(57)【要約】【課題】付着した異物を簡便に除去することができる光調節装置を提供すること。【解決手段】光調節装置は、光学開口が形成された少なくとも１つの基板と、基板に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの回転軸部材と、回転軸部材に接合された少なくとも１つの光調節部と、光調節部を動作させる駆動部と、を有し、駆動部により回転軸部材を回転移動させることにより、光調節部を第１の位置と第２の位置に相互に回転させ、光学開口を通過する入射光を調整する光調節装置であって、特定の軌道を通じて光調節部に機械的な振動を与える振動発生部を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学開口が形成された少なくとも１つの基板と、
前記基板に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの回転軸部材と、
前記回転軸部材に接合された少なくとも１つの光調節部と、
前記光調節部を動作させる駆動部と、を有し、
前記駆動部により前記回転軸部材を回転移動させることにより、前記光調節部を第１の位置と第２の位置に相互に回転させ、前記光学開口を通過する入射光を調整する光調節装置であって、
特定の軌道を通じて前記光調節部に機械的な振動を与える振動発生部を有することを特徴とする光調節装置。
【請求項２】
前記特定の軌道は、前記回転軸部材の軸方向または前記回転軸部材が回転移動する方向であることを特徴とする請求項１に記載の光調節装置。
【請求項３】
前記振動発生部は、前記駆動部の機能を兼用することを特徴とする請求項１または２に記載の光調節装置。
【請求項４】
前記振動発生部は、前記駆動部とは別個に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光調節装置。
【請求項５】
前記回転軸部材は磁性を有し、
前記駆動部はコイル体と前記回転軸部材より構成される電磁駆動源であり、
前記振動発生部は前記駆動部であり、
前記第１の位置と前記第２の位置を相互に回転する動作モードと、前記光調節部に振動を与える振動印加モードを任意に切り替えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光調節装置。
【請求項６】
前記振動発生部は、圧電素子であることを特徴とする請求項４に記載の光調節装置。
【請求項７】
前記振動印加モードは、前記電磁駆動源により、前記回転軸部材の軸方向へ振動を与えることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置。
【請求項８】
前記振動印加モードは、前記光調節部を前記光学開口から退避させた位置において、前記回転軸部材の軸方向への振動を与えることを特徴とする請求項７に記載の光調節装置。
【請求項９】
前記振動印加モードは、前記電磁駆動源により前記光調節部の回転方向に往復動作を行うことで、前記光調節部に対して回転方向への振動を与えることを特徴とする請求項５に記載の光調節装置。
【請求項１０】
前記振動印加モードは、前記光調節部を前記光学開口より退避させた位置において、前記回転軸部材に対して回転方向への振動を与えることを特徴とする請求項９に記載の光調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１は、プリント基板上に形成したコイル体、及びこれを用いた光量調整装置を開示している。本装置において、絞りの羽根部材はシャフトを通じて二極に分極されたローターに固定され、このローターはリング状にコイル形成されたコイル体を回転孔を通して貫き、シャフト受けにより下カバー、上カバーに回転自由に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０３６０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、従来の構成の羽根部材に異物が付着する場合がある。このような異物は、羽根部材の摺動時に摩耗により発生する粉塵、羽根部材の周辺からのごみ、浮遊ダストなどを含むものをいう。異物が付着した状態の光量調節装置を撮像装置に用いると、異物の影響により、撮影した画像の画質が低下してしまう。
【０００５】
異物を除去するために、例えば、エアーノズルを用いて、空気の力で異物を吹き飛ばして除去することが考えられる。しかしながら、このような異物除去方法は、光調節装置を組み込んでしまった後では、実行できない。
【０００６】
また、異物を除去するための他の方法として、綿棒等で直接清掃することが考えられる。しかしながら、このような異物除去方法は、光調節装置を組み込んでしまった後では、実行できない。
