(57)【要約】【課題】羽根駆動装置の薄型化を可能にし、レバー部材によって複数の羽根部材を連動させる機構において、レバー部材の動作バランスを保ち円滑な動きを得ながら、十分な推力で羽根部材を駆動する。【解決手段】羽根駆動装置１は、ベース部材１０と、ベース部材１０に支持される一対の羽根部材２，３と、端部がそれぞれ羽根部材２，３に連結され、中央に設けた軸受部４Ａがベース部材１０に設けられる回転軸１０Ｃに軸支されたレバー部材４と、レバー部材４を回転軸１０Ｃ周りに揺動させるリニアアクチュエータ５とを備え、レバー部材４は、リニアアクチュエータ５のマグネット５Ａを収容する収容部４Ｄを軸受部４Ａと一体に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材に支持される一対の羽根部材と、
端部がそれぞれ前記羽根部材に連結され、中央に設けた軸受部が前記ベース部材に設けられる回転軸に軸支されたレバー部材と、
前記レバー部材を前記回転軸周りに揺動させるリニアアクチュエータとを備え、
前記レバー部材は、前記リニアアクチュエータのマグネットを収容する収容部を前記軸受部と一体に備えることを特徴とする羽根駆動装置。
【請求項２】
前記収容部は、前記軸受部の周囲に環状に設けられることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置。
【請求項３】
前記収容部は、前記軸受部の側方且つ前記回転軸の片側に設けられることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置。
【請求項４】
前記収容部は、前記軸受部の側方且つ前記回転軸の両側に設けられることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置。
【請求項５】
前記収容部は、平面視扇形状であることを特徴とする請求項３又は４記載の羽根駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の羽根駆動装置を備えたカメラユニット。
【請求項７】
請求項６に記載のカメラユニットを備えた携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置などに用いられる羽根駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
羽根駆動装置は、開口に進入する単数又は複数の羽根部材を駆動して、開口の状態を変化させるものであり、絞り，シャッタ，絞り兼用シャッター，フィルタなどとして、カメラユニットなどの各種光学ユニットに用いられている。
【０００３】
従来の羽根駆動装置としては、駆動源としてマグネットとコイルを用いた電磁駆動式のものが一般に知られており、コンパクトな薄型化を図るためにＶＣＭ（Voice Coil Motor）と呼ばれるリニアアクチュエータが用いられている。
【０００４】
また、従来の羽根駆動装置は、中心部を軸支したレバー部材で複数の羽根部材を連動させる機構を備えるものが知られており、前述したリニアアクチュエータを駆動源とする際に、レバー部材にマグネットを装着する構成が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来技術によると、レバー部材にリニアアクチュエータのマグネットを装着するに際して、レバー部材の幅内にマグネットを収める構造であったため、大きな体積を有するマグネットを配備することができず、羽根部材を円滑に駆動するのに十分な推力を得ることができない問題があった。また、レバー部材の幅からはみ出して大きな体積のマグネットを装着することも考えられるが、レバー部材に対して安定してマグネットを取り付けることができなくなり、レバー部材の動作バランスや動きの円滑性を確保できない問題があった。
【０００７】
また、従来技術のようにレバー部材の回転中心から離れたところにマグネットを装着する場合、大きな（重量大の）マグネットを装着すると、レバー部材を回転軸周りに揺動させる際の慣性モーメントが大きくなることで、リニアアクチュエータでレバー部材の位置制御を行う際のオーバーシュートが大きくなる。このため、応答性の良い位置制御を行うことが難しい問題があった。特に、絞り量の制御を行う場合などは、感度良く所望の絞り値（ＡＶ値或いはＦ値）を得ることができない問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、本発明の羽根駆動装置は、薄型化を可能にすること、レバー部材によって複数の羽根部材を連動させる機構において、レバー部材の動作バランスを保ち円滑な動きを得ながら、十分な推力で羽根部材を駆動すること、応答性の良い位置制御を可能にすること、などを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明による羽根駆動装置は、以下の構成を具備するものである。
