(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学開口がそれぞれ形成された第１基板及び第２基板と、
磁性を有する回転軸部材が設けられた、少なくとも１つの光調節手段と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置され、前記光調節手段が動作可能なスペースを形成するスペーサと、
前記第１基板上に配置され、コイルに電流を印加することによって前記光調節手段を動作させる駆動手段と、
前記光調節手段の回動方向を指示するための指令信号を出力する指令手段と、
前記コイルに発生する起電力を検出する検出手段と、
前記コイルに電流を印加する駆動時には前記駆動手段にコイルを接続し、前記コイルに発生する起電力を検出する非駆動時には前記検出手段に前記コイルを接続する切替手段と、
前記検出手段から出力される出力信号に基づいて前記回転軸部材の回転状態を判定する判定手段と、
前記判定手段から出力された出力信号に基づいて、前記駆動手段に対して、駆動信号を出力させる命令を出力する制御手段と、
を備えることを特徴とする光調節システム。
【請求項２】
前記指令手段からの出力を記憶する記憶手段を有し、
前記判定手段から前記制御手段に出力信号が入力されたときには、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記制御手段からの出力信号が決定されることを特徴とする請求項１に記載の光調節システム。
【請求項３】
前記光調節システムの電源が投入された際には、前記指令手段は、前記光調節手段が第１の静止位置に移動するように、前記制御手段へ指令信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光調節システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光調節システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像機能を有した携帯機器やマイクロビデオスコープ等の小型撮像機器の高画質化に伴い、レンズ、絞り、光学フィルタ等の光学要素も、従来の固定焦点レンズ、固定開口絞り、固定特性フィルタから、フォーカスレンズ、可変絞り、可変特性フィルタを適用する要求が高まっている。さらに、小型撮像機器に適用する光学要素を小型化する方法として多くの光調節システムの提案がなされている。
【０００３】
このような光調節システムの例として、特許文献１に記載された光量調整装置が提案されている。図５は、従来の光量調整装置の全体構成を示す分解斜視図である。
図５に示す光量調整装置は、基板を多層基板構造として大きな透磁率を有する物質の膜をコアとするコイルをプリント基板上に作成している。このように構成されたコイル体９２５に、少なくとも二極以上に着磁した円筒形のローター９２０をはめこみ、このローター９２０に通過光量を調節する絞り羽根９１５を固定している。絞り羽根９１５は、上下基板９１０、９１１に挟まれるように配置され、プリント基板上に形成したコイルによって上下基板９１０、９１１に形成された隙間の中を移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された光量調整装置において、絞り羽根９１５を開閉させるコイル体９２５に通電していない状態では、絞り羽根９１５は保持されておらずデバイスに衝撃・振動などが付加されると絞り羽根９１５が所定の位置から動いてしまうが、動いたことが認識できないため元の位置に戻すことができない。このように、従来の光調節システムにおいては、非駆動時の絞り羽根その他の光調節手段の位置が認識できないため、その後の光調節手段の駆動制御を安定して行うことが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みて発明されたものであり、非駆動時に光調節手段が移動したことを検出することができ、光調節手段を所定の場所に配置することができる光調節システム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光調節システムは、光学開口がそれぞれ形成された第１基板及び第２基板と、磁性を有する回転軸部材が設けられた、少なくとも１つの光調節手段と、第１基板と第２基板の間に配置され、光調節手段が動作可能なスペースを形成するスペーサと、第１基板上に配置され、コイルに電流を印加することによって光調節手段を動作させる駆動手段と、光調節手段の回動方向を指示するための指令信号を出力する