CN103329037B - 光量调节装置 - Google Patents
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Abstract
提供能够不会变得过厚地，根据需要高可靠性地使用红外线遮断滤光片的光量调节装置。光量调节装置具备：光量调节机构，其改变开口面积来调节通过的光量；以及滤光片切换机构，其使红外线遮断滤光片（43）移动到该光量调节机构的开口位置，并且使该红外线遮断滤光片从该开口位置脱离，所述光量调节装置在与上述滤光片切换机构的红外线遮断滤光片相对的分离部件（110）上设有以不干扰的方式收纳该红外线遮断滤光片的凹形部（110b）。
Description
技术领域
本发明涉及光量调节装置，详细来说，涉及不仅能够调节光量，还能够根据需要使滤光片介于使光通过的光路中的光量调节装置。
背景技术
图像拍摄装置例如使用CCD(charge-coupled device；电荷耦合器件)、CMOS(complementary metal-oxide semiconductor；互补金属氧化物半导体)等摄像元件，安装有调整光量的光量调节装置。
在该图像拍摄装置中，有时安装将可见光外的红外区域的光线遮断的红外线遮断(IR：infrared；红外线)滤光片，在监控照相机等用于夜间、夜视时，需要使该红外线遮断滤光片移开到使光通过的光路外。因此，在这种图像拍摄装置中，除了光量调节装置以外还需要驱动红外线遮断滤光片的装置，在大型照相机中能够分开安装，但在近年来需要谋求小型化的机型中，需要既与该光量调节装置一体化又实现小型化。
详细来说，光量调节装置例如安装图9所示的驱动电机10使光量调节机构(光圈机构)30动作，利用驱动电机10的驱动力，改变形成于光量调节部件32、33的处于相对的位置关系的周缘32d、33d之间的开口形状的面积来调整光量。
并且，一体型地安装于光量调节装置的红外线遮断滤光片的切换机构40与上述的光量调节机构30同样地，利用驱动电机20的驱动力使滤光片切换框架部件42(红外线遮断滤光片43)动作，使固定于滤光片切换框架部件42的红外线遮断滤光片43插入/脱离(挿脱する)形成于光量调节部件32、33的周缘32d、33d之间的开口位置。由此，光量调节装置具备按如下方式切换的功能(例如专利文献1、2)：在白天，使红外线遮断滤光片43位于覆盖光量调节部件32、33的周缘32d、33d间的开口的位置，而在夜间、光量变少时，从该开口位置移开红外线遮断滤光片43。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2010－20063号公报
专利文献2：特开2003－348398号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在安装了这种红外线遮断滤光片的光量调节装置中，如图9所示的专利文献1所述的类型那样，将进行转动的滤光片切换框架部件42夹在光量调节部件32、33之间，使红外线遮断滤光片43插入/脱离周缘32d、33d间的开口位置，该红外线遮断滤光片43仅是固定于滤光片切换框架部件42的一面侧。
该红外线遮断滤光片43是树脂制成的膜，且是很薄的部件，但仅是固定于滤光片切换框架部件42的一面侧，因而当在狭小空间内转动时，容易与相对的部件干扰，有可能不能够适当地插入/脱离光量调节部件32、33的周缘32d、33d间的开口位置，或者妨碍光量调节部件32、33自身的动作。另外，该光量调节部件32、33等也是树脂制成的，因而容易产生静电，该静电也可能妨碍平滑地运动。
此外，在这种光量调节装置中，滤光片切换框架部件42进行与光量调节部件32、33不同的运动，因而，如图10所示，也考虑将分离部件100夹在其间。在这种情况下，也能够实现防止静电的影响，但在该滤光片切换框架部件42、红外线遮断滤光片43的厚度的基础上，装置整体变厚分离部件100这部分的量，而成为小型化的障碍。
另外，在这种光量调节装置中，也有如图11所示的专利文献2所述的类型那样，将玻璃制成的红外线遮断滤光片43b与透明玻璃43a一起固定于滤光片切换框架部件42′的类型。在该类型中，切换该红外线遮断滤光片43b和透明玻璃42a而使其位于光量调节部件32、33的周缘32d、33d间的开口位置，玻璃会变厚，因而装置整体变厚该部分的量，而成为小型化的障碍。
