JP2010039030A - 光調節装置の駆動方法、光調節装置の制御装置、及び光調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光学素子を備えた光調節装置において、光学素子間の影響や干渉によって動作が不安定となることを防ぐ。
【解決手段】開口を有する基板と、基板上を変位する複数の入射光調節手段と、入射光調節手段に対し、開口位置へ変位させる開口変位駆動力と開口位置以外の退避位置へ変位させる退避変位駆動力を作用させる複数の駆動手段と、を有し、駆動手段により、入射光調節手段を開口位置と退避位置に相互に変位させ、開口を通過する入射光を調整し、各々の入射光調節手段の開口位置への変位が、他の入射光調節手段に対して排他的である光調節装置の駆動方法であって、入射光調節手段を変位させるステップが、開口位置に配置された第１の入射光調節手段を退避位置に変位させるステップと、ステップの完了後に、退避位置に配置された第２の入射光調節手段を開口位置に変位させるステップと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光調節装置の駆動方法、光調節装置の制御装置、及び光調節装置に関するものである。

従来から光調節装置として多種多様な方式が実施されているが、その一手法として、単数もしくは複数の光学素子を、電磁もしくはその他の駆動源により、光路内外に相互に変位させ、光路を通過する入射光の光学特性を変化させる差込式光調節装置がある。この差込式光調節装置は、光学素子を複数形成することでその機能を拡張させることが可能となる。更に、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撮像機器の高画質化に伴い、レンズや絞り、光学フィルター等の光学素子も、従来の固定焦点レンズ、固定絞り、固定特性フィルターから、フォーカスレンズ、可変絞り、可変特性フィルターを適用する要求が高まっており、この様な小型撮像機器に適用する光調節装置として、先述の差込式光調節装置は構成が簡単なことから、小型に適した光調節装置として注目されている。この様な小型化に適した差込式光調節装置の例として、特許文献１では、光量を制御する複数の遮光部材と、磁器回路にて電磁的駆動力を得て複数の遮光部材をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、複数の遮光部材及び複数の駆動手段を取り付けるベース部材を備えており、複数の駆動手段の中間部に漏れ磁束の流入を阻止する阻止部材を設けることで装置の小型化と安定駆動を実現している。

特開２００６−３３０３１４号公報

しかしながら、複数の光学素子（特許文献１では遮光部材）を安定して駆動させる場合、光調節装置の構成で安定化を図ることもさることながら、各々の光学素子を如何に協調させて駆動するかと言う点も重要になる。何故ならば、各々の光学素子は、他の光学素子と接触している、もしくは、駆動の過程で接触する可能性がある為、一つの光学素子の動作が他の光学素子に影響を与える、もしくは、干渉する可能性があり、この光学素子間の影響や干渉により、光調節装置の動作が不安定になることが考えられる。この点に関して、特許文献１では、各々の遮光部材の動作について詳細に言及されていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の光学素子を備えた光調節装置において、光学素子間の影響や干渉によって、光調節装置の動作が不安定となることを防ぐことのできる光調節装置を提供することを目的とする。

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の駆動方法は、開口を有する基板と、基板上を変位する複数の入射光調節手段と、入射光調節手段に対し、開口位置へ変位させる開口変位駆動力と開口位置以外の退避位置へ変位させる退避変位駆動力を作用させる複数の駆動手段と、を有し、駆動手段により、入射光調節手段を開口位置と退避位置に相互に変位させ、開口を通過する入射光を調整する光調節装置で、各々の入射光調節手段の開口位置への変位が、他の入射光調節手段に対して排他的である光調節装置の駆動方法であって、入射光調節手段を変位させるステップが、開口位置に配置された第１の入射光調節手段を退避位置に変位させるステップと、ステップの完了後に、退避位置に配置された第２の入射光調節手段を開口位置に変位させるステップと、を備えることを特徴としている。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、退避位置に配置された第２の入射光調節手段を開口位置に変位させるステップが完了した後に、退避位置に配置された全ての入射光調節手段に対応した駆動手段の退避変位駆動力を無くすステップを備えることが好ましい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、開口位置に配置された第１の入射光調節手段を退避位置に変位させるステップに先立って、退避位置に配置された、全ての入射光調節手段に対応した駆動手段の退避変位駆動力を作用させるステップを備えるとよい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、退避位置に配置された第２の入射光調節手段を開口位置に変位させるステップの後に、開口位置に配置された、入射光調節手段に対応した駆動手段の開口変位駆動力を低減させるステップを備えることができる。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、開口変位駆動力と、退避変位駆動力が、入射光調節手段の位置を変位させる動作駆動力と、入射光調節手段の位置を保持させる保持駆動力とからなり、動作駆動力の方が、保持駆動力よりも大きいことが好ましい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、動作駆動力が正弦波形状であるとよい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、保持駆動力を間欠的に入射光調節手段に作用させることができる。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、複数の入射光調節手段が、同一な平面内を変位するとよい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、複数の入射光調節手段が、各々異なる平面内を変位すると共に、各々入射光調節手段に、他の入射光調節手段の開口位置への変位を規制する規制部材が形成されていることが好ましい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、光調節装置の電源投入時に、全ての入射光調節手段を退避位置に変位させることができる。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、入射光調節手段に各々異なる径の開口が形成されていることが実際的である。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、入射光調節手段に各々異なる光学レンズが形成されているとよい。