指令手段と、コイルに発生する起電力を検出する検出手段と、コイルに電流を印加する駆動時には駆動手段にコイルを接続し、コイルに発生する起電力を検出する非駆動時には検出手段にコイルを接続する切替手段と、検出手段から出力される出力信号に基づいて回転軸部材の回転状態を判定する判定手段と、判定手段から出力された出力信号に基づいて、駆動手段に対して、駆動信号を出力させる命令を出力する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る光調節システムは、指令手段からの出力を記憶する記憶手段を有し、判定手段から制御手段に出力信号が入力されたときには、記憶手段に記憶された情報に基づいて、制御手段からの出力信号が決定されることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る光調節システムにおいて、光調節システムの電源が投入された際には、指令手段は、光調節手段が第１の静止位置に移動するように、制御手段へ指令信号を出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る光調節システムは、非駆動時に光調節手段が回転したことによりコイルに生じる起電力を検出し、起電力の発生を検出したら、起電力の方向に応じた駆動電流をコイルに印加することによって、光調節手段を所定の場所に配置することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る光調節システムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における光調節装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】第１実施形態における光調節装置を組み上げた状態の構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る光調節システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】従来の光量調整装置の全体構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る光調節システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
図１から図３を用いて、第１実施形態に係る光調節システムの構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る光調節システム７００の構成を示す図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る光調節システムは光調節装置５０と、切替手段としてのスイッチ６１０と、駆動部６２０と、検出手段としての検出部６３０と、指令手段としての指令部６４０と、制御手段としての制御部６５０と、判定手段としての判定部６６０と、記憶部６７０と、電源部６９０（電源）と、を備える。
【００１３】
まず、図２、図３を参照して光調節装置５０の構成について説明する。図２は、第１実施形態における光調節装置５０の構成を示す分解斜視図である。図３は、光調節装置５０を組み上げた状態の構成を示す斜視図である。
【００１４】
図２、図３に示すように、光調節装置５０は、光学開口１０２及び回転軸穴１０３が形成された第１基板１０１と、光学開口２０２及び回転軸穴２０３が形成された第２基板２０１と、光学素子３０１が配置された光調節手段３００と、第１基板１０１と第２基板２０１との間に配置され、光調節手段３００が動作可能となるスペースを作るためのスペーサ４０１と、光調節手段３００を動作させる電磁駆動源５００と、を備える。
【００１５】
第１基板１０１と第２基板２０１は、第１基板１０１の中心に設けた光学開口１０２と第２基板２０１の中心に設けた光学開口２０２が光軸ＡＸ上に同心状に位置するように、光軸ＡＸに沿って順に配置される。
【００１６】
光調節手段３００の回転中心には、磁性を有する回転軸部材３０２が直接設けられている。回転軸部材３０２としては、例えば磁石を用いる。
光調節手段３００は、第１基板１０１と第２基板２０１の間に配置されている。回転軸部材３０２は、光軸ＡＸに沿って延びるように、下端部が第２基板２０１の回転軸穴２０３内に回動可能に嵌め込まれ、上端部が第１基板１０１の回転軸穴１０３を回動可能に貫通している。光調節手段３００は、回転軸部材３０２を中心にして回動し、光学素子３０１として光学開口を形成した場合には、光学素子３０１が光学絞りとして機能する。ここで、光学素子３０１としては、例えば、光学開口、レンズ、フィルタを設けることができる。また、光調節手段３００は複数設けても良い。