【００１０】
ベース部材と、前記ベース部材に支持される一対の羽根部材と、端部がそれぞれ前記羽根部材に連結され、中央に設けた軸受部が前記ベース部材に設けられる回転軸に軸支されたレバー部材と、前記レバー部材を前記回転軸周りに揺動させるリニアアクチュエータとを備え、前記レバー部材は、前記リニアアクチュエータのマグネットを収容する収容部を前記軸受部と一体に備えることを特徴とする羽根駆動装置。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の要部示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態の変形例を示した説明図である。
【図３】本発明の実施形態の変形例を示した説明図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例を示した説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の組み立て平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の図６におけるＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の図６におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の内部説明図である。
【図１０】羽根駆動装置を備えるカメラユニットを示す説明図である。
【図１１】羽根駆動装置を備える携帯電子機器を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１３】
図１に示すように、羽根駆動装置１は、ベース部材１０と、一対の羽根部材２，３と、レバー部材４と、リニアアクチュエータ５を備えている。ベース部材１０は、支持面１０Ａと羽根部材２，３を摺動自在に支持するガイド部１０Ｂを備えると共に、レバー部材４を回転自在に軸支する回転軸１０Ｃを備えている。図示の例では、ベース部材１０は、羽根部材２，３を収容する羽根収容体１０Ｘを備えており、この羽根収容体内に支持面１０Ａを備えており、羽根収容体１０Ｘが開口１０Ｘ１を備えている。
【００１４】
羽根部材２，３は、開口２Ａ，３Ａを備えており、開口２Ａ，３Ａの重なり度合いによって開口面積を変化させて、全開状態から全閉状態又は全閉状態から全開状態の任意の位置に移動する。羽根部材２，３は、ベース部材１０のガイド部１０Ｂが係合するガイド孔（長孔）２Ｂ，３Ｂを備えている。ガイド孔２Ｂ，３Ｂは羽根部材２，３の移動方向に沿って延設されている。羽根部材２，３の形状はこれに限定されない。ベース部材１０が開口を有して、羽根部材２，３がその開口に進入する形態の場合には、羽根部材２，３は開口を規制する湾曲部などを備えている。
【００１５】
レバー部材４は、中央部に軸受部４Ａを備え、両端部にそれぞれ連結部４Ｂ，４Ｃを備えている。レバー部材４の軸受部４Ａは、回転軸１０Ｃに軸支され、連結部４Ｂは、羽根部材２に連結孔２Ｃに連結され、連結部４Ｃは羽根部材３の連結孔３Ｃに連結されている。
【００１６】
リニアアクチュエータ５は、マグネット５Ａとコイル（フラットコイル）５Ｂを備えている。リニアアクチュエータ５のマグネット５Ａは、レバー部材４に取り付けられ、リニアアクチュエータ５のコイル５Ｂは、ベース部材１０に取り付けられている。リニアアクチュエータ５は、コイル５Ｂへの通電で推力を発生してレバー部材４を回転軸１０Ｃ周りに揺動させることで、一対の羽根部材２，３を互いに逆方向に摺動させ、開口２Ａ，３Ａの重なり度合いを調整する。
【００１７】
レバー部材４は、マグネット５Ａを収容する収容部４Ｄを備えている。収容部４Ｄは、軸受部４Ａと一部一体に配備されており、図示の例では、矩形状の収容部４Ｄが軸受部の側方且つ回転軸１０Ｃの片側に設けられている。
【００１８】
このような羽根駆動装置１によると、レバー部材４の軸受部４Ａとマグネット５Ａの収容部４Ｄを一体に設けることで、収容部４Ｄを大きくして体積の大きいマグネット５Ａを収容した場合にも、レバー部材４の動作バランスを崩すことなく安定してマグネットを保持することができ、レバー部材４を円滑に動作させることができる。
【００１９】
