(57)【要約】【課題】振動、衝撃等による絞りリングの回転を抑制する。【解決手段】絞り羽根駆動ユニット１００は、開口部１２を有する地板１０と、開口部１２の開口面積を変化させる絞り羽根２０と、開口部１２を囲み、回転して絞り羽根２０を駆動する絞りリング３０とを備える。平面視した場合に、絞りリング３０の回転軸Ｊと重心Ｍの位置とが一致している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する地板と、
前記開口部の開口面積を変化させる絞り羽根と、
前記開口部を囲み、回転して前記絞り羽根を駆動する絞りリングと、を備え、
平面視した場合に、前記絞りリングの回転軸と重心の位置とが一致している、
絞り羽根駆動ユニット。
【請求項２】
アクチュエータと、
前記アクチュエータによって回転するギヤと、を備え、
前記絞りリングは、外周に前記ギヤに噛合するギヤ部を有する、
請求項１に記載の絞り羽根駆動ユニット。
【請求項３】
前記絞りリングは、回転位置を検出される突出部を有する、
請求項２に記載の絞り羽根駆動ユニット。
【請求項４】
前記ギヤ部と前記突出部は、前記回転軸を挟んで対称に設けられる、
請求項３に記載の絞り羽根駆動ユニット。
【請求項５】
前記絞りリングは、貫通孔を有する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の絞り羽根駆動ユニット。
【請求項６】
前記絞りリングは、前記ギヤ部と、前記絞りリングの内周の前記ギヤ部に対向する部分との間に、貫通孔を有する、
請求項２から４のいずれか１項に記載の絞り羽根駆動ユニット。
【請求項７】
前記絞りリングは、切り欠きを有する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の絞り羽根駆動ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の絞り羽根駆動ユニットを備える、撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像装置を備える、移動体。
【請求項１０】
請求項８に記載の撮像装置を備える、ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り羽根駆動ユニット並びにこれを備える撮像装置、移動体及びロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両、ドローン等の移動体に搭載される撮像装置は、絞り装置を備える。絞り装置は、撮像レンズを透過し撮像素子に入射する光の光量を、調整する。
【０００３】
例えば、特許文献１は、開口部を有する基板と、開口部を開閉可能に支持された絞り羽根と、絞り羽根を開閉駆動するための駆動リングと、駆動リングを回転させるアクチュエータとを備える、絞り装置を開示している。駆動リングは、外周縁に、アクチュエータにより回転する歯車に噛合する歯部を有する。特許文献１の絞り装置では、駆動リングがアクチュエータにより回転し、絞り羽根によって形成された絞り孔の開口面積が変化する。撮像素子に入射する光の光量は、絞り孔の開口面積により調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９９３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
移動体に搭載された撮像装置は、種々の振動と衝撃を受ける。例えば、ドローンに搭載された撮像装置は、ドローンの飛行用モータからの振動を受ける。また、車両に搭載された撮像装置は、車両の走行時の振動と衝撃を受ける。特許文献１の絞り装置では、駆動リングが、振動、衝撃等により回転して、撮像素子に入射する光の光量が、設定値からずれる場合がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、振動、衝撃等による絞りリングの回転を抑制できる、絞り羽根駆動ユニット並びにこれを備える撮像装置、移動体及びロボット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】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る絞り羽根駆動ユニットは、
開口部を有する地板と、
前記開口部の開口面積を変化させる絞り羽根と、
前記開口部を囲み、回転して前記絞り羽根を駆動する絞りリングと、を備え、
平面視した場合に、前記絞りリングの回転軸と重心の位置とが一致している。