因此，本发明的目的在于提供以下光量调节装置：其不会变得过厚，能够根据需要高可靠性地使用红外线遮断滤光片。
用于解决问题的方案
解决上述问题的光量调节装置的发明的一个方面是光量调节装置，具备：光圈机构，其改变开口面积来调节通过的光量；以及滤光片切换机构，其使滤光片移动到该光圈机构的开口位置，并且使该滤光片从该开口位置脱离，所述光量调节装置的特征在于，在与上述滤光片切换机构的移动部件相对的对方侧部件上设有以不干扰的方式收纳该移动部件的收纳空间，上述滤光片切换机构具备：框架部件，其一边使上述滤光片固设、保持于一面侧，一边移动，上述光量调节装置具备：分离部件，其介于上述光圈机构和上述滤光片切换机构之间，以该移动部件彼此不干扰的方式将移动空间分离，在上述移动部件或与该移动部件相对的部件中的一者或者两者中形成有：引导形状部，其向该相对的对方侧凸形地突出，以顶部抵接于该相对的对方，引导该相对的对方的移动，在上述分离部件的与上述滤光片切换机构的上述移动部件相对的范围内，将上述滤光片作为上述移动部件而在该滤光片移动的范围内在与上述滤光片切换机构的移动部件相对的对方侧部件上设有以不干扰的方式收纳该移动部件的收纳空间，上述收纳空间是与上述移动部件相对的范围为凹形或贯通到里面侧的凹形部，上述凹形部滑接支撑上述滤光片周围的上述框架部件。
在该发明这一方面中，能够使滤光片切换机构的滤光片等移动部件与其它构成部件不干扰地，在相对的部件内的收纳空间内移动。因此，在除了能够确保高可靠性的动作，还能够避免变厚为如下程度的尺寸：仅是将包含滤光片的滤光片切换机构简单地堆叠于其它构成部件而得的尺寸。
发明效果
这样，根据本发明的一个方面，能够既避免将滤光片切换机构的滤光片等移动部件原样作为成为装置整体的厚度的部件来累计，又使其在相对的其他的对方侧部件内的收纳空间内动作来发挥功能。因此，能够既谋求装置整体的薄型，又避免与其它构成部件干扰，使滤光片切换机构高可靠性地发挥功能。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的光量调节装置的一个实施方式的图，是示出其基本构成的分解立体图。
图2是示出其驱动电机的结构的纵截面图。
图3是示出其驱动电机的结构的图，(a)是其俯视图，(b)是其从一个方向的侧视图，(c)是从与(b)不同的方向的侧视图。
图4是示出其光量调节机构的图，(a)是示出基体部件和驱动传递部件的俯视图，(b)是在(a)的基础上示出光量调节部件的俯视图，(c)是示出支撑该光量调节部件的主要部分构成的局部放大截面图。
图5是示出其红外线遮断滤光片切换机构发挥功能时的状态的图，(a)是示出盖部件和驱动传递部件的俯视图，(b)是其立体图，(c)是示出支撑其滤光片切换框架部件的主要部分构成的局部放大截面图。
图6是示出其红外线遮断滤光片切换机构退避时的状态的图，(a)是示出盖部件和驱动传递部件的俯视图，(b)是其立体图。
图7是示出其红外线遮断滤光片切换机构发挥功能时的状态的图，(a)是示出分离部件和驱动传递部件的俯视图，(b)是其立体图，(c)是示出支撑该驱动传递部件的主要部分构成的局部放大截面图。
图8是示出其红外线遮断滤光片切换机构退避时的状态的图，(a)是示出分离部件和驱动传递部件的俯视图，(b)是其立体图。
图9是示出其相关技术的光量调节装置的一例的图，是示出其基本构成的分解立体图。
图10是示出与图9不同的相关技术的光量调节装置的一例的图，是示出其基本构成的分解立体图。
图11是示出与图9、图10不同的相关技术的光量调节装置的一例的图，是示出其基本构成的分解立体图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1～图8是示出本发明所涉及的光量调节装置的一个实施方式的图。在此，本实施方式与图9～图11所示的相关技术的基本构成是相同的，因而对同样的构成标注同一附图标记来进行说明。
在图1中，在光量调节装置中，将光量调节机构(光圈机构)30与红外线遮断滤光片切换机构40安装成一体型，光量调节机构30利用驱动电机10的驱动力来动作，而另一方面，同样地，红外线遮断滤光片切换机构40利用驱动电机20的驱动力来动作。