本発明に係る光調節装置の駆動方法においては、入射光調節手段に各々異なる光学フィルターが形成されていることが好ましい。

本発明に係る光調節装置の制御装置は、上述のいずれかの光調節装置を駆動させる制御装置であって、開口変位駆動力及び退避変位駆動力を生成し、入射光調節手段に作用させることを特徴としている。

本発明に係る光調節装置は、開口を有する基板と、基板上を変位する複数の入射光調節手段と、入射光調節手段に対し、開口位置へ変位させる開口変位駆動力と開口位置以外の退避位置へ変位させる退避変位駆動力を作用させる複数の駆動手段と、入射光調節手段の状態を検出する検出部と、を有し、検出部による検出結果に基づいて、駆動手段により、入射光調節手段を開口位置と退避位置に相互に変位させ、開口を通過する入射光を調整し、各々の入射光調節手段の開口位置への変位が、他の入射光調節手段に対して排他的であることを特徴としている。

本発明に係る光調節装置においては、入射光調節手段に各々異なる径の開口が形成されていることが好ましい。

本発明に係る光調節装置においては、入射光調節手段に各々異なる光学レンズが形成されているとよい。

本発明に係る光調節装置においては、入射光調節手段に各々異なる光学フィルターを形成することができる。

本発明に係る光調節装置の駆動方法、光調節装置の制御装置、及び光調節装置によれば、複数の光学素子間の影響や干渉によって、光調節装置の動作が不安定となることを防ぐことができる、いう効果を奏する。

以下に、本発明に係る光調節装置の駆動方法、光調節装置の制御装置、及び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の実施の形態）
第１の実施の形態に係る光調節装置は、異なる開口径を有する絞り板を複数形成し、各々の絞り板を光路位置及び光路外に相互に変位させることで、開口を通過する光量を段階的に規定する多段可変絞り１００である。図１を参照して、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００（光調節装置）の構成について説明する。図１は第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の構成を示す分解斜視図である。

図１に示す様に、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００は、下部基板１０（基板）と、複数の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃ（入射光調節手段）と、スペーサー３０と、上部基板４０（基板）と、複数のコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ（駆動手段）と、を備える。

下部基板１０には、第１開口１１（開口）、複数の軸受け穴１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、及び、複数の位置決め用突起１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成されている。複数の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃには、互いに径の異なる開口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、及び、軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃが各々形成されている。スペーサー３０には、開口部３１が形成されている。上部基板４０には、第２開口４１（開口）、複数の軸受け穴４２ａ、４２ｂ、４２ｃが形成されている。複数のコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、コア５１ａ、５１ｂ、５１ｃに、コイル線５２ａ、５２ｂ、５２ｃがそれぞれ巻き線されてなる。

以下各々の構成部材の詳細について説明する。
下部基板１０の第１開口１１及び上部基板４０の第２開口４１はその円形の開口の中心が光軸Ｌと一致するように配置され、入射光が通過する光路となる。第１開口１１及び第２開口４１の開口径は同一もしくは異なる径に成形されており、小さい方の開口径が多段可変絞り１００における最大開口径となる。

