(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有した基板と、
第１溝、前記開口より小さい第１及び第２絞り開口、を有し、前記第１開口に対して進退可能な第１羽根と、
第２溝を有し、前記開口に進退可能な第２羽根と、
前記第１溝に係合して所定位置を中心に回転可能な第１駆動ピンを有した第１駆動部材と、
前記第２溝に係合して所定位置を中心に回転可能な第２駆動ピンを有した第２駆動部材と、を備え、
前記第１及び第２絞り開口の双方が前記開口に重なった閉鎖状態で前記第２駆動ピンが一方向に回転することにより、前記第２羽根は、前記第１絞り開口のみを遮蔽した位置と前記第２絞り開口のみを遮蔽した位置との間を往復移動する、羽根駆動装置。
【請求項２】
前記第２羽根は前記第１羽根に対して回転可能に連結されており、
前記第１駆動ピンが回転することにより前記第２羽根は前記第１羽根と共に前記開口に進退移動する、請求項１の羽根駆動装置。
【請求項３】
前記閉鎖状態で、前記第１駆動部材を前記閉鎖状態とする方向に回転不能とするストッパを備え、
前記閉鎖状態で、前記第１駆動部材の回転中心は、前記第１駆動ピンに当接している前記係合溝の内縁の垂線上に位置している、または、前記閉鎖状態で、前記垂線は、前記第１駆動部材に対して、前記第１羽根を前記開口から退避した退避状態から前記閉鎖状態に回転させるように作用する方向となる、請求項１又は２の羽根駆動装置。
【請求項４】
前記第２駆動部材を駆動するためのアクチュエータを備え、
前記アクチュエータは、無通電で所定位置で停止可能であり前記第２駆動部材に連結されたロータを含み、
前記第２溝は、所定位置を中心とする円弧形状であり、
前記第１羽根の回転中心と前記円弧の中心とが一致している際に、前記ロータが無通電で停止している際の前記第２駆動ピンの位置は前記第２溝内に位置し、この状態から前記第１羽根と前記第１羽根とを前記開口から退避させる、請求項１乃至３の何れかの羽根駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの羽根駆動装置を備えた光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根駆動装置及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、立体画像を撮影可能なカメラが開示されている。このカメラには、右目用画像を撮影するためのレンズ及び撮像素子と、左目用画像を撮影するためのレンズ及び撮像素子とが個別に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５３３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、立体画像を撮影するための羽根駆動装置は開示されていない。
【０００５】
そこで本発明は、立体画像の撮影用の羽根駆動装置及びそれを備えた光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、開口を有した基板と、第１溝、前記開口より小さい第１及び第２絞り開口、を有し、前記第１開口に対して進退可能な第１羽根と、第２溝を有し、前記開口に進退可能な第２羽根と、前記第１溝に係合して所定位置を中心に回転可能な第１駆動ピンを有した第１駆動部材と、前記第２溝に係合して所定位置を中心に回転可能な第２駆動ピンを有した第２駆動部材と、を備え、前記第１及び第２絞り開口の双方が前記開口に重なった閉鎖状態で前記第２駆動ピンが一方向に回転することにより、前記第２羽根は、前記第１絞り開口のみを遮蔽した位置と前記第２絞り開口のみを遮蔽した位置との間を往復移動する、羽根駆動装置によって達成できる。
【０００７】
第２羽根の往復移動は第２駆動ピンが一方向に回転することにより実行される。このため、第２羽根は往復移動の速度を向上させることができ、また第２羽根は往復移動に伴う作動音を抑制することができる。これにより、立体映像の撮影に適した羽駆動装置を提供できる。
【０００８】
上記目的は、上記羽根駆動装置を備えた光学機器によっても達成できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、立体画像の撮影用の羽根駆動装置及びそれを備えた光学機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例の羽根駆動装置の説明図である。
【図２】図２は、本実施例の羽根駆動装置の説明図である。