光量调节机构30、红外线遮断滤光片切换机构40是将驱动电机10、20组装于基体部件52而构成的。首先，如图2所示，驱动电机10在旋转轴17上以一体旋转的方式装配有转子磁铁(旋转体)12，该旋转轴17以两个端部插入形成于线圈骨架11、15的轴承孔11a、15a而旋转自如地被支承。另外，如图3所示，在转子磁铁12的外面安装将线圈(电线)18与速度检测用线圈19一起缠到凹部10s、10t的线圈骨架11、15，并且用磁轭(强磁性体)13包围其外侧，防止在该线圈骨架11、15的线圈18中产生的磁场漏到外部。根据该构成，光量调节机构30是驱动电机10使在线圈骨架11、15的线圈18中产生的磁场有效地作用于转子磁铁12而使其以旋转轴17为中心旋转。此外，该驱动电机10是将突出的旋转轴17插入基体部件52的长孔52b，设为滑动到朝向对通过后述的光量调节部件32、33的周缘32d、33d间的光所用的光路面积进行确保的开口52a的方向的状态，将未图示的钩挂在下侧的线圈骨架11上，由此来固定。之后，在外面安装磁轭13，旋转位于其下部的未图示的突起，插入基体部件52的凸缘而固定。该磁轭13的上部为小直径，成为压住上侧线圈骨架15的结构。另外，在图中，16为印刷配线基板，该印刷配线基板16将旋转驱动旋转轴17的电流供应给线圈18，而另一方面，也为速度检测用的线圈19组织有必要的电路，紧凑地组装于磁轭13的一面侧。另外，14为绝缘胶带。
该光量调节机构30在驱动电机10的旋转轴17的一端侧通过接合、嵌合而一体地形成有具有向正交方向的两侧伸出的杆形的驱动力传递部件31，使该驱动力传递部件31的杆形端部的卡合销31a、31b卡合到用遮光材料制作的光量调节部件32、33。根据该构成，光量调节机构30经由驱动力传递部件31将驱动电机10的驱动力传递到光量调节部件32、33，改变形成在各自的处于相对的位置关系的周缘32d、33d之间的开口形状的面积来调整光量。此外，在图中，34为滤光片，作为该滤光片34，例如能够适当装配ND(NeutralDensity；中性密度：减光)滤光片等来确保口径的大小，使得能拍摄最佳的影像。另外，35为弹簧，该弹簧35以将驱动力传递部件31向一个方向旋转的方式赋能，简化驱动电机10的驱动控制。
另一方面，红外线遮断滤光片切换机构40与光量调节机构30同样地，具备线圈骨架21、25、转子磁铁22、磁轭23、旋转轴27而构成驱动电机20，将该驱动电机20的驱动旋转(驱动力)传递到驱动力传递部件41，使卡合到其在一个方向延伸的杆形端部的卡合销41a的滤光片切换框架部件42(红外线遮断滤光片43)动作。根据该构成，红外线遮断滤光片切换机构40能够经由驱动力传递部件41将驱动电机20的驱动力传递到滤光片切换框架部件42，使固定于该滤光片切换框架部件42的红外线遮断滤光片43插入/脱离形成于光量调节部件32、33的周缘32d、33d之间的开口位置，该红外线遮断滤光片43例如按如下方式切换：在白天，位于覆盖光量调节部件32、33的周缘32d、33d间的开口的位置，而在夜间、光量变少时，从该开口位置移开。此外，该驱动电机20也与驱动电机10同样地组装于基体部件52，具备印刷配线基板26。另外，24为绝缘胶带。
在此，红外线遮断滤光片切换机构40在磁轭23的内侧放入金属销28等磁性体(也可以是金属片、磁铁)等来打破磁平衡，或者在该磁轭23的一部分形成切缺部23a来打破磁平衡，从而，在电源关闭时，使滤光片切换框架部件42移动到覆盖光量调节部件32、33的周缘32d、33d间的开口的位置或者从那里偏离的位置等已确定的位置。此外，也可以取代本实施方式的机构，而以总是通电或者设置板簧、弹簧等赋能单元来使滤光片切换框架部件42移动到上述位置的方式赋能，另外，在电源关闭时也可以将滤光片切换框架部件42原样保持在切换位置，或者不定位地使其处于自由状态。
并且，该光量调节装置具备分离部件110取代图10、图11所示的分离部件100，其组装于基体部件52，将光量调节机构30的光量调节部件32、33和红外线遮断滤光片切换机构40的滤光片切换框架部件42(红外线遮断滤光片43)的动作空间分离，光量调节部件32、33内装于分离部件110的一面侧，而另一方面，滤光片切换框架部件42通过盖部件51内装在盖部件51与该分离部件110之间。
