WO2014050201A1

WO2014050201A1 - 光調節装置

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Publication number: WO2014050201A1
Application number: PCT/JP2013/063634
Authority: WO
Inventors: 龍彦沖田
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-04-03
Also published as: EP2902842A1; JP6053432B2; CN104620175B; CN104620175A; JP2014071270A; EP2902842A4; US20150198861A1; US9164356B2

Abstract

　開口（３ｃ，４ｃ）を有し所定間隔で平行に配設された第１，第２基板（３，４）と、第１，第２基板（３，４）に対して回動可能に取り付けられた回転軸部材（１１）と、回転軸部材（１１）を回動する駆動部（２）と、光を調節する機能を備え回転軸部材（１１）と回動一体に接合された入射光調節部（６）と、回転軸部材（１１）と入射光調節部（６）との接合部分の接合面積を増加させるための環状突出部（６ｅ）と、を備え、入射光調節部（６）を、回転軸部材（１１）を介して駆動部（２）により回動し、開口（３ｃ，４ｃ）を通過する入射光の光路上への挿入位置または退避位置に変位させて入射光を調節する光調節装置（１）。

Description

光調節装置

　本発明は、入射光の光路上に入射光調節部を挿脱することにより光を調節する光調節装置に関する。

　撮像機能を有する撮像機器は、各種の分野で幅広く用いられているが、その中でも比較的形状が小さい小型撮像機器の分野がある。こうした小型撮像機器の幾つかの例としては、電子内視鏡、撮像機能を備える光学顕微鏡、撮像機能を備える携帯機器、あるいはマイクロビデオスコープ等が挙げられる
　従来の小型撮像機器は、小型化を図ることを優先したために、レンズや絞り、光学フィルタ等の光学要素として、固定焦点レンズ、固定開口絞り、固定特性フィルタ等が採用されていた。

　これに対して近年、こうした小型撮像機器においても高画質化が求められるようになり、上述した光調節装置の光学要素として、フォーカスレンズ、可変絞り、可変特性フィルタ等を採用する要求、すなわち、光の調節を行う光調節装置として機能する要求が高まっている。

　そこで小型撮像機器に適用し得るように光調節装置の小型化を図る技術が、数多く提案されている。

　一例として、例えば特開平１０－２０３６０号公報には、上カバー（１）と下カバー（７）との間にコイル体（５）を配置し、このコイル体（５）により発生させた磁場で二極に分極されたロータ（４）を回転する構成が記載されている。このロータ（４）にはシャフト（３）を介して絞り羽根部材（２）が回動一体に取り付けられており、ロータ（４）が回転することで、絞り羽根部材（２）が光軸上に出入し、入射光の調節を行うようになっている。このような、回転駆動力が最初に発生する部材であるロータ（４）に対して、光調節を行うための絞り羽根部材（２）を回動一体に取り付ける構成は、光調節装置の小型化、特に光軸に垂直な方向の小型化に適していると考えられる。

　ところで、光調節装置のより一層の小型化、薄型化、軽量化を図ろうとする場合には、上述した絞り羽根等の入射光調節部のより一層の薄型化が望まれることになる。しかし、上記特開平１０－２０３６０号公報に記載の構成は、絞り羽根部材（２）に穿設した孔にシャフト（３）の軸を挿通して接合する構成であるために、絞り羽根部材（２）を薄型化すると、接合部分の接合面積も小さくなってしまう。

　この点について、図１７および図１８を参照して説明する。図１７は従来の光調節装置における入射光調節部の構成を示す斜視図、図１８は従来の光調節装置における入射光調節部の構成を示す断面図である。なお、図１７および図１８は、絞りによる調節を光調節の例としたものである。

　入射光調節部（１０６）は、絞り開口となる光学開口（１０６ａ）を有する枠部材（１０６ｂ）である。この枠部材（１０６ｂ）は、周縁の一部から保持部（１０６ｃ）を径方向に突設しており、この保持部（１０６ｃ）に設けた円形孔（１０６ｄ）に対して、円柱状をなす回転軸部材（１１１）が回動一体に接合されている。従って、接合部分は、回転軸部材（１１１）の周面（１１１ａ）と、保持部（１０６ｃ）の円形孔（１０６ｄ）と、が当接する部分となる。

　具体的に、図１８に示すように、回転軸部材（１１１）の直径をＲ０、入射光調節部（１０６）の厚みをＤ０とすると、入射光調節部（１０６）と回転軸部材（１１１）との接合部分の接合面積Ｓ０は、次の数式１に示すようになる。

［数１］
　　　　　　　　　Ｓ０＝π×Ｒ０×Ｄ０
　従って、厚みＤ０を薄くすると、接合部分の面積もそれに比例して小さくなってしまう。

　すると、接合強度を確保することが難しくなるために、図１７および図１８に示した構成は入射光調節部を高いトルクで高速回転する装置には適さず、すなわち高い応答性の光調節装置には適していないことになる。しかも接合強度が低いと、接合部分が外れるなどの破損の懸念も生じてくる。従って、入射光調節部を薄型化しても、接合強度を確保することができる構成が望まれている。

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、入射光調節部を薄型化しても接合強度を確保す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。