【図３】図３は、本実施例の羽根駆動装置の説明図である。
【図４】図４は、第２羽根が第２絞り開口を閉鎖した状態で第２駆動部材を停止して第１駆動部材を駆動する場合の図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｃは、第１羽根のロックの説明図である。
【図６】図６は、第１羽根、第２羽根との断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図３は、本実施例の羽根駆動装置１の説明図である。羽根駆動装置１は、カメラなどの光学機器に採用される羽根駆動装置である。羽根駆動装置１は、基板１０、第１羽根２０、第２羽根３０、第１駆動部材４０、第２駆動部材５０を備えている。基板１０には、開口１２が設けられている。被写体側の光は開口１２を通過し、カメラ側に設けられたＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子へ入射する。これにより撮像素子で結像される。図１は、第１羽根２０、第２羽根３０が開口１２から退避した退避状態を示している。従って、図１では開口１２が全開状態にある。図２、図３は、第１羽根２０、第２羽根３０が開口１２を閉鎖した閉鎖状態を示している。第１羽根２０、第２羽根３０は、基板１０の一方の面側に配置されている。第１駆動部材４０、第２駆動部材５０は、基板１０の他方の面側に配置されている。第１駆動部材４０、第２駆動部材５０は、それぞれ不図示のアクチュエータにより回転する。
【００１２】
尚、図１〜４において基板１０を示す四角形状に対し、開口１２、軸１１、第１駆動部材４０の軸４１、第２駆動部材５０の軸５１、ストッパ１４の位置が図毎にずれているが、これらの位置関係は固定されている。
【００１３】
第１羽根２０は、第１絞り開口２２、第２絞り開口２４の２つの開口が形成されている。第１絞り開口２２、第２絞り開口２４は、同一の大きさである。第１絞り開口２２、第２絞り開口２４のそれぞれの大きさは、開口１２よりも小さい。第１羽根２０は、基板１０の軸１１により回転可能に支持されている。尚、軸１１は必ずしも開口１２が形成された基板１０に形成されていなくてもよく、開口１２に対して定位置に設ければよい。第２羽根３０は、詳しくは後述するが連結部材２１により第１羽根２０に対して回転可能に連結されている。基板１０には、ストッパ１４が設けられている。ストッパ１４は、基板１０の第１駆動部材４０が設けられた側の面に設けられている。
【００１４】
尚、本実施例においてはストッパ１４により第１駆動部材４０の回転を規制して第１羽根２０を位置決めする例を挙げたが、図２に示すように、第１羽根２０に当接するストッパ１４´を追加して第１羽根２０を位置決めしてもよい。ストッパ１４及び１４´は共に、第１羽根２０が開口１２から退避した退避状態から閉鎖した閉鎖状態に移行させる閉鎖状態側の回転を抑制する役割を有している。また、第１羽根２０に当接するストッパ１４´のみを用いて第１羽根２０の閉鎖状態側の回転を抑制してもよい。
【００１５】
第１羽根２０、第２羽根３０には、それぞれ第１溝２５、第２溝３５が形成されている。第１駆動部材４０、第２駆動部材５０は、それぞれ第１駆動ピン４５、第２駆動ピン５５を有している。第１駆動ピン４５、第２駆動ピン５５は、それぞれ第１溝２５、第２溝３５が係合している。第１駆動部材４０は、レバー状であり、第２駆動部材５０は、円板状であるがこのような形状に限定されない。第１駆動ピン４５、第２駆動ピン５５はいずれも、基板１０に対する所定の位置、すなわち、それぞれの軸４１、５１を中心として回転する。基板１０には、第１駆動ピン４５、第２駆動ピン５５の移動を逃がすための不図示の溝が形成されている。第１溝２５は、２つの直線状の部分から構成される。第２溝３５は円弧状である。
【００１６】
第１駆動部材４０、第２駆動部材５０は、それぞれ個別に設けられたアクチュエータ（不図示）によって駆動する。具体的には、このアクチュエータは、周方向に異なる極性に着磁されたロータと、ロータとの間で磁気的吸引力及び反発力が作用するステータと、ステータを励磁するためのコイルと、を備えている。各ロータは、例えば各ロータの回転軸を介して、第１駆動部材４０、第２駆動部材５０に連結されている。これにより、各ロータの回転動力が第１駆動部材４０、第２駆動部材５０に伝達される。
【００１７】
