(57)【要約】【課題】構造を簡素化するとともに、小型化及び低コスト化を実現することが可能な羽根駆動装置を提供する。【解決手段】羽根駆動装置は、第１の開口部を有する地板と、前記第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な第２の開口部を形成する複数の第１の羽根部材と、前記第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な第３の開口部を形成する複数の第２の羽根部材と、前記複数の第１の羽根部材及び前記複数の第２の羽根部材と連結され、前記地板に対して回転自在な環状部材と、前記環状部材を駆動する駆動部と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部を有する地板と、
前記第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な第２の開口部を形成する複数の第１の羽根部材と、
前記第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な第３の開口部を形成する複数の第２の羽根部材と、
前記複数の第１の羽根部材及び前記複数の第２の羽根部材と連結され、前記地板に対して回転自在な環状部材と、
前記環状部材を駆動する駆動部と、を備える、
羽根駆動装置。
【請求項２】
前記第２の開口部の大きさ及び前記第３の開口部の大きさの各々は、前記環状部材の回転に応じて変化し、
前記環状部材が回転する範囲は、
前記第２の開口部の大きさが、前記第３の開口部の大きさより小さくなる第１の範囲と、
前記第３の開口部の大きさが、前記第２の開口部の大きさ以下となる第２の範囲と、を含む、
請求項１に記載の羽根駆動装置。
【請求項３】
前記第１の範囲は、前記第２の開口部の形状が略円形となる前記環状部材の周方向の位置を含む、
請求項２に記載の羽根駆動装置。
【請求項４】
前記第２の範囲は、前記第３の開口部の形状が略円形となる前記環状部材の周方向の位置を含む、
請求項２または請求項３に記載の羽根駆動装置。
【請求項５】
前記環状部材の周方向の位置が前記第１の範囲に含まれる場合における前記第２の開口部の大きさは、前記環状部材の周方向の位置が前記第２の範囲に含まれる場合における前記第３の開口部の大きさより小さい、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項６】
前記環状部材は、前記第１の羽根部材及び前記第２の羽根部材を駆動する駆動軸を有し、
前記第１の羽根部材は、前記駆動軸が挿入された第１の軸孔を有し、
前記第２の羽根部材は、前記駆動軸が挿入され、前記第１の軸孔の形状と異なる形状を有する第２の軸孔を有する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項７】
前記第１の羽根部材の前記第２の開口部を形成する部分の端面には、凹凸が形成されている、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項８】
前記第２の羽根部材の前記第３の開口部を形成する部分の端面には、凹凸が形成されている、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項９】
前記複数の第１の羽根部材は、前記環状部材の周方向に並べられ、
前記第１の羽根部材は、前記周方向の一方と隣接する他の前記第１の羽根部材に重なり、
前記複数の第２の羽根部材は、前記環状部材の周方向に並べられ、
前記第２の羽根部材は、前記周方向の他方と隣接する他の前記第２の羽根部材に重なる、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項１０】
前記第２の開口部の径と前記第３の開口部の径との差の絶対値が、所定値以下である、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項１１】
前記第１の羽根部材の厚さと前記第２の羽根部材の厚さとが、略同じである、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項１２】
第１の開口部を有する地板と、
第２の溝カムを有し、前記地板に設けられた回転中心で回転可能に取り付けられており、前記第１の開口部よりも小さな第３の開口部を形成する第２の羽根部材と、
第１の溝カムを有し、前記回転中心で回転可能に取り付けられており、前記第２の羽根部材により形成される第３の開口部よりも小さな第２の開口部を形成する第１の羽根部材と、
前記第１の溝カム及び前記第２の溝カムと連結されており、前記第１の開口部の回りに回転可能な環状部材と、を備え、
前記第２の羽根部材の端面のうちの前記第３の開口部を形成する端面である第２の開口形成領域は、前記第１の羽根部材の端面のうちの前記第２の開口部を形成する端面である第１の開口形成領域よりも広く形成されており、
前記第１の溝カム及び前記第２の溝カムは、前記環状部材の回転途中から前記第１の羽根部材の回転角度が前記第２の羽根部材の回転角度よりも大きくなるように形成されている、
羽根駆動装置。
【請求項１３】
前記第１の開口形成領域及び前記第２の開口形成領域は、前記回転中心から所定の半径の円周上に中心を有する第１の円の円弧、及び前記円周上に中心を有する第２の円の円弧にそれぞれ沿って形成されている、
請求項１２に記載の羽根駆動装置。
【請求項１４】
前記第１の開口形成領域の曲率半径は、前記第２の開口形成領域の曲率半径より小さい、
請求項１３に記載の羽根駆動装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置と、
前記第１の開口部、前記第２の開口部及び前記第３の開口部を通過した光を受光する撮像部と、を備える、
撮像装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置を備える、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、羽根駆動装置、撮像装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮影光路用の開口部から入る光の量を、移動可能に構成された複数枚の絞り羽根により調整するカメラ用絞り装置がある。たとえば、特許文献１にはこのようなカメラ用絞り装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９９２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数枚の絞り羽根によって形成される開口部の形状が真円から離れると、撮像された画像のボケ味が悪化することがある。特許文献１に記載の羽根駆動装置は、絞りの開口形状を真円に近づけることを目的として、固定リング、固定リングに対して回転する回転リング、及び回転リングを駆動するステッピングモータの組を２つ備える。これら２つの組が、開口を形成する羽根群をそれぞれ開閉することで、開口部の形状を真円に近づけている。しかしながら、特許文献１に記載の羽根駆動装置では、当該組を２つ設けるため、羽根駆動装置の構造が複雑になり、小型化及び低コスト化などが困難となることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
第１の開口部（１ａ）を有する地板（１）と、
前記第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な第２の開口部（４１ｄ）を形成する複数の第１の羽根部材（４１）と、
前記第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な第３の開口部（５１ｄ）を形成する複数の第２の羽根部材（５１）と、
前記複数の第１の羽根部材及び前記複数の第２の羽根部材と連結され、前記地板に対して回転自在な環状部材（３０）と、