スペーサー３０は、下部基板１０と上部基板４０との間に配置され、これらの基板の間隔を規定する。

絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、厚さがスペーサー３０よりも薄く、遮光部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び腕部２４ａ、２４ｂ、２４ｃをそれぞれ備える。遮光部２３ａ、２３ｂ、２３ｃには、下部基板１０及び上部基板４０にそれぞれ形成された第１開口１１及び第２開口４１よりも小さな開口２１ａ、２１ｂ、２１ｃがそれぞれ形成されている。また、腕部２４ａ、２４ｂ、２４ｃには、円柱状の磁石からなる軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ圧入されている。軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、腕部２４ａ、２４ｂ、２４ｃの上面から上方に、及び、下面から下方に突出するように、それぞれ圧入されている。また、軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、径方向に対してＳ極及びＮ極となる様に着磁されている。

軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、下部基板１０に形成された軸受け穴１２ａ、１２ｂ、１２ｃにそれぞれ挿入されるとともに、上部基板４０に形成された軸受け孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃにそれぞれ挿入される。これにより、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃを回転軸としてそれぞれ回動可能となる。開口２１ａ、２１ｂ、２１ｃの径が各々異なる絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、第１開口１１及び第２開口４１の中心を軸とした光軸Ｌに対し垂直で、同一な平面内に３箇所形成されている。

コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、コア５１ａ、５１ｂ、５１ｃにコイル線５２ａ、５２ｂ、５２ｃがそれぞれ巻き線されてなる。コア５１ａ、５１ｂ、５１ｃの両端部は、所定の間隔を隔てて先端が互いに対向するよう配置され、コイル腕部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ及びコイル腕部５４ａ、５４ｂ、５４ｃをそれぞれ構成する。このコイル腕部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ及びコイル腕部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃをその対向する所定間隔内で挟む様に上部基板４０にそれぞれ接合される。コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、コイル線５２ａ、５２ｂ、５２ｃに流す電流により、コイル腕部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ及びコイル腕部５４ａ、５４ｂ、５４ｃが、それぞれ相互にＳ極及びＮ極に磁化される。

次に、図２を参照しつつ、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の動作について説明する。ここで、図２は、絞り板２０ａに開口位置へ向かう方向（図２の反時計回り方向）の回転力を、絞り板２０ｂ及び絞り板２０ｃに退避位置へ向かう方向（図２の時計回り方向）の回転力を与えた例を示す平面図であって、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、上部基板４０の図示を省略している。なお、これらの図示の省略は、以下の図においても同様である。

多段可変絞り１００においては、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃにより発生するコイル腕部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ及びコイル腕部５４ａ、５４ｂ、５４ｃの磁極と、軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃの磁極と、の間の磁気的吸引力及び反発力により、軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃに回転力が生じ、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃは軸部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃを回転中心として回動する。この回動の方向はコイル線５２ａ、５２ｂ、５２ｃに流す電流の方向で制御することが出来る。

図２に示す例では、絞り板２０ｂ及び絞り板２０ｃは、図中時計回りに回動し、スペーサー３０の開口部３１の内壁に突き当たった状態で停止する。以降この位置を退避位置と言う。一方、絞り板２０ａは、図中反時計回りに回動し、位置決め用突起１３ａに突き当たった状態で停止する。以降この位置を開口位置と言う。この状態で、絞り板２０ａの開口２１ａは、下部基板１０及び上部基板４０に形成された第１開口１１及び第２開口４１の位置に差し込まれ、入射光が通過する光路の径は、絞り板２０ａに形成された開口２１ａとなる。ここで、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの形状及び位置決め用突起１３ａの形成位置は、開口２１ａの中心が光軸Ｌと一致する様に設定されている。

図２に示す例と同様に、絞り板２０ｂ又は絞り板２０ｃを、位置決め用突起１３ｂ又は位置決め用突起１３ｃに突き当たるまで回動させて開口位置に挿入し、入射光が通過する光路の径を、絞り板２０ｂ又は絞り板２０ｃに形成された開口２１ｂ又は２１ｃとすることが出来る。絞り板２０ｂ、２０ｃの形状及び位置決め用突起１３ｂ、１３ｃの形成位置についても、開口２１ｂ、２１ｃの中心が光軸Ｌと一致する様に設定されている。なお、位置決め用突起１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設けずに、退避位置にあるほかの絞り板に当接させることによって、絞り板を開口位置に配置することもできる。

