CN104620175A - 光调节装置 - Google Patents
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Abstract
光调节装置(1),具备:第1、第2基板(3、4),具有开口(3c、4c),以规定间隔平行地配设;旋转轴部件(11),对于第1、第2基板(3、4)可转动地安装;驱动部(2),将旋转轴部件(11)转动;入射光调节部(6),具备将光调节的功能,与旋转轴部件(11)转动一体地接合;环状突出部(6e),用来使旋转轴部件(11)与入射光调节部(6)之间的接合部分的接合面积增加;通过驱动部(2)经由旋转轴部件(11)将入射光调节部(6)转动,使其位移到向穿过开口(3c、4c)的入射光的光路上插入或退避的插入位置或退避位置,来调节入射光。
Description
技术领域
本发明涉及通过在入射光的光路上插入/脱离入射光调节部来调节光的光调节装置。
背景技术
具有摄像功能的摄像设备在各种领域中被广泛地使用,其中有形状比较小的小型摄像设备的领域。作为这样的小型摄像设备的几个例子,可以举出电子内视镜、具备摄像功能的光学显微镜、具备摄像功能的便携设备、或者微视频内窥镜等。
以往的小型摄像设备由于优先实现小型化,所以作为透镜、光圈、光学滤波器等光学元件,采用固定焦点透镜、固定开口光圈、固定特性滤波器等。
相对于此,近年来,在这样的小型摄像设备中也要求高画质化,作为上述的光调节装置的光学元件而采用对焦透镜、可变光圈、可变特性滤波器等的需求、即作为进行光的调节的光调节装置发挥功能的需求提高。
因此,提出了许多谋求光调节装置的小型化以便能够应用于小型摄像设备的技术。
作为一例,例如在日本特开平10-20360号公报中,记载有在上罩(1)与下罩(7)之间配置线圈体(5)、通过由该线圈体(5)产生的磁场使极化为两极的转子(4)旋转的结构。在该转子(4)上经由轴杆(3)转动一体地安装着光圈叶片部件(2),转子(4)旋转,从而光圈叶片部件(2)在光轴上进出,进行入射光的调节。这样的相对于最先发生旋转驱动力的部件即转子(4)转动一体地安装用来进行光调节的光圈叶片部件(2)的结构被认为适合于光调节装置的小型化、特别是与光轴垂直的方向的小型化。
然而,在想要谋求光调节装置的进一步的小型化、薄型化、轻量化的情况下,希望上述光圈叶片等入射光调节部的进一步薄型化。但是,由于上述日本特开平10-20360号公报所记载的结构是在穿设于光圈叶片部件(2)的孔中插通轴杆(3)的轴而进行接合的结构,所以如果使光圈叶片部件(2)薄型化,则接合部分的接合面积也变小。
对于这一点,参照图17及图18进行说明。图17是表示以往的光调节装置中的入射光调节部的结构的立体图,图18是表示以往的光调节装置中的入射光调节部的结构的剖视图。另外,图17及图18将使用光圈的调节作为光调节的例子。
入射光调节部(106)是具有作为光圈开口的光学开口(106a)的框部件(106b)。该框部件(106b)从周缘的一部分沿径向突设有保持部(106c),相对于设于该保持部(106c)的圆形孔(106d),转动一体地接合着呈圆柱状的旋转轴部件(111)。因而,接合部分成为旋转轴部件(111)的周面(111a)与保持部(106c)的圆形孔(106d)相抵接的部分。
具体而言,如图18所示,如果设旋转轴部件(111)的直径为R0,设入射光调节部(106)的厚度为D0,则入射光调节部(106)与旋转轴部件(111)之间的接合部分的接合面积S0为以下的数学式1所示那样。
[数学式1]
S0=π×R0×D0
因而,如果使厚度D0变薄,则接合部分的面积也与其成比例地变小。
这样,变得难以确保接合强度,因此图17及图18所示的结构不适合于将入射光调节部以较高的转矩高速旋转的装置,即不适合于较高的响应性的光调节装置。并且,如果接合强度较低,则会发生接合部分偏离等的损坏的可能。因而,希望即使使入射光调节部薄型化也能够确保接合强度的结构。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的,目的是提供一种即使使入射光调节部薄型化也能够确保接合强度的光调节装置。
解决课题所采用的手段