上述の２つの除去方法に関しては、光調節装置を、例えば撮像装置に組み込んだ後に異物除去を行おうとすると、光調節装置（デバイス）のサイズが大きくなってしまう。もしくは撮像装置を分解して光調節装置（デバイス）を取り出して行う異物除去を行うことも考えられる。しかしながら、分解する手間が発生してしまう。このため、上述のいずれの異物除去方法も実質的に実行することが出来ない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、付着した異物を簡便に除去することができる光調節装置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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光調節装置は、
光学開口が形成された少なくとも１つの基板と、
基板に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの回転軸部材と、
回転軸部材に接合された少なくとも１つの光調節部と、
光調節部を動作させる駆動部と、を有し、
駆動部により回転軸部材を回転移動させることにより、光調節部を第１の位置と第２の位置に相互に回転させ、光学開口を通過する入射光を調整する光調節装置であって、
特定の軌道を通じて光調節部に機械的な振動を与える振動発生部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、付着した異物を簡便に除去することができる光調節装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の光調節装置の分解斜視図である。
【図２】印加電流と羽根の移動との関係を示す図である。
【図３】（ａ）は光調節装置におけるオフセットを説明する図、（ｂ）は光調節装置における印加電流とオフセットとの関係を示す図である。（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３における、駆動羽根の移動状態を断面方向から見た図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、回転方向の羽根の動きと、軸方向の羽根の動きとのそれぞれについて説明する図である。
【図５】（ａ）は印加電流の波形を示し、（ｂ）は羽根の軸方向の振動を示し、（ｃ）は印加電流の他の波形を示し、（ｄ）は羽根の回転方向の振動を示している。
【図６】（ａ）は、第１実施形態の光調節装置１００に、さらに駆動電流源１０１と、駆動モード切替機１０２とを設けたシステム構成例である。（ｂ）は、第１実施形態における異物除去モードの駆動波形である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２実施形態の光調節装置を説明する図である。
【図８】第３実施形態における異物除去モードの駆動波形を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第４実施形態の光調節装置を説明する図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、オフセットを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる光調節装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の光調節装置１００の分解斜視図である。
光調節装置１００は、
開口部（光学開口）２１が形成された少なくとも１つの第１基板２０と、
第１基板２０に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの回転軸部材である磁石３４と、
回転軸部材に接合された少なくとも１つの光調節部である駆動羽根３１と、
光調節部である駆動羽根３１を動作させる駆動部である、コイル１２と磁石３４と、を有し、
コイル１２とコイルコア１１により磁石３４（回転軸部材）を回転移動させることにより、駆動羽根３１（光調節部）を第１の位置（例えば、退避位置）と第２の位置（例えば、開口位置）に相互に回転させることにより、開口部２１を通過する入射光を調整する光調節装置であって、
特定の軌道を通じて駆動羽根３１（光調節部）に機械的な振動を与える振動発生部である磁石３４、コイル１２、駆動電流源１０１（図６（ａ））を有している。ここで、コイルコア１１はヨークとしての機能を兼用する。
なお、磁石３４は、それぞれ貫通孔２２、４２を貫通する。
【００１３】
また、駆動羽根３１には開口部３２が形成されている。開口部３２には、光学素子３３、例えば、レンズ、波長フィルター、濃度フィルター（ＮＤフィルター）を設置することができる。
【００１４】