前記環状部材を駆動する駆動部（６０）と、を備える、
羽根駆動装置である。
【０００７】
上記構成の羽根駆動装置によれば、地板、環状部材及び駆動部の１つの組で複数の第１の羽根部材及び複数の第２の羽根を駆動する構成となる。これにより、第２の開口部の大きさ及び第３の開口部の大きさを１つの当該組で変化させることができるので、羽根駆動装置の構造を簡素化するとともに、小型化及び低コスト化を実現することができる。また、第２の開口部及び第３の開口部の２つの開口部を用いて絞りを定めることができるので、１つの開口部を用いて絞りを定める場合と比べて、絞りの形状を真円などの設計値に近づける可能性を高めることができる。
【０００８】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第２の開口部の大きさ及び前記第３の開口部の大きさの各々は、前記環状部材の回転に応じて変化し、
前記環状部材が回転する範囲は、
前記第２の開口部の大きさ（ＤＳ）が、前記第３の開口部の大きさ（ＤＬ）より小さくなる第１の範囲（Ｒ１）と、
前記第３の開口部の大きさが、前記第２の開口部の大きさ以下となる第２の範囲（Ｒ２）と、を含む。
【０００９】
複数の羽根部材によって形成される開口部の径の変化の範囲が大きい場合、当該開口部の形状が真円などの設計値からずれて歪になることがある。上記構成の羽根駆動装置によれば、第１の範囲では、環状部材の回転に応じて第２の開口部により絞りを拡大または縮小し、第２の範囲では、環状部材の回転に応じて第３の開口部により絞りを拡大または縮小することができる。これにより、第１の範囲及び第２の範囲の各々において、絞りの径が変化する範囲を小さくすることができるので、絞りの形状が設計値からずれて歪になる程度を低減することができる。
【００１０】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１の範囲は、前記第２の開口部の形状が略円形となる前記環状部材の周方向の位置（ＰＳ）を含む。
【００１１】
上記構成の羽根駆動装置によれば、環状部材の周方向の位置が第１の範囲に含まれる場合において、第２の開口部の径が拡大または縮小しても、第２の開口部の形状を真円に近い形状に維持することができる。これにより、第２の開口部が絞りとして機能する状態で画像を撮像する場合において、画像のボケ味が悪化することを抑制し、良好な絞り効果を得ることができる。
【００１２】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第２の範囲は、前記第３の開口部の形状が略円形となる前記環状部材の周方向の位置（ＰＬ）を含む。
【００１３】
上記構成の羽根駆動装置によれば、環状部材の周方向の位置が第２の範囲に含まれる場合において、第３の開口部の径が拡大または縮小しても、第３の開口部の形状を真円に近い形状に維持することができる。これにより、第３の開口部が絞りとして機能する状態で画像を撮像する場合において、画像のボケ味が悪化することを抑制し、良好な絞り効果を得ることができる。
【００１４】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記環状部材の周方向の位置が前記第１の範囲に含まれる場合における前記第２の開口部の大きさは、前記環状部材の周方向の位置が前記第２の範囲に含まれる場合における前記第３の開口部の大きさより小さい。
【００１５】
上記構成の羽根駆動装置によれば、環状部材の周方向の位置が第１の範囲に含まれる場合に絞りを定める第２の開口部の大きさが、環状部材の周方向の位置が第２の範囲に含まれる場合に絞りを定める第３の開口部の大きさより小さい構成となる。これにより、たとえば、絞りを最小から最大まで変化させる場合に、絞りを形成する羽根部材を複数の第１の羽根部材から複数の第２の羽根部材に切り替えることができるので、絞りが最小から最大まで変化する範囲で、絞りの形状が設計値からずれて歪になる程度を低減することができる。
【００１６】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記環状部材は、前記第１の羽根部材及び前記第２の羽根部材を駆動する駆動軸（５ｂ）を有し、
前記第１の羽根部材は、前記駆動軸が挿入された第１の軸孔（４１ｂ）を有し、
前記第２の羽根部材は、前記駆動軸が挿入され、前記第１の軸孔の形状と異なる形状を有する第２の軸孔（５１ｂ）を有する。
【００１７】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第１の軸孔の形状と第２の軸孔の形状とを異ならせ、第１の軸孔及び第２の軸孔の両方に駆動軸を挿入することで、第１の羽根部材及び第２の羽根部材のそれぞれ独立な移動を１つの駆動軸で実現することができる。これにより、第１の羽根部材及び第２の羽根部材の駆動機構の簡素化、小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００１８】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１の羽根部材の前記第２の開口部を形成する部分の端面（４１ｃ）には、凹凸が形成されている。
【００１９】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第１の羽根部材の端面における入射光の反射を乱反射にすることができるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどが発生することを効果的に防止することができる。
【００２０】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第２の羽根部材の前記第３の開口部を形成する部分の端面（５１ｃ）には、凹凸が形成されている。
【００２１】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第２の羽根部材の端面における入射光の反射を乱反射にすることができるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどが発生することを効果的に防止することができる。
【００２２】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記複数の第１の羽根部材は、前記環状部材の周方向に並べられ、
前記第１の羽根部材は、前記周方向の一方と隣接する他の前記第１の羽根部材に重なり、
前記複数の第２の羽根部材は、前記環状部材の周方向に並べられ、
前記第２の羽根部材は、前記周方向の他方と隣接する他の前記第２の羽根部材に重なる。
【００２３】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第２の開口部の大きさが小さくなる場合に、複数の第１の羽根部材の先端が光軸方向に反る方向と、第３の開口部の大きさが小さくなる場合に、複数の第２の羽根部材の先端が光軸方向に反る方向と、を互いに逆向きにすることができる。これにより、たとえば、第１の羽根部材の先端が反る方向が第２の羽根部材に近づく方向となり、第２の羽根部材の先端が反る方向が第１の羽根部材に近づく方向となるように複数の第１の羽根部材及び複数の第２の羽根部材を配置することで、第１の羽根部材及び第２の羽根部材が絞りユニットの外部に向かって突出することを防ぐことができる。また、たとえば、第１の羽根部材の先端が反る方向が第２の羽根部材から離れる方向となり、第２の羽根部材の先端が反る方向が第１の羽根部材から離れる方向となるように複数の第１の羽根部材及び複数の第２の羽根部材を配置することで、複数の第１の羽根部材と複数の第２の羽根部材とを近接して配置させることができる。
【００２４】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第２の開口部の径と前記第３の開口部の径との差（Ｃ１、Ｃ２）の絶対値が、所定値（Ｆ１、Ｆ２）以下である。