【０００８】
（２）上記の絞り羽根駆動ユニットは、
アクチュエータと、
前記アクチュエータによって回転するギヤと、を備え、
前記絞りリングは、外周に前記ギヤに噛合するギヤ部を有してもよい。
（３）前記絞りリングは、回転位置を検出される突出部を有してもよい。
【０００９】
上記（１）〜（３）の構成により、平面視した場合に、絞りリングの回転軸と重心の位置とが一致しているので、振動、衝撃等による絞りリングの回転を抑制できる。
【００１０】
（４）前記ギヤ部と前記突出部は、前記回転軸を挟んで対称に設けられてもよい。
この構成により、絞りリングの強度を高くできる。
【００１１】
（５）前記絞りリングは、貫通孔を有してもよい。
（６）前記絞りリングは、前記ギヤ部と、前記絞りリングの内周の前記ギヤ部に対向する部分との間に、貫通孔を有してもよい。
（７）前記絞りリングは、切り欠きを有してもよい。
これらの構成により、絞りリングの回転軸と重心の位置とを、容易に一致させることができる。
【００１２】
（８）本発明の第２の観点に係る撮像装置は、上記絞り羽根駆動ユニットを備える。
【００１３】
（９）本発明の第３の観点に係る移動体は、上記撮像装置を備える。
（１０）本発明の第４の観点に係るロボットは、上記撮像装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絞りリングの回転軸と重心の位置とが一致しているので、振動、衝撃等による絞りリングの回転を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る絞り羽根駆動ユニットを備えた撮像装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る、開口面積を最大にした状態の絞り羽根駆動ユニットを示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る絞り羽根駆動ユニットを示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る地板を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る絞り羽根を示す正面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る絞りリングを示す正面図である。
【図７】比較例に係る絞りリングを示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る、開口面積を最小にした状態の絞り羽根駆動ユニットを示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る絞りリングを示す正面図である。
【図１０】本発明に係る絞りリングの変形例を示す正面図である。
【図１１】本発明に係る絞りリングの変形例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態１）
図１〜８を参照して、本発明の実施の形態に係る絞り羽根駆動ユニット１００を説明する。
【００１７】
本実施の形態に係る絞り羽根駆動ユニット１００は、図１に示すように、光軸Ｏを有する撮像レンズ１と、シャッタ２と、撮像素子３と、制御部４とを備えた撮像装置５に搭載される。撮像装置５は、例えば、デジタルカメラ、監視カメラ、車両、ドローン等の移動体に搭載されるカメラ、ロボットに搭載されるカメラである。
絞り羽根駆動ユニット１００は、撮像レンズ１を透過し撮像素子３に入射する光の光量を、調整する。撮像素子３は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のイメージセンサである。制御部４は、シャッタ２と撮像素子３と絞り羽根駆動ユニット１００とを制御する。
【００１８】
絞り羽根駆動ユニット１００は、図２に示すように、地板１０と、複数の絞り羽根２０と、絞りリング３０と、ギヤ４５とを備える。絞り羽根駆動ユニット１００は、図３に示すように、さらにアクチュエータ４０を備える。地板１０は開口部１２を有する。絞り羽根２０は、地板１０の開口部１２の開口面積を変化させる。絞りリング３０は、回転して、絞り羽根２０を駆動する。アクチュエータ４０は、ギヤ４５を介して、絞りリング３０を回転させる。
また、絞り羽根駆動ユニット１００は中心軸Ｊを有する。中心軸Ｊは、地板１０の開口部１２の中心を通り、撮像装置５の撮像レンズ１の光軸Ｏに一致する。
なお、図２において、正面側が撮像装置５における被写体側、背面側が撮像装置５における撮像素子３側として説明する。