　本発明のある態様による光調節装置は、入射光を通過させるための第１光通過形状部を有する第１基板と、前記第１基板と所定間隔をもって平行に配設されており、入射光を通過させるための第２光通過形状部を有する第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の基板面に垂直となるように該第１基板および該第２基板に対して回動可能に取り付けられた回転軸部材と、前記回転軸部材を回動する駆動部と、前記回転軸部材の外側面と当接する形状の係合面を有し、該係合面において前記回転軸部材の前記外側面と回動一体に接合されており、該回転軸部材の回動に伴って前記所定間隔内で回動するように配置され、光を調節する機能を備える入射光調節部と、前記回転軸部材と前記入射光調節部との接合部分の接合面積を増加させるための補強部と、を具備し、前記入射光調節部を、前記回転軸部材を介して前記駆動部により回動し、前記第１光通過形状部および前記第２光通過形状部を通過する前記入射光の光路上から退避した退避位置と、該入射光の光路上に位置する挿入位置と、に変位させることにより、該入射光を調節するものである。

本発明の実施形態１における光調節装置の構成を示す分解斜視図。上記実施形態１における光調節装置の構成を示す斜視図。上記実施形態１における回転軸部材の磁気的構成を示す斜視図。上記実施形態１における駆動部の一動作時の様子を示す図。上記実施形態１における駆動部の他の動作時の様子を示す図。上記実施形態１における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す斜視図。上記実施形態１における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す断面図。本発明の実施形態２における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す断面図。本発明の実施形態３における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す側面図。上記実施形態３における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す断面図。本発明の実施形態４における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す分解側面図。上記実施形態４における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す断面図。本発明の実施形態５における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す斜視図。上記実施形態５における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す断面図。上記実施形態５において、入射光調節部の保持部とＣ状突出部、および回転軸部材を光軸Ｏ方向から見たときの形状を示す平面図。本発明の実施形態６における入射光調節部および回転軸部材の構成を示す断面図。従来の光調節装置における入射光調節部の構成を示す斜視図。従来の光調節装置における入射光調節部の構成を示す断面図。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［実施形態１］
　図１～図７は本発明の実施形態１を示したものである。まず、図１～図５を参照して、光調節装置１の構成の概要について説明する。ここに、図１は光調節装置１の構成を示す分解斜視図、図２は光調節装置１の構成を示す斜視図、図３は回転軸部材１１の磁気的構成を示す斜視図、図４は駆動部２の一動作時の様子を示す図、図５は駆動部２の他の動作時の様子を示す図である。

　光調節装置１は、入射光を調節するためのものであり、ここでいう調節としては、絞りによる光量調節および瞳調節、ＮＤフィルタによる光量調節、レンズによる集光調節、偏光フィルタによる偏光調節、カラーフィルタによる波長帯域調節、あるいはこれらの組み合わせ等が幾つかの例として挙げられるが、これらに限定されるものではなく、光学的な調節であれば広く適用可能である。

　以下では、光調節がレンズを用いた調節である場合を例に挙げて説明する。

　光調節装置１は、駆動部２と、第１基板３と、第２基板４と、スペーサ５と、入射光調節部６と、脱落防止部材７と、を備えている。

　駆動部２は、本実施形態においては、軸周りに異なる磁極を有するように着磁された軸磁石でなる回転軸部材１１と、芯材端において回転軸部材１１の側面に近接するコイル芯材１２と、コイル芯材１２に巻回されたコイル１３と、を有し、コイル１３に電流を流すことにより発生する磁力をコイル芯材１２を介して回転軸部材１１に伝達することにより、回転軸部材１１を回動するものである。

　回転軸部材１１は、永久磁石として構成された円柱状をなす軸磁石であり、軸方向が、図示しない主光学系の光軸Ｏと平行となるように配置される。図３に示すように、この回転軸部材１１は、例えば二極構成となっていて、円柱状における一方の半円柱部分がＳ極１１ｓ、他方の半円柱部分がＮ極１１ｎとなるように着磁されている。回転軸部材１１は、円柱状をなすことが好ましいが、円柱状に限定されるものではなく例えば多角柱状をなしても構わない。

　コイル芯材１２は、パーマロイやケイ素鋼等の磁性体によって開曲線状（すなわち、閉曲線の一部に切目がある形状）をなすように形成されていて、図１に示す例では、コイル１３が巻回された直線状の右腕部１２ｒと、コイル１３が巻回された直線状の左腕部１２ｌと、右腕部１２ｒと左腕部１２ｌとを連結する直線状の連結部１２ｍと、を備えた略三角形状に構成されている。そして、右腕部１２ｒの先端面１２ｒ１と左腕部１２ｌの先端面１２ｌ１とが回転軸部材１１の外側面１１ａの両側（図示の例では回転軸部材１１が円柱形であるために、回転軸部材１１の周面の両側）を挟み込む一対の芯材端の面である。このようにして、コイル芯材１２と回転軸部材１１とで閉磁気回路を構成し、コイル１３により発生された磁気を伝達するようにしている。なお、上述では閉曲線が略三角形状である例を示したが、いうまでもなく、略三角形状に限らない。

　第１基板３および第２基板４は、円板部３ａ，４ａに矩形状の基端部３ｂ，４ｂをそれぞれ連設して構成されている。

　第１基板３は、入射光を通過させるための第１光通過形状部たる開口３ｃと、回転軸部材１１の軸方向の一端側を挿入するための第１切欠３ｄとを有し、一面側にコイル１３およびコイル芯材１２が配設されたものである。