【００２５】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第２の開口部の外周と第３の開口部の外周とを近接させることができるので、絞りユニットを光軸方向に平面視した場合において、複数の第１の羽根部材と複数の第２の羽根部材とが重なる領域を増大させつつ、絞りを形成する端面における羽根の厚みを小さくすることができる。これにより、たとえば、絞りユニットを備えた撮像装置では、端面反射する入射光の量を抑制しつつ、２つの羽根部材が重なる領域において入射光を良好に遮蔽できるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどのノイズが発生することを抑制することができる。
【００２６】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１の羽根部材の厚さと前記第２の羽根部材の厚さとが、略同じである。
【００２７】
上記構成の羽根駆動装置によれば、たとえば、第１の羽根部材と第２の羽根部材とを同一の板部材から形成することができるので、絞りユニットの製造コストを低減させることなどが可能となる。
【００２８】
また、本発明の別の手段は、
第１の開口部（１ａ）を有する地板（１）と、
第２の溝カム（５１ｂ）を有し、前記地板に設けられた回転中心（５ａ）で回転可能に取り付けられており、前記第１の開口部よりも小さな第３の開口部を形成する第２の羽根部材（５１）と、
第１の溝カム（４１ｂ）を有し、前記回転中心で回転可能に取り付けられており、前記第２の羽根部材により形成される第３の開口部よりも小さな第２の開口部を形成する第１の羽根部材（４１）と、
前記第１の溝カム及び前記第２の溝カムと連結されており、前記第１の開口部の回りに回転可能な環状部材（３０）と、を備え、
前記第２の羽根部材の端面（５１ｃ）のうちの前記第３の開口部を形成する端面である第２の開口形成領域（５１ｆ）は、前記第１の羽根部材の端面（４１ｃ）のうちの前記第２の開口部を形成する端面である第１の開口形成領域（４１ｆ）よりも広く形成されており、
前記第１の溝カム及び前記第２の溝カムは、前記環状部材の回転途中から前記第１の羽根部材の回転角度が前記第２の羽根部材の回転角度よりも大きくなるように形成されている、
羽根駆動装置である。
【００２９】
上記構成の羽根駆動装置によれば、地板、環状部材及び駆動部の１つの組で複数の第１の羽根部材及び複数の第２の羽根を駆動する構成となる。これにより、第２の開口部の大きさ及び第３の開口部の大きさを１つの当該組で変化させることができるので、羽根駆動装置の構造を簡素化するとともに、小型化及び低コスト化を実現することができる。また、第２の開口部及び第３の開口部の２つの開口部を用いて絞りを定めることができるので、１つの開口部を用いて絞りを定める場合と比べて、絞りの形状を真円などの設計値に近づける可能性を高めることができる。
【００３０】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１の開口形成領域及び前記第２の開口形成領域は、前記回転中心から所定の半径（Ｒ）の円周上に中心を有する第１の円（１００）の円弧、及び前記円周上に中心を有する第２の円（１１０）の円弧にそれぞれ沿って形成されている。
【００３１】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第２の開口部の径が拡大または縮小しても、第２の開口部の形状を真円に近い形状に維持することができる。また、第３の開口部の径が拡大または縮小しても、第３の開口部の形状を真円に近い形状に維持することができる。これにより、第２の開口部または第３の開口部が絞りとして機能する状態で画像を撮像する場合において、画像のボケ味が悪化することを抑制し、良好な絞り効果を得ることができる。
【００３２】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１の開口形成領域の曲率半径は、前記第２の開口形成領域の曲率半径より小さい。
【００３３】
上記構成の羽根駆動装置によれば、第１の羽根部材及び第２の羽根部材に第２の開口部及び第３の開口部の形状をそれぞれ規定する端面を精度良く形成することができる。これにより、各開口部の形状を真円に近い形状にできる。
【００３４】
また、本発明は、上記いずれかの羽根駆動装置を含む撮像装置または電子機器を含む。
【００３５】
上記の撮像装置または電子機器によれば、羽根駆動装置の構造を簡素化するとともに、小型化及び低コスト化を実現することができる。また、絞りの形状を真円に近づける可能性を高めることができるので、撮像された画像のボケ味が悪化することを抑制し、良好な絞り効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本実施形態の絞りユニットを表面から見た平面図である。
【図２】図２は、本実施形態の絞りユニットを裏面から見た平面図である。
【図３】図３は、本実施形態の絞りユニットの拡径側円形状態における断面図である。
【図４】図４は、本実施形態のカバー板が取り外された絞りユニットを、拡径側円形状態で表面から見た平面図である。
【図５】図５は、本実施形態のカバー板が取り外された絞りユニットを、縮径側円形状態で表面から見た平面図である。
【図６】図６は、本実施形態の拡径側円形状態の小口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。
【図７】図７は、本実施形態の縮径側円形状態の小口径用羽根部材群及び大口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。
【図８】図８は、縮径側円形状態で重なった小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材を、表面から見た拡大図である。
【図９】図９は、本実施形態の拡径側円形状態の大口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の拡径側円形状態の小口径用羽根部材群及び大口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。
【図１１】図１１は、拡径側円形状態で重なった小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材を、表面から見た拡大図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の絞りユニットにおける可変孔の径の変化の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の拡径側円形状態における小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材の図１０の切断線Ｂ−Ｂの位置における断面図である。
【図１４】図１４は、本実施形態の縮径側円形状態における小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材の図７の切断線Ａ−Ａの位置における断面図である。
【図１５】図１５は、比較例の絞りユニットを、カバー板が取り外され、開放側の絞りを有する状態で表面から見た平面図である。
【図１６】図１６は、比較例の絞りユニットを、カバー板が取り外され、小絞り側の絞りを有する状態で表面から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の羽根駆動装置は、第１の開口部を有する地板と、地板に対して回転自在な環状部材と、環状部材を駆動する駆動部と、を備える絞りユニットにおいて、第１の羽根部材群及び第２の羽根部材群は、それぞれ、第１の開口部の少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な開口部をそれぞれ形成する。そして、第１の羽根部材群及び第２の羽根部材群が、環状部材に連結され、地板、環状部材及び駆動部の１つの組によって駆動される構成としている点を特徴のひとつとする。