次に、本実施形態における駆動羽根３１の変位（移動）について説明する。
図２（ａ）は、横軸に時間ｔ、縦軸にコイルに印加する電流値Ｃを示している。図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４における駆動羽根３１の位置を示している。
【００１５】
時刻ｔ０において、コイル１２に一定値の電流印加を開始する。駆動羽根３１は、磁石３４を回転軸として、回転移動を開始する。時刻ｔ１において、駆動羽根３１は、回転移動を継続する。回転移動する駆動羽根３１は、突き当て部材４４に当接する。ここで、印加電流をゼロ（時刻ｔ２）にしても、その位置に留まる。
【００１６】
図２（ａ）において、駆動羽根３１の開口部３２と、第１基板２０の開口部２１と、第２基板４０の開口部（光学開口）４１の、それぞれの中心が一致した位置Ｐ１を「開口位置」という。
【００１７】
また、図２（ｄ）において示す。駆動羽根３１が開口部４１から外れた位置、特に、最も離れた位置Ｐ３を「退避位置」という。
【００１８】
さらに、コイル１２への印加する電流の向きを逆方向にすると、駆動羽根３１は、先程と逆方向に移動する（図２（ｅ）の時刻ｔ３の状態）。
【００１９】
そして、もう一方の突き当て部材４３と駆動羽根３１とが当接する（図２（ｆ）の時刻ｔ４）において駆動羽根３１は、開口位置まで回転して止まる。ここで、印加電流をゼロ（時刻ｔ４）にしても、駆動羽根３１は、その位置に留まる。このように、駆動羽根３１は、開口位置まで回転して止まる。
【００２０】
図３（ａ）は、オフセットＳＨを説明する断面図である。オフセットＳＨとは、磁石３４の軸ＡＸ２方向に垂直な中心位置Ｐｍとコイルコア１１の軸ＡＸ１方向に垂直な中心位置Ｐｃとの間隔をいう。
【００２１】
駆動羽根３１は、オフセットＳＨの間を上下しながら、回転移動する。図３（ｃ）、３（ｄ）、３（ｅ）、３（ｆ）は、それぞれ時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３における、駆動羽根３１の移動状態を断面方向から見た図である。
【００２２】
図３（ｃ）において、時刻ｔ０で、印加電流はゼロである。この状態では、磁石３４は、例えば、退避位置に存在する。
【００２３】
時刻ｔ１において、コイル１２へ電流を印加する。すると、図３（ｄ）に示すように、磁石３４は、オフセットの下端位置、即ち図中矢印ＡＹ方向へ位置を変えながら、回転移動を開始する。
【００２４】
図３（ｅ）において、電流を印加し続けると、駆動羽根３１は、オフセットした状態で移動する。
【００２５】
図３（ｆ）において、駆動羽根３１は、移動終了後に、印加する電流をゼロにしても、開口位置においてとどまる。この時、磁石３４は、オフセットの上端位置、即ち図中矢印ＢＹ方向へ戻る。
【００２６】
次に、コイル１２に電流を印加したときの駆動羽根３１の動きを、回転方向と、軸方向との２種類に分けて説明する。
【００２７】
図４（ａ）は、横軸に時間ｔ、縦軸にコイル１２に印加する電流値Ｃを示している。
図４（ｂ）は、横軸に時間ｔ、縦軸に駆動羽根３１の回転角度ＡＮＧを示している。
図４（ｃ）は、横軸に時間ｔ、縦軸に駆動羽根３１の軸方向の変位量（移動量）ＤＩＳＰを示している。
【００２８】
コイル１２へ電流の印加を開始する。図４（ｂ）、（ｃ）において、一点鎖線で囲った領域ＡＲＥＡ−Ａでは、駆動羽根３１は、ほとんど回転せずに、磁石３４の軸ＡＸ２の方向に変位を行うことができる（片道動作約１ｍ秒）。
【００２９】
また、図４（ｂ）、（ｃ）において、二点鎖線で囲んだ領域ＡＲＥＡ−Ｂでは、駆動羽根３１は回転するが、反対側の突き当て部材４４までは回転しない。このような低周波数の時間領域（片道動作約５ｍ秒）で周期的に駆動羽根３１を駆動すれば、回転方向への振動を与えることができる。
【００３０】
そして、回転方向の振動で、駆動羽根３１に付着した異物を除去することが出来る。また、この動作モードではコイルコア１１の軸ＡＸ１方向の中心位置と、磁石３４の軸ＡＸ２方向中心位置をずらして配置する必要はない。
【００３１】
振動印加モードは、電磁駆動源により、回転軸部材の軸方向へ振動を与えることが望ましい。これにより、軸方向への動作は回転動作よりも速いため、短時間でのごみの除去が可能となる。
【００３２】
さらに、図４（ｂ）、（ｃ）において、一点鎖線で囲った領域ＡＲＥＡ−Ａにおける駆動羽根３１の状態を具体的に説明する。この領域では、図５（ａ）に示すような、コイル１２に対して周波数ＨｚＡ＝約５００Ｈｚの矩形波形の電流を印加している。
【００３３】
このとき、図５（ｂ）に示すように、駆動羽根３１は、磁石３４の軸ＡＸ２方向だけに、即ち矢印ＣＹ方向に上下振動する。これにより、駆動羽根３１の振動で異物を除去することが出来る。
【００３４】