具体来说，如图4所示，光量调节机构30的驱动力传递部件31装配于驱动电机10的旋转轴17，使卡合销31a、31b往复旋转，而另一方面，光量调节部件32、33的在图中横方向上延伸的长孔的卡合槽32l、33l卡合到该驱动力传递部件31的卡合销31a、31b，从而，允许该卡合销31a、31b的往复旋转，且光量调节部件32、33联动。光量调节部件32、33形成有与连结光学直径中心Y和驱动电机10的旋转轴17的中心的直线平行的导向槽32m、32n、33m、33n，在这些导向槽32m、32n、33m、33n中分别卡合有竖立设置于基体部件52的销52t～52v，销52t～52v滑动自如地保持在该平行方向上，使动作(移动)时的姿势为固定。
该光量调节部件32、33与驱动力传递部件31的卡合销31a、31b的往复旋转联动地，向连结光学直径中心Y和旋转轴17的中心的直线方向的各自相反方向移动，从而改变形成于相互相对的周缘32d、33d之间的开口面积，该开口范围成为使光量通过的口径，调节光量。
在此，在基体部件52上，在光量调节部件32、33的相对面侧，以与该光量调节部件32、33的移动方向平行地延伸的方式形成有截面顶部形成为弧形形状且平滑地连续的肋形突起52e、52f，以该肋形突起52e、52f的顶部抵接于光量调节部件32、33而支撑光量调节部件32、33。该肋形突起52e、52f高度不同，分别以光量调节部件32、33的相对面彼此不接触的方式支撑。因此，一般来说，光量调节部件32、33的表面实施了防反射处理，因而表面的面精度粗糙，滑动负荷变大，但将与肋形突起52e、52f的接触负荷只设在顶部从而减少了接触负荷，同时也减少了在光量调节部件32、33间的接触。
另一方面，如图5和图6所示，滤光片切换框架部件42的卡合孔42h卡合到竖立设置于基体部件52的卡合轴52h，从而，红外线遮断滤光片切换机构40与驱动力传递部件41的转动联动地，以该卡合轴52h为中心进行往复转动。该驱动力传递部件41以驱动电机20的旋转轴27为中心进行往复旋转，并且前端侧的卡合销41i一边卡合到滤光片切换框架部件42的长孔42i一边转动，使该滤光片切换框架部件42联动地进行往复转动。此外，滤光片切换框架部件42通常用0.1mm以下的树脂制成的膜、金属箔等来制作，固定于该滤光片切换框架部件42的红外线遮断滤光片43通常若是树脂制成的膜则为0.2mm以下(若是玻璃制则为0.5mm以下)，通过粘接、焊接来固定。
在此，在盖部件51上，与基体部件52同样地，在滤光片切换框架部件42的相对面侧，以按照该滤光片切换框架部件42的移动方向延伸的方式形成有截面顶部形成为弧形形状且平滑地连续的2处肋形突起51m、51p，以该肋形突起51m、51p的顶部抵接于滤光片切换框架部件42而支撑滤光片切换框架部件42。该肋形突起51m、51p防止驱动力传递部件41的卡合销41i从滤光片切换框架部件42的长孔42i偏离，并且减少因接触而产生的滑动负荷。此外，图6中的51d是用于确保形成于盖部件51的光路的开口。
另外，如图7和图8所示，在分离部件110上，形成有向滤光片切换框架部件42的相对面侧(纸面的里侧)凹陷的凹形部(收纳空间)110b(在图中标注影线示出形成范围)。该凹形部110b形成以不接触的方式收纳红外线遮断滤光片43的空间，所述红外线遮断滤光片43在保持固定于滤光片切换框架部件42的一面侧的状态下移动，并且所述凹形部110b滑接支撑在其周围110a移动的红外线遮断滤光片43周边的滤光片切换框架部件42。
在该分离部件110上，以与该光量调节部件32、33的移动方向平行地延伸的方式形成有向光量调节部件32、33的相对面侧(纸面的里侧)肋形地突出、截面顶部形成为弧形形状且平滑地连续的肋形突起110l，以该肋形突起110l的顶部抵接于光量调节部件32、33，一边减少滑动负荷一边支撑光量调节部件32、33。
由此，分离部件110的凹形部110b形成为红外线遮断滤光片43的厚度+α的深度。因此，即使采用将分离部件110夹在光量调节机构30和红外线遮断滤光片切换机构40之间的结构，也能够不设为将滤光片切换框架部件42的厚度W、红外线遮断滤光片43的厚度I、分离部件110的厚度S简单地累积而得的厚度(W+I+S)，而是用减去红外线遮断滤光片43的厚度I而得的厚度(W+S)来构成。其结果是，能够使夹着分离部件110而进行的动作质量提高，同时将红外线遮断滤光片43和其它构成部件的干扰防止于未然。