【００１９】
絞り羽根駆動ユニット１００の地板１０は、合成樹脂等から円板状に形成される。地板１０は、絞り羽根２０と絞りリング３０とギヤ４５とアクチュエータ４０を搭載する。
図４に示すように、地板１０は、中央部に、撮像レンズ１を透過した光が通過する円形の開口部１２を有する。また、地板１０の被写体側の面には、開口部１２を囲む凹部１４が形成される。さらに、７つの支持ピン１６が、凹部１４の外側に、開口部１２の周方向に沿って等間隔に立設される。
凹部１４には、絞りリング３０が回転可能に配置される。支持ピン１６は、絞り羽根２０を回転可能に支持する。なお、絞り羽根駆動ユニット１００の中心軸Ｊは、開口部１２の円形の中心を通る。
【００２０】
絞り羽根駆動ユニット１００の絞り羽根２０は、地板１０の開口部１２の開口面積を変化させる。本実施形態においては、７つの絞り羽根２０が、協働して、開口部１２の開口面積を変化させる。
【００２１】
絞り羽根２０は、合成樹脂等から形成される。絞り羽根２０は、図５に示すように、支持孔２２と案内孔２４とを有する。支持孔２２は、地板１０の支持ピン１６に挿通される。案内孔２４は、後述する絞りリング３０の駆動ピン３２に挿通される。
絞り羽根２０は、地板１０の支持ピン１６に回転可能に取り付けられる。
【００２２】
絞り羽根駆動ユニット１００の絞りリング３０は、合成樹脂等から円環状に形成される。絞りリング３０は、例えば、金型を用いて一体成形される。絞りリング３０は、地板１０の凹部１４に回転可能に配置され、地板１０の開口部１２を囲む。絞りリング３０は、中心軸Ｊを回転軸として回転し、絞り羽根駆動ユニット１００の絞り羽根２０を駆動する。
【００２３】
さらに、絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、絞りリング３０の回転軸である中心軸Ｊと、絞りリング３０の重心Ｍの位置とが一致する。換言すると、絞りリング３０の重心Ｍは、絞りリング３０の回転軸である中心軸Ｊ上に位置する。以下では、理解を容易にするために、絞りリング３０の回転軸を回転軸Ｊと記載する。
絞りリング３０は、図６に示すように、凸部３１と、７つの駆動ピン３２と、ギヤ部３４と、突出部３５と、貫通孔３６、３７とを有する。
【００２４】
絞りリング３０の凸部３１は、円孔状であり、絞りリング３０の撮像素子３側の面に、周方向に沿って等間隔に設けられる。凸部３１は、絞りリング３０が回転する場合に、地板１０の凹部１４に設けられた環状の凸部と摺動する。これにより、絞りリング３０に係る負荷を軽減できる。
【００２５】
絞りリング３０の駆動ピン３２は、Ｔ字型のピンであり、絞りリング３０の被写体側の面に、周方向に沿って等間隔に設けられる。駆動ピン３２のそれぞれは、絞り羽根２０の案内孔２４のそれぞれに挿入される。駆動ピン３２は、絞りリング３０の回転に伴い、案内孔２４の内面を押圧しつつ、案内孔２４内を移動する。これにより、絞り羽根２０は、地板１０の支持ピン１６を中心に回転する。
【００２６】
絞りリング３０のギヤ部３４は、絞りリング３０の外周の一部に設けられる。ギヤ部３４は、アクチュエータ４０により回転されるギヤ４５に噛合する。これにより、絞りリング３０は、アクチュエータ４０を駆動源として回転する。
【００２７】
絞りリング３０の突出部３５は、絞りリング３０の外周に設けられる。突出部３５は、地板１０の図示しない貫通孔を挿通し、地板１０の撮像素子３側に突出する。突出部３５は、撮像装置５の図示しない光センサ（例えば、フォトインタラプタ）により回転位置を検出される。制御部４は、光センサにより検出された突出部３５の回転位置から、絞りリング３０の回転位置、開口部１２の開口面積等を求めることができる。
【００２８】
絞りリング３０の貫通孔３６、３７は、絞りリング３０の重心Ｍの位置調整のために設けられる孔である。絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、絞りリング３０の重心Ｍの位置は、貫通孔３６、３７により、絞りリング３０の回転軸Ｊに一致する。なお、本実施の形態においては、貫通孔３７が貫通孔３６よりも大きい。
本実施の形態においては、絞りリング３０は、外周にギヤ部３４と突出部３５とを有する。また、ギヤ部３４は突出部３５よりも大きい。したがって、より大きな貫通孔３７をギヤ部３４の近傍に設け、貫通孔３６を貫通孔３７に比べて突出部３５に近い位置に設けることにより、絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、絞りリング３０の回転軸Ｊと絞りリング３０の重心Ｍの位置とを一致させることができる。例えば、貫通孔３７は、ギヤ部３４と、絞りリング３０の内周のギヤ部３４に対向する部分との間に設けられる。