　第２基板４は、第１基板３の他面側に対向するように第１基板３と所定間隔をもって平行に配設されており、入射光を通過させるための第２光通過形状部たる開口４ｃと、回転軸部材１１の軸方向の他端側を挿入するための第２切欠４ｄとを有している。

　第１光通過形状部および第２光通過形状部は、例えば、円板部３ａ，４ａの中央部に形成された円形の開口３ｃ，４ｃとなっており、図示しない主光学系の光軸Ｏは、これらの開口３ｃ，４ｃの中心を、第１基板３および第２基板４の基板面に垂直に通るようになっている。なお、開口３ｃまたは開口４ｃが、図示しない主光学系における開放絞りとしての機能を果たす光学開口であっても良い。

　また、第１光通過形状部および第２光通過形状部は、図示しない主光学系から入射する入射光の光軸Ｏ方向の進行を妨げることのない形状部であれば足りるために、円形開口である必要はなく、例えば多角形開口であっても構わない。さらには、開口でなくても良く、例えば、Ｕ字状切欠、矩形状切欠等であっても構わない。

　第１切欠３ｄおよび第２切欠４ｄは、回転軸部材１１の一端側および他端側を光軸Ｏに交差する方向（具体例としては、光軸Ｏに垂直な方向）に挿入可能であり、回転軸部材１１を第１基板３および第２基板４の基板面に垂直となるように回動可能に軸支するものである。このような構成により、組み立て性の向上を図っている。

　図１および図２に示す例においては、第１切欠３ｄおよび第２切欠４ｄは、Ｕ字状の切欠として形成され、円板部３ａ，４ａの周縁部における基端部３ｂ，４ｂの近傍位置に、光軸Ｏに垂直な面内の位置を一致させて設けられている。従って、第１切欠３ｄおよび第２切欠４ｄに挿入される回転軸部材１１の軸方向は、上述したように、光軸Ｏ方向と平行になる。

　スペーサ５は、上述した第１基板３と第２基板４との間の所定間隔を規定するものである。このスペーサ５は、図１に示す例では、第１基板３および第２基板４の円板部３ａ，４ａの先端側周方向に沿って挟み込まれる円弧状の先端スペーサ５ａと、第１基板３および第２基板４の基端部３ｂ，４ｂに挟み込まれる基端スペーサ５ｂと、を有して構成されている。

　入射光調節部６は、光を調節する機能を備えたものであり、上述した回転軸部材１１が回動一体に接合されていて、第１基板３と第２基板４との間のスペーサ５により規定される所定間隔内で回転軸部材１１の回動に伴って回動するように配設されている。入射光調節部６は、この例においては、上述した図示しない主光学系の光路上に挿入されて主光学系の焦点距離を変更するズームレンズや合焦位置を変更するフォーカスレンズなどの機能を有する光学要素である。

　脱落防止部材７は、入射光調節部６の脱落を防止するためのものである。すなわち、脱落防止部材７は、開口３ｃおよび開口４ｃを通過する光束の進行を妨げない大きさの円形孔７ａを有する円環状をなし、外周の一部から光軸方向に脱落防止壁７ｂを突設している。そして、脱落防止部材７を第２基板４の下面（第１基板３に向かう側とは反対側の面）に固定することで、脱落防止壁７ｂが第２切欠４ｄとの間で回転軸部材１１を挟み込んで、第１切欠３ｄおよび第２切欠４ｄに挿入された回転軸部材１１の脱落を防止し、ひいては入射光調節部６の脱落を防止するようになっている。

　このような構成において、光調節装置１は、入射光調節部６を、回転軸部材１１を介して駆動部２により回動し、開口３ｃ，４ｃを通過する入射光の光路上から退避した退避位置と、入射光の光路上に位置する挿入位置と、に変位させることにより、入射光を調節するようになっている。

　すなわち、図４および図５に示すように、コイル１３に一方向の電流を流すと、右腕部１２ｒの先端面１２ｒ１と左腕部１２ｌの先端面１２ｌ１との内の、一方がＳ極、他方がＮ極に磁化され、コイル１３に他方向の電流を流すと磁化される極が逆となる。回転軸部材１１は、自己の磁極と、コイル１３によって形成された磁場と、の磁気的相互作用によって生じる磁場ポテンシャルの極小点を目指して回動することになる。回転軸部材１１が二極構成である場合、上述した一方向の電流と他方向の電流とでは、形成される磁場ポテンシャルの極小点の位置が例えば１８０°反対となるが、回転軸部材１１および入射光調節部６の回動範囲は挿入位置と退避位置とを規定する図示しないストッパ等によって１８０°よりも小さい所定の角度範囲に規制されている。従って、入射光調節部６は例えばコイル１３への一方向の電流印加により挿入位置に移動し、コイル１３への他方向の電流印加により退避位置に移動することになる。