図１に示した状態では、第２羽根３０は第１羽根２０の第１絞り開口２２を閉鎖している。図１に示した状態からストッパ１４に当接するまで第１駆動部材４０が時計方向に回転することにより、図２に示すように第１羽根２０、第２羽根３０が開口１２を閉鎖する。この際に、第２羽根３０は連結部材２１により第１羽根２０に連結されているので、第２羽根３０は第１羽根２０と共に開口１２を閉鎖する位置に移動する。
【００１８】
また、この際に第２駆動部材５０は停止した状態にある。ここで、図１、図２に示すように、第２溝３５の円弧形状の中心と、第１羽根２０の回転中心である軸１１との位置は略一致している。また、この状態で、第２駆動部材５０に連結されたロータは無通電で停止している。即ち、無通電で停止しているロータの位置は、第２溝３５の円弧形状の中心と第１羽根の回転中心とが一致した状態での第２溝３５内に位置するように設定されている。このため、第１駆動部材４０を駆動することにより、第２羽根３０は、第１羽根２０との相対的な位置関係を一定に保ったまま、第１羽根２０と共に軸１１を支点として回転することができる。
【００１９】
尚、第２駆動部材５０を駆動するアクチュエータは、無通電でロータが停止可能なステップモータである。具体的には、ロータの周方向に着磁された複数の異なる極性とステータとの間に作用する磁力により発生する保持トルクにより、ロータは無通電状態で所定の位置に停止する。これにより、図１に示した退避状態から第１駆動部材４０のみが駆動して第１羽根２０、第２羽根３０が移動した場合であっても、第２駆動部材５０は駆動しない。これにより、第１羽根２０と共に第２羽根３０が反時計方向に回転して、第２駆動ピン５５は第２溝３５内を相対移動する。また、図１、図２に示すように、第２羽根３０は、第１羽根２０の第２絞り開口２４から退避し第１絞り開口２２を閉鎖している。第２羽根３０は、この状態を維持しつつ退避状態から閉鎖状態に移行可能である。
【００２０】
図２に示すように、閉鎖状態においては、開口１２内に第１絞り開口２２、第２絞り開口２４の双方が完全に重なっている。そして、開口１２の中心１２１を通る直線ｌｘ上で中心１２１に関して左右対称な位置に第１絞り開口２２、第２絞り開口２４それぞれの中心２２１、２４１が並んでいる。このとき、直線ｌｘと直交し、中心１２１を通る直線ｌｙ上に軸１１と連結部材２１とが並ぶ。換言すれば、開口１２、第１絞り開口２２、第２絞り開口２４の各大きさや、第１絞り開口２２、第２絞り開口２４の位置関係は、このような条件を満たすように設計されている。
【００２１】
次に、第２羽根３０の駆動について説明する。
図３に示すように、第２駆動部材５０が反時計方向又は時計方向に回転することにより、第２駆動ピン５５は第２溝３５内を移動する。これにより、第２羽根３０は連結部材２１を支点として所定範囲を往復する。換言すれば第２羽根３０は連結部材２１を支点として所定の角度範囲を揺動する。これにより、図２、図３に示すように、第２羽根３０は、第１絞り開口２２、第２絞り開口２４を交互に遮蔽するように第１絞り開口２２、第２絞り開口２４の間を往復動する。これにより、第１絞り開口２２を通過して撮像素子に入射する光と、第２絞り開口２４を通過して撮像素子に入射する光とを交互に切り替えることができる。従って、交互に２つの異なる視点に基づいた２種類の像を結像することができる。この２種類の画像に基づいて、立体画像を形成することができる。
【００２２】
第２駆動部材５０は、一方向に回転することにより、第２羽根３０は、所定範囲を往復移動する。これにより、例えば、第２駆動部材５０の回転方向を交互に切り替えることにより第２羽根３０を往復移動させる場合と比較して、高速で第２羽根３０を往復動させることができる。これにより、２つの視点の異なる画像を交互に高フレームレートで撮影することができる。
【００２３】
また、第２羽根３０を往復移動させる場合は、第２羽根３０を位置決めするためのストッパに当接する作動音が発生するが、本実施例においては第２駆動部材５０を一方向に回転させ、第２羽根３０を位置決めするためのストッパを設けることなく第２羽根３０を位置決め可能である。この構成により第２羽根３０の作動音をなくして第１絞り開口２２、第２絞り開口２４を交互に遮蔽することができる。これにより２つの視点の異なる画像を、動作音を抑制して交互に高フレームレートで撮影することができる。
【００２４】