【００１７】
電磁駆動源５００は、第１基板１０１上に配置され、略コの字状のヨーク部材５０２に、２つの巻線コイル５０１（コイル）をそれぞれ巻線したものである。ヨーク部材５０２の二つの先端部５０３、５０４は、回転軸部材３０２にそれぞれ対向している。
【００１８】
次に、光調節システム７００のうち光調節装置５０以外の構成について説明する。
図１に示すように、スイッチ６１０は、駆動部６２０に接続された第１端子６１１と、検出部６３０に接続された第２端子６１２と、電磁駆動源５００の巻線コイル５０１に接続された第３端子６１３を備え、第１端子６１１及び第２端子６１２の一方と、第３端子６１３との接続を選択的に切り替える。具体的には、スイッチ６１０は、巻線コイル５０１に電流を印加する駆動時には駆動部６２０と巻線コイル５０１を電気的に接続する。これに対して、巻線コイル５０１に発生する起電力を検出する非駆動時には検出部６３０と巻線コイル５０１を電気的に接続する。ここで、非駆動時とは、巻線コイル５０１に駆動のための電流を印加していない状態であり、後述するように、駆動時の電流の印加が終了すると自動的に非駆動時の状態となる。
【００１９】
ここで、第１端子６１１への接続の切り替えは、例えば、指令部６４０から制御部６５０へ指令信号が出力されたときに制御部６５０が出力する制御信号によって行われる。また、第２端子６１２への接続の切り替えは、例えば、駆動部６２０からの信号入力がなくなったときに自動的に行ってもよいし、制御部６５０からの制御信号によって行っても良い。
【００２０】
指令部６４０は、光調節手段３００の回動方向を指示するための指令信号を制御部６５０に対して出力する。
検出部６３０は、回転軸部材３０２の回転に応じて巻線コイル５０１に発生する起電力を検出する。
【００２１】
判定部６６０は、検出部６３０から出力される出力信号に基づいて回転軸部材３０２の回転状態を判定する。ここで、回転状態には、回転方向、回転速度が含まれ、回転速度によって光調節手段３００が回転しているか否かを判定することができる。
制御部６５０は、判定部６６０から出力された出力信号に基づいて、駆動部６２０に対して、電磁駆動源５００を駆動させる駆動信号を出力させる命令信号を出力する。
駆動部６２０は、制御部６５０が出力した、駆動信号を出力させる命令信号にしたがって、電磁駆動源５００の巻線コイル５０１に対して光調節手段３００を回動させるための駆動信号を出力する。
【００２２】
記憶部６７０は、例えば、半導体素子を用いた不揮発性メモリや揮発性メモリを用い、光調節システムの動作に必要な情報を記憶する。記憶された情報は、制御部６５０が各処理で参照する。
【００２３】
電磁駆動源５００、回転軸部材３０２、及び駆動部６２０は駆動手段を構成する。光調節手段３００は、駆動手段によって駆動される。より具体的には、駆動部６２０から巻線コイル５０１に、駆動信号として所定の電流を印加すると、先端部５０３、５０４の間に配置された回転軸部材３０２がその軸の周りを回動する。この回動にしたがって光調節手段３００は、回転軸部材３０２を回転軸として、光軸ＡＸの方向に対して鉛直な平面内において、第１の静止位置と、第２の静止位置と、に相互に回動し、これにより光学素子３０１の位置が変わり、光調節装置５０の光学開口を通過する入射光を調整する。
【００２４】
光調節手段３００が第１の静止位置にあるとき、光学素子３０１は第１基板１０１の光学開口１０２及び第２基板２０１の光学開口２０２から退避した位置にある。このとき、光調節手段３００は、スペーサ４０１の内壁に当接することにより、その位置に静止している。この状態においては、光調節装置５０としての光学開口は第１基板１０１に形成した光学開口１０２、又は第２基板２０１に形成した光学開口２０２となる。
【００２５】
一方、光調節手段３００が第２の静止位置にあるとき、光学素子３０１は第１基板１０１の光学開口１０２及び第２基板２０１の光学開口２０２に重なる位置にある。このとき、光調節手段３００は、スペーサ４０１の内壁に当接することにより、その位置に静止している。この状態においては、光学素子３０１が絞りである場合、光調節装置５０としての光学開口は光調節手段３００に形成された光学素子３０１となる。
【００２６】
巻線コイル５０１は、光調節装置５０の駆動時には所定の電流の印加によって回転軸部材３０２を回動させ、光調節装置５０の非駆動時には回転軸部材３０２の回転に応じた起電力を発生する。別言すると、光調節手段３００の駆動と回転の検出を共通の巻線コイル５０１を用いて行っている。このため、光調節システム７００においては、光調節装置５０を大型化することなく、駆動と回転検出を行うことが可能となっている。