また、収容部４Ｄに体積の大きいマグネット５Ａを装着する場合にも、回転軸１０Ｃの近傍に重量物であるマグネット５Ａを保持することができるので、レバー部材４を回転軸１０Ｃ周りに揺動する際の慣性モーメントを小さく抑えることができる。これによって、リニアアクチュエータ５のサーボ制御でレバー部材４を揺動させて羽根部材２，３を位置制御する場合に、オーバーシュート量を小さく抑えて応答性の良い制御を行うことができる。
【００２０】
図２は、前述した実施形態の変形例を示している。この例は、レバー部材４に設けるマグネット５Ａの収容部４Ｄ１を平面視扇形状にしている。このように収容部４Ｄ１を軸受部４Ａと一部一体に配備して、その形状を回転軸１０Ｃの中心からの距離が等しい外周縁を有する扇形形状にすることで、回転軸１０Ｃ周りにレバー部材４が揺動する際に、収容部４Ｄ１の移動に必要なスペースを回転軸１０Ｃの中心から等距離の範囲に収めることができ、マグネット５Ａをスペース効率よく配備することができる。
【００２１】
また、マグネット５Ａの体積を大きくして大きな推力を得ようとする場合に、前述した矩形状の収容部４Ｄのマグネット５Ａを保持する場合と比べて同体積のマグネット５Ａで更に慣性モーメントを小さく抑えることができる。これによって、リニアアクチュエータ５のサーボ制御でレバー部材４を揺動させて羽根部材２，３を位置制御する場合に、更にオーバーシュート量を小さく抑えて応答性の良い制御を行うことができる。
【００２２】
図３は、前述した実施形態の変形例を示している。この例は、レバー部材４に設けるマグネット５Ａの収容部４Ｄ２を、軸受部４Ａの周囲に環状に設けている。このように収容部４Ｄ２を軸受部４Ａと一部一体に配備して、その形状を回転軸１０Ｃの中心からの距離が等しい環状にすることで、回転軸１０Ｃ周りにレバー部材４が揺動する際に、収容部４Ｄ２の移動に必要なスペースを回転軸１０Ｃの中心から等距離の範囲に収めることができ、マグネット５Ａをスペース効率よく配備することができる。
【００２３】
また、収容部４Ｄ２にマグネット５Ａを保持する場合には、マグネット５Ａの体積を大きくして大きな推力を得ようとする場合に、前述した矩形状の収容部４Ｄや扇形の収容部４Ｄ１と比べて同体積のマグネット５Ａで更に慣性モーメントを小さく抑えることができる。これによって、リニアアクチュエータ５のサーボ制御でレバー部材４を揺動させて羽根部材２，３を位置制御する場合に、更にオーバーシュート量を小さく抑えて応答性の良い制御を行うことができる。
【００２４】
図４は、前述した実施形態の更なる変形例を示している。この例は、レバー部材４に設けるマグネット５Ａの収容部４Ｄ３を、軸受部４Ａの側方且つ回転軸１０Ｃの両側に設けて、収容部４Ｄ３を軸受部４Ａと一部一体に配備している。これによっても前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。図示の例では、両方の収容部４Ｄ３は扇形形状を有しているが、これに限らず、例えば、２つの収容部４Ｄ３がそれぞれ又は全体として矩形形状であっても良い。
【００２５】
以下、より具体的な実施形態を説明する。図５は、絞り装置となる羽根駆動装置１の分解斜視図である。この羽根駆動装置１は、前述したベース部材１０、羽根部材２，３、レバー部材４、リニアアクチュエータ５（マグネット５Ａ，コイル（フラットコイル）５Ｂ）を備えており、加えて、内部に羽根部材２，３が収納される羽根室６を形成する羽根支持体６Ａ，６Ｂ、カバー部材７、回路基板８を備えている。
【００２６】
図示の例は、ベース部材１０が外周縁にＵ字状に凹むレンズ枠収容部１１を備えている。ベース部材１０は、前述したように、支持面１０Ａ、ガイド部１０Ｂ、回転軸１０Ｃを備えると共に、コイル５Ｂを支持するコイル支持部１０Ｄ、ベース部材１０とカバー部材７とを結合するための結合部１０Ｅなどを備えている。
【００２７】
羽根支持体６Ａ，６Ｂは、薄厚の羽根部材２，３を収容する羽根室６を形成する板状部材であり、羽根部材２，３の開口２Ａ，３Ａと干渉する位置に開口６Ｘを備えている。また、羽根支持体６Ａ，６Ｂは、ベース部材１０のガイド部１０Ｂが挿入する孔６Ｙを備えると共に、羽根部材２，３の連結孔２Ｃ，３Ｃに対応するレバー部材４の連結部４Ｂ，４Ｃの移動範囲に孔６Ｚが設けられている。
【００２８】
カバー部材７は、ベース部材１０のレンズ枠収容部１１に対応する凹部７Ｘを備えており、また、ベース部材１０の結合部１０Ｅに結合する結合部７Ｙを備えている。また、カバー部材７には、マグネット５Ａを位置決めするヨーク９が取り付けられる。
【００２９】
図６〜図９に、羽根駆動装置１の組み立て状態を示している。羽根部材２，３が収納される羽根支持体６Ａ，６Ｂは、開口６Ｘがベース部材１０のレンズ枠収容部１１内に位置するように、開口６Ｘが形成された突出部６Ｃを備えている。羽根駆動装置１は、図示省略したレンズ枠をレンズ枠収容部１１内に収容することで、レンズ枠内に開口６Ｘを有する突出部６Ｃを配置させる。