また、二点鎖線で囲んだ領域ＡＲＥＡ−Ｂでは、図５（ｃ）に示すような、コイル１２に対して周波数ＨｚＢ＝約１００Ｈｚの矩形波形の電流を印加する。このとき、図５（ｄ）に示すように、駆動羽根３１に対して、矢印ＤＹで示す回転方向への振動を与えることができる。そして、その振動で異物を除去することが出来る。
【００３５】
次に、振動周波数について説明する。軸方向の振動周波数をｆａｘ（Ｈｚ）とする。
ｆａｘの好ましい範囲を式（１）に示す。
１００Ｈｚ≦ｆａｘ≦２０ｋＨｚ      （１）
ｆａｘの、さらに好ましい範囲を式（１’）に示す。
２００Ｈｚ≦ｆａｘ≦２ｋＨｚ      （１’）
【００３６】
式（１）の下限値を下回ると、軸方向の変位量が２００μｍ以上になってしまう。
式（１）の上限値を上回ると、軸方向の変位量が１μｍ以下になってしまう。
【００３７】
式（１’）の下限値を下回ると、軸方向の変位量が１００μｍ以上になってしまう。    式（１’）の上限値を上回ると、軸方向の変位量が１０μｍ以下になってしまう。
【００３８】
また、回転方向の振動周波数をｆｒｏｔ（Ｈｚ）とする。
ｆｒｏｔ（Ｈｚ）の好ましい範囲を式（２）に示す。
６０Ｈｚ≦ｆｒｏｔ≦４ｋＨｚ      （２）
ｆｒｏｔの、さらに好ましい範囲を式（２’）に示す。
６０Ｈｚ≦ｆｒｏｔ≦４００Ｈｚ      （２’）
【００３９】
式（２）の下限値を下回ると、退避位置での振動時に開口部に入ってしまう。
式（２）の上限値を上回ると、回転角度が０．１度以下になってしまう。
【００４０】
式（２’）の下限値を下回ると、退避位置での振動時に開口部に入ってしまう。
式（２’）の上限値を上回ると、回転角度が１度以下になってしまう。
【００４１】
振動発生部である磁石３４は、駆動部の機能を兼用することが望ましい。これにより、光調節装置１００の小型化ができる。
【００４２】
振動発生部は、駆動部である磁石３４とは別個に設けられていることが望ましい。例えば、棒状の磁石３４の端部にピエゾ素子などの圧電素子を別個に設けることもできる。そして、ピエゾ素子を周期的に伸縮させることで、磁石３４の軸ＡＸ２方向に、駆動羽根３１を振動させることができる。
【００４３】
これにより、通常動作に依存しない動作が可能となる。
【００４４】
「振動」とは、上述したように、例えば以下（１）、（２）、さらには（３）に示す状態をいう。
（１）５００Ｈｚ程度の矩形波形電流をコイル１２に印加した場合、磁石３４の軸ＡＸ２方向に、回転移動の速度よりも、駆動羽根３１が短い周期で動く状態を「軸方向の振動」という。これは、縦方向の振動ということができる。
（２）また、１００Ｈｚ程度の矩形波電流をコイル１２に印加した場合、駆動羽根３１の回転方向に周期的に駆動する状態を「回転方向の振動」という。これは、横方向の振動ということができる。
（３）さらに、突発的な移動または急激な移動を「衝撃」という。例えば、駆動羽根３１が移動している状態から急激に静止させる状態をいう。
【００４５】
上述した「特定の軌道」は、回転軸部材である磁石３４の軸ＡＸ２方向または回転軸部材である磁石３４が回転移動する方向であることが望ましい。
これにより、駆動羽根３１に対して、２つの方向に振動を与えることができる。
【００４６】
また、図６（ａ）は、本実施形態の光調節装置１００に、さらに駆動電流源１０１と、駆動モード切替機１０２とを設けたシステム構成例である。
【００４７】
本システムでは異物を除去するモードとして、駆動羽根３１を磁石３４の軸ＡＸ２方向へと振動させるモードを用いる。駆動モード切替機１０２は、外部に設けられている。
【００４８】
本実施形態は、
回転軸部材である磁石３４は磁性を有し、
駆動部はコイル体であるコイル１２と磁石３４（回転軸部材）より構成される電磁駆動源であり、
振動発生部はコイル１２と磁石３４（駆動部）であり、
第１の位置と第２の位置を相互に回転する動作モードと、光調節部に振動を与える振動印加モードを任意に切り替えることが望ましい。
【００４９】
これにより、光調節装置本体の構造変更が不要なため、光調節装置１００のサイズが大きくならない。また、通常動作に依存しない動作が可能となる。
【００５０】
上述したが、図６（ｂ）は、本実施形態における異物除去モードの駆動波形である。周波数ＨｚＡは約５００Ｈｚである。
【００５１】
また、駆動モード切替機１０２を設ける代わりに、本システムの（不図示の）ユーザからの指示に従って、モードをマニュアル操作により切り替えることもできる。
【００５２】
（第２実施形態）
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２実施形態の光調節装置２００を説明する図である。
本実施形態の光調節装置は、機械的な構成は、上記第１実施形態と同じであるが、異物除去モードの駆動波形が異なる。
【００５３】
