(57)【要約】【課題】羽根駆動装置においてフレアまたはゴーストを発生しづらくする。【解決手段】第１開口部を有する地板と、前記第１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開口部を形成する羽根と、前記羽根を駆動する駆動部と、を備え、前記羽根は、第１羽根と第２羽根とが重ねられ、前記第２開口部を形成する部分において、前記第２羽根が前記第１羽根よりも光軸に対して外側に位置する、羽根駆動装置を採用する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１開口部を有する地板と、
前記第１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開口部を形成する羽根と、
前記羽根を駆動する駆動部と、を備え、
前記羽根は、第１羽根と第２羽根とが重ねられ、
前記第２開口部を形成する部分において、前記第２羽根が前記第１羽根よりも光軸に対して外側に位置する、
羽根駆動装置。
【請求項２】
前記光軸に垂直な平面における前記第１羽根が形成する開口の端部と前記第２羽根が形成する開口の端部との距離の差は、前記第１羽根の厚さの半分以上である、
請求項１に記載の羽根駆動装置。
【請求項３】
前記第１羽根の開口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または請求項２に記載の羽根駆動装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記第１羽根及び前記第２羽根を駆動する駆動軸を有しており、
前記第１羽根は、前記駆動軸が挿入された第１軸孔を有しており、
前記第２羽根は、前記駆動軸が挿入された第２軸孔を有しており、
前記第１軸孔は前記第２軸孔の外側に位置している、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項５】
前記第１羽根は前記第２羽根よりも薄い、
請求項１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】
前記第１羽根と前記第２羽根とは同じ厚さである、
請求項１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７】
前記第１羽根と前記第２羽根とは、接着されている、
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】
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と、
前記第１開口部及び前記第２開口部を通過した光を受光する撮像部と、
を有する撮像装置。
【請求項９】
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、撮像装置及び光学機器に関する。
【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。例えば、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２００７−１２１５９２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、上記従来のカメラ用絞り装置では、開口を形成する絞り羽根の端面に光が反射し、フレアまたはゴーストなど、撮像した画像に影響が出ることがあった。
【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開口部を有する地板（１）と、
前記第１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開口部を形成する羽根（４）と、
前記羽根を駆動する駆動部（６）と、を備え、
前記羽根は、第１羽根（４１）と第２羽根（４２）とが重ねられ、
前記第２開口部を形成する部分において、前記第２羽根が前記第１羽根よりも光軸に対して外側に位置する、
羽根駆動装置である。
【０００７】
上記構成の羽根駆動装置では、複数枚の羽根が積層された羽根により第２開口部を形成している。そのため、羽根としての遮光性を維持しながら、羽根の端面で余計な光が反射することを抑制することができ、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抑制することなどが可能となる。
【０００８】
特に、上記構成の羽根駆動装置では、第２開口部を形成する羽根の端面が第１羽根の端面のみとなるため、端面で反射する入射光を減少させることができる。これにより、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より効果的に防止することができる。
【０００９】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
光軸に垂直な平面における前記第１羽根（４１）が形成する開口の端部と前記第２羽根（４２）が形成する開口の端部との距離の差は、前記第１羽根の厚さの半分以上である。
【００１０】
上記構成の羽根駆動装置では、第１羽根の端面に対して第２羽根の端面が十分に開口の外側に離れているため、第２羽根の、第２開口部側の端面に入射光があたって反射することをより効果的に防止することができる。
【００１１】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１羽根の開口を形成する部分の端面には凹凸が形成されている。
【００１２】
上記構成の羽根駆動装置では、第１羽根の端面における入射光の反射を乱反射にすることが可能となる。これにより、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、さらに効果的に防止することができる。