【００３０】
レーバー部材４の収容部４Ｄに収容されるマグネット５Ａは、回転軸１０Ｃの左右に向けて着磁されると共にベース部材１０の厚さ方向に着磁されている。そして、マグネット５Ａの磁力線と交差するようにコイル５Ｂを配置することで、レバー部材４を回転軸１０Ｃ周りに揺動させるリニアアクチュエータ５が構成されている。
【００３１】
リニアアクチュエータ５を駆動してレバー部材４を揺動させると、レバー部材４の連結部４Ｂ，４Ｃに連結されている羽根部材２，３が、羽根支持体６Ａ，６Ｂの突出部６Ｃに沿って移動することになり、羽根支持体６Ａ，６Ｂの開口６Ｘと羽根部材２，３の開口２Ａ，３Ａとの重なり具合によって、開口６Ｘ内の開口面積が調整される。
【００３２】
なお、マグネット５Ａの中央に付近に対向するように、カバー部材７にはヨーク９が配置されており、このヨーク９にマグネット５Ａが吸着する位置で、レバー部材４の無通電位置が保持されることになる。
【００３３】
このような羽根駆動装置１によると、リニアアクチュエータ５のマグネット５Ａは、レバー部材４の軸受部４Ａと一体の収容部４Ｄに収容されているので、体積の大きいマグネット５Ａを配備する場合にも、安定した状態でレバー部材４に装着することが可能になる。これによって、マグネット５Ａを安定した状態で装備しながら、高い推力で羽根部材２，３を移動させることができる。
【００３４】
また、レバー部材４に配備されるマグネット５Ａを回転軸１０Ｃの近傍に配置できることで、マグネット５Ａの重量を大きくした場合にもそれに伴う慣性モーメントを比較的小さく抑えることができる。これによって、リニアアクチュエータ５の位置制御によってレバー部材４を揺動させ、羽根部材２，３を全開位置と全閉位置の間の任意位置に位置決めする際に、オーバーシュートを抑えて応答性の高い制御を実現することができる。これによって、感度の高い絞り制御などを行うことが可能になる。
【００３５】
図１０は、羽根駆動装置１を備えた光学ユニットとしてのカメラユニット１００を示している。羽根駆動装置１は、前述したようにレンズ枠１０１に組み付けて、撮像素子１０２が搭載された筐体１００Ａに実装することで、カメラユニット１００を構成することができる。また、他の光学部品に対して羽根駆動装置１を組み付けることで、各種の光学ユニットを得ることができる。このようなカメラユニット１００或いは光学ユニットは、薄厚化が可能であり、光軸方向に沿った設置スペースを省スペース化することができる。また、レンズ枠１０１などの調整を行った後に羽根駆動装置１を組み付けて一体化することができるので、簡易且つ精度の高い調整が可能であり、且つ羽根駆動装置１を一体化した簡易な実装が可能になる。また、感度の高い絞り値調整が可能になる。
【００３６】
図１１は、前述したカメラユニット１００を備える携帯電子機器（携帯情報端末）２００を示している。スマートホンなどの携帯電子機器２００は、内部に実装するユニットの厚さが厳しく制限されるが、前述したカメラユニット１００は、レンズ枠１０１の厚さ内に羽根駆動装置１を収めて組み付けることで薄厚化を可能にするので、高い携帯性或いはデザイン性を追求した携帯電子機器２００にスペース効率よく実装することができる。なお、本実施例の枠体３の内部に配置される部材は、ベース部材１０の片側から順に組みつけられるように配置位置および形状が設計されている。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１：羽根駆動部材，
２，３：羽根部材，２Ａ，３Ａ：開口，２Ｂ，３Ｂ：ガイド孔，
２Ｃ，３Ｃ：連結孔，
４：レバー部材，４Ａ：軸受部，４Ｂ，４Ｃ：連結部，４Ｄ：収容部，
５：リニアアクチュエータ，
５Ａ：マグネット，５Ｂ：コイル（フラットコイル）
６：羽根室，６Ａ，６Ｂ：羽根支持体，６Ｃ：突出部，
６Ｘ：開口，６Ｙ，６Ｚ：孔，
７：カバー部材，７Ｘ：凹部，７Ｙ：結合部，８：回路基板，９：ヨーク，
１０：ベース部材，１０Ａ：支持面，１０Ｂ：ガイド部，１０Ｃ：回転軸，
１０Ｄ：コイル支持部，１０Ｅ：結合部，
１１：レンズ枠収容部，１００：カメラユニット，２００：携帯電子機器
【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】
2018097138.tif 000009
【図８】
2018097138.tif 000010
【図９】
2018097138.tif 000011
【図１０】
2018097138.tif 000012
【図１１】
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