【００２７】
なお、第１実施形態に係る光調節装置５０では、スペーサ４０１を光調節手段３００の静止位置のストッパーとして機能（兼用）させているが、別途ストッパー部材を用いてもよい。
【００２８】
図４を参照して、光調節システム７００の動作について説明する。図４は、光調節システム７００の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、指令部６４０は、光調節手段３００の駆動のための指令信号を制御部６５０へ出力する（ステップＳ１０１）。この指令信号は、光調節手段３００の回動方向（移動方向）を指示する信号である。
次に、スイッチ６１０は、制御部６５０からの制御信号にしたがって、第１端子６１１と第３端子６１３を接続して、駆動部６２０を巻線コイル５０１に接続する（ステップＳ１０２）。この制御信号は、駆動時であることを示す信号である。
【００２９】
つづいて、制御部６５０は、駆動部６２０に対して、駆動信号を出力させる命令としての出力信号を出力する（ステップＳ１０３）。この出力信号は、出力電力量や印加時間の情報を含む信号である。
出力信号を受けた駆動部６２０は、この出力信号に基づいて、巻線コイル５０１に対して電流を印加する（ステップＳ１０４）。電流の印加は、出力信号に含まれる印加時間が経過すると自動的に終了する。
【００３０】
電流の印加が終了すると、制御部６５０は、非駆動時であると判断して制御信号をスイッチ６１０に出力する。この制御信号を受けたスイッチ６１０は、第３端子６１３の接続先を自動的に第２端子６１２に切り替え、検出部６３０を巻線コイル５０１に接続する（ステップＳ１０５）。これにより、検出部６３０は、光調節手段３００が動いた場合に巻線コイル５０１に生じる起電力を検出可能な状態となる。
なお、制御部６５０による非駆動時の判断は、巻線コイル５０１への電流印加終了によって行ってもよいし、電流印加終了から所定時間経過したことを検知したことによって行っても良い。
【００３１】
光調節装置５０の巻線コイル５０１に駆動部６２０からの駆動信号が入力されていない状態で、回転軸部材３０２が回転して光調節手段３００が動いた場合、巻線コイル５０１には、回転軸部材３０２の回転による起電力が発生して微電流が流れる。検出部６３０は、この起電力を検出すると、検出信号を出力する。この検出信号については判定部６６０で判定する。
【００３２】
判定部６６０が、検出信号が出力されたと判定した場合（ステップＳ１０６でＹ）、制御部６５０からの制御信号にしたがって、スイッチ６１０は、端子を切り替えて駆動部６２０をコイル５０１に接続（ステップＳ１０２）し、その後の処理（ステップＳ１０３以降）を実行して光調節手段を所定の位置に配置する。
ここで、検出部６３０からの検出信号は、回転軸部材３０２の回転方向によって出力状態が変化する。例えば、右回転の時は正の信号、左回転の時は負の信号が出力される。このため、信号の正負や大きさを判定部６６０で判定することによって、制御部６５０に対して、光調節手段３００を所定の位置へ回動させる方向を指示することができる。
【００３３】
これに対して、検出信号が出力されない場合（ステップＳ１０６でＮ）、制御部６５０は、指令部６４０からの指令信号の有無を判断する（ステップＳ１０７）。
指令信号があったとき（ステップＳ１０７でＹ）、制御部６５０は、指令部６４０から出力された指令信号を受ける（ステップＳ１０１）。
【００３４】
一方、指令信号がなかったとき（ステップＳ１０７でＮ）、制御部６５０は、電源部６９０（電源）の状態を確認する。電源が切られているとき（ステップＳ１０８でＹ）は処理を終了する。
電源が切られていないとき（ステップＳ１０８でＮ）は、再び、検出信号が出力されたか否かを判定（ステップＳ１０６）し、ステップＳ１０６以後の工程を実行する。
【００３５】
上述の光調節システムによれば、光調節手段３００が衝撃などの負荷によって回転しても、それによって巻線コイル５０１に生じる起電力を検出することによって、所望の位置に戻すことが可能になり、安定した動作が実現できる。
【００３６】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る光調節システムは、以下の点を除き、図１〜図３に示す第１実施形態に係る光調節システムと同様の構成を備え、図４のフローチャートと同様の処理を実行する。
【００３７】