また、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃに図中時計回りの回転力を与えることで、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを退避位置へ配置すると、入射光が通過する光路の径は、下部基板１０及び上部基板４０に形成された第１開口１１及び第２開口４１の小さい方となる。したがって、多段可変絞り１００の開口径は、４段階に制御することが可能となる。

次に、図３〜図６を参照して、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の駆動方法について説明する。まず、図３及び図４を参照して、１つの絞り板２０ａのみを開口位置又は退避位置へ変位させる基本的な駆動例について説明する。ここで、図３は、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の基本的な駆動状態のときの機構の状態を示す平面図であり、図４は、絞り板２０ａへ作用する駆動力を示す、図３に対応するグラフである。

図３の実線で示す様に、絞り板２０ａに対して図中反時計回り方向（Ｉ方向）の回転力を与え、絞り板２０ａを開口位置に差し込んでいる間の状態は、図４のＡ領域に示す様に、駆動力が開口変位駆動力側に示される。また、図３の破線で示す様に、絞り板２０ａに対して図中時計回り方向（ＩＩ方向）の回転力を与え、絞り板２０ａを開口位置から退避させ、退避位置へ配置している間の状態は、図４のＣ領域に示す様に、駆動力が退避変位駆動力側に示される。また、絞り板２０ａに対して何ら回転力を与えていない間の状態は、図４のＢ領域に示す様に、駆動力は０で示される。

つづいて、図５及び図６を参照しつつ、複数の絞り板を開口位置又は退避位置へ変位させる駆動例について説明する。図５は、駆動状態のときの多段可変絞り１００の機構の状態を示す平面図であり、図６は、複数の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃへそれぞれ作用する駆動力を示すグラフであって、（ａ）は絞り板２０ａへの駆動力、（ｂ）は絞り板２０ｂへの駆動力、（ｃ）は絞り板２０ｃへの駆動力、をそれぞれ示している。

図５の実線に示す様に、初期状態において、絞り板２０ａは開口変位駆動力により開口位置に、絞り板２０ｂ及び絞り板２０ｃは退避変位駆動力により退避位置に配置されている。この状態から、図５の破線に示す様に、絞り板２０ａを退避位置に、絞り板２０ｂを開口位置に変位するには、以下のステップによって行う。

まず、絞り板２０ａに退避変位駆動力を与え、絞り板２０ａを開口位置から退避位置へ変位させる（図５のＩ方向、図６のステップ１）。このステップ１が完了した後、絞り板２０ｂに開口変位駆動力を与え、絞り板２０ｂを退避位置から開口位置へ変位させる（図５のＩＩ方向、図６のステップ２）。なお、初期状態、ステップ１、及びステップ２を通じて、絞り板２０ｃには退避変位駆動力が加えられており、絞り板２０ｃは退避位置に配置されている。

上記のステップ１、２の順に絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを駆動することで、絞り板２０ａと絞り板２０ｂが変位する過程で互いに干渉し、又は、各々の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの駆動を阻害することが防止され、より安定して多段可変絞り１００を駆動することが可能となる。

次に、図７、図８を参照して、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の制御装置について説明する。図７（ａ）は、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の制御装置の構成を示すブロック図であり、図７（ｂ）は、変形例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。図８は、別の変形例に係る多段可変絞りの構成を示す平面図である。

図７（ａ）に示す様に、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の制御装置は、本体（不図示）側からの制御指令信号に基づき、各絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃに作用させる駆動力と作用時間を生成するタイミング発生部７１と、このタイミング発生部７１の信号に基づき各絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃに作用させる駆動力を生成する駆動力生成部７２と、を備える。第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００では、電磁力により絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを駆動するために、駆動力生成部７２において、各コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃに印加する電流を生成する。

制御装置は、図７（ｂ）に示す様に、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの状態を検出し、検出結果をタイミング発生部７１にフィードバックする検出部７３が付加されても良い。この検出部７３では、例えば、開口を通過する光量を検出することで絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの状態を検出する。また、検出部７３としては、図８に示す様に、スペーサー３０の開口部３１の内側面に、圧力センサーや静電容量センサー等からなる検出センサー６０を設け、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃのスペーサー３０への突き当て状態を検出しても良い。