一方、貫通孔３６、３７を有しない比較例の絞りリング３００では、重心Ｍの位置は、図７に示すように、回転軸Ｊからギヤ部３４の方向にずれる。
【００２９】
絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、絞りリング３０の回転軸Ｊと絞りリング３０の重心Ｍの位置とが一致するので、振動、衝撃等による絞りリング３０の自己慣性モーメントの発生を抑制でき、振動、衝撃等による絞りリング３０の回転を抑制できる。これにより、絞り羽根駆動ユニット１００の耐震動性、耐衝撃性を向上できる。
なお、絞りリング３０、３００において、駆動ピン３２の両側に位置する孔３９は、絞りリング３０を一体成形する場合に、駆動ピン３２をＴ字型に成形するために生じる孔である。
【００３０】
絞り羽根駆動ユニット１００のアクチュエータ４０は、絞りリング３０を回転させる駆動源である。アクチュエータ４０は、例えばステッピングモータであり、地板１０の撮像素子３側の面に設けられる。アクチュエータ４０の回転軸は、図示しない地板１０の貫通孔を挿通して、被写体側に突出する。ギヤ４５が、被写体側に突出したアクチュエータ４０の回転軸に設けられる。アクチュエータ４０の回転軸の回転が、ギヤ４５を介して、絞りリング３０に伝達される。これにより、絞りリング３０は回転軸Ｊを中心に回転する。
【００３１】
絞り羽根駆動ユニット１００のギヤ４５は、被写体側に突出したアクチュエータ４０の回転軸に設けられ、絞りリング３０のギヤ部３４に噛合する。
【００３２】
次に、図２、図８を参照して、撮像装置５に搭載された絞り羽根駆動ユニット１００の動作について説明する。図２は、開口部１２の開口面積を最大にした状態の絞り羽根駆動ユニット１００を示す。図８は、開口部１２の開口面積を最小にした状態の絞り羽根駆動ユニット１００を示す。
【００３３】
絞り羽根駆動ユニット１００は、操作者の操作によって、開口部１２の開口面積を、図２に示す最大にした状態から、図８に示す最小にした状態まで変化させる。
例えば、開口部１２の開口面積を最大にした状態において、操作者が開口部１２の開口面積を狭める操作を行った場合、制御部４からの制御信号により、アクチュエータ４０の回転軸が時計回りに回転し、ギヤ４５が時計回りに回転する。ギヤ４５の時計回りの回転により、ギヤ４５に噛合するギヤ部３４を有する絞りリング３０が、回転軸Ｊを中心に、反時計回りに回転する。これにより、絞り羽根２０のそれぞれは、それぞれの案内孔２４の内面を、絞りリング３０の駆動ピン３２のそれぞれに押圧されて、支持ピン１６を中心に時計回りに回転する。支持ピン１６を中心に時計回り回転する絞り羽根２０は、協働して、開口部１２の開口面積を狭めていく。そして、所定の開口部１２の開口面積が得られると、制御部４からの制御信号により、アクチュエータ４０の回転軸の回転は停止する。
【００３４】
一方、操作者が開口部１２の開口面積を広げる操作を行った場合、制御部４からの制御信号により、アクチュエータ４０の回転軸が反時計回りに回転し、絞りリング３０が回転軸Ｊを中心に時計回りに回転する。これにより、絞り羽根２０のそれぞれは、支持ピン１６を中心に反時計回りに回転し、協働して、開口部１２の開口面積を広げていく。そして、所定の開口部１２の開口面積が得られると、制御部４からの制御信号により、アクチュエータ４０の回転軸の回転は停止する。
以上のように、絞り羽根駆動ユニット１００は、開口部１２の開口面積を変化させ、撮像レンズ１を透過し撮像素子３に入射する光の光量を、所定の光量に調整する。なお、開口部１２の開口面積を狭める操作とは、撮像装置５の絞りを絞る操作を意味し、開口部１２の開口面積を広げる操作とは、撮像装置５の絞りを開ける操作を意味する。
【００３５】
以上のように、絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、絞りリング３０の回転軸Ｊと絞りリング３０の重心Ｍの位置とが一致するので、絞り羽根駆動ユニット１００は、振動、衝撃等による絞りリング３０の回転を抑制できる。さらに、絞り羽根駆動ユニット１００は、アクチュエータ４０による絞りリング３０の安定した回転を実現できる。これらにより、絞り羽根駆動ユニット１００の耐震動性、耐衝撃性が向上し、さらに、絞り羽根駆動ユニット１００の安定した動作が実現できる。
【００３６】
（実施の形態２）