【００３８】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．比較例
３．本実施形態の特徴
４．補足事項
【００３９】
＜１．実施形態＞
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の絞りユニットを表面から見た平面図である。図２は、本実施形態の絞りユニットを裏面から見た平面図である。図３は、本実施形態の絞りユニットの拡径側円形状態における断面図である。図４は、本実施形態のカバー板が取り外された絞りユニットを、拡径側円形状態で表面から見た平面図である。図５は、本実施形態のカバー板が取り外された絞りユニットを、縮径側円形状態で表面から見た平面図である。
【００４０】
なお、本明細書で「表面」とは被写体と撮像素子とのうち、被写体側から見た面を指す。一方、「裏面」とは、撮像素子側から見た面を指す。また、「拡径側円形状態」は、大口径用羽根部材群５０によって形成される可変孔５１ｄの形状が略円形となる状態である。「縮径側円形状態」は、小口径用羽根部材群４０によって形成される可変孔４１ｄの形状が略円形となる状態である。
【００４１】
ここで、被写体からの光を撮像素子に集光するレンズ（図示しない）の光軸Ａ１の方向を軸方向と定義する。軸方向に対して垂直な方向であって、光軸Ａ１から離れる方向を径方向と定義する。光軸Ａ１を中心とする回転方向を周方向と定義する。表面から見て時計回りの周方向を時計方向ｃｗと定義する。表面から見て反時計回りの周方向を反時計方向ｃｃｗと定義する。
【００４２】
＜絞りユニット１０＞
図１〜図５に示されるように、本実施形態の絞りユニット１０は、地板１、カバー板２、アクチュエータ７、フレキシブル基板８、絞りリング３０、小口径用羽根部材群４０、大口径用羽根部材群５０及びステッピングモータ６０を含んで構成される。小口径用羽根部材群４０は、９つの小口径用羽根部材４１を含んで構成される。大口径用羽根部材群５０は、９つの大口径用羽根部材５１を含んで構成される。なお、小口径用羽根部材群４０は、８つ以下、または１０以上の小口径用羽根部材４１を含む構成であってもよい。大口径用羽根部材群５０は、８つ以下、または１０以上の大口径用羽根部材５１を含む構成であってもよい。絞りユニット１０は、本発明でいう「羽根駆動装置」の一具体例である。
【００４３】
絞り１０ａは、絞りユニット１０を全体として見たときの、絞りユニット１０に形成される孔（開口部）である。具体的には、絞り１０ａは、地板１の開口部１ａ、カバー板２の開口部２ａ、小口径用羽根部材４１によって形成される可変孔４１ｄ、及び大口径用羽根部材群５０によって形成される可変孔５１ｄのうち、最も小さい径を有する開口部または孔により定まる。
【００４４】
＜地板１及びカバー板２＞
地板１は、光軸Ａ１を中心とする円板状に形成され、光軸Ａ１を含む中心部分に円形の開口部１ａを有する。地板１は、被写体側の面において、周方向に等間隔に配置される９つの主軸５ａを有する。主軸５ａは、被写体側に突出する棒状の部材である。カバー板２は、地板１と同様の円板状であって、地板１に対して被写体側に位置し、光軸Ａ１を含む中心部分に円形の開口部２ａを有する。地板１及びカバー板２は、合成樹脂などで形成されるが、他の素材を用いてもよい。開口部１ａと２ａとは略同心である。本実施形態では、開口部１ａの径は、開口部２ａの径より小さい。地板１とカバー板２とはネジまたはリベットなどで光軸Ａ１方向に重なるよう連結されている。地板１とカバー板２との間には、絞りリング３０、小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０などの構成が配置される空間が形成される。開口部１ａは、本発明でいう「第１の開口部」の一具体例である。
【００４５】
＜ステッピングモータ６０＞
ステッピングモータ６０は、周知のステッピングモータであって、フレキシブル基板８を介して与えられる電力により、絞りリング３０を駆動する。図４及び図５に示されるように、ステッピングモータ６０は、絞りリング３０に固定された絞りリング歯車３１と噛み合うモータ歯車６１を有する。ステッピングモータ６０は、後述するように、絞りリング３０を介して間接的に小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１を駆動する。ステッピングモータ６０は、本発明でいう「駆動部」の一具体例である。
【００４６】
＜絞りリング３０＞
図３〜図５に示されるように、絞りリング３０は、小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０と連結され、地板１に対して回転自在である。また、絞りリング３０は、ステッピングモータ６０から受ける駆動力に基づき、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１を駆動する。詳細には、絞りリング３０は、地板１とカバー板２との間に配置された環状で板状の部材であり、開口部１ａ及び２ａの外側を環状に囲むよう配置される。絞りリング３０は、本発明でいう「環状部材」の一具体例である。
【００４７】
絞りリング３０は、絞りリング歯車３１及び９つの従動軸５ｂを含んで構成される。絞りリング歯車３１は、絞りリング３０の外周面に固定され、ステッピングモータ６０のモータ歯車６１とかみ合う。絞りリング３０は、光軸Ａ１についての回転力をステッピングモータ６０からモータ歯車６１及び絞りリング歯車３１を介して受け、光軸Ａ１を回転軸として回転する。
【００４８】
９つの従動軸５ｂは、絞りリング３０の被写体側の面において、周方向に等間隔に配置される。９つの従動軸５ｂの各々は、被写体側に突出する棒状の部材であり、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１と連結される。従動軸５ｂは、絞りリング３０が回転する際に、連結された小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１を駆動する。従動軸５ｂは、本発明でいう「駆動軸」の一具体例である。
【００４９】
ここで、絞りユニット１０を軸方向に平面視した場合において、径方向のベクトルであって絞りリング３０とともに回転する回転ベクトルと、径方向のベクトルであって地板１に固定された固定ベクトルとのなす角度を、方位角Ｐｒと定義する。本実施形態では、方位角Ｐｒは、たとえば、回転ベクトルが時計方向ｃｗへ回転すると増加する。方位角Ｐｒは、本発明でいう「絞りリングの周方向の位置」及び「方位」の一具体例である。
【００５０】
＜小口径用羽根部材群４０＞
図６は、本実施形態の拡径側円形状態の小口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。図７は、本実施形態の縮径側円形状態の小口径用羽根部材群及び大口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。図８は、縮径側円形状態で重なった小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材を、表面から見た拡大図である。図６〜図８に示されるように、本実施形態の小口径用羽根部材群４０は、上述したように、９つの小口径用羽根部材４１を含んで構成される。小口径用羽根部材群４０は、本発明でいう「第１の羽根部材群」の一具体例である。
【００５１】
＜小口径用羽根部材４１＞
９つの小口径用羽根部材４１は、開口部１ａの少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な可変孔４１ｄを形成する。本実施形態では、小口径用羽根部材４１は、湾曲しながら先端４１ｅに向かって尖る外形を有する板状の部材であり、黒色樹脂フィルムによって形成される。小口径用羽根部材４１は、主軸孔４１ａ及び従動軸孔４１ｂを含んで構成される。主軸孔４１ａは、主軸５ａの径より若干大きい径を有する円形の孔である。従動軸孔４１ｂは、従動軸５ｂの径より若干大きい幅で所定の曲線に沿った溝カム形状の長孔である。小口径用羽根部材４１は、本発明でいう「第１の羽根部材」の一具体例である。従動軸孔４１ｂは、本発明でいう「第１の溝カム」の一具体例である。