【００１３】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記駆動部は、前記第１羽根及び前記第２羽根を駆動する駆動軸（５ｂ）を有しており、
前記第１羽根は、前記駆動軸が挿入された第１軸孔（４１ｂ）を有しており、
前記第２羽根は、前記駆動軸が挿入された第２軸孔（４２ｂ）を有しており、
前記第１軸孔（４１ｂ）は前記第２軸孔（４２ｂ）の外側に位置している。
【００１４】
上記構成の羽根駆動装置では、駆動軸が第２軸孔にのみ接しながら羽根が駆動させるため、第１羽根が損傷することを防止することなどが可能となる。
【００１５】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１羽根（４１）は前記第２羽根（４２）よりも薄い。
【００１６】
上記構成の羽根駆動装置では、第１羽根の端面で入射光が反射することをより効果的に抑制することができる。また、駆動軸が第２軸孔のみに接する構成にした場合には、第２羽根が第１羽根より厚く高い強度を有するため、動作に起因する羽根の破損をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記第１羽根と前記第２羽根とは同じ厚さである。
【００１８】
上記構成の羽根駆動装置では、第１羽根と第２羽根とを同一の板部材などから形成することができる。これにより、製造コストを低減させることなどが可能となる。
【００１９】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
第１羽根と第２羽根とは、接着されている。
【００２０】
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。
【００２１】
上記の撮像装置または電子機器によれば、撮像した画像にフレアまたはゴーストなどが発生しづらく、より品質の高い画像を撮像可能な構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】絞りユニットを表面から見た平面図。
【図２】絞りユニットを裏面から見た平面図。
【図３】開口部が最大絞り状態の絞りユニットの平面図。
【図４】開口部が最小絞り状態の絞りユニットの平面図。
【図５】絞りユニットに含まれる複数の羽根を示す図。
【図６】羽根の拡大図。
【図７】図６のＡ−Ａの位置における断面図。
【図８】変形例の絞りユニットに含まれる複数の羽根を示す図。
【図９】変形例の羽根の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態における絞りユニットは、カメラなどの撮像装置に含まれる絞りユニットであって、羽根の構成に特徴を有している。なお、絞りユニットは、本発明における「羽根駆動装置」の一例である。以下、本発明に係る実施形態及び変形例について、以下に示す構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。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．変形例
３．その他
【００２４】
＜１．実施形態＞
まず、本発明の実施形態について説明する。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。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。図３は、カバー板２を取り外し、開口部が最大絞り状態の絞りユニットを表面から見た平面図である。図４は、カバー板２を取り外し、開口部が最小絞り状態の絞りユニットを表面から見た平面図である。
【００２５】
図１及び図２に示されるように、本実施形態の絞りユニットは、地板１、カバー板２、絞りリング３、羽根４、ステッピングモータ６、アクチュエータ７、及びフレキシブル基板８を含んで構成される。
【００２６】
＜地板１、カバー板２＞
地板１は、光軸を中心とする円板状に形成され、光軸を含む中心部分に円形の開口部１ａを有する。カバー板２は、地板１と同様の円板状であって、光軸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。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方向に重なるよう連結されている。開口部１ａ及び２ａは、いずれか内径が小さい方によって、絞りユニットの最大絞り開口が決定される。地板１とカバー板２との間には、羽根４などの構成が配置される空間が形成される。最大絞り開口を形成する開口部１ａまたは２ａが、本発明の「第１開口部」の一例である。
【００２７】
＜絞りリング３＞
図３及び図４に示されるように、絞りリング３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る。絞りリング３は、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３は、ステッピングモータ６と噛み合う外周位置に、絞りリング歯車３１を有する。
【００２８】
＜ステッピングモータ６＞
ステッピングモータ６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３を駆動する。図３に示されるように、ステッピングモータ６は、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６は、後述するように、絞りリング３を介して間接的に羽根４を駆動する。ステッピングモータ６は、本発明において、羽根４を駆動する「駆動部」の一例である。
【００２９】
＜羽根４＞