実施の形態１において、絞りリング３０のギヤ部３４と突出部３５は、外周に約１２０°の間隔で配置されているが、ギヤ部３４と突出部３５の配置はこれに限られない。
【００３７】
本実施の形態において、絞り羽根駆動ユニット１００は、絞りリング３０に代えて、絞りリング６０を備える。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
絞りリング６０は、図９に示すように、７つの駆動ピン３２と、ギヤ部３４と、突出部３５と、貫通孔６２、６３とを有する。絞りリング６０のギヤ部３４と突出部３５は、回転軸Ｊを挟んで対称な位置に設けられる。また、絞りリング６０は、絞りリング３０の貫通孔３６、３７に代えて、貫通孔６２、６３を有する。絞りリング６０のその他の構成は、絞りリング３０と同様である。
【００３９】
絞りリング６０のギヤ部３４は、実施の形態１におけるギヤ部３４と同様に、絞りリング６０の外周の一部に設けられ、ギヤ４５に噛合する。これにより、絞りリング３０は、アクチュエータ４０を駆動源として回転する。また、絞りリング６０の突出部３５は、実施の形態１における突出部３５と同様に、絞りリング６０の外周に設けられ、地板１０の撮像素子３側に突出する。
絞りリング６０のギヤ部３４と突出部３５は、回転軸Ｊを挟んで対称な位置に設けられる。
【００４０】
貫通孔６２、６３は、実施の形態１における貫通孔３６、３７と同様に、絞りリング６０の重心Ｍの位置調整のために設けられる孔である。貫通孔６２、６３は、ギヤ部３４と突出部３５とを結ぶ直線Ｌを挟んで、ギヤ部３４の近傍に設けられる。絞りリング６０の重心Ｍの位置は、貫通孔６２、６３により、絞りリング６０の回転軸Ｊに一致する。
【００４１】
絞りリング６０の外周に設けられたギヤ部３４と突出部３５が、回転軸Ｊを挟んで対称な位置に位置するので、貫通孔６２、６３の体積の和を、実施の形態１における貫通孔３６、３７の体積の和よりも小さくできる。
【００４２】
以上のように、絞りリング６０においては、貫通孔６２、６３の体積の和を小さくできる。これにより、絞りリング６０の強度を高くできる。また、絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、実施の形態１における絞りリング３０と同様に、絞りリング６０の回転軸Ｊと重心Ｍの位置とが一致するので、絞り羽根駆動ユニット１００は、振動、衝撃等による絞りリング３０の回転を抑制できる。さらに、絞り羽根駆動ユニット１００は、アクチュエータ４０による絞りリング６０の安定した回転を実現できる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４４】
絞りリング３０、６０は、重心Ｍの位置調整のために、貫通孔３６、３７又は貫通孔６２、６３に代えて、切り欠きを有してもよい。例えば、絞りリング３０は、図１０に示すように、貫通孔３６、３７に代えて、切り欠き７２、７３を外周に有してもよい。絞り羽根駆動ユニット１００を平面視した場合に、絞りリング３０の重心Ｍの位置は、切り欠き７２、７３により、回転軸Ｊに一致する。
【００４５】
また、絞りリング３０は、図１１に示すように、貫通孔３６、３７に代えて、切り欠き７４を内周に有してもよい。さらに、絞りリング３０、６０の重心Ｍの位置は、絞りリング３０、６０に設けられた凹部、突起等により、回転軸Ｊに一致してもよい。
【００４６】
絞りリング３０、６０の重心Ｍの位置調整のために設けられる貫通孔、切り欠き、凹部は、複数であることが好ましい。これにより、絞りリング３０、６０の強度を高くできる。
【００４７】
絞りリング３０、６０の駆動ピン３２は、Ｔ字型に限られない。例えば、駆動ピン３２は棒状であってもよい。この場合、絞りリング３０、６０を一体成形しても、孔３９は生じない。
【符号の説明】
【００４８】
１  レンズ
２  シャッタ
３  撮像素子
４  制御部
５  撮像装置
１０  地板
１２  開口部
１４  凹部
１６  支持ピン
２０  絞り羽根
２２  支持孔
２４  案内孔
３０  絞りリング
３１  凸部
３２  駆動ピン
３４  ギヤ部
３５  突出部
３６、３７  貫通孔
３９  孔
４０  アクチュエータ
４５  ギヤ
６０  絞りリング
６２、６３  貫通孔
７２、７３、７４  切り欠き
１００  絞り羽根駆動ユニット
３００  絞りリング
Ｏ  光軸
Ｊ  中心軸、回転軸
Ｍ  重心
Ｌ  直線
【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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