【００５２】
第１の開口形成領域４１ｆは、縮径側円形状態における可変孔４１ｄを形成する端面４１ｃの領域である。第１の開口形成領域４１ｆは、第１の仮想円１００の円弧に沿って形成されている。第１の仮想円１００は、円弧状の第１の開口形成領域４１ｆを含む仮想円である。
【００５３】
９つの小口径用羽根部材４１は、円状に並べられる。本実施形態では、小口径用羽根部材４１は、主軸孔４１ａから先端４１ｅへ向かう方向が反時計方向ｃｃｗに沿い、時計方向ｃｗに隣接する他の小口径用羽根部材４１に重なる（図６参照）。９つの小口径用羽根部材４１は、このように並べられることで、光軸Ａ１に向いた各端面４１ｃによって可変孔４１ｄを形成する。また、可変孔４１ｄの径が小さくなる場合、小口径用羽根部材４１の先端４１ｅは、被写体へ近づく方向へ反る。つまり、本実施形態では、小口径用羽根部材４１の先端４１ｅが反る方向が、大口径用羽根部材５１から離れる方向となる。本実施形態では、たとえばエッチング処理が端面４１ｃに施されることで、端面４１ｃに凹凸が形成される。なお、小口径用羽根部材４１は、反時計方向ｃｃｗに隣接する他の小口径用羽根部材４１に重なる構成であってもよい。この構成では、可変孔４１ｄの径が小さくなる場合、小口径用羽根部材４１の先端４１ｅは、撮像素子へ近づく方向へ反る。可変孔４１ｄは、本発明でいう「第２の開口部」の一具体例である。
【００５４】
主軸孔４１ａ及び従動軸孔４１ｂには、それぞれ主軸５ａ及び従動軸５ｂが挿入される（図４及び図５参照）。主軸孔４１ａには主軸５ａが挿入されるため、小口径用羽根部材４１の移動は、主軸５ａを回転軸とする回転運動に制限される。そして、絞りリング３０とともに周方向に移動する従動軸５ｂが従動軸孔４１ｂに挿入されるため、絞りリング３０の方位角Ｐｒに基づき小口径用羽根部材４１の角度が定まる。つまり、絞りリング３０の回転に応じて、９つの小口径用羽根部材４１が共同して向きを変える。この際、可変孔４１ｄの径及び形状が変化する。従動軸孔４１ｂは、本発明でいう「第１の軸孔」の一具体例である。
【００５５】
＜大口径用羽根部材群５０＞
図９は、本実施形態の拡径側円形状態の大口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。図１０は、本実施形態の拡径側円形状態の小口径用羽根部材群及び大口径用羽根部材群を表面から見た平面図である。図１１は、拡径側円形状態で重なった小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材を、表面から見た拡大図である。図１０〜図１２に示されるように、本実施形態の大口径用羽根部材群５０は、上述したように、９つの大口径用羽根部材５１を含んで構成される。大口径用羽根部材群５０は、本発明でいう「第２の羽根部材群」の一具体例である。
【００５６】
＜大口径用羽根部材５１＞
９つの大口径用羽根部材５１は、少なくとも一部が小口径用羽根部材群４０と重なり、開口部１ａの少なくとも一部を遮蔽し、大きさを変化可能な可変孔５１ｄを形成する。本実施形態では、９つの大口径用羽根部材５１は、９つの小口径用羽根部材４１に対する地板１側すなわち撮像素子側に位置し（図３参照）、小口径用羽根部材４１と同様に黒色樹脂フィルムによって形成される。また、大口径用羽根部材５１は、小口径用羽根部材４１の厚さと略同じ厚さを有する。小口径用羽根部材４１の厚さと大口径用羽根部材５１の厚さとの合計は、たとえば、３０マイクロメートル以下である。大口径用羽根部材５１の遮光特性と小口径用羽根部材４１の遮光特性とは、略同じである。なお、大口径用羽根部材５１は、小口径用羽根部材４１の材料と異なる材料によって形成されてもよい。また、大口径用羽根部材５１は、小口径用羽根部材４１の厚さと異なる厚さを有してもよい。
【００５７】
大口径用羽根部材５１は、湾曲しながら先端５１ｅに向かって尖る外形を有する板状の部材であり、主軸孔５１ａ及び従動軸孔５１ｂを含んで構成される。主軸孔５１ａは、主軸孔４１ａと略同じ形状を有し、主軸５ａの径より若干大きい径を有する円形の孔である。従動軸孔５１ｂは、従動軸孔４１ｂの形状と異なる形状を有し、従動軸５ｂの径より若干大きい幅で所定の曲線に沿った溝カム形状の長孔である。大口径用羽根部材５１は、本発明でいう「第２の羽根部材」の一具体例である。従動軸孔５１ｂは、本発明でいう「第２の溝カム」の一具体例である。
【００５８】
第２の開口形成領域５１ｆは、拡径側円形状態における可変孔５１ｄを形成する端面５１ｃの領域であり、第１の開口形成領域４１ｆよりも広く形成されている。第２の開口形成領域５１ｆは、第２の仮想円１１０の円弧に沿って形成されている。第２の仮想円１１０は、円弧状の第２の開口形成領域５１ｆを含む仮想円である。第２の仮想円１１０の中心と第１の仮想円１００の中心とは、主軸孔４１ａ，５１ａを中心とした半径Ｒの円周上に位置する。第１の開口形成領域４１ｆの曲率半径は、第２の開口形成領域５１ｆの曲率半径より小さい。つまり、第１の仮想円１００の半径は、第２の仮想円１１０の半径より小さい。第１の開口形成領域４１ｆ及び第２の開口形成領域５１ｆの各々は、略中間位置が半径Ｒに位置する、すなわち当該略中間位置が当該円周上に位置するようにして、当該略中間位置から両側に形成される。
【００５９】
また、従動軸孔４１ｂ及び従動軸孔５１ｂは、絞りリング３０の回転途中から小口径用羽根部材４１の回転角度が大口径用羽根部材５１の回転角度よりも大きくなるように形成されている。
【００６０】
９つの大口径用羽根部材５１は、円状に並べられる。本実施形態では、大口径用羽根部材５１は、主軸孔５１ａから先端５１ｅへ向かう方向が反時計方向ｃｃｗに沿い、反時計方向ｃｃｗに隣接する他の大口径用羽根部材５１に重なる（図９参照）。９つの大口径用羽根部材５１は、このように並べられることで、光軸Ａ１に向いた各端面５１ｃによって可変孔５１ｄを形成する。また、可変孔５１ｄの径が小さくなる場合、大口径用羽根部材５１の先端５１ｅは、撮像素子へ近づく方向へ反る。つまり、本実施形態では、大口径用羽根部材５１の先端５１ｅが反る方向が、小口径用羽根部材４１から離れる方向となる。本実施形態では、たとえばエッチング処理が端面５１ｃに施されることで、端面５１ｃに凹凸が形成される。なお、大口径用羽根部材５１は、時計方向ｃｗに隣接する他の大口径用羽根部材５１に重なる構成であってもよい。この構成では、可変孔５１ｄの径が小さくなる場合、大口径用羽根部材５１の先端５１ｅは、被写体へ近づく方向へ反る。可変孔５１ｄは、本発明でいう「第３の開口部」の一具体例である。
【００６１】
主軸孔５１ａ及び従動軸孔５１ｂには、それぞれ主軸５ａ及び従動軸５ｂが挿入される（図４及び図５参照）。主軸孔５１ａには主軸５ａが挿入されるため、大口径用羽根部材５１の移動は、主軸５ａを回転軸とする回転運動に制限される。そして、絞りリング３０とともに周方向に移動する従動軸５ｂが従動軸孔５１ｂに挿入されるため、絞りリング３０の方位角Ｐｒに基づき大口径用羽根部材５１の角度が定まる。つまり、絞りリング３０の回転に応じて、９つの大口径用羽根部材５１が共同して向きを変える。この際、可変孔５１ｄの径及び形状が変化する。従動軸孔５１ｂは、本発明でいう「第２の軸孔」の一具体例である。
【００６２】
＜小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１の動作＞
ここで、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１の動作について説明する。フレキシブル基板８を介してステッピングモータ６に電力が与えられると、ステッピングモータ６が回転する。このとき、ステッピングモータ６のモータ歯車６１と絞りリング歯車３１とが噛み合うことで、絞りリング３０に動力が与えられる。これによって、絞りリング３０が時計方向ｃｗまたは反時計方向ｃｃｗへ回転し、絞りリング３０に固定された従動軸５ｂが周方向に沿って移動する。