ここで、第２羽根３０と第１羽根２０とを連結させずに第２羽根３０を駆動することが考えられる。この場合、第２羽根３０は、開口１２から退避した退避位置と、第１羽根２０が開口１２を閉鎖した状態で第１絞り開口２２を閉鎖する第１閉鎖位置と、第１羽根２０が開口１２を閉鎖した状態で第２絞り開口２４を閉鎖する第２閉鎖位置との間を移動させる必要がある。この場合、第２駆動部材５０を一方向にのみ回転させて第２羽根３０を３つの位置に移動させる場合、第２羽根３０は、退避位置、第１閉鎖位置、第２閉鎖位置との順に交互に移動することになる。これにより、第２羽根３０は、一旦、退避位置に移動して、再度第１及び第２閉鎖位置に移動することになる。このため、第２羽根３０の移動距離が大きくなり高速化には不向きである。また、第２羽根３０は必ず退避位置を通過することになり、高フレームレートで異なる視点の画像を取得することができない。また、この場合、第２羽根３０が一旦退避位置に位置している場合には、第１絞り開口２２、第２絞り開口２４の双方が開いた状態になるため、撮影画像にも悪影響を与えるおそれがある。
【００２５】
本実施例の場合、上述したように第１羽根２０、第２羽根３０が連結されており、第２羽根３０は第１駆動部材４０の駆動により第１羽根２０と共に開口１２から退避した退避状態から開口１２を閉鎖する閉鎖状態に移行する。このため第２羽根３０は第２駆動部材５０の駆動により第１絞り開口２２を閉鎖する位置と第２絞り開口２４を閉鎖する位置とを往復動するので、２つの視点の異なる画像を交互に高フレームレートで撮影することができる。
【００２６】
本実施例の羽根駆動装置１は、例えば、カメラ側に設けられた単一のレンズよりも被写体側に配置される。第１絞り開口２２、第２絞り開口２４が交互に閉鎖されることにより、レンズへの入射位置が異なる光が交互に入射する。従って、例えば上述した特許第４５３３７３５号公報に開示されているカメラのように、右目用画像を取得するためのレンズ及び撮像素子と、左目用画像を取得するためのレンズ及び撮像素子とを個別に設ける必要はない。従って、一般的なレンズと単一の撮像素子とを備えたカメラに対して本実施例の羽根駆動装置を採用することができ、これにより一般的なカメラでも立体画像を撮影することができる。
【００２７】
尚、図３の状態から退避状態に戻るためには、第２羽根３０が第１絞り開口２２を閉鎖した状態（図２の状態）で第２駆動部材５０を停止させてから、第１駆動部材４０を駆動して退避状態に移行させる必要がある。図４は、第２羽根３０が第２絞り開口２４を閉鎖した状態で第２駆動部材５０を停止して第１駆動部材４０を駆動する場合の図である。図３に示すように、第２羽根３０が第２絞り開口２４を閉鎖した状態では、第２溝３５に沿った仮想円Ｃ１の中心の位置と、第１羽根２０の回転中心である軸１１の位置とがずれている。このため、この状態で第１駆動部材４０が駆動することにより、図４に示すように、第２羽根３０が回転して第２駆動部材５０が回転させられる。
【００２８】
本実施例の場合、第２駆動部材５０の駆動源として、無通電でロータを停止可能なステップモータを採用しているので、第２駆動部材５０の駆動源の保持力が、第１駆動部材４０の駆動の抵抗となることが考えられる。また、図４に示すように、第２羽根３０の一部が開口１２に重なっている。このため、開口１２を全開にした状態での撮影画像にも影響を与える。このため、本実施例の羽根駆動装置１では、第２羽根３０が第１絞り開口２２を閉鎖した状態で第２駆動部材５０を停止させてから、第１駆動部材４０を駆動することにより退避状態に復帰する。
【００２９】
例えば、第２駆動部材５０の第２駆動ピン５５が図１、図２に示した位置で停止したことを検出するセンサを設けて、このセンサから出力信号に基づいてカメラ側の制御回路により第２駆動部材５０の駆動の可否を決定するようにしてもよい。センサは、例えば第２駆動部材５０を駆動するアクチュエータのロータの停止位置を検出する磁気センサ等である。磁気センサとしては、例えばホールセンサである。これに限らず、例えば図２に示すように、第２駆動部材５０の所定位置に反射板５２を設け、反射板５２と対向する位置に反射型フォトセンサ５３を設けて第２駆動部材５０の位置を検出するなどしてもよい。また、反射板５２に代えて透孔を設け、前記反射型フォトセンサに代えて、前記透孔を介して発光部と受光部とが対向するように設けられた透過型フォトセンサを設けてもよい。
【００３０】
次に、第１羽根２０のロックについて説明する。
図５Ａ〜５Ｃは、第１羽根２０のロックの説明図である。尚、図５Ａ〜５Ｃにおいては、理解を容易にするために全て実線で描いている。図５Ａは、第１羽根２０が閉鎖位置に位置している場合での第１駆動ピン４５周辺の拡大図である。第１羽根２０が開口１２を閉鎖する閉鎖位置に位置している場合には、第１駆動ピン４５が当接する第１溝２５の縁Ｒ２Ｅに垂直な垂線Ｈは、第１駆動部材４０の回転中心Ｃを通過している。何らかの原因により第１羽根２０に軸１１を中心として時計方向の力が作用した場合、第１駆動ピン４５は垂線Ｈの方向に力を受ける。しかしながら、垂線Ｈは第１駆動部材４０の回転中心Ｃを通過しているので、第１駆動部材４０は回転しない。このため、第１羽根２０は閉鎖位置でロックされる。これにより、閉鎖位置からの第１羽根２０の不用意な位置ずれが防止される。