第２実施形態に係る光調節システムにおいては、指令部６４０から制御部６５０へ出力される指令信号（図４のステップＳ１０１）を、記憶手段としての記憶部６７０に格納させている。この指令信号の記憶部６７０への格納は図４のステップＳ１０３で行うことが好ましい。
【００３８】
判定部６６０は、光調節装置５０の非駆動時に検出部６３０から検出信号が出力されたと判定した場合（図４のステップＳ１０６でＹ）、記憶部６７０に格納してある指令信号の情報を制御部６５０に送る。これに対応して制御部６５０から制御信号を受けたスイッチ６１０は、第３端子６１３に対して接続される端子を第２端子６１２から第１端子６１１に切り替える（図４のステップＳ１０２）。次に、制御部６５０は、駆動信号を出力させる命令としての出力信号を駆動部６２０へ出力する（図４のステップＳ１０３）。出力信号を受けた駆動部６２０は、この出力信号に基づいて、巻線コイル５０１に対して電流を印加する（図４のステップＳ１０４）。
【００３９】
ここで、制御部６５０から駆動部６２０へ送られる出力信号は、記憶部６７０に格納してある指令信号に含まれる光調節手段３００の回動方向の情報に基づいて生成される信号であり、例えば、指令信号に基づく光調節手段３００の回動方向とは逆の方向に光調節手段３００を回動させるための信号である。
【００４０】
以上のように、記憶部６７０に格納した指令信号に基づいて出力信号を生成すると、過去の駆動時の光調節手段３００の回動方向に対応して光調節手段３００を回動させることができるため、回転軸部材３０２が回転したことを検出した際に、確実にもとの状態に戻すことが可能になる。さらに、光調節手段３００の移動量に対応する検出信号の大きさのみを検出すればよくなるため、誤動作が防止でき安定したシステムとなる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００４１】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る光調節システムにおいては、電源投入時に光調節手段３００を回動させて光学素子３０１を第１の静止位置に配置させる点が第１実施形態に係る光調節システムと異なる。これ以外については、第３実施形態に係る光調節システムは、図１〜図３に示す第１実施形態に係る光調節システムと同様の構成を備え、図４のフローチャートと同様の処理を実行する。
【００４２】
第３の実施形態に係る光調節システムにおいては、電源部６９０からの電力供給が開始され、電源が投入されると、光調節手段３００の位置に拘わらず、指令部６４０から制御部６５０に対して、光調節手段３００を回動させて光学素子３０１を第１の静止位置に移動させる指令信号が出力される。この処理は、処理開始後、図４のステップＳ１０１に至る前に実行することが好ましい。
【００４３】
光調節システムの電源が投入されていないときは、光学素子３０１がどの位置にあるかが判断できない。このため、光調節手段３００の位置に拘わらず、電源投入時に第１の静止位置へ移動する信号を指令部６４０から発信するようにすると、光調節手段３００の位置がリセットされた状態から制御を開始できる。これによって、所望の方向へ光調節手段３００を回動させるための制御を確実に行うことができ、回転軸部材３０２の回動の検出制御も安定して行うことができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明に係る光調節システムは、非駆動時に衝撃・振動などが加えられた場合の光調節手段の移動の検出、及び、検出に対応した光調節手段の位置調整に有用である。
【符号の説明】
【００４５】
５０      光調節装置
１０１    第１基板
１０２    光学開口
１０３    回転軸穴
２０１    第２基板
２０２    光学開口
２０３    回転軸穴
３００    光調節手段
３０１    光学素子
３０２    回転軸部材
４０１    スペーサ
５００    電磁駆動源
５０１    巻線コイル
５０２    ヨーク部材
５０３、５０４  先端部
６１０    スイッチ
６１１、６１２、６１３  端子
６２０    駆動部
６３０    検出部
６４０    指令部
６５０    制御部
６６０    判定部
６７０    記憶部
６９０    電源部
７００    光調節システム
【図１】
0005826703.tif 000002
【図２】
0005826703.tif 000003
【図３】
0005826703.tif 000004
【図４】
0005826703.tif 000005
【図５】
0005826703.tif 000006