【００６３】
小口径用羽根部材４１の従動軸孔４１ｂ及び大口径用羽根部材５１の従動軸孔５１ｂに従動軸５ｂが挿入されているため、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１は、従動軸５ｂの周方向への移動に応じて向きを変える。
【００６４】
図１２は、本実施形態の絞りユニットにおける可変孔の径の変化の一例を示す図である。なお、図１２では、縦軸は、径の大きさを示し、横軸は、絞りリング３０の方位角Ｐｒを示す。
【００６５】
図１２に示されるように、９つの小口径用羽根部材４１で形成される可変孔４１ｄの径ＤＳ、及び９つの大口径用羽根部材５１で形成される可変孔５１ｄの径ＤＬの各々は、絞りリング３０の回転に応じて変化する。本実施形態では、絞りリング３０が時計方向ｃｗへ回転すると、径ＤＳ及び径ＤＬが小さくなる。
【００６６】
より詳細には、絞りリング３０が回転する範囲は、可変孔４１ｄの径ＤＳが、可変孔５１ｄの径ＤＬより小さくなる範囲Ｒ１と、可変孔５１ｄの径ＤＬが、可変孔４１ｄの径ＤＳ以下となる範囲Ｒ２と、を含む。ここで、範囲Ｒ２は、方位角ＰｒがＰｍａｘ以上Ｐｍｉｄ以下であり、範囲Ｒ１は、方位角ＰｒがＰｍｉｄより大きくＰｍｉｎ以下である。また、絞りリング３０の方位角ＰｒがＰｍｉｄである場合、径ＤＳと径ＤＬとが、略同じになる。
【００６７】
本実施形態では、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ２内に含まれる場合、地板１の開口部１ａ、カバー板２の開口部２ａ、小口径用羽根部材群４０の可変孔４１ｄ及び大口径用羽根部材群５０の可変孔５１ｄのうち、可変孔５１ｄが最も小さいので、絞りユニット１０の絞り１０ａは、可変孔５１ｄにより定まる。具体的には、方位角ＰｒがＰｍａｘからＰｍｉｄまで変化する場合、絞り１０ａの径すなわち可変孔５１ｄの径ＤＬは、ＤｍａｘからＤｍｉｄまで一様に減少する。ここで、Ｄｍａｘ＞Ｄｍｉｄである。ここで、Ｄｍａｘは、たとえば開口部１ａの径及び開口部２ａの径より大きい。なお、Ｄｍａｘは、開口部１ａの径及び開口部２ａの径の少なくともいずれか一方より小さくてもよい。
【００６８】
範囲Ｒ２は、可変孔５１ｄの形状が略円形となる方位角Ｐｒを含む。具体的には、図４、図９及び図１０に示されるように、方位角ＰｒがＰＬである場合、絞りユニット１０が拡径側円形状態となり、可変孔５１ｄすなわち絞り１０ａの形状が、光軸Ａ１を中心とする略円形となる。
【００６９】
図１３は、本実施形態の拡径側円形状態における小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材の図１０の切断線Ｂ−Ｂの位置における断面図である。図１３に示されるように、可変孔５１ｄを形成する部分において、大口径用羽根部材５１の端面５１ｃに対して、小口径用羽根部材４１の端面４１ｃが光軸Ａ１より外側に位置しているため、絞りユニット１０の絞り１０ａは、大口径用羽根部材５１の端面５１ｃにより画定される。したがって、被写体側から入射した入射光Ｌは、大口径用羽根部材５１の端面５１ｃに反射しながら進むことはあっても、小口径用羽根部材４１の端面４１ｃに反射しながら進むことがなくなる。これにより、端面反射する入射光の量を抑制することができる。
【００７０】
図１２に示されるように、方位角Ｐｒが範囲Ｒ１に含まれる場合における可変孔４１ｄの径ＤＳは、方位角Ｐｒが範囲Ｒ２に含まれる場合における可変孔５１ｄの径ＤＬより小さい。本実施形態では、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ１内に含まれる場合、地板１の開口部１ａ、カバー板２の開口部２ａ、小口径用羽根部材群４０の可変孔４１ｄ及び大口径用羽根部材群５０の可変孔５１ｄのうち、可変孔４１ｄが最も小さいので、絞りユニット１０の絞り１０ａは、可変孔４１ｄにより定まる。具体的には、方位角ＰｒがＰｍｉｄからＰｍｉｎまで変化する場合、絞り１０ａの径すなわち可変孔４１ｄの径ＤＳは、ＤｍｉｄからＤｍｉｎまで一様に減少する。ここで、Ｄｍｉｄ＞Ｄｍｉｎである。
【００７１】
範囲Ｒ１は、可変孔４１ｄの形状が略円形となる絞りリング３０の方位角Ｐｒを含む。具体的には、図５及び図７に示されるように、方位角ＰｒがＰＳである場合、絞りユニット１０が縮径側円形状態となり、可変孔４１ｄすなわち絞り１０ａの形状が、光軸Ａ１を中心とする略円形となる。
【００７２】
図１４は、本実施形態の縮径側円形状態における小口径用羽根部材及び大口径用羽根部材の図７の切断線Ａ−Ａの位置における断面図である。図１４に示されるように、可変孔４１ｄを形成する部分において、小口径用羽根部材４１の端面４１ｃに対して、大口径用羽根部材５１の端面５１ｃが光軸Ａ１より外側に位置しているため、絞りユニット１０の絞り１０ａは、小口径用羽根部材４１の端面４１ｃにより画定される。したがって、被写体側から入射した入射光Ｌは、小口径用羽根部材４１の端面４１ｃに反射しながら進むことはあっても、大口径用羽根部材５１の端面５１ｃに反射しながら進むことがなくなる。これにより、端面反射する入射光の量を抑制することができる。
【００７３】
図１２に示されるように、可変孔４１ｄの径ＤＳと可変孔５１ｄの径ＤＬとの差の絶対値が、所定値以下である。詳細には、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ１内に含まれる場合、径ＤＬから径ＤＳを差し引いた値Ｃ１が、所定値Ｆ１以下である。また、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ２内に含まれる場合、径ＤＳから径ＤＬを差し引いた値Ｃ２が、所定値Ｆ２以下である。ここで、所定値Ｆ１及びＦ２は、小口径用羽根部材４１の厚さと大口径用羽根部材５１の厚さとが同じとした場合、当該厚さの２倍以上の値を有する。
【００７４】
このように、径ＤＳと径ＤＬとの差の絶対値を所定値以下にすることで、可変孔４１ｄの外周と可変孔５１ｄの外周とを近接させることができる。これにより、絞りユニット１０を軸方向に平面視した場合において、小口径用羽根部材４１と大口径用羽根部材５１とが重なる領域を増大させつつ、絞り１０ａを形成する端面における羽根の厚みを小さくすることができる。たとえば、本実施形態の絞りユニット１０を備えたカメラなどの撮像装置では、端面反射する入射光の量を抑制しつつ、２つの羽根が重なる領域において入射光を良好に遮蔽できるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどのノイズが発生することを抑制することができる。
【００７５】
＜アクチュエータ７＞
図１に示されるように、アクチュエータ７は、開口部を開閉するよう動作するシャッタ羽根（図示せず）を駆動する。アクチュエータ７は、フレキシブル基板８から電力を供給される。
【００７６】
＜フレキシブル基板８＞
図１及び図２に示されるように、フレキシブル基板８は、可撓性を有する基板であって、電力供給部（図示せず）から、ステッピングモータ６０及びアクチュエータ７に対して所定の電力を供給する導線を有する。フレキシブル基板８には、導線以外にも電子部品を搭載されていてもよい。
【００７７】
＜２．比較例＞
次に、絞りユニットの比較例について図１５及び図１６を参照しながら説明する。図１５は、比較例の絞りユニットを、カバー板が取り外され、開放側の絞りを有する状態で表面から見た平面図である。図１６は、比較例の絞りユニットを、カバー板が取り外され、小絞り側の絞りを有する状態で表面から見た平面図である。
【００７８】
なお、図１５に示す絞り７０ａの径は、図４に示す拡径側円形状態の絞り１０ａの径と略同じである。図１６に示す絞り７０ａの径は、図５に示す縮径側円形状態の絞り１０ａの径と略同じである。ここで、比較例の絞り７０ａは、実施形態の絞りユニット１０の絞り１０ａと同様に、絞りユニット７０を全体として見たときの、絞りユニット７０に形成される孔（開口部）である。比較例では、絞り１０ａは、地板１の開口部１ａ、カバー板２の開口部２ａ、及び全口径用羽根群８０によって形成される可変孔８１ｄのうち、最も小さい径を有する開口部または孔により定まる。