　なお、入射光調節部６と駆動部２とは、ここでは簡単のために１対設けられている場合を説明したが、複数対設けられていても構わない。一例として、２対設けられている場合には、第１の入射光調節部および第２の入射光調節部が退避位置にある場合の入射光調節と、第１の入射光調節部のみが挿入位置にある場合の入射光調節と、第２の入射光調節部のみが挿入位置にある場合の入射光調節と、の３段階の入射光調節が可能となる。また、第１の入射光調節部および第２の入射光調節部の両方が同時に挿入位置となり得るように構成する場合には、さらに１段階増えて、４段階の入射光調節が可能となる。このように、入射光調節部６と駆動部２とを複数対設ける場合には、３段階以上の入射光調節が可能となる利点がある。

　次に、図６は入射光調節部６および回転軸部材１１の構成を示す斜視図、図７は入射光調節部６および回転軸部材１１の構成を示す断面図である。

　入射光調節部６は、円環状をなすレンズ枠６ｂに取り付けられた、光学的なパワーを有するレンズ６ａを備えている。レンズ枠６ｂは、周縁の一部から径方向に保持部６ｃを突設している。そして、この保持部６ｃには、回転軸部材１１の周面をなす外側面１１ａと当接する形状の、円形孔をなす係合面６ｄが穿設されている。入射光調節部６は、この係合面６ｄにおいて、回転軸部材１１の外側面１１ａと回動一体に接合されている。従って、回転軸部材１１の外側面１１ａと保持部６ｃの係合面６ｄとが当接する部分は、接合部分となっている。

　さらに、保持部６ｃの円形孔をなす係合面６ｄの周縁部から光軸Ｏ方向に、回転軸部材１１と入射光調節部６との接合部分の接合面積を増加させるための補強部が設けられている。この補強部は、回転軸部材１１の外側面１１ａに沿って回転軸部材１１の軸方向（第１基板３に向かう方向）に突出する環状突出部６ｅとなっていて、入射光調節部６と一体に設けられている。環状突出部６ｅは、回転軸部材１１の外側面１１ａと当接する形状の円形孔をなす第２係合面６ｆを備えている。入射光調節部６は、上述した係合面６ｄとともにこの第２係合面６ｆにおいて接合されることにより接合面積を増加させて、回転軸部材１１と接合されている。

　ここに、係合面６ｄおよび第２係合面６ｆと回転軸部材１１との接合は、例えば、圧入（摩擦力を発生させる垂直抗力が発生するような嵌合）、あるいは接着剤を用いた接着等により行われる。

　このような構成において、図７に示すように、回転軸部材１１の直径をＲ０、入射光調節部６の厚みをＤ０、環状突出部６ｅの光軸Ｏ方向への突出高さをＤ１とすると、環状突出部６ｅを含めた入射光調節部６と回転軸部材１１との接合部分の接合面積Ｓ１は次の数式２に示すようになる。

［数２］
　　　　　　　　Ｓ１＝π×Ｒ０×（Ｄ０＋Ｄ１）
　従って、環状突出部６ｅを設けたことにより、図１７および図１８に示した従来の接合面積Ｓ０＝π×Ｒ０×Ｄ０よりも、π×Ｒ０×Ｄ１だけ接合面積が増加したことになる（この増加分は、第２係合面６ｆの面積と等しい）。そして、環状突出部６ｅの突出高さＤ１を所望に調整することにより、接合面積の増加量を所望にコントロールすることが可能であり、設計上の自由度も高い利点がある。

　このような実施形態１によれば、補強部を設けて、回転軸部材と入射光調節部との接合部分の接合面積を増加させたために、入射光調節部を薄型化した場合でも、回転軸部材との接合強度を確保することが可能となる。

　さらに、補強部を、回転軸部材と入射光調節部との接合部分の近傍にのみ設けたために、重量増加を抑制することができるだけでなく、回転モーメントの増加も抑制することができ、入射光調節部の回転速度をほとんど減少させることがない。

　そして、補強部を入射光調節部に設けたために、回転軸部材からの回転トルクが伝達される部分の強度を効果的に高めることができる。

［実施形態２］
　図８は本発明の実施形態２を示したものであり、入射光調節部６Ａおよび回転軸部材１１の構成を示す断面図である。

　この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　本実施形態の補強部も上述した実施形態１と同様に環状突出部６ｅとなっているが、本実施形態の環状突出部６ｅは、内周側の第２係合面６ｇが回転軸部材１１の外側面１１ａとの間に隙間が生じる形状に形成されている。

　一方、保持部６ｃの係合面６ｄは、上述した実施形態１と同様に、回転軸部材１１の外側面１１ａと当接する形状である。

　そして、入射光調節部６Ａは、回転軸部材１１の外側面１１ａと第２係合面６ｇとの間に生じる隙間に接着剤１５を充填することにより接合面積を増加させて、回転軸部材１１と接合されている。

　また、この実施形態２においても、環状突出部６ｅを含めた入射光調節部６Ａと回転軸部材１１と接合部分の面積がπ×Ｒ０×（Ｄ０＋Ｄ１）となるのは、上述した実施形態１と同様である。

　このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、回転軸部材１１の外側面１１ａと第２係合面６ｇとの間に隙間を設けたことにより、接着剤１５が一定の厚みで充填され、確実な接着を行うことができる。

　また、係合面６ｄは回転軸部材１１の外側面１１ａと当接する形状であるために、回転軸部材１１の軸位置を係合面６ｄにより決めることができるとともに、回転軸部材１１の第２係合面６ｇとの隙間に充填した接着剤１５が下方に垂れるのを係合面６ｄと外側面１１ａとの当接（すなわち、ほぼ隙間がない状態）により防止することができる。