図７（ａ）に示す駆動装置では、一定のパターンがタイミング発生部７１内のメモリー（不図示）に蓄積されており、このパターンの情報に基づいて絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの駆動タイミング信号が生成される。一方、図７（ｂ）に示す駆動装置では、一定のパターンがタイミング発生部７１内のメモリーに蓄積されており、更に、検出部７３からの信号をトリガーとして絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの駆動タイミング信号が生成される。

第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００では、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを光軸Ｌに対し垂直で、同一な平面内で変位させることにより、各々の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの開口位置への変位が、他の絞り板の開口位置への変位を排他的にしている。すなわち、１つの絞り板が開口位置にあるとき、ほかのすべての絞り板は退避位置にあるように変位する。これに対して、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを光軸Ｌに対し垂直で、各々異なる平面内を変位させる様に形成した場合には、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの遮光部２３ａ、２３ｂ、２３ｃに突起等を設けることにより、各々の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの開口位置への変位が、他の絞り板の開口位置への変位を排他的にすることができる。

また、第１の実施の形態に係る絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを複数の光学レンズにそれぞれ置き換えることによって、光学レンズ脱着装置として用いることも可能である。さらにまた、第１の実施形態に係る絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを複数の光学フィルターにそれぞれ置き換えることによって、透過光量もしくは透過波長域を変える光学フィルター脱着装置として用いることも可能である。また、第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００では、駆動源として磁石とコイルによる電磁方式を例に説明をしたが、人工筋肉を用いた方式や、形状記憶合金を用いた方法等、その他の方式を用いることも可能である。

（第２の実施の形態）
次に、図９、図１０を参照しつつ、第２の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法について説明する。図９は、駆動状態のときの多段可変絞り１００の機構の状態を示す平面図である。図１０は、複数の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃへそれぞれ作用する駆動力を示すグラフであって、（ａ）は絞り板２０ａへの駆動力、（ｂ）は絞り板２０ｂへの駆動力、（ｃ）は絞り板２０ｃへの駆動力、をそれぞれ示している。なお、第２の実施の形態に係る多段可変絞りの構成は第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図９の実線に示す様に、初期状態において、絞り板２０ａは開口変位駆動力により開口位置に、絞り板２０ｂ及び絞り板２０ｃは退避変位駆動力により退避位置に配置されている。この状態から、図９の破線に示す様に、絞り板２０ａを退避位置に、絞り板２０ｂを開口位置に変位するには、以下のステップによって行う。

まず、絞り板２０ａに退避変位駆動力を与え、絞り板２０ａを開口位置から退避位置へ変位する（図９のＩ方向、図１０のステップ１）。このステップ１が完了した後、絞り板２０ｂに開口変位駆動力を与え、絞り板２０ｂを退避位置から開口位置へ変位する（図９のＩＩ方向、図１０のステップ２）。さらに、ステップ２が完了した後、退避位置に配置された絞り板２０ａ及び絞り板２０ｃの退避変位駆動力を０とする（ステップ３）。

第２の実施の形態に係る駆動方法のステップ１及びステップ２は、第１の実施の形態に係る駆動方法のステップ１及びステップ２と同様であるが、第２の実施の形態に係る駆動方法では、さらにステップ３を行っている。ステップ３の実行により、退避位置に配置された絞り板２０ａ、２０ｃの駆動力を０とした場合、退避位置に配置された絞り板２０ａ及び絞り板２０ｃは何ら駆動力が作用していない為、重力、外部からの衝撃、加速度の発生などにより、その配置状態が定まらない。しかし、絞り板２０ｂが開口領域に配置されており、かつ開口変位駆動力が作用している為、絞り板２０ａ及び絞り板２０ｃは絞り板２０ｂに突き当たることで可動領域が規制される。この様に退避位置に配置された絞り板２０ａ、２０ｃの退避変位駆動力を０とすることで、絞り板の配置状態に影響を与えることなく、消費電力を低減することが可能となる。
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。