【００７９】
図１５及び図１６に示されるように、比較例の絞りユニット７０は、図４及び図５などに示される実施形態の絞りユニット１０と比較して、小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０の代わりに全口径用羽根群８０を備える点において相違している。以下の説明では、実施形態との相違点について説明し、実施形態と共通な部分については説明を省略する。
【００８０】
全口径用羽根群８０は、９つの全口径用羽根８１を含んで構成される。全口径用羽根８１は、主軸孔８１ａ及び従動軸孔８１ｂを有する。主軸孔８１ａ及び従動軸孔８１ｂの機能は、たとえば小口径用羽根部材４１の主軸孔４１ａ及び従動軸孔４１ｂの機能とそれぞれ同様である。
【００８１】
９つの全口径用羽根８１は、絞りリング３０の回転に応じて径が変化する可変孔８１ｄを形成する。図１５に示される開放側では、地板１の開口部１ａ、カバー板２の開口部２ａ、及び全口径用羽根群８０の可変孔８１ｄうち、可変孔８１ｄが最も小さいので、絞りユニット７０の絞り７０ａは、可変孔８１ｄにより定まる。比較例では、９つの全口径用羽根８１は、開放側で略円形の形状を有する可変孔８１ｄを形成する。
【００８２】
また、図１６に示される小絞り側でも、地板１の開口部１ａ、カバー板２の開口部２ａ、及び全口径用羽根群８０の可変孔８１ｄうち、可変孔８１ｄが最も小さいので、絞りユニット７０の絞り７０ａは、可変孔８１ｄにより定まる。９つの全口径用羽根８１は、開放側で可変孔８１ｄが略円形となるように形成されるため、小絞り側の可変孔８１ｄの形状は、略多角形となってしまう。つまり、１つの全口径用羽根群８０によって絞り７０ａの径を変化させるため、開放側で絞り７０ａの形状が略円形になるように設計した場合、小絞り側で絞り７０ａの形状が略多角形となってしまう。なお、比較例と異なり、小絞り側で絞り７０ａの形状が略円形になるように設計した場合、開放側で絞り７０ａの形状が略多角形となってしまう。
【００８３】
図１６に示されるように可変孔８１ｄの形状が略多角形となる場合、周辺光量及び解像性能などに基づき画像のボケ味が悪化することがある。良好な絞り効果を得るため、絞り７０ａの径を変化させても、絞り７０ａが真円に近い形状を有する構成が求められる。
【００８４】
＜３．本実施形態の特徴＞
上記構成の絞りユニットによれば、地板１、絞りリング３０及びステッピングモータの１つの組で複数の小口径用羽根部材４１及び複数の大口径用羽根部材５１を駆動する構成となる。これにより、可変孔４１ｄの大きさ及び可変孔５１ｄの大きさを１つの当該組で変化させることができるので、絞りユニット１０の構造を簡素化するとともに、小型化及び低コスト化を実現することができる。また、可変孔４１ｄ及び５１の２つの開口部を用いて絞りを定めることができるので、１つの開口部を用いて絞りを定める場合と比べて、絞りの形状を真円などの設計値に近づける可能性を高めることができる。
【００８５】
複数の羽根部材によって形成される開口部の径の変化の範囲が大きい場合、当該開口部の形状が真円などの設計値からずれて歪になることがある。上記構成の絞りユニットでは、可変孔４１ｄの大きさ及び可変孔５１ｄの大きさの各々は、絞りリング３０の回転に応じて変化し、絞りリング３０が回転する範囲は、可変孔４１ｄの径ＤＳが、可変孔５１ｄの径ＤＬより小さくなる範囲Ｒ１と、可変孔５１ｄの径ＤＬが、可変孔４１ｄの径ＤＳ以下となる範囲Ｒ２と、を含む。これにより、範囲Ｒ１では、絞りリング３０の回転に応じて可変孔４１ｄにより絞り１０ａを拡大または縮小し、範囲Ｒ２では、絞りリング３０の回転に応じて可変孔５１ｄにより絞り１０ａを拡大または縮小することができる。そして、範囲Ｒ１及びＲ２の各々において、絞り１０ａの径が変化する範囲を小さくすることができるので、絞り１０ａの形状が設計値からずれて歪になる程度を低減することができる。
【００８６】
上記構成の絞りユニットでは、範囲Ｒ１が、可変孔４１ｄの形状が略円形となる絞りリング３０の方位角Ｐｒを含むため、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ１に含まれる場合において、可変孔４１ｄの径ＤＳが拡大または縮小しても、可変孔４１ｄの形状を真円に近い形状に維持することができる。これにより、可変孔４１ｄが絞り１０ａとして機能する状態で画像を撮像する場合において、画像のボケ味が悪化することを抑制し、良好な絞り効果を得ることができる。
【００８７】
上記構成の絞りユニットでは、範囲Ｒ２が、可変孔５１ｄの形状が略円形となる絞りリング３０の方位角Ｐｒを含むため、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ２に含まれる場合において、可変孔５１ｄの径ＤＬが拡大または縮小しても、可変孔５１ｄの形状を真円に近い形状に維持することができる。これにより、可変孔５１ｄが絞り１０ａとして機能する状態で画像を撮像する場合において、画像のボケ味が悪化することを抑制し、良好な絞り効果を得ることができる。
【００８８】
上記構成の絞りユニットでは、絞りリング３０方位角Ｐｒが範囲Ｒ１に含まれる場合における可変孔４１ｄの径ＤＳは、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ２に含まれる場合における可変孔５１ｄの径ＤＬより小さい。つまり、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ１に含まれる場合に絞り１０ａを定める可変孔４１ｄの径ＤＳが、絞りリング３０の方位角Ｐｒが範囲Ｒ２に含まれる場合に絞り１０ａを定める可変孔５１ｄの径ＤＬより小さい構成となる。これにより、たとえば、絞り１０ａを最小から最大まで変化させる場合に、絞り１０ａを形成する羽根部材を複数の小口径用羽根部材４１から複数の大口径用羽根部材５１に切り替えることができるので、絞り１０ａが最小から最大まで変化する範囲で、絞り１０ａの形状が設計値からずれて歪になる程度を低減することができる。
【００８９】
上記構成の絞りユニットでは、絞りリング３０が、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１を駆動する従動軸５ｂを有し、小口径用羽根部材４１が、従動軸５ｂが挿入された従動軸孔４１ｂを有し、大口径用羽根部材５１が、従動軸５ｂが挿入され、従動軸孔４１ｂの形状と異なる形状を有する従動軸孔５１ｂを有する。これにより、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１のそれぞれ独立な移動を１つの従動軸５ｂで実現することができるので、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１の駆動機構の簡素化、小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００９０】
上記構成の絞りユニットでは、小口径用羽根部材４１の可変孔４１ｄを形成する部分の端面４１ｃには、凹凸が形成されているため、小口径用羽根部材４１の端面４１ｃにおける入射光の反射を乱反射にすることができるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどが発生することを効果的に防止することができる。
【００９１】
上記構成の絞りユニットでは、大口径用羽根部材５１の可変孔５１ｄを形成する部分の端面５１ｃには、凹凸が形成されているため、大口径用羽根部材５１の端面５１ｃにおける入射光の反射を乱反射にすることができるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどが発生することを効果的に防止することができる。