　さらに、回転軸部材１１が係合面６ｄに圧入されるように構成すれば、回転軸部材１１は、接着および圧入の２種類の方法で接合されることになるために、より強固な接合を実現することが可能となる。

［実施形態３］
　図９および図１０は本発明の実施形態３を示したものであり、図９は入射光調節部６Ｂおよび回転軸部材１１Ｂの構成を示す側面図、図１０は入射光調節部６Ｂおよび回転軸部材１１Ｂの構成を示す断面図である。

　この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　上述した実施形態１，２は補強部を入射光調節部６，６Ａと一体に設けたが、本実施形態は補強部を回転軸部材１１Ｂと一体に設けたものとなっている。

　回転軸部材１１Ｂは、光軸Ｏ方向に垂直な断面積が異なる異径部を有しており、この異径部は本実施形態においては細径部１１ｂとなっている。

　そして、回転軸部材１１Ｂにおける細径部１１ｂとそれ以外の外側面１１ａの部分とを結ぶ、軸方向に垂直な段差面１１ｃが補強部となっており、この段差面１１ｃは、入射光調節部６Ｂの光軸Ｏ方向に垂直な表面（図９および図１０に示す上面）に接着されている。

　一方、保持部６ｃの係合面６ｈは、回転軸部材１１Ｂの細径部１１ｂの外側面と当接する形状となっていて、細径部１１ｂの外側面に対して接着または圧入により接合される。

　そして、本実施形態の回転軸部材１１Ｂは、入射光調節部６Ｂの図９および図１０に示す上側から、係合面６ｈを有する孔に細径部１１ｂを挿通して組み付けることになる。

　このような構成において、細径部１１ｂの直径をＲ１とすると、本実施形態における、段差面１１ｃを含めた回転軸部材１１Ｂと入射光調節部６Ｂとの接合部分の接合面積Ｓ１は、次の数式３に示すようになる。

［数３］
　　　Ｓ１＝π×Ｒ１×Ｄ０＋π×（Ｒ０²－Ｒ１²）／４
　そこで、本実施形態の接合面積Ｓ１が、図１７および図１８に示した従来の接合面積Ｓ０（数式１参照）よりも大きくなる条件、すなわち、次の数式４に示す不等式、
［数４］
　　　　　　　　　　　Ｓ１＞Ｓ０
が満たされるＲ１の範囲を求める。

　係数を調整しながらＳ０－Ｓ１を計算すると、
［数５］
　　　　４×（Ｓ０－Ｓ１）／π
　　　＝Ｒ１²－４×Ｄ０×Ｒ１＋４×Ｄ０×Ｒ０－Ｒ０²
　　　＝（Ｒ１－Ｒ０）（Ｒ１＋Ｒ０－４Ｄ０）
となるために、Ｓ０－Ｓ１＝０となる解Ｒ１は、
［数６］
　　　　　　　Ｒ１＝Ｒ０，（４Ｄ０－Ｒ０）
である。

　図９、図１０に示すようにＲ１はＲ０よりも小径であるために、Ｒ０＞Ｒ１の範囲で数式４を満たすＲ１が存在するためには、
［数７］
　　　　　　　　　Ｄ０＜（Ｒ０／２）
となること、すなわち、入射光調節部６Ｂの厚みＤ０が回転軸部材１１Ｂの半径（Ｒ０／２）よりも小さいことが必要である。

　本実施形態は、入射光調節部６Ｂの厚みＤ０を薄くしたときにも、回転軸部材１１Ｂとの接合強度を確保するためのものであるために、本実施形態の構成が適用される対象については、この数式９は満たされると考えられる。

　従って、この数式７に示す制限も含めて、
［数８］
　　（４Ｄ０－Ｒ０）＜Ｒ１＜Ｒ０　　｛（Ｒ０／４）＜Ｄ０＜（Ｒ０／２）のとき｝
　　　　　　　　　０＜Ｒ１＜Ｒ０　　｛Ｄ０≦（Ｒ０／４）のとき｝
となる範囲内において細径部１１ｂの直径Ｒ１を決定すれば、数式４が満たされ、すなわち、従来よりも接合面積を増加させることが可能となる。

　このような実施形態３によれば、上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏するとともに、補強部を回転軸部材１１Ｂと一体に設けたために、入射光調節部６Ｂを一定の厚みのまま変更する必要がなく、入射光調節部６Ｂの成形が容易である利点がある。

　さらに、回転軸部材１１Ｂは軸方向に非対称な形状となるために、入射光調節部６Ｂに対して、何れの側を接合すべきかを容易に認識することが可能となる。

［実施形態４］
　図１１および図１２は本発明の実施形態４を示したものであり、図１１は入射光調節部６Ｃおよび回転軸部材１１Ｃの構成を示す分解側面図、図１２は入射光調節部６Ｃおよび回転軸部材１１Ｃの構成を示す断面図である。

　この実施形態４において、上述の実施形態１～３と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　本実施形態は上述した実施形態３と同様に、補強部を回転軸部材１１Ｃと一体に設けているが、細径部に代えて太径部としたものとなっている。

