JP2012145648A - 光調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光調節装置の上下基板に挟まれている移動体が傾いた状態で移動することを防ぎ、移動体を円滑に移動させることができる光調節装置を提供する。
【解決手段】開口部１０２、２０２を有する上下基板１０１、２０１と、上下基板１０１、２０１によって形成された空間を回動する移動体３００と、移動体を回転軸中心に回動する駆動手段８００と、を有する光調節装置９００において、駆動手段８００は移動体を少なくともパルス駆動することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光調節装置に関するものである。

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、絞り、光学フィルター等の光学要素に固定焦点レンズ、固定開口絞り、固定特性フィルター、フォーカスレンズ、可変絞り、可変特性フィルター等を適用する要求が高まっている。そのため、小型撮像機器に適用する光学要素を小型化する構成として多くの提案がなされている。

図１０は、例えば、特許文献１に提案されている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。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に、少なくとも二極以上に着磁した円筒形のローターをはめこみ、このローターに通過光量を調節する羽根部材を固定している。

特開平１０−０２０３６０号公報

さらに具体的に説明すると、特許文献１では、上下基板１０、１１に挟まれるように絞り羽根１５が配置されている。絞り羽根１５は、プリント基板上に形成したコイル２５によって上下基板１０、１１に形成された隙間の中を移動する。ここで、絞り羽根１５は必ずしも上下基板１０、１１に対して水平には移動せず、傾いた状態でも摩擦がかかりながら移動する場合もある。このような場合、発生する摩擦力により絞り羽根１５が安定して動作しなくなるだけではなく、絞り羽根１５が動作しない事態になることもありうる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上下基板に挟まれている移動体を安定して移動させることができる光調節装置を提供することを目的としている。

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は、
開口部を有する上下基板と、
上下基板によって形成された空間を回動する移動体と、
移動体を回転軸中心に回動する駆動手段と、
を有する光調節装置において、
駆動手段は移動体を少なくともパルス駆動することを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、駆動手段は、
高周波電流を発生する高周波発生手段と、
所定の時間をあらかじめ記憶しておく記憶手段と、
タイマーと、
高周波発生手段、記憶手段、タイマーを制御する制御手段と、
から構成されることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、駆動手段は、
さらに、直流電流を発生する直流電流発生手段を有し、
制御手段は、直流電流発生手段に対して、高周波電流を印加して所定時間経過後に、直流電流を印加するよう制御することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、高周波電流は、移動体の駆動開始時に、所定の時間にわたって印加されることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、高周波電流と直流電流は、移動体が駆動開始する時、同時に印加されるとともに、高周波電流は、直流電流に、制御手段により重畳されて出力されることが望ましい。

本発明にかかる光調節装置は、上下基板に挟まれている移動体を安定して移動させることができるという効果を奏する。

第１実施形態に係る光調節装置の分解斜視図及び光調節装置に駆動手段を接続した図である。 第１実施形態に係る光調節装置を組み立てた状態を示す斜視図及び光調節装置に駆動手段を接続した図である。 図３（ａ）は第１実施形態における駆動波形、（ｂ）は従来技術における駆動波形を示す図である。 第１実施形態における駆動手段の操作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る光調節装置を組み立てた状態を示す斜視図及び光調節装置に駆動手段を接続した図である。 第２実施形態における駆動波形を示す図である。 第２実施形態における駆動手段の操作を示すフローチャートである。 第３実施形態における駆動波形を示す図である。 第３実施形態における駆動手段の操作を示すフローチャートである。 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。

以下に、本発明にかかる光調節装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例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）
第１実施の形態に係る光調節装置９００について、図１を参照して説明する。図１は、光調節装置９００の分解斜視図及び光調節装置９００に駆動手段８００を接続した図である。駆動手段８００の詳細に関しては、後述する。

光調節装置９００は、基板１０１、基板２０１、移動体３００、スペーサー４０１、電磁駆動源５００から構成されている。基板１０１及び基板２０１は、それぞれ光学開口１０２、２０２と、回転軸穴１０３、２０３と、を有する。

移動体３００は、枠部材３０１、開口部３０２、回転軸部材３０３から構成されている。スペーサー４０１は、基板１０１と基板２０１との間に配置され、移動体３００が動作可能となるスペースを作る。移動体３００は、例えば絞り羽根である。また、電磁駆動源５００は、ヨーク部材５０１に巻線コイル部５０２を設けたものである。また、駆動手段８００は巻線コイル部５０２と接続し、移動体３００を回動させる。

図２は、第１実施形態に係る光調節装置９００を組み立てた状態を示す斜視図及び光調節装置９００に駆動手段８００を接続した図である。移動体３００の回転軸部材３０３は、回転軸穴１０３、２０３に支持されている。移動体３００は基板１０１、基板２０１との間に配置される。

