JP6356188B2 - 光調節装置 - Google Patents

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、固定特性フィルタから、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おり、小型撮像機器に適用する光学要素を小型化する方法として多くの提案がなされている。

図９は、従来の電磁駆動装置の構成を示す平面図である。図９に示す、特許文献１で提案された電磁駆動装置では、地板９０１に撮影レンズ９０２が保持されており、撮影レンズ９０２の周りにめぐらせたコイルコア９０３（ヨーク）と磁石９０５（永久磁石）により閉磁気回路が形成されている。コイルコア９０３の両先端部９０３ａ、９０３ｂは、磁石９０５にそれぞれ対向しており、コイルコア９０３には、励磁用の巻線コイル９０４が巻かれている。この構成によれば、基板上に巻線コイルを配置していることから径方向のサイズダウンが可能となる。

特開平９−２２０４２号公報

しかしながら、特許文献１に示す電磁駆動装置では、巻線コイル９０４及びコイルコア９０３が基材としての地板９０１上に配置されており、磁石９０５とコイルコア９０３の両先端部９０３ａ、９０３ｂとの距離が左右で均一になっていないと、磁石９０５が安定して動作しない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁石とコイルコアの両先端部との距離が均一となり、安定した動作が可能な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は、光学開口がそれぞれ形成された上部基板及び下部基板と、少なくとも１つの光調節手段と、上部基板と下部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、上部基板上に配置された光調節手段を駆動する駆動手段と、を備え、駆動手段は、光調節手段の回転中心に配置された磁石と、コイルコア及び巻線コイルから構成され、コイルコアが磁石に対向するように配置された電磁駆動源と、を有し、１つの電磁駆動源は、光学開口の周りを囲むように配置され、コイルコアは、対向する二つの先端部を有し、上部基板上には一対の位置決め部材が設置され、位置決め部材は、コイルコアとは異なる部材で形成され、位置決め部材によってコイルコアの先端部と、二つの先端部の間に介在する磁石との距離を一定に規定し、位置決め部材は、上部基板上に磁石を挟むよう形成された、光軸方向に延びた一対の突起部を有し、その側面にコイルコアを突き当てることによって、コイルコアの位置決めを行う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、位置決め部材の突起部は磁石の近傍に配置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、位置決め部材の突起部は磁性材料で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は、磁石とコイルコアの両先端部との距離が均一となり、安定した動作が可能となる、という効果を奏する。

光調節装置の基本構成を示す分解斜視図である。 光調節装置の基本構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る光調節装置の構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る光調節装置の構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る光調節装置の構成を示す平面図である。 第２実施形態に係る光調節装置の構成を示す斜視図である。 第３実施形態に係る光調節装置の構成を示す平面図である。 第３実施形態に係る光調節装置の構成を示す斜視図である。 従来の電磁駆動装置の構成を示す平面図である。

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。
（基本構成）
以下、図１及び図２を参照しつつ、光調節装置の基本構成について説明する。図１及び図２は光調節装置１００の基本構成を示す図であり、図１は分解斜視図、図２は光調節装置１００を組み上げた状態を示す斜視図である。

光調節装置１００は、光学開口１１２及び回転軸穴１１３が形成された上部基板１１１と、光学開口１２２及び回転軸穴１２３が形成された下部基板１２１と、入射光調節部材１３３が配置された光調節手段としての駆動羽根１３１と、上部基板１１１と下部基板１２１との間に配置され、駆動羽根１３１が回動可能となるスペースを作るためのスペーサ１４１と、駆動羽根１３１を回動駆動する電磁駆動源１５０と、を備える。

上部基板１１１と下部基板１２１は、上部基板１１１の中心に設けた光学開口１１２と下部基板１２１の中心に設けた光学開口１２２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。

駆動羽根１３１の回転中心には、回転軸としての磁石１３２が接合により直接設けられている。駆動羽根１３１は、上部基板１１１と下部基板１２１の間に配置されている。磁石１３２は、径方向に磁化されており、光軸ＡＸに沿って延びるように、下端部が下部基板１２１の回転軸穴１２３内に嵌め込まれ、上端部が上部基板１１１の回転軸穴１１３を貫通している。
入射光調節部材１３３は、例えばレンズやフィルタであり、これらを配置せずに光学開口を形成して絞りを構成させてもよい。