【００９２】
上記構成の絞りユニットでは、複数の小口径用羽根部材４１が、絞りリング３０の周方向に並べられ、小口径用羽根部材４１が、当該周方向の一方と隣接する他の小口径用羽根部材４１に重なる。そして、複数の大口径用羽根部材５１が、絞りリング３０の周方向に並べられ、大口径用羽根部材５１が、当該周方向の他方と隣接する他の大口径用羽根部材５１に重なる。これにより、可変孔４１ｄの径ＤＳが小さくなる場合に、複数の小口径用羽根部材４１の先端４１ｅが光軸Ａ１方向に反る方向と、可変孔５１ｄの径ＤＬが小さくなる場合に、複数の大口径用羽根部材５１の先端５１ｅが光軸Ａ１方向に反る方向と、を互いに逆向きにすることができる。そして、たとえば、小口径用羽根部材４１の先端４１ｅが反る方向が大口径用羽根部材５１に近づく方向となり、大口径用羽根部材５１の先端５１ｅが反る方向が小口径用羽根部材４１に近づく方向となるように小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０を配置することで、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１が絞りユニット１０の外部に向かって突出することを防ぐことができる。また、たとえば、小口径用羽根部材４１の先端４１ｅが反る方向が大口径用羽根部材５１から離れる方向となり、大口径用羽根部材５１の先端５１ｅが反る方向が小口径用羽根部材４１から離れる方向となるように小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０を配置することで、小口径用羽根部材群４０と大口径用羽根部材群５０とを近接して配置させることができる。
【００９３】
上記構成の絞りユニットでは、可変孔４１ｄの径ＤＳと可変孔５１ｄの径ＤＬとの差の絶対値が、所定値以下であるため、可変孔４１ｄの外周と可変孔５１ｄの外周とを近接させることができる。また、絞りユニット１０を光軸Ａ１方向に平面視した場合において、複数の小口径用羽根部材４１と複数の大口径用羽根部材５１とが重なる領域を増大させつつ、絞り１０ａを形成する端面における羽根の厚みを小さくすることができる。これにより、たとえば、絞りユニット１０を備えた撮像装置では、端面反射する入射光の量を抑制しつつ、２つの羽根部材が重なる領域において入射光を良好に遮蔽できるので、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどのノイズが発生することを抑制することができる。
【００９４】
上記構成の絞りユニットでは、小口径用羽根部材４１の厚さと大口径用羽根部材５１の厚さとが、略同じであるため、たとえば、小口径用羽根部材４１と大口径用羽根部材５１とを同一の板部材から形成することができるので、絞りユニット１０の製造コストを低減させることなどが可能となる。
【００９５】
＜４．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００９６】
本実施形態の羽根駆動装置では、絞りリング３０に従動軸５ｂが設けられ、従動軸５ｂが、小口径用羽根部材４１の従動軸孔４１ｂ及び大口径用羽根部材５１の従動軸孔５１ｂに挿通される構成について説明したが、環状部材が、第１の羽根部材を駆動する第１の駆動孔と、第２の羽根部材を駆動し、第１の駆動孔の形状と異なる形状を有する第２の駆動孔と、を有し、第１の羽根部材が、第１の駆動孔に挿入された第１の軸を有し、第２の羽根部材が、第２の駆動孔に挿入された第２の軸を有する構成であってもよい。これにより、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１のそれぞれ独立な移動を実現することができるので、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１の駆動機構の簡素化、小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００９７】
また、本実施形態の羽根駆動装置は、主に絞りの内径を調整する絞りユニットを想定しているが、シャッタ羽根ユニット、またはガルバノ方式の絞りなどにも応用可能である。本発明は、強い光が入射する環境で使われる装置で特に有効である。たとえば、屋外で用いられる監視カメラ、またはドローンなどで特に有効に用いられる。
【００９８】
また、本実施形態の羽根駆動装置では、大口径用羽根部材５１が、小口径用羽根部材４１の厚さと略同じ厚さを有する構成について説明したが、小口径用羽根部材４１の厚さ及び大口径用羽根部材５１の厚さは、任意に変更可能である。
【００９９】
また、本実施形態の羽根駆動装置では、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１が、黒色樹脂フィルムによって形成される構成について説明したが、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１は、他の素材によって形成される構成であってもよい。
【０１００】
また、本実施形態の羽根駆動装置では、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１が、同じ素材によって形成される構成について説明したが、小口径用羽根部材４１を形成する素材と大口径用羽根部材５１を形成する素材とが、異なる構成であってもよい。具体的には、たとえば、小口径用羽根部材４１及び大口径用羽根部材５１のうち、一方の羽根で遮光性を確保できる場合には、他方の羽根の色は黒色でなくてもよい。たとえば、単価が安い黒色以外の羽根部材をいずれか一方の羽根として用いることで、羽根のコストを低減することができる。
【０１０１】
また、本実施形態の羽根駆動装置では、小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０のうち、被写体側に小口径用羽根部材群４０が配置される構成について説明したが、小口径用羽根部材群４０及び大口径用羽根部材群５０のうち、被写体側に大口径用羽根部材群５０が配置される構成であってもよい。
【０１０２】
本発明の絞りユニットを含む羽根駆動装置は、撮像素子として機能するＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳセンサなどの光電変換素子を含む、カメラまたはドローン搭載カメラなどの撮像装置などとして用いられる。また、絞りユニットを含む羽根駆動装置は、交換レンズの絞りなどにも用いられる。また、撮像機能を有するスマートホン、タブレット機器及びＰＣなどの電子機器としても用いられる。また、撮像素子に代えて、フィルムを撮像部として用いるカメラなどの撮像装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、撮像装置の絞りユニットなどとして好適に利用される。
【符号の説明】
【０１０４】
１…地板
１ａ…開口部
２…カバー板
２ａ…開口部
５ａ…主軸
５ｂ…従動軸
７…アクチュエータ
８…フレキシブル基板
１０…絞りユニット
１０ａ…絞り
３０…絞りリング
３０ａ…開口部
３１…絞りリング歯車
４０…小口径用羽根部材群
４１…小口径用羽根部材
４１ａ…主軸孔
４１ｂ…従動軸孔
４１ｃ…端面
４１ｄ…可変孔
４１ｅ…先端
４１ｆ…第１の開口形成領域
５０…大口径用羽根部材群
５１…大口径用羽根部材
５１ａ…主軸孔
５１ｂ…従動軸孔
５１ｃ…端面
５１ｄ…可変孔
５１ｅ…先端
５１ｆ…第２の開口形成領域
６０…ステッピングモータ
６１…モータ歯車
７０…絞りユニット
７０ａ…絞り
８０…全口径用羽根群
８１…全口径用羽根
８１ａ…主軸孔
８１ｂ…従動軸孔
８１ｃ…端面
８１ｄ…可変孔
１００…第１の仮想円
１１０…第２の仮想円
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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