　すなわち、回転軸部材１１Ｃは、光軸Ｏ方向に垂直な断面積が異なる異径部を有しており、この異径部は本実施形態においてはフランジ状の太径部１１ｄとなっている。

　そして、回転軸部材１１Ｃにおける太径部１１ｄとそれ以外の外側面１１ａの部分とを結ぶ、軸方向に垂直な段差面１１ｅが補強部となっており、この段差面１１ｅは、入射光調節部６Ｃの光軸Ｏ方向に垂直な表面（図１１および図１２に示す下面）に接着されている。

　一方、保持部６ｃの係合面６ｄは、上述した実施形態１，２と同様に、回転軸部材１１Ｃの外側面１１ａと当接する形状であり、太径部１１ｄの外側面に対して接着または圧入により接合される。なお、第２基板４の第２切欠４ｄは、この太径部１１ｄを介して回転軸部材１１Ｃを軸支するように構成することになる。

　そして、本実施形態の回転軸部材１１Ｃは、入射光調節部６Ｃの図１１および図１２に示す下側から、係合面６ｄを有する孔に挿通して組み付けることになる。

　このような構成において、図１２に示すように太径部１１ｄの直径をＲ２とすると、本実施形態における、段差面１１ｅを含めた回転軸部材１１Ｃと入射光調節部６Ｃとの接合部分の接合面積Ｓ１は、次の数式９に示すようになる。

［数９］
　　　　　Ｓ１＝π×Ｒ０×Ｄ０＋π×（Ｒ２²－Ｒ０²）／４
　従って、本実施形態の接合面積Ｓ１は、図１７および図１８に示した従来の接合面積Ｓ０（数式１参照）よりも、π×（Ｒ２²－Ｒ０²）／４だけ増加したことになる（この増加分は、段差面１１ｅの面積と等しい）。

　このような実施形態４によれば、上述した実施形態３とほぼ同様の効果を奏するとともに、太径部１１ｄの直径Ｒ２を所望に調整することにより、接合面積の増加量を所望にコントロールすることが可能となる利点がある。

［実施形態５］
　図１３～図１５は本発明の実施形態５を示したものであり、図１３は入射光調節部６Ｄおよび回転軸部材１１の構成を示す斜視図、図１４は入射光調節部６Ｄおよび回転軸部材１１の構成を示す断面図、図１５は入射光調節部６Ｄの保持部６ｃとＣ状突出部６ｋ、および回転軸部材１１を光軸Ｏ方向から見たときの形状を示す平面図である。

　この実施形態５において、上述の実施形態１～４と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　本実施形態は、上述した実施形態１の図６に示した保持部６ｃおよび環状突出部６ｅに対して、周方向の一部を切り欠いて、回転軸部材１１を光軸Ｏに交差する方向（具体例としては、光軸Ｏに垂直な方向）から挿入することができるように構成したものとなっている。

　すなわち、保持部６ｃは、光軸Ｏ方向から見たときに円弧状（Ｃ字形状）をなす係合面を備えており、この係合面が回転軸部材１１の周面をなす外側面１１ａと当接する形状部である。そして、この係合面の周方向の一部には切欠部が形成されていて、係合面および切欠部を合わせると、光軸Ｏ方向から見て略Ｕ字状をなす略Ｕ字状切欠６ｉとなっている。

　また、回転軸部材１１と入射光調節部６Ｄとの接合部分の接合面積を増加させるための補強部として、保持部６ｃの略Ｕ字状切欠６ｉの縁部から光軸Ｏ方向にＣ状突出部６ｋが設けられている。このＣ状突出部６ｋも、光軸Ｏ方向から見たときに上述した略Ｕ字状切欠６ｉと同一形状をなす、略Ｕ字状切欠６ｊを備えている。この略Ｕ字状切欠６ｊの内部が、回転軸部材１１の周面をなす外側面１１ａと当接するＣ字形状の第２係合面となっていることも、上述した略Ｕ字状切欠６ｉと同様である。

　そして、本実施形態の構成において、入射光調節部６Ｄに回転軸部材１１を接合する際には、光軸Ｏ方向に交差する方向（例えば光軸Ｏ方向に垂直な方向）から回転軸部材１１を略Ｕ字状切欠６ｉ，６ｊに挿入して、接着等を用いて接合することになる。

　なお、図１３および図１５においては、回転軸部材１１が入射光調節部６Ｄから外れ難いようにするために、αをπよりも幾らか大きくしたときの形状を図示している。この形状の場合には、回転軸部材１１を略Ｕ字状切欠６ｉ，６ｊに圧入してから、接着等を用いて接合することになる。

　このような構成において、図１４に示すようにＣ状突出部６ｋの光軸Ｏ方向の厚みをＤ２、図１５に示すように略Ｕ字状切欠６ｉ，６ｊ内部のＣ字形状の係合面の、回転軸部材１１の軸中心１１ｚ周りのラジアンを単位として表した角度をαとすると、本実施形態における、Ｃ状突出部６ｋを含めた入射光調節部６Ｄと回転軸部材１１との接合部分の接合面積Ｓ１は、次の数式１０に示すようになる。

［数１０］
　　　　　　　　Ｓ１＝α×（Ｒ０／２）×（Ｄ０＋Ｄ２）
　従って、本実施形態の接合面積Ｓ１が、図１７および図１８に示した従来の接合面積Ｓ０（数式１参照）よりも増加するための条件（上述した数式４が満たされるための条件）は、次の数式１１に示すようになる。