図５は、本実施形態の絞りユニットに含まれる複数の羽根４を示す図である。図６は、１枚の羽根４の拡大図である。本実施形態の絞りユニットは、例えば９枚の羽根４を有する。図５及び図６に示されるように、羽根４は、湾曲した板状の部材であって、主軸孔４ａ、従動軸孔４ｂを有する。図３及び図４に示されるように、主軸孔４ａには主軸５ａが挿入され、従動軸孔４ｂには従動軸５ｂが挿入される。主軸５ａは地板１に固定されて設置され、従動軸５ｂは絞りリング３に移動可能に設置される。
【００３０】
羽根４は、２枚の羽根部材である第１羽根４１及び第２羽根４２が光軸方向に積層されて（重ねられて）構成される。第１羽根４１と第２羽根４２とは、必ずしも接着されなくてよい。第１羽根４１及び第２羽根４２は、例えば２０〜３０μｍの黒色樹脂フィルムで形成される。第１羽根４１及び第２羽根４２は、それぞれ単独で用いられた場合には入射光の一部を遮蔽し、完全には遮蔽できないが、積層されることで入射光を完全に遮蔽可能になる。図４及び図５に示されるように、羽根４の光軸中心側の端部によって、絞り開口４ｄが画定される。絞り開口４ｄは、羽根４が移動することで内径が変化する。すなわち、絞り開口４ｄの内径は羽根４により調整可能である。なお、絞り開口４ｄは、本発明の「第２開口部」の一例である。
【００３１】
また、第２羽根４２によって第１羽根４１は摺動の際に生じる傷から保護される。すなわち、羽根４が動作すると、周囲の部材等によって羽根４の表面に摺動による傷が生じる。このとき、第２羽根４２が重ねられている第１羽根４１の一方の面においては、その第２羽根４２により覆われているため摺動による傷がつきにくくなる。
【００３２】
図７は、図５におけるＡ−Ａの位置における断面図である。図７に示されるように、羽根４は、第１羽根４１と、第１羽根よりも被写体に近い位置に配置され、第１羽根４１と積層された第２羽根４２とからなる。第１羽根４１と第２羽根４２とは、同様の厚みを有する。
【００３３】
図７及び図６に示されるように、絞り開口４ｄを形成する部分において、第１羽根４１の端面４１ｃに対して、第２羽根４２の端面４２ｃは、光軸Ｃより外側に位置している。より具体的には、第２羽根４２の端面４２ｃは、第１羽根４１の端面４１ｃに対して、第１羽根の厚さの半分以上の長さで、外側に位置している。つまり、絞り開口４ｄは、第１羽根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、第１羽根４１の端面４１ｃに反射しながら進むことはあっても、第２羽根４２の端面４２ｃ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。
【００３４】
＜羽根４の動作＞
ここで、羽根４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３に動力が与えられる。これによって、絞りリング３が回転すると、絞りリング３に設けられた従動軸５ｂが移動する。従動軸５ｂは、羽根４の従動軸孔４ｂに挿入されているため、従動軸５ｂは従動軸孔４ｂに接触しながら移動し、羽根４を移動させる。これにより、複数の羽根４が移動し、これによって羽根４により形成される絞り開口４ｄの内径が変化する。
【００３５】
＜アクチュエータ７＞
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。
【００３６】
＜フレキシブル基板８＞
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６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。
【００３７】
上記構成の絞りユニットでは、複数枚の羽根が積層された複数の羽根４により、絞り開口４ｄを形成している。そのため、羽根４により入射光を完全に遮蔽しつつ、羽根４の端面で余計な光が反射することを抑制することができる。つまり、単独では入射光を完全に遮蔽できない厚みの羽根を互いに組み合わせることで、絞り開口４ｄを形成する端面における羽根の厚みは小さくしつつ、それ以外の部分では光を完全に遮蔽する機能を有する構成とすることができる。本実施形態の絞りユニットを備えたカメラなどの撮像装置では、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。
【００３８】
また、上記構成の絞りユニットでは、絞り開口４ｄを形成する部分において、第２羽根４２の端面４２ｃが、第１羽根４１の端面４１ｃよりも外側に位置している。これにより、絞り開口４ｄは、第１羽根４１の端面４１ｃによって画定されることとなる。そのため、被写体側から入射した入射光は、第１羽根４１の端面４１ｃに反射しながら進むことはあっても、第２羽根４２の端面４２ｃに反射しながら進むことがなくなり、入射光が反射する端面の面積を狭くすることができる。これにより、端面反射する光の量を抑制することができる。ひいては、本実施形態の絞りユニットを備えたカメラなどの撮像装置において、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効果的に抑制することができる。
【００３９】
また、上記構成の絞りユニットでは、光軸に垂直な平面で見たときに、第１羽根４１が形成する開口の端部と、第２羽根４２が形成する開口の端部との距離の差は、第１羽根４１の厚みの半分以上となっている。すなわち、第２羽根４２の端面４２ｃは、絞り開口４ｄを形成する第１羽根４１の端面４１ｃよりも、第１羽根４１の厚みの半分以上の距離、絞り開口４ｄの外側に位置している。そのため、第１羽根４１の端面４１ｃに対して第２羽根の端面４２ｃが十分に絞り開口４ｄの外側に離れているため、第２羽根４２の端面４２ｃに入射光があたって反射することをより効果的に防止することができる。
【００４０】
＜２．変形例＞
本発明の羽根駆動装置は、上記実施形態の絞りユニットに限定されるものではなく、上記実施形態から考え得る種々の形態をも包含する。例えば、本発明の羽根駆動装置は、以下のような変形例の構成であってもよい。