本发明的一技术方案的光调节装置,具备:第1基板,具有用来使入射光穿过的第1光穿过形状部;第2基板,与上述第1基板隔开规定间隔平行地配设,具有用来使入射光穿过的第2光穿过形状部;旋转轴部件,以与上述第1基板及上述第2基板的基板面垂直的方式对该第1基板及该第2基板可转动地安装;驱动部,将上述旋转轴部件进行转动;入射光调节部,具有与上述旋转轴部件的外侧面抵接的形状的卡合面,与上述旋转轴部件的上述外侧面转动一体地在该卡合面接合,并配置为随着该旋转轴部件的转动而在上述规定间隔内转动,具备对光进行调节的功能;以及加强部,用来使上述旋转轴部件与上述入射光调节部之间的接合部分的接合面积增加;通过上述驱动部经由上述旋转轴部件将上述入射光调节部进行转动,使其位移到从穿过上述第1光穿过形状部及上述第2光穿过形状部的上述入射光的光路上退避的退避位置和位于该入射光的光路上的插入位置,从而调节该入射光。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的光调节装置的结构的分解立体图。
图2是表示上述实施方式1的光调节装置的结构的立体图。
图3是表示上述实施方式1的旋转轴部件的磁结构的立体图。
图4是表示上述实施方式1的驱动部的一个动作时的状况的图。
图5是表示上述实施方式1的驱动部的其他动作时的状况的图。
图6是表示上述实施方式1的入射光调节部及旋转轴部件的结构的立体图。
图7是表示上述实施方式1的入射光调节部及旋转轴部件的结构的剖视图。
图8是表示本发明的实施方式2的入射光调节部及旋转轴部件的结构的剖视图。
图9是表示本发明的实施方式3的入射光调节部及旋转轴部件的结构的侧视图。
图10是表示上述实施方式3的入射光调节部及旋转轴部件的结构的剖视图。
图11是表示本发明的实施方式4的入射光调节部及旋转轴部件的结构的分解侧视图。
图12是表示上述实施方式4的入射光调节部及旋转轴部件的结构的剖视图。
图13是表示本发明的实施方式5的入射光调节部及旋转轴部件的结构的立体图。
图14是表示上述实施方式5的入射光调节部及旋转轴部件的结构的剖视图。
图15是表示在上述实施方式5中、将入射光调节部的保持部和C状突出部、以及旋转轴部件从光轴O方向观察时的形状的平面图。
图16是表示本发明的实施方式6的入射光调节部及旋转轴部件的结构的剖视图。
图17是表示以往的光调节装置的入射光调节部的结构的立体图。
图18是表示以往的光调节装置的入射光调节部的结构的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
[实施方式1]
图1~图7是表示本发明的实施方式1的图。首先,参照图1~图5对光调节装置1的结构的概要进行说明。这里,图1是表示光调节装置1的结构的分解立体图,图2是表示光调节装置1的结构的立体图,图3是表示旋转轴部件11的磁结构的立体图,图4是表示驱动部2的一个动作时的状况的图,图5是表示驱动部2的其他动作时的状况的图。
光调节装置1用来调节入射光,作为这里所述的调节,作为几个例子可以举出基于光圈的光量调节及光瞳调节、基于ND滤波器的光量调节、基于透镜的聚光调节、基于偏光滤波器的偏光调节、基于滤色器的波段调节、或者它们的组合等,但并不限定于这些,只要是光学的调节就能够广泛地应用。
以下,以光调节是使用透镜的调节的情况为例进行说明。
光调节装置1具备驱动部2、第1基板3、第2基板4、间隔件(spacer)5、入射光调节部6和防脱落部件7。
在本实施方式中,驱动部2具有:由被着磁为绕轴具有不同的磁极的轴磁铁构成的旋转轴部件11、在芯材端对旋转轴部件11的侧面接近的线圈芯材12、以及卷绕在线圈芯材12上的线圈13,通过将通过使电流流到线圈13中而产生的磁力经由线圈芯材12向旋转轴部件11传递,使旋转轴部件11转动。
旋转轴部件11是构成为永久磁铁的呈圆柱状的轴磁铁,配置为使轴向与未图示的主光学系统的光轴O平行。如图3所示,该旋转轴部件11例如为两极结构,被着磁为,圆柱状的一方的半圆柱部分为S极11s,另一方的半圆柱部分为N极11n。旋转轴部件11优选的是呈圆柱状,但并不限定于圆柱状,例如也可以呈多角柱状。