［数１１］
　　　　　α×（Ｒ０／２）×（Ｄ０＋Ｄ２）＞π×Ｒ０×Ｄ０
　角度αについては、回転軸部材１１を保持部６ｃおよび補強部に対して、光軸Ｏに垂直な方向から挿入可能（必要に応じて圧入可能）であるという条件の下で、可能な限り大きくとるようにすると、形状や材質に応じて、概略の角度は定まってくる。

　従って、数式１１に示した条件式を補強部であるＣ状突出部６ｋの厚みＤ２を決定するための条件式であると読み替えれば、次の数式１２に示すように、
［数１２］
　　　　　　　　　　Ｄ２＞｛（２π／α）－１｝×Ｄ０
となる。従って、この数式１２を満たすように補強部の厚みＤ２を決定すれば、従来よりも接合面積が増大することが保証される。具体例としてα≒πである場合には、Ｄ２＞Ｄ０とすれば良い。

　なお、上述では、実施形態１の構成を基礎として切欠部を設ける例を説明したが、実施形態２，４の構成を基礎として切欠部を設けても良い。また、実施形態３の構成の場合には、回転軸部材１１の外側面１１ａの径を大きくしないと、切欠部を設けてもなおかつ従来よりも接合面積が増大するようにするのは幾らか難しいが、可能であれば必要に応じて適用しても構わない。

　このような実施形態５によれば、上述した実施形態１～４とほぼ同様の効果を奏するとともに、回転軸部材１１を光軸に交差する方向から入射光調節部６Ｄに取り付けることができるために、組み立ての作業性が向上する利点がある。

［実施形態６］
　図１６は本発明の実施形態６を示したものであり、図１６は入射光調節部６Ｅおよび回転軸部材１１Ｅの構成を示す断面図である。

　この実施形態６において、上述の実施形態１～５と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　本実施形態の構成は、上述した実施形態３の図９および図１０に示した構成に類似しているが、段差面に代えてテーパを設けたものとなっている。

　回転軸部材１１Ｅは、光軸Ｏ方向に垂直な断面積が異なる異径部を有しており、この異径部は本実施形態においては細径部１１ｆとなっている。

　そして、回転軸部材１１Ｅにおける細径部１１ｆとそれ以外の外側面１１ａの部分とは、軸方向に傾斜したテーパ面１１ｇにより結ばれている。

　一方、入射光調節部６Ｅの保持部６ｃには、回転軸部材１１Ｅのテーパ面１１ｇに当接する形状の係合面であるテーパ受孔６ｍが形成されており、テーパ面１１ｇとテーパ受孔６ｍとは接着により接合されて補強部が構成されている。

　従って、本実施形態の回転軸部材１１Ｅは、入射光調節部６Ｅの図１６に示す上側から、細径部１１ｆ側をテーパ受孔６ｍに挿通し、テーパ面１１ｇとテーパ受孔６ｍとを当接させて接着剤等を用いて接合することにより組み付けることになる。

　このような構成において、細径部１１ｆの直径をＲ３とすると、本実施形態における、テーパ面１１ｇおよびテーパ受孔６ｍを介した回転軸部材１１Ｅと入射光調節部６Ｅとの接合部分の接合面積Ｓ１は、次の数式１３に示すようになる。

［数１３］
　Ｓ１＝π×（Ｒ０＋Ｒ３）／２×√｛（Ｒ０－Ｒ３）²／４＋Ｄ０²｝
　ここに、記号「√」は、括弧内の平方根をとることを示している。

　この接合面積Ｓ１が上述した数式４の不等式「Ｓ１＞Ｓ０」を満たすＲ３の範囲を求めることは複雑な計算となるためにここでは割愛し、数式４を満たさない例、および満たす例を挙げることで、条件に応じて従来よりも接合面積を増加させることが可能となる場合があることを証明する。

　まず、任意単位ＡＵ（Arbitrary Unit）［ここに「ＡＵ」は「μ」や「ｍｍ」などの何れであっても構わない（よりスケールの大きい単位であることを妨げるものではないが、小型撮像機器に適用される光調節装置を想定しているために、ここでは「μ」や「ｍｍ」を例に挙げた）］でＤ０、Ｒ０、Ｒ３の具体的な数値例を出すことにする。

　まず、Ｄ０＝２、Ｒ０＝４、Ｒ３＝２の場合、Ｓ０＝８π、Ｓ１＝３√５π≒６．７πとなって、数式４の不等式は満たされない。

　一方、Ｄ０＝１、Ｒ０＝４、Ｒ３＝２の場合、Ｓ０＝４π、Ｓ１＝３√２π≒４．２πとなって、数式４の不等式が満たされる。

　より一般的に、入射光調節部６Ｅの厚みＤ０が薄く、テーパがある程度大きく付けられている（Ｒ０とＲ３との差が大きい）場合、つまり、Ｄ０≪（Ｒ０－Ｒ３）となる場合を考えると、数式１３は次の数式１４に示すように近似される。

