第２基板２２１の外周の一部に形成されている。
【００３６】
振動発生部材７０１は、外径が第２基板２２１の外径と略同一のリング形状を備え、光調節装置６０の装置本体６１の周囲を覆うように、第２基板２２１上に配置される。振動発生部材７０１には、振動発生部材７０１に振動を発生させるための制御部７０２が接続されている。
【００３７】
次に、光調節装置６０の組立について説明する。
まず、図７に示すように、第１基板１２１、スペーサ４０１、及び第２基板２２１、を順に重ねて貼り合わせる。その後、光調節手段３００を図７中の矢印方向に移動して、切り欠き部１２４、２２４に横から差し込む。つづいて、図８に示すように、電磁駆動源５００を第１基板１２１上に配置することにより、装置本体６１を組み上げる。
なお、光調節手段３００の切り欠き部１２４、２２４への差し込みと電磁駆動源５００の第１基板１２１上への配置は、どちらを先に行っても良い。
【００３８】
次に、図８に示すように、組み上げた装置本体６１に振動発生部材７０１を嵌め込む。振動発生部材７０１は、装置本体６１の周囲を覆うように第２基板２２１の上面に配置する。
光調節装置６０においては、振動発生部材７０１が装置本体６１の周囲にはめ込まれることに一つの特徴がある。この構成により、第１実施形態に係る光調節装置５０と同様に、光調節手段３００の駆動時に振動発生部材７０１を振動させ、この振動が光調節手段３００に伝わることで、光調節手段３００は光軸ＡＸに向かう方向に振動しながら動作する。これにより、光調節手段３００と基板１２１、２２１との間に発生する摩擦力が低減し、又は引っ掛かりが生じにくくなる。これにより、光調節手段３００の回転動作が安定する。
【００３９】
ここで、第１実施形態に係る光調節装置５０と第２実施形態に係る光調節装置６０との違いについて説明する。
第１実施形態に係る光調節装置５０は、装置本体５１の背面（第２基板２０１の下面２０１ａ）に振動発生部材６０１を設けていた為、光軸ＡＸ方向への厚みが増していた。これに対して、第２実施形態に係る光調節装置６０では、振動発生部材７０１を装置本体６１の周囲に配置していることから光軸ＡＸ方向へ厚くなってしまうことがない。
つまり、光軸ＡＸの方向の薄型化が求められる場合は第２実施形態のような構成を、細径化が求められる場合は、第１実施形態のような構成を用いることができる。
【００４０】
また、光調節装置６０においては、基板１２１、２２１に切り欠き部１２４、２２４をそれぞれ設け、そこから光調節手段３００を差し込むような構成になっている。この構成によれば、第１実施形態のように、回転軸部材３０２と基板１０１、２０１の回転軸穴１０３、２０３との位置合せをしながら組立を行う必要がない為、組立がより容易になる。
【００４１】
一方、光調節手段３００を切り欠き部１２４、２２４から差し込んだだけでは光調節手段３００が脱落してしまう可能性が高い。そこで、振動発生部材７０１を脱落防止部材として用いる、すなわち、振動発生部材７０１に光調節手段３００の脱落を防止する留め部を兼ねさせると、光調節手段３００が脱落してしまうことがなくなる。
【００４２】
さらに、駆動源である電磁駆動源５００や回転軸部材３０２よりも光軸ＡＸの方向へ振動発生部材７０１を突出させることで、電磁駆動源５００や回転軸部材３０２が他の部材と接触して破損してしまうなどといった問題の発生も防止することが出来る。
【００４３】
また、振動発生部材７０１に、光調節手段３００を第１の静止位置に静止させるストッパーとしての機能を持たせてもよい。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００４４】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る光調節装置においては、第１基板１０１、第２基板２０１、光調節手段３００、及びスペーサ４０１のいずれかの部材を振動発生部材（振動発生手段）とし、装置本体から独立した振動発生部材６０１を用いない点が第１実施形態に係る光調節装置と異なる。
【００４５】
図１０は、第３実施形態に係る光調節装置の構成を示す分解斜視図である。第３実施形態に係る光調節装置は、第１実施形態に係る光調節装置５０の装置本体５１と同様の構成であって、制御部６０３は、第１基板１０１、第２基板２０１、光調節手段３００、及びスペーサ４０１のうち、振動を発生する部材に接続される。ここで、図１０に示す例では、第１基板１０１を振動発生部材とし、制御部６０３が接続されている（図１０の実線）。第１基板１０１以外の部材を振動発生部材とする場合は、図１０に示すように、対応する構成部材に制御部６０３を接続する（図１０の破線）。