電磁駆動源５００は基板１０１上に配置され、駆動手段８００に接続される。ヨーク部材５０１の先端部５０１ａ、５０１ｂは、磁性を有する回転軸部材３０３に対向する位置に配置される。そして、移動体３００は回転軸部材３０３を中心に、駆動手段８００により回転させることによって移動する。

また、駆動手段８００は、高周波電流を発生する高周波発生手段８０１と、所定の時間を記憶する記憶装置８０３と、所定の時間になるまで時間を計測するタイマー８０４と、これらを制御する制御手段８０５と、から構成されている。駆動手段８００は、移動体３００をパルス駆動する。

図３（ａ）は第１実施形態における駆動波形、図３（ｂ）は従来技術における駆動波形を示している。図３（ａ）では、高周波電流を高周波発生手段８０１から巻線コイル５０２へ印加する。そのため、高周波電流が印加されると巻線コイル５０２から発生する磁場は振動的になり、これが回転軸部材３０３へ伝わる。

このため、移動体３００は周波数に対して開閉動作が追い付かない。特に、駆動開始直後は、移動体３００は摩擦により、動きにくい状態にある。このため、移動体３００は周波数に対して開閉動作が追い付かない。これにより、移動体３００は振動的に移動することとなる。
さらに、駆動開始後であっても、駆動時の摩擦により、移動体３００が傾きやすい。そのため、移動体３００を振動的に移動させることで、移動をスムーズに行わせ、傾きにくくなる。

つまり、移動体３００が振動的に動くため、移動体３００が傾いて移動しても振動により摩擦力が減少する。したがって、安定して動作することになる。

一般的には、絞りの機構に例えば圧電素子などを設置し、外部から機械的な振動を与えることにより、同様の効果を得ることは考えられる。しかしながら、これでは絞り機構が大きくなってしまい、適用できない。

これに対して、第１実施形態では、外部に特別な機構を使わずとも印加信号を高周波電流にすることで、同様の効果が得られ、絞り機構の小型化にも用いることができる。第１実施形態では移動体に用いているが、これに限らずフィルターあるいはその他の光学素子を切り換える用途にも適用可能である。ここで、第１実施形態において、正の高周波電流が印加されたときは移動体３００が開く方向へ、負の高周波電流が印加されたときは移動体が閉まる方向へ移動する。

図３（ｂ）では、一般的に羽根を駆動する際、光調節装置に搭載されたコイルに直流電流を流して磁石に磁気力を発生させる。発生した磁気力に従って羽根は回転を開始する。つまり、正の電流を印加することで羽根は開く方向へ、負の電流を印加することで羽根を閉める方向へへ回転させる。図３（ｂ）のように電流を印加する際、羽根が傾いていると上下基板の間に挟まれ、羽根が安定して動かない、羽根が動作しない、羽根が壊れる等の問題が発生する可能性がある。このため、図３（ａ）に示すように、移動体３００に高周波電流を印加し、移動体３００を振動的に動かすことで、上記問題の発生を防止できる。

図４は第１実施形態における駆動手段８００の操作をフローチャートに示したものである。駆動を開始すると、ステップＳ４０１において、記憶装置８０３にて高周波発生手段８０１から高周波電流を発生させる時間を読み込む。

その後、タイマー８０４にて高周波電流を発生する時間を計測し、ステップＳ４０２において、一定時間、高周波発生手段８０１から高周波電流を印加する。これにより、移動体３００は移動する。

ステップＳ４０３において、タイマー８０４により、一定時間が経過したか否かが判断される。ステップＳ４０３の判断結果がＹｅｓの場合、駆動を終了する。ステップＳ４０３の判断結果がＮｏの場合、ステップＳ４０２へ戻り、処理を続ける。

（第２実施形態）
図５を用いて、第２実施形態における駆動手段８１０について説明する。図５は、光調節装置９００の組み立てた状態を示す斜視図及び光調節装置９００に駆動手段８１０を接続した図である。

第２実施形態では高周波発生手段８１１、記憶装置８１３、タイマー８１４の他に直流電流発生手段８１２を設けている。直流電流発生手段８１２は、直流電流を発生させる。ここで、光調節装置９００、駆動手段８１０の高周波発生手段８１１、記憶装置８１３、タイマー８１４は、第１実施形態の光調節装置９００、駆動装置８００に用いられているものと同様のため、重複する説明は省略する。

図６は第２実施形態における駆動波形を示したものである。駆動時の摩擦により、移動体３００が傾きやすいのは駆動開始直後である。一旦移動体３００の移動が開始されると、慣性力あるいは移動力が摩擦力にまさるため、移動はスムーズに行われる。