（第３の実施の形態）
つづいて、図１１、図１２を参照して、本実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法について説明する。図１１は、駆動状態のときの多段可変絞り１００の機構の状態を示す平面図である。図１２は、複数の絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃへそれぞれ作用する駆動力を示すグラフであって、（ａ）は絞り板２０ａへの駆動力、（ｂ）は絞り板２０ｂへの駆動力、（ｃ）は絞り板２０ｃへの駆動力、をそれぞれ示している。なお、第３の実施の形態に係る多段可変絞りの構成は第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図１１の実線に示す様に、初期状態において、絞り板２０ｂ開口変位駆動力により開口位置に、絞り板２０ａ及び絞り板２０ｃは退避位置に配置されている。初期状態においては、図１２に示す様に、退避位置に配置された絞り板２０ａ及び絞り板２０ｃへの退避変位駆動力は作用していない。この状態から、図１１の破線に示す様に、絞り板２０ｂを退避位置に、絞り板２０ｃを開口位置に変位するには、以下のステップによって行う。

まず、退避位置に配置された絞り板２０ａ及び絞り板２０ｃに退避変位駆動力を与え、退避位置に保持する（ステップ０）。次に、ステップ０が完了した後、絞り板２０ｂに退避変位駆動力を与え、絞り板２０ｂを開口位置から退避位置へ変位させる（図１１のＩ方向、図１２のステップ１）。ステップ１が完了した後、絞り板２０ｃに開口変位駆動力を与え、絞り板２０ｃを退避位置から開口位置へ変位させる（図１２のＩＩ方向、図１２のステップ２）。最後に、ステップ２が完了した後、退避位置に配置された絞り板２０ａ及び絞り板２０ｂの退避変位駆動力を０とする（ステップ３）。

第３の実施の形態に係る駆動方法のステップ１〜ステップ３は、第２の実施の形態に係る駆動方法のステップ１〜ステップ３と同様であるが、第３の実施の形態に係る駆動方法では、ステップ１の前にステップ０を実行している。ステップ０の実行により、絞り板２０ｃの駆動に先立って、退避位置に配置された絞り板２０ａ及び絞り板２０ｂに退避変位駆動力を作用させ、退避位置に保持することで、開口位置から退避位置へ変位させる絞り板への干渉を防止することが可能となる。
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。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法について、図１３を参照して説明する。図１３は、第４の実施の形態に係る多段可変絞りの絞り板２０ａを退避位置から開口位置へ変位させるために、絞り板２０ａへ作用する駆動力を示すグラフである。なお、第４の実施の形態に係る多段可変絞りの構成は第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。また、ここでは、絞り板２０ａが変位する場合について説明するが、絞り板２０ｂ又は絞り板２０ｃを変位する場合も同様である。

第４の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法においては、図１３に示す様に、退避位置から開口位置へ変位させる絞り板２０ａに作用させる開口変位駆動力として、一旦高い駆動力を作用させた後（ステップ２ａ）に、ステップ２ａにおける駆動力よりも低い駆動力を作用させる（ステップ２ｂ）。このような駆動方法により、静止した状態の絞り板２０ａを変位させる場合に必要な高い駆動力（動作駆動力）を作用させることができるとともに、変位後の絞り板２０ａをその場に保持するために必要十分な駆動力（保持駆動力）を作用することができる。換言すると、ステップ２ａの駆動力は、絞り板２０ａを退避位置から開口位置へ変位させるのに必要な力で最適化され、作用時間は、絞り板２０ａの開口位置から退避位置へ変位する時間により最適化される。また、ステップ２ｂの駆動力は、想定される絞り板２０ａへ働く重力、外部からの衝撃、加速度等により最適化される。この様に開口変位駆動力を必要に応じて低減することで消費電力を低減することが可能となる。

これに対して、全ての絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを退避位置へ変位させる場合には、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃに作用させる退避変位駆動力として、一旦高い駆動力を作用させた後、低い駆動力を作用させることで同様の効果を得ることが可能となる。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法について、図１４を参照しつつ説明する。図１４は、第５の実施の形態に係る多段可変絞りの絞り板２０ａを退避位置から開口位置へ変位させるために、絞り板２０ａへ作用する駆動力を示すグラフである。なお、第５の実施の形態に係る多段可変絞りの構成は第１の実施の形態に係る多段可変絞り１００の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。また、ここでは、絞り板２０ａが変位する場合について説明するが、絞り板２０ｂ又は絞り板２０ｃを変位する場合も同様である。