電磁駆動源１５０は、略コの字状のコイルコア１５３（ヨーク）に、巻線コイル１５１、１５２をそれぞれ巻線したものである。コイルコア１５３の二つの先端部１５４、１５５は互いに対向している。電磁駆動源１５０は、光学開口１１２の周りを囲むように上部基板１１１上に配置され、コイルコア１５３の二つの先端部１５４、１５５の間に、回転軸穴１１３を貫通した磁石１３２の上端部が対向配置される。

ここで、電磁駆動源１５０及び磁石１３２は駆動手段を構成する。この駆動手段において、コイルコア１５３と磁石１３２からなる磁気回路が閉じた構成となるため大きな磁力が得られる。駆動羽根１３１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１５１、１５２に所定の電流を印加すると先端部１５４、１５５の間に配置された磁石１３２がその軸の周りを回動する。この回動にしたがって駆動羽根１３１は、磁石１３２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、これにより入射光調節部材１３３の位置が変わる。

駆動羽根１３１が第１の静止位置にあるとき、入射光調節部材１３３は上部基板１１１の光学開口１１２及び下部基板１２１の光学開口１２２から退避した位置にある。このとき、駆動羽根１３１は、スペーサ１４１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、光学開口に入射した光は光調節部材１３３による調整は受けない。

一方、駆動羽根１３１が第２の静止位置にあるとき、入射光調節部材１３３は上部基板１１１の光学開口１１２及び下部基板１２１の光学開口１２２に重なる位置にある。このとき、駆動羽根１３１は、スペーサ１４１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、光学開口に入射した光は光調節部材１３３によって所定の調整を施される。

（第１実施形態）
図３及び図４は、第１実施形態に係る光調節装置２００の構成を示す図であり、図３は平面図、図４は斜視図である。
第１実施形態に係る光調節装置２００は、図１及び図２に示す光調節装置１００に対して２本の位置決め部材２６１、２６２を設けた構成としている。以下の説明において、基本構成の光調節装置１００と同じ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。

電磁駆動源２５０は、基本構成の電磁駆動源１５０と同様に、略コの字状のコイルコア２５３（ヨーク）に、巻線コイル２５１、２５２をそれぞれ巻線したものである。コイルコア２５３の二つの先端部２５４、２５５は互いに対向している。電磁駆動源２５０は、光学開口１１２の周りを囲むように上部基板１１１上に配置され、コイルコア２５３の二つの先端部２５４、２５５の間に、回転軸穴１１３を貫通した磁石１３２の上端部が対向配置される。

上部基板１１１には、光軸ＡＸに沿って延びるように一対の突起部としての位置決め部材２６１、２６２が固定されている。これらの位置決め部材２６１、２６２は、コイルコア２５３において巻線コイルが巻かれていない部分のうち、磁石１３２から遠い部位に設けた位置決めのための穴部２５６、２５７に嵌合される。ここで、位置決め部材２６１、２６２は、磁性材料で形成すると電磁駆動源１５０が発生した磁束を減らすことがなくなり、安定駆動が可能となるため好ましい。

この構成により、コイルコア２５３と上部基板１１１とが互いに接合され、上部基板１１１の面内方向におけるコイルコア２５３の位置が規制される。これにより、磁石１３２とコイルコア２５３の先端部２５４、２５５との距離を一定に規定することができる。すなわち、一方の先端部２５４と磁石１３２との距離Ｌ１が、他方の先端部２５５と磁石１３２との距離Ｌ２と同一となり、かつ、この関係が維持される。
このように磁石１３２とコイルコア２５３の先端部２５４、２５５の距離が一定になっていることにより、磁石１３２に均等な回転力が働き、駆動羽根１３１を安定して回転動作させることができる。さらに、位置決め部材２６１、２６２に嵌合するだけでコイルコア２５３と磁石１３２の位置合わせが可能となるため、装置の組み立てが容易になる。

（第２実施形態）
図５及び図６は、第２実施形態に係る光調節装置３００の構成を示す図であり、図５は平面図、図６は斜視図である。
第２実施形態に係る光調節装置３００においては、磁石１３２の近傍に一対の位置決め部材３６１、３６２を設けた点が第１実施形態に係る光調節装置２００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２００と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して、その詳細な説明は省略する。

位置決め部材３６１、３６２は、磁石１３２を挟む一対の壁状に、上部基板１１１上に形成されている。位置決め部材３６１、３６２は、光軸ＡＸに沿って延び、磁石１３２との間に同一の距離をおいて互いに対向している。