【００４１】
＜２−１．変形例１＞
図８及び図９は、本発明における位置の変形例を示す図である。図８は、本変形例の絞りユニットに含まれる複数の羽根を示す図である。図９は、本変形例の複数の羽根４のうちの１枚の拡大図である。
【００４２】
図８及び図９に示されるように、本変形例の羽根４における従動軸孔４ｂは、第１羽根４１の従動軸孔４１ｂに対して、第２羽根４２の従動軸孔４２ｂが内側に位置している。つまり、従動軸５ｂと接するのは第２羽根４２の従動軸孔４２ｂのみであって、第１羽根４１の従動軸孔４１ｂは従動軸５ｂとは接しない。また、本変形例の第１羽根４１と第２羽根４２とは、接着剤４３によって、３箇所で互いに接着されている。
【００４３】
なお、図９においては、接着剤４３によって３箇所が接着されているが、他の実施例では接着箇所は２箇所以下でもよいし、４箇所以上であってもよい。また、羽根４の略全体または全体に接着剤４３が塗布されていてもよい。また、接着剤４３は、たとえば樹脂系のものであるが、他の実施例では無機系の接着剤などであってもよい。
【００４４】
第１羽根４１は、第２羽根４２よりも厚みが薄くなるよう形成されている。そのため、絞り開口４ｄを画定する端面４１ｃを有する第１羽根４１の厚みよりも、従動軸５ｂと接する従動軸孔４２ｂを有する第２羽根４２の厚みが厚くなっている。これにより、本変形例の構成では、端面反射を抑制するために厚みを薄く形成したい絞り開口４ｄの部分では第１羽根４１により厚みを薄くし、破損を防止する強度を有するよう厚みを厚く形成した従動軸孔４２ｂの部分では第２羽根４２により厚みを厚くすることができる。
【００４５】
＜２−２．その他の変形例＞
第１羽根４１と第２羽根４２とは、同じ厚みで形成してもよい。このように構成したとしても、絞り開口４ｄを形成する端面は、羽根４が１枚で構成される場合の半分となるため、一定の効果が得られる。
【００４６】
絞り開口４ｄを形成する第１羽根４１の端面４１ｃには、エッチング加工などにより凹凸を形成してもよい。このような構成を採用することで、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、より効果的にフレアまたはゴーストの発生を抑制することができる。
【００４７】
第１羽根４１及び第２羽根４２の素材及び厚みは任意に変更可能である。
【００４８】
羽根４は、第１羽根４１及び第２羽根４２に加え、例えば第３羽根を積層する構成としてもよい。この場合、絞り開口４ｄを形成するいずれか１枚の羽根の端面が薄くなるよう、当該羽根を他の羽根より薄く構成してもよい。また、薄い羽根を厚い羽根で挟み込むように羽根４を構成すると、羽根４の強度を高めることが可能となるため好ましい。また、羽根４は４枚以上の羽根部材を積層した構成であってもよい。
【００４９】
また、上記の第３羽根をさらに積層する構成では、第１羽根４１の各面に第２羽根４２および第３羽根が重ねられた状態となるため、第１羽根４１が摺動による傷からより確実に保護された状態となる。
【００５０】
なお、２枚の羽根は、異なる材料で形成されてもよい。たとえば、第２羽根４２の硬度などが第１羽根４１よりも高くなるように、それぞれの羽根の材料が選ばれてもよい。羽根が３枚以上の複数の羽根を積層して形成される場合には、これらの複数の羽根がそれぞれ異なる素材であってもよいし、摺動による傷を防止するよう、外側に位置する羽根のみが高い硬度の素材を用いるなどの構成を採用してもよい。
【００５１】
また、２枚の羽根のうち、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。例えば、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４の単価を下げることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、第１羽根４１と第２羽根４２とのうち、被写体側に第２羽根４２が配置されるが、変形例では、第２羽根４２は撮像素子側に配置されてもよい。
【００５３】
また、本発明は主に絞り開口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。例えば、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。
【００５４】
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、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フォン、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。
【００５５】
＜３．その他＞
以上、本発明の実施形態及び変形例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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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】
【００５７】
１…地板
１ａ…開口部
２…カバー板
２ａ…開口部
３…絞りリング
３１…リング歯車
４…羽根
４１…第１羽根
４２…第２羽根
４ａ…主軸孔
４ｂ、４１ｂ、４２ｂ…従動軸孔
４１ｃ、４２ｃ…端面
４ｄ…絞り開口
４３…接着剤
５ａ…主軸
５ｂ…従動軸
６…ステッピングモータ
６１…モータ歯車
７…アクチュエータ
８…フレキシブル基板
【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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