【００３１】
図５Ｂは、第１駆動部材４０の回転中心Ｃが垂線Ｈを介してストッパ１４ｂとは逆側に配置され、第１羽根２０がロックされている場合の説明図である。この場合、垂線Ｈは第１駆動部材４０の回転中心Ｃを通過していない。垂線Hは、第１駆動部材４０に対して時計方向ＣＤに回転しようとする方向、換言すれば、第１羽根２０を退避状態から閉鎖状態に回転させるように作用する方向となっている。第１羽根２０に時計方向に力が作用すると、第１駆動部材４０に対しては垂線Ｈの方向に力が作用するので、第１駆動部材４０は時計方向ＣＤに回転しようとする。しかしながらストッパ１４ｂが設けられているため第１駆動部材４０の時計方向の回転は抑制される。同様に、第１羽根２０と当接するストッパ１４ｂ´が設けられている場合は、第１駆動部材４０に対しては垂線Ｈの方向に力が作用して第１駆動部材４０が時計方向に回転しようとしても、第１羽根２０の閉鎖状態側の回転は抑制されている。このため、第１羽根２０は閉鎖位置でロックされ、閉鎖位置からの第１羽根２０の不用意な位置ズレが防止される。
【００３２】
図５Ｃは、第１駆動部材４０の回転中心Ｃとストッパ１４ｃとが垂線Ｈに対して同一側に配置され、第１羽根２０がロックされない場合の説明図である。この場合、第１羽根２０に時計方向の力が作用した場合、垂線Hは、第１駆動部材４０に対して反時計方向ＣWＤに回転しようとする方向、換言すれば、第１羽根２０を閉鎖状態から退避状態に回転させるように作用する方向となっている。このため第１駆動部材４０がストッパ１４ｃから離れる方向に力が作用するため、この場合においては、閉鎖位置から第１羽根２０が位置ズレを起こす可能性がある。従って、この場合には第１羽根２０はロックすることはできない。
【００３３】
尚、第１溝２５は、２つの直線状の領域Ｒ１、Ｒ２から構成される。領域Ｒ１、Ｒ２は、互いに延びている方向が異なっている。図１に示した退避状態においては、第１駆動ピン４５は領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界付近に位置する。図１に示した退避状態から第１駆動部材４０が時計方向に回転すると、第１駆動ピン４５は、領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界付近から領域Ｒ１側の端部に向かって移動し始める。更に第１駆動部材４０が時計方向に回転すると、第１羽根２０が図２に示した閉鎖位置に移動する前に、第１駆動ピン４５は領域Ｒ１から領域Ｒ２側に向かって移動する。第１羽根２０が閉鎖位置に位置する際には第１駆動ピン４５は領域Ｒ１を脱して領域Ｒ２側に位置する。このように、領域Ｒ１は、主に第１羽根２０を退避位置及び閉鎖位置間を移動させるための機能を有し、領域Ｒ２は主に第１羽根２０を閉鎖位置でロックするために機能している。尚、本実施例においては第１溝２５が、２つの直線状の部分から構成される例を挙げたが、円弧形状やカム曲線で構成されてもよく、これらの組み合わせ形状で構成されてもよい。
【００３４】
次に、連結部材２１の構造について簡単に説明する。図６は、第１羽根２０、第２羽根３０との断面図である。連結部材２１は、上端若しくは下端がカシメされたピン状の部材である。これにより、第１羽根２０、第２羽根３０は互いに連結されている。尚、第１羽根２０と第２羽根３０とを回転可能に連結するための部品はこのようなものに限定されない。
【００３５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  基板
１２  開口
１４  ストッパ
２０  第１羽根
２２  第１絞り開口
２４  第２絞り開口
２５  第１溝
３０  第２羽根
３５  第２溝
４０  第１駆動部材
４５  第１駆動ピン
５０  第２駆動部材
５５  第２駆動ピン
【図１】
0005383639.tif 000002
【図２】
0005383639.tif 000003
【図３】
0005383639.tif 000004
【図４】
0005383639.tif 000005
【図５】
0005383639.tif 000006
【図６】
0005383639.tif 000007