【００４６】
第３実施形態に係る光調節装置は、第１及び第２実施形態に係る光調節装置と異なり、装置本体以外に独立した振動発生部材を別途用いる必要がないことに一つの特徴がある。つまり、この光調節装置は、その主な構成部材である、第１基板１０１、第２基板２０１、光調節手段３００、及びスペーサ４０１のいずれかの部材が振動発生部材として構成され、振動発生部材は、制御部６０３から送られる駆動信号によって振動し、この振動が光調節手段３００に伝わることで、光調節手段３００は光軸ＡＸに沿った方向に振動しながら動作する。
【００４７】
このような構成にすることにより、光調節装置のいずれかの構成部材が振動するため、別途振動発生部材を用意する必要がないことから、部品点数を減らすことができ、組立が容易になる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明に係る光調節装置は、小型化・薄型化された光学装置に有用である。
【符号の説明】
【００４９】
５０光調節装置
５１装置本体
６０光調節装置
６１装置本体
１０１第１基板
１０２光学開口
１０３回転軸穴
１２１第１基板
１２２光学開口
１２４切り欠き部
２０１第２基板
２０１ａ下面
２０２光学開口
２０３回転軸穴
２２１第２基板
２２２光学開口
２２４切り欠き部
３００光調節手段
３０１光学開口
３０２回転軸部材
４０１スペーサ
５００電磁駆動源
５０１巻線コイル
５０２ヨーク部材
５０３、５０４先端部
６０１振動発生部材
６０２開口
６０３制御部
７０１振動発生部材
７０２制御部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学開口がそれぞれ形成された第１の基板及び第２の基板と、
少なくとも１つの光調節手段と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置され、前記光調節手段が動作可能なスペースを形成するスペーサと、
前記第１の基板上に配置された前記光調節手段を動作させる駆動手段と、を有し、
前記駆動手段により前記光調節手段を動作させることによって、前記光調節手段を前記開口から退避した第１の静止位置と、前記開口に重なる第２の静止位置と、に相互に回動させ、前記光学開口を通過する入射光を調整する光調節装置であって、
前記光調節手段に対する摩擦力を低減するための振動を発生する振動発生手段を備えることを特徴とする光調節装置。
【請求項２】
前記振動発生手段は、光軸方向に向かう方向に振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
【請求項３】
前記振動発生手段は、光軸方向に沿った方向に振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
【請求項４】
前記振動発生手段は、前記光調節装置の装置本体の周囲に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光調節装置。
【請求項５】
前記振動発生手段は、前記光調節装置の装置本体の裏面に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
【請求項６】
前記第１の基板及び前記第２の基板には、前記光調節手段の受けとなる切り欠き部が形成され、前記振動発生手段の少なくとも一部は、前記光調節手段の脱落を防止する留め部を兼ねることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置。
【請求項７】
前記振動発生手段は、前記駆動手段より光軸方向に突出していることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の光調節装置。
【請求項８】
前記第１基板又は前記第２基板が前記振動発生手段であることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
【請求項９】
前記光調節手段が前記振動発生手段であることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
【請求項１０】
前記スペーサが前記振動発生手段であることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
【請求項１１】
前記光調節手段の動作時に前記振動発生手段を振動させる制御部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光調節装置。

【図１】