［数１４］
　　　　　Ｓ１＝π×（Ｒ０＋Ｒ３）（Ｒ０－Ｒ３）／４
　この数式１４を数式１と各因数毎に比較すると、明らかに（Ｒ０＋Ｒ３）＞Ｒ０が成立し、また上述したＤ０≪（Ｒ０－Ｒ３）の場合であれば、Ｄ０＜（Ｒ０－Ｒ３）／４も成立すると考えられる。従って、数式１４の近似が成り立つ条件の場合には、数式４の不等式はほぼ満たされると考えられる。

　こうして、本実施形態の構成が適用される対象については、多くの場合に数式４を満たすように構成可能であることが分かる。

　なお、上述では実施形態３の図９、図１０に示したような細径部を形成した例を説明したが、細径部に代えて実施形態４の図１１、図１２に示したような太径部を形成して、この太径部に対してテーパをなす面を形成しても構わない。

　このような実施形態６によれば、上述した実施形態３（太径部を形成する場合には上述した実施形態４）とほぼ同様の効果を奏することが可能となる。

　なお、上述した各実施形態においては、駆動部２として、回転軸部材１１等が軸磁石であり、この回転軸部材１１等をコイル１３を巻回したコイル芯材１２により磁気的に回動する例を説明したが、入射光調節部６等と回転軸部材１１等との接合部に補強部を設けることに対して適用可能な駆動部２の構成は上記例に限定されるものではなく、圧電素子やその他の駆動源を用いた構成であっても構わない。従って、回転軸部材１１等は駆動部２の一部を構成しても良いが、構成しなくても構わない。

　なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

　本出願は、２０１２年９月２８日に日本国に出願された特願２０１２－２１７０３７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

　入射光を通過させるための第１光通過形状部を有する第１基板と、
　前記第１基板と所定間隔をもって平行に配設されており、入射光を通過させるための第２光通過形状部を有する第２基板と、
　前記第１基板および前記第２基板の基板面に垂直となるように該第１基板および該第２基板に対して回動可能に取り付けられた回転軸部材と、
　前記回転軸部材を回動する駆動部と、
　前記回転軸部材の外側面と当接する形状の係合面を有し、該係合面において前記回転軸部材の前記外側面と回動一体に接合されており、該回転軸部材の回動に伴って前記所定間隔内で回動するように配置され、光を調節する機能を備える入射光調節部と、
　前記回転軸部材と前記入射光調節部との接合部分の接合面積を増加させるための補強部と、
　を具備し、
　前記入射光調節部を、前記回転軸部材を介して前記駆動部により回動し、前記第１光通過形状部および前記第２光通過形状部を通過する前記入射光の光路上から退避した退避位置と、該入射光の光路上に位置する挿入位置と、に変位させることにより、該入射光を調節することを特徴とする光調節装置。
　前記補強部は、前記回転軸部材と前記入射光調節部との前記接合部分の近傍にのみ設けら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。
　前記補強部は前記入射光調節部と一体に設けられていて、前記入射光調節部は、前記係合面と共に、さらに該補強部において前記回転軸部材と接合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。
　前記補強部は前記回転軸部材と一体に設けられていて、前記回転軸部材は、前記外側面と共に、さらに該補強部において前記入射光調節部と接合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。
　前記補強部は、前記回転軸部材の外側面に沿って該回転軸部材の軸方向に突出する環状突出部であることを特徴とする請求項３に記載の光調節装置。
　前記環状突出部は、前記回転軸部材の前記外側面と当接する形状の第２係合面を備え、　前記入射光調節部は、前記係合面とともに前記第２係合面において接合されることにより接合面積を増加させて、前記回転軸部材と接合されていることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置。
　前記環状突出部は、前記回転軸部材の前記外側面との間に隙間が生じる形状の第２係合面を備え、
　前記入射光調節部は、前記隙間に接着剤を充填することにより接合面積を増加させて、前記回転軸部材と接合されていることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置。
　前記入射光調節部の前記係合面および前記第２係合面は、周方向の一部に、前記回転軸部材を前記軸方向に交差する方向に挿入可能な切欠部が形成されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光調節装置。
　前記回転軸部材は、該回転軸部材の軸方向に垂直な断面積が異なる異径部を有し、
　前記補強部は、前記異径部とそれ以外の部分とを結ぶ、前記軸方向に垂直な段差面であって、
　前記回転軸部材は、前記段差面が前記入射光調節部の前記軸方向に垂直な表面と接着されていることを特徴とする請求項４に記載の光調節装置。
　前記回転軸部材は、該回転軸部材の軸方向に垂直な断面積が異なる異径部を有し、
　前記補強部は、前記異径部とそれ以外の部分とを結ぶ、前記軸方向に傾斜したテーパ面であって、
　前記入射光調節部の前記係合面は、前記テーパ面と当接する形状であり、
　前記回転軸部材は、前記テーパ面が前記入射光調節部の前記係合面と接着されていることを特徴とする請求項４に記載の光調節装置。
　前記回転軸部材は、軸周りに異なる磁極を有するように着磁された軸磁石であって前記駆動部に含まれ、
　前記駆動部は、さらに、芯材端において前記軸磁石の側面に近接するコイル芯材と、前記コイル芯材に巻回されたコイルと、を有し、前記コイルに電流を流すことにより発生する磁力を前記コイル芯材を介して前記軸磁石に伝達することにより、該軸磁石を回動することを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。