第４の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法においては、図１４に示す様に、退避位置から開口位置へ変位させる絞り板２０ａに作用させる開口変位駆動力として、正弦波形状の駆動力を作用させる（ステップ２ａ）。また、ステップ２ａの後に絞り板２０ａの状態を保持させる開口変位駆動力として間欠的に駆動力を作用させる（ステップ２ｂ）。

このように駆動すると、絞り板２０ａを変位させる場合、必要以上に強い駆動力を作用させたときに、絞り板２０ａが位置決め用突起１３ａに突き当たった後に発生するバウンド等の現象を防ぐことができる。したがって、図１４のステップ２ａに示す様に、絞り板２０ａに作用させる開口変位駆動力を正弦波形状とすることで、絞り板２０ａが位置決め用突起１３ａに突き当たる前に駆動力を低下させ、バウンド等の現象を防止することが可能となる。換言すると、ステップ２ａの駆動力の時間積分量は、絞り板２０ａを開口位置から退避位置へ変位させるのに必要な力で最適化され、ステップ２ａの作用時間は、絞り板２０ａの開口位置から退避位置へ変位する時間により最適化される。本実施の形態では、絞り板２０ａに作用させる開口変位駆動力を正弦波形状としているが、同様の効果が得られれば、三角波形状や鋸歯形状としても良い。また、開口変位駆動力を絞り板２０ａの保持動作に影響が無い程度に間欠的に作用させることで消費電力を低減させることが可能となる。これは、駆動方式として定常的に電流が流れる方式を用いた場合に効果が高い。同様に、絞り板２０ａを退避位置へ変位させる場合、絞り板２０ａの状態を保持させる退避変位駆動力として、間欠的に駆動力を作用させることで同様の効果を得ることが可能となる。

（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法について説明する。第６の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法では、装置の電源投入時に全ての絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対して退避変位駆動力を作用させ、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃを退避位置へ変位させる。これにより、絞り板２０ａ、２０ｂ、２０ｃの配置状態が不定状態である電源投入時に、全ての絞り板２０に対して各々が干渉を起こさない方向、つまり退避位置へ変位させることができるため、より安定な動作が可能となる。

以上のように、本発明に係る光調節装置の駆動方法は、複数の光学素子を備えた小型撮像機器に有用である。

第１の実施の形態に係る多段可変絞りの構成を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態に係る複数の絞り板の１つに開口位置へ向かう方向の回転力を、残りの絞り板に退避位置へ向かう方向の回転力を与えた例を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る多段可変絞りの基本的な駆動状態のときの機構の状態を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る絞り板へ作用する駆動力を示すグラフである。 駆動状態のときの多段可変絞りの機構の状態を示す平面図である。 複数の絞り板へそれぞれ作用する駆動力を示すグラフである。 （ａ）は第１の実施の形態に係る多段可変絞りの制御装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は変形例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 別の変形例に係る多段可変絞りの構成を示す平面図である。 第２の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法において、駆動状態のときの多段可変絞りの機構の状態を示す平面図である。 第２の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法において、複数の絞り板へそれぞれ作用する駆動力を示すグラフである。 第３の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法において、駆動状態のときの多段可変絞りの機構の状態を示す平面図である。 第３の実施の形態に係る多段可変絞りの駆動方法において、複数の絞り板へそれぞれ作用する駆動力を示すグラフである。 第４の実施の形態に係る多段可変絞りの絞り板を退避位置から開口位置へ変位させるために、絞り板へ作用する駆動力を示すグラフである。 第５の実施の形態に係る多段可変絞りの絞り板を退避位置から開口位置へ変位させるために、絞り板へ作用する駆動力を示すグラフである。

符号の説明

１０ 下部基板（基板）
１１ 第１開口（開口）
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 位置決め用突起
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 絞り板（入射光調節手段）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 開口
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 軸部材
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 遮光部
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 腕部
３０ スペーサー
３１ 開口部
４０ 上部基板（基板）
４１ 第２開口（開口）
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ コイル（駆動手段）
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ コア
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ コイル線
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ コイル腕部
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ コイル腕部
６０ 検出センサー
７１ タイミング発生部
７２ 駆動力生成部
７３ 検出部
１００ 多段可変絞り（光調節装置）
Ｌ 光軸