上記第１実施形態において、駆動羽根３１が開口位置にある状態（図７（ｂ））において異物を除去すると、除去された異物が開口部２１及び４１から外部へ飛散し、周囲の部品を汚す場合がある。
【００５４】
そのため、本実施形態では、図７（ａ）で示すように、時刻ｔ１〜ｔ２（時間Ｔｂ）にかけて、駆動羽根を、開口位置にある状態（図７（ｂ））から、駆動羽根３１を退避位置に移動した状態（図７（ｃ））へ、回転移動する。
【００５５】
そして、図７（ａ）の時刻ｔ２〜ｔｎ（時間Ｔｃ）にかけて、磁石３４の軸ＡＸ２方向に、駆動羽根３１を振動させるモードを使用する。
【００５６】
軸方向の振動は、回転方向への振動よりも周期が短い。このため、短時間で異物を除去できる。
【００５７】
（第３実施形態）
本実施形態は、異物を除去するモードの駆動波形が上記実施形態と異なる。本実施形態では、図８は本実施形態における異物除去モードの駆動波形を示す。駆動する周波数ＨｚＢは約１００Ｈｚである。
駆動羽根３１を磁石３４の回転方向へと振動させるモードを用いる。実施形態では、光調節装置のサイズを大きくせず、撮像装置に組み込んだまま動作が可能である。
【００５８】
（第４実施形態）
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第４実施形態の光調節装置を説明する図である。本実施形態の構成は、上記第１実施形態と同じである。異物除去モードの駆動波形が異なる点が特徴である。
【００５９】
上述したように、駆動羽根３１が開口位置にある時（図９（ｂ））に異物を除去すると、除去された異物が開口部２１及び４１から外部へ飛散し、周囲の部品を汚すおそれがある。それに対する対策方法は第２実施形態のように、駆動羽根３１を退避位置（図９（ｃ））に移動した後に駆動羽根３１に振動を与えることである。
【００６０】
ここで、本実施形態では駆動羽根３１を磁石３４の回転方向へと振動させるモードを用いる。
【００６１】
具体的には、図９（ａ）の時間Ｔｅにおいて、駆動羽根３１を図９（ｂ）から図９（ｃ）の状態へ移動する。図９（ａ）の時間Ｔｆにおいて、退避位置において、周波数ＨｚＢ＝約１００Ｈｚで、駆動羽根３１を回転方向へ振動させる。
【００６２】
これにより、光調節装置４００のサイズを大きくせず、撮像装置に組み込んだまま異物除去ができるという効果を奏する。また、短時間でのごみの除去が可能である。さらに、異物が光調節装置４００の外部へ飛散するのを防止する。
【００６３】
（変形例）
図１０（ｂ）は、変型例を示す断面構成図である。本変形例は、軸方向へのオフセットを設けない構成である。参考のため、図１０（ａ）は、上述したようなオフセットがある構成を示している。
【００６４】
図１０（ｂ）に示すオフセットが無い状態では、コイルコア１１の軸ＡＸ１方向に対する中心位置Ｐｃと磁石３４の軸ＡＸ２方向に対する中心位置Ｐｍとが一致して、中心位置Ｐｃ（＝Ｐｍ）となっている。
【００６５】
このような状態において、振動印加モードとして、駆動電磁源１０１により駆動羽根３１の回転方向に往復動作を行うことで、駆動羽根３１に対して回転方向への振動を与えることが望ましい。
【００６６】
これは、回転軸部材である磁石３４の軸ＡＸ２中心がヨークの機能を有するコイルコア１１の軸ＡＸ１中心からオフセットできない場合に有効である。
【００６７】
さらに、振動印加モードは、駆動羽根３１を開口部４１より退避させた位置において、回転軸部材である磁石３４に対して回転方向への振動を与えることが望ましい。
【００６８】
これは、回転軸部材である磁石３４の軸ＡＸ２中心がヨークであるコイルコア１１の軸ＡＸ１中心からオフセットできない場合に有効である。また、異物が光調節装置の外部へ飛散するのを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる光調節装置は、付着した異物を簡便に除去することに適している。
【符号の説明】
【００７０】
１１  コイルコア
１２  コイル
２０  第１基板
２１  開口部（光学開口）
２２  貫通孔
３１  駆動羽根
３２  開口部
３３  光学素子
３４  磁石
４０  第２基板
４１  開口部（光学開口）
４２  貫通孔
４３、４４  突き当て部材
ＡＸ１、ＡＸ２  中心軸
１００、２００、４００  光調節装置
【図１】
2015222390.tif 000003
【図２】
2015222390.tif 000004
【図３】
2015222390.tif 000005
【図４】
2015222390.tif 000006
【図５】
2015222390.tif 000007
【図６】
2015222390.tif 000008
【図７】
2015222390.tif 000009
【図８】
2015222390.tif 000010
【図９】
2015222390.tif 000011
【図１０】
2015222390.tif 000012