したがって、図６に示すように、高周波電流を駆動開始直後の一定時間印加し、その後、直流電流を一定時間印加する。このようにすれば、駆動開始時の平均電流値より所定時間後の平均電流値が大きくなるので、より安定した動作が可能になる。

図７は第２実施形態における駆動手段８１０の操作をフローチャートに示したものである。駆動を開始すると、ステップＳ７０１において、記憶装置８１３にて高周波発生手段８１１から高周波電流を発生させる時間及び直流電流発生手段８１２から直流電流を発生させる時間を読み込む。

ステップＳ７０２において、タイマー８１４にて高周波電流を発生させる時間を計測し、一定時間、高周波電流を発生させる。ステップＳ７０３において、タイマー８１４により、一定時間が経過したか否かが判断される。ステップＳ７０３の判断結果がＹｅｓの場合、ステップＳ７０４において、一定電流を印加する。
ステップＳ７０３の判断結果がＮｏの場合、ステップＳ７０２へ戻り、処理を続ける。

ステップＳ７０５において、さらにタイマー８１４により、一定時間が経過したか否かが判断される。ステップＳ７０５の判断結果がＹｅｓの場合、駆動を終了する。
ステップＳ７０５の判断結果がＮｏの場合、ステップＳ７０４へ戻り処理を続ける。

（第３実施形態）
図８を用いて、第３実施形態における駆動手段８１０について説明する。第３実施形態では、図５の駆動手段８１０を用い、高周波電流と直流電流の印加を同時におこない、かつ、直流電流に高周波電流を重畳させるものである。ここで、駆動手段８１０は第２実施形態にて用いた駆動手段８１０と同様のため、重複する説明は省略する。

直流電流に高周波電流を重畳することで、高周波電流のみの場合に比べて、駆動時の平均電流は大きくなる。したがって、より安定した駆動が可能になる。第３実施形態では記載していないが、一定時間だけ直流電流に高周波電流を重畳させた信号を印加してもかまわない。

図９は、駆動手段８１０の操作をフローチャートに示したものである。駆動を開始すると、ステップＳ９０１において、記憶装置８１３にて高周波発生手段８１１から高周波電流を発生させる時間及び直流電流発生手段８１２から直流電流を発生させる時間を読み込む。

ステップＳ９０２において、タイマー８１４にて高周波電流及び直流電流を発生させる時間を計測し、一定時間、高周波電流及び直流電流を発生させる。これにより、巻線コイル５０２に高周波電流及び直流電流が印加され、移動体３００は移動する。

ステップＳ９０３において、さらにタイマー８１４により、一定時間が経過したか否かが判断される。ステップＳ９０３の判断結果がＹｅｓの場合、駆動を終了する。
ステップＳ９０３の判断結果がＮｏの場合、ステップＳ９０２へ戻り処理を続ける。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

以上のように、本発明にかかる光調節装置は、上下基板に挟まれている移動体が傾いた状態で移動することを防ぎ、移動体を円滑に移動させる光調節装置に有用である。

１０１ 基板
１０２ 光学開口
１０３ 回転軸穴
２０１ 基板
２０２ 光学開口
２０３ 回転軸穴
３００ 移動体
３０１ 枠部材
３０２ 開口部
４０１ スペーサー
５００ 電磁駆動源
５０１ ヨーク部材
５０１ａ 先端部
５０１ｂ 先端部
５０２ 巻線コイル部
８００ 駆動手段
８０１ 高周波発生手段
８０３ 記憶装置
８０４ タイマー
８０５ 制御装置
８１０ 駆動手段
８１１ 高周波発生手段
８１２ 直流電流発生手段
８１３ 記憶装置
８１４ タイマー
８１５ 制御装置
９００ 光調節装置

Claims (5)

1. 開口部を有する上下基板と、
   前記上下基板によって形成された空間を回動する移動体と、
   前記移動体を回転軸中心に回動する駆動手段と、
   を有する光調節装置において、
   前記駆動手段は移動体を少なくともパルス駆動することを特徴とする光調節装置。
2. 前記駆動手段は、
   高周波電流を発生する高周波発生手段と、
   所定の時間をあらかじめ記憶しておく記憶手段と、
   タイマーと、
   前記高周波発生手段、前記記憶手段、前記タイマーを制御する制御手段と、
   から構成されることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
3. 前記駆動手段は、
   さらに、直流電流を発生する直流電流発生手段を有し、
   前記制御手段は、前記直流電流発生手段に対して、高周波電流を印加して前記所定時間経過後に、直流電流を印加するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の光調節装置。
4. 前記高周波電流は、前記移動体の駆動開始時に、前記所定の時間にわたって印加されることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
5. 前記高周波電流と前記直流電流は、前記移動体が駆動開始する時、同時に印加されるとともに、前記高周波電流は、前記直流電流に、前記制御手段により重畳されて出力されることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
   

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