Claims (18)

1. 開口を有する基板と、
   前記基板上を変位する複数の入射光調節手段と、
   前記入射光調節手段に対し、前記開口位置へ変位させる開口変位駆動力と前記開口位置以外の退避位置へ変位させる退避変位駆動力を作用させる複数の駆動手段と、を有し、
   前記駆動手段により、前記入射光調節手段を前記開口位置と前記退避位置に相互に変位させ、前記開口を通過する入射光を調整する光調節装置で、
   前記各々の入射光調節手段の前記開口位置への変位が、前記他の入射光調節手段に対して排他的である光調節装置の駆動方法であって、
   前記入射光調節手段を変位させるステップが、
   前記開口位置に配置された前記第１の入射光調節手段を前記退避位置に変位させるステップと、
   前記ステップの完了後に、前記退避位置に配置された前記第２の入射光調節手段を前記開口位置に変位させるステップと、
   を備えることを特徴とする光調節装置の駆動方法。
2. 前記退避位置に配置された前記第２の入射光調節手段を前記開口位置に変位させるステップが完了した後に、前記退避位置に配置された前記全ての入射光調節手段に対応した前記駆動手段の退避変位駆動力を無くすステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置の駆動方法。
3. 前記開口位置に配置された前記第１の入射光調節手段を前記退避位置に変位させるステップに先立って、前記退避位置に配置された、前記全ての入射光調節手段に対応した前記駆動手段の退避変位駆動力を作用させるステップを備えることを特徴とする請求項２に記載の光調節装置の駆動方法。
4. 前記退避位置に配置された前記第２の入射光調節手段を前記開口位置に変位させるステップの後に、前記開口位置に配置された、前記入射光調節手段に対応した前記駆動手段の開口変位駆動力を低減させるステップを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
5. 前記開口変位駆動力と、前記退避変位駆動力が、前記入射光調節手段の位置を変位させる動作駆動力と、前記入射光調節手段の位置を保持させる保持駆動力とからなり、前記動作駆動力の方が、前記保持駆動力よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
6. 前記動作駆動力が正弦波形状であることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置の駆動方法。
7. 前記保持駆動力が間欠的に前記入射光調節手段に作用することを特徴とする請求項５に記載の光調節装置の駆動方法。
8. 前記複数の入射光調節手段が、同一な平面内を変位することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
9. 前記複数の入射光調節手段が、各々異なる平面内を変位すると共に、
   前記各々入射光調節手段に、前記他の入射光調節手段の前記開口位置への変位を規制する規制部材が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
10. 前記光調節装置の電源投入時に、前記全ての入射光調節手段を前記退避位置に変位させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
11. 前記入射光調節手段に各々異なる径の開口が形成されてい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の駆動方法。
12. 前記入射光調節手段に各々異なる光学レンズが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
13. 前記入射光調節手段に各々異なる光学フィルターが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の光調節装置の駆動方法。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の光調節装置を駆動させる制御装置であって、前記開口変位駆動力及び前記退避変位駆動力を生成し、前記入射光調節手段に作用させることを特徴とする光調節装置の制御装置。
15. 開口を有する基板と、
    前記基板上を変位する複数の入射光調節手段と、
    前記入射光調節手段に対し、前記開口位置へ変位させる開口変位駆動力と前記開口位置以外の退避位置へ変位させる退避変位駆動力を作用させる複数の駆動手段と、
    前記入射光調節手段の状態を検出する検出部と、を有し、
    前記検出部による検出結果に基づいて、前記駆動手段により、前記入射光調節手段を前記開口位置と前記退避位置に相互に変位させ、前記開口を通過する入射光を調整し、
    前記各々の入射光調節手段の前記開口位置への変位が、前記他の入射光調節手段に対して排他的であることを特徴とする光調節装置。
16. 前記入射光調節手段に各々異なる径の開口が形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の光調節装置。
17. 前記入射光調節手段に各々異なる光学レンズが形成されていることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の光調節装置。
18. 前記入射光調節手段に各々異なる光学フィルターが形成されていることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の光調節装置。

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