这样，在本实施方式中，即使在光量调节机构30的基础上，将红外线遮断滤光片切换机构40与分离部件110一起一体地安装，也能够使该滤光片切换框架部件42的红外线遮断滤光片43与分离部件110不发生干扰地收纳于该分离部件110的凹形部110b内，在不会变厚的情况下，使红外线遮断滤光片43插入/脱离形成于光量调节部件32、33的周缘32d、33d的开口位置，并使其高可靠性地发挥功能。因此，能够既谋求装置整体的薄型，又使滤光片切换机构40高可靠性地发挥功能。
具体来说，这种光量调节装置的整体的厚度大多设定为2.1mm，因而若既在光量调节机构30的基础上以成为一体的方式安装红外线遮断滤光片切换机构40，又原样追加图10、图11所示的分离部件100，则变得比该2.1mm厚而难以采用，但若是本实施方式的分离部件110，则能够确保红外线遮断滤光片43的厚度这部分的富余，能够既确保装置整体的厚度在2.1mm以下又实现高可靠性地发挥功能，实现伴随近年来的透镜单元小型化、摄像元件的像素数提高的装置的薄型化。
作为本实施方式的其它方式，虽省略图示，但在红外线遮断滤光片43较厚(需要使分离部件110较薄)的情况下，也可以取代凹形部110b，而形成贯通到里面侧为止来确保红外线遮断滤光片43的收纳空间的收纳孔形状。在这种情况下，也能够得到与上述实施方式同样的作用效果。
另外，在上述实施方式中在分离部件上形成移动部件(滤光片)的收纳空间，但不限于此，也可以在相对部件上形成移动部件的收纳空间，例如在与光量调节部件32、33相对的结构的情况下，也可以在该相对范围形成收纳空间。不过，夹着分离部件更能够高质量地驱动，因而优选采用上述实施方式。
在此，本发明的一个实施方式能够适用于上述滤光片的厚度为0.2mm以下的情况，另外，在上述分离部件的厚度为0.2mm以下的情况下，优选将上述滤光片的厚度设为该分离部件的厚度以下，即0.2mm以下。而且，在上述光圈机构和上述滤光片切换机构的外装部件的厚度为2mm以下的情况下是有效的，能够应用于上述滤光片为红外线遮断滤光片等的情况。
本发明的范围不限于图示、记载的例示性的实施方式，也包含带来与本发明的目的等同的效果的所有实施方式。而且，本发明的范围不限于由各权利要求划定的发明的特征的组合，而能由所有被公开的各个特征中的特定的特征的任何期望的组合来划定。
工业上的可利用性
至此说明了本发明的一个实施方式，但当然本发明不限于上述实施方式，也可以在其技术思想的范围内以种种不同的方式来实施。
附图标记说明
10、20......驱动电机 17、27......旋转轴 30......光量调节机构 31、41......驱动力传递部件 32、33......光量调节部件 32d、33d......周缘 40......红外线遮断滤光片切换机构42......滤光片切换框架部件 43......红外线遮断滤光片51......盖部件 51m、51p、52e、52f、110l......肋形突起 52......基体部件 110......分离部件 110b......凹形部
Claims (1)
1.一种光量调节装置，
具备：
光圈机构，其改变开口面积来调节通过的光量；以及
滤光片切换机构，其使滤光片移动到该光圈机构的开口位置，并且使该滤光片从该开口位置脱离，
上述光量调节装置的特征在于，在与上述滤光片切换机构的移动部件相对的对方侧部件上设有以不干扰的方式收纳该移动部件的收纳空间，
上述滤光片切换机构具备：框架部件，其一边使上述滤光片固设、保持于一面侧，一边移动，
上述光量调节装置具备：分离部件，其介于上述光圈机构和上述滤光片切换机构之间，以该移动部件彼此不干扰的方式将移动空间分离，
在上述移动部件或与该移动部件相对的部件中的一者或者两者中形成有：引导形状部，其向该相对的对方侧凸形地突出，以顶部抵接于该相对的对方，引导该相对的对方的移动，
在上述分离部件的与上述滤光片切换机构的上述移动部件相对的范围内，将上述滤光片作为上述移动部件而在该滤光片移动的范围内在与上述滤光片切换机构的移动部件相对的对方侧部件上设有以不干扰的方式收纳该移动部件的收纳空间，
上述收纳空间是与上述移动部件相对的范围为凹形或贯通到里面侧的凹形部，
上述凹形部滑接支撑上述滤光片周围的上述框架部件。
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