このように位置決め部材３６１、３６２と磁石１３２との間隔をあらかじめ決めているため、コイルコア１５３の先端部１５４、１５５を位置決め部材３６１、３６２の側面にそれぞれつき当てることによって、磁石１３２とコイルコア１５３の距離を一定に保つことが可能になる。ここで、第１実施形態の光調節装置では、位置決め部材２６１、２６２だけでなく、コイルコア２５３の穴部２５６、２５７を高い寸法精度で形成する必要があるが、第２実施形態の光調節装置では、位置決め部材３６１、３６２だけで、直接磁石１３２とコイルコア１５３の間隔を決めることとなるため、更なる安定駆動が期待できる。
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実施形態）
図７及び図８は、第３実施形態に係る光調節装置４００の構成を示す図であり、図７は平面図、図８は斜視図である。
第３実施形態に係る光調節装置においては、磁石１３２の近傍に一対の位置決め部材４６１、４６２を設けた点が第１実施形態に係る光調節装置２００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２００と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して、その詳細な説明は省略する。

電磁駆動源４５０は、基本構成の電磁駆動源１５０と同様に、略コの字状のコイルコア４５３（ヨーク）に、巻線コイル４５１、４５２をそれぞれ巻線したものである。コイルコア４５３の二つの先端部４５４、４５５は互いに対向している。電磁駆動源４５０は、光学開口１１２の周りを囲むように上部基板１１１上に配置され、コイルコア４５３の二つの先端部４５４、４５５の間に、回転軸穴１１３を貫通した磁石１３２の上端部が対向配置される。

位置決め部材４６１、４６２は、磁石１３２を挟む一対の突起部として上部基板１１１上に形成されている。位置決め部材４６１、４６２は、光軸ＡＸに沿って延び、磁石１３２との間に同一の距離をおいて互いに対向している。位置決め部材４６１、４６２は、コイルコア４５３において巻線コイルが巻かれていない部分のうち、磁石１３２の近傍に設けた位置決めのための穴部４５６、４５７に嵌合される。

コイルコア４５３を位置決め部材４６１、４６２に接合することにより、コイルコア４５３と磁石１３２の位置を規定することができる。磁石１３２の近傍に位置決め部材４６１、４６２が配置されているため、より正確にコイルコア４５３と磁石１３２の距離を保つことができ、これにより、さらに安定した動作が可能になる。
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。

以上のように、本発明に係る光調節装置は、小型撮像機器に適用する小型の光学要素に有用である。

１００ 光調節装置
１１１ 上部基板
１１２ 光学開口
１１３ 回転軸穴
１２１ 下部基板
１２２ 光学開口
１２３ 回転軸穴
１３１ 駆動羽根
１３２ 磁石
１３３ 入射光調節部材
１４１ スペーサ
１５０ 電磁駆動源
１５１、１５２ 巻線コイル
１５３ コイルコア
１５４、１５５ 先端部
２００ 光調節装置
２５０ 電磁駆動源
２５１、２５２ 巻線コイル
２５３ コイルコア
２５４、２５５ 先端部
２５６、２５７ 孔部
２６１、２６２ 位置決め部材
３００ 光調節装置
３６１、３６２ 位置決め部材
４００ 光調節装置
４５０ 電磁駆動源
４５１、４５２ 巻線コイル
４５３ コイルコア
４５４、４５５ 先端部
４５６、４５７ 孔部
４６１、４６２ 位置決め部材

Claims (3)

1. 光学開口がそれぞれ形成された上部基板及び下部基板と、
   少なくとも１つの光調節手段と、
   前記上部基板と前記下部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、
   前記上部基板上に配置された前記光調節手段を駆動する駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段は、
   前記光調節手段の回転中心に配置された磁石と、
   コイルコア及び巻線コイルから構成され、前記コイルコアが前記磁石に対向するように
   配置された電磁駆動源と、を有し、
   １つの前記電磁駆動源は、前記光学開口の周りを囲むように配置され、
   前記コイルコアは、対向する二つの先端部を有し、
   前記上部基板上には一対の位置決め部材が設置され、
   前記位置決め部材は、前記コイルコアとは異なる部材で形成され、
   前記位置決め部材によって前記コイルコアの前記先端部と、二つの前記先端部の間に介
   在する前記磁石との距離を一定に規定し、
   前記位置決め部材は、前記上部基板上に前記磁石を挟むよう形成された、光軸方向に延びた一対の突起部を有し、その側面に前記コイルコアを突き当てることによって、前記コイルコアの位置決めを行うことを特徴とする光調節装置。
2. 前記位置決め部材の前記突起部は前記磁石の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
3. 前記位置決め部材の前記突起部は磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光調節装置。

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