线圈芯材12由坡莫合金(permalloy)或硅钢等磁性体形成为开曲线状(即,在闭曲线的一部分处有切缝的形状),在图1所示的例子中,构成为大致三角形状,具备:卷绕有线圈13的直线状的右臂部12r、卷绕有线圈13的直线状的左臂部12l、和将右臂部12r与左臂部12l连结的直线状的连结部12m。并且,右臂部12r的前端面12r1和左臂部12l的前端面12l1是将旋转轴部件11的外侧面11a的两侧(在图示的例子中,由于旋转轴部件11是圆柱形,所以是旋转轴部件11的周面的两侧)夹入的一对芯材端部的面。这样,由线圈芯材12和旋转轴部件11构成闭磁路,将由线圈13产生的磁传递。另外,在上述中表示了闭曲线是大致三角形状的例子,但当然并不限于大致三角形状。
第1基板3及第2基板4在圆板部3a、4a分别连接设置矩形状的基端部3b、4b而构成。
第1基板3具有用来使入射光穿过的作为第1光穿过形状部的开口3c、和用来将旋转轴部件11的轴向的一端侧插入的第1缺口3d,在一面侧配设有线圈13及线圈芯材12。
第2基板4以与第1基板3的另一面侧对置的方式与第1基板3隔开规定间隔平行地配设,具有用来使入射光穿过的作为第2光穿过形状部的开口4c、和用来将旋转轴部件11的轴向的另一端侧插入的第2缺口4d。
第1光穿过形状部及第2光穿过形状部例如为形成在圆板部3a、4a的中央部的圆形的开口3c、4c,未图示的主光学系统的光轴O与第1基板3及第2基板4的基板面垂直地穿过这些开口3c、4c的中心。另外,开口3c或开口4c也可以是未图示的主光学系统中的起到作为开放光圈的功能的光学开口。
此外,第1光穿过形状部及第2光穿过形状部只要是不会妨碍从未图示的主光学系统入射的入射光沿光轴O方向的行进的形状部就足够,所以不需要是圆形开口,例如也可以是多边形开口。进而,也可以不是开口,例如也可以是U字状缺口、矩形状缺口等。
第1缺口3d及第2缺口4d能够将旋转轴部件11的一端侧及另一端侧在与光轴O交叉的方向(作为具体例,是与光轴O垂直的方向)上插入,将旋转轴部件11可转动地轴支承以使其与第1基板3及第2基板4的基板面垂直。通过这样的结构,实现了组装性的提高。
在图1及图2所示的例子中,第1缺口3d及第2缺口4d形成为U字状的缺口,使与光轴O垂直的面内的位置一致而设在圆板部3a、4a的周缘部的基端部3b、4b的附近位置。因而,向第1缺口3d及第2缺口4d插入的旋转轴部件11的轴向如上述那样与光轴O方向平行。
间隔件5规定上述的第1基板3与第2基板4之间的规定间隔。在图1所示的例子中,该间隔件5具有沿着第1基板3及第2基板4的圆板部3a、4a的前端侧周向而被夹入的圆弧状的前端间隔件5a、和被夹入在第1基板3及第2基板4的基端部3b、4b的基端间隔件5b而构成。
入射光调节部6具备调节光的功能,转动一体地接合着上述的旋转轴部件11,并配设为,在由第1基板3与第2基板4之间的间隔件5规定的规定间隔内随着旋转轴部件11的转动而转动。入射光调节部6在该例中是插入到上述未图示的主光学系统的光路上而将主光学系统的焦距变更的缩放透镜或具有将合焦位置变更的对焦透镜等的功能的光学元件。
防脱落部件7用来防止入射光调节部6的脱落。即,防脱落部件7形成具有圆形孔7a的圆环状,该圆形孔7a的大小为不妨碍穿过开口3c及开口4c的光束的行进的大小,防脱落部件7从外周的一部分在光轴方向上突设有脱落防止壁7b。并且,通过将防脱落部件7固定到第2基板4的下表面(与朝向第1基板3的一侧相反侧的面),脱落防止壁7b在与第2缺口4d之间将旋转轴部件11夹入,防止被插入在第1缺口3d及第2缺口4d中的旋转轴部件11的脱落,并且防止入射光调节部6的脱落。
在这样的结构中,光调节装置1通过驱动部2经由旋转轴部件11使入射光调节部6转动,通过使其位移到从穿过开口3c、4c的入射光的光路上退避的退避位置、和位于入射光的光路上的插入位置,来调节入射光。
即,如图4及图5所示,当在线圈13中流过一个方向的电流,则右臂部12r的前端面12r1和左臂部12l的前端面12l1之中,一方被磁化为S极,另一方被磁化为N极,当在线圈13中流过另一方向的电流,则被磁化的极性相反。旋转轴部件11朝向通过自己的磁极和由线圈13形成的磁场之间的磁相互作用而产生的磁势的极小点转动。在旋转轴部件11是两极结构的情况下,通过上述的一个方向的电流和另一方向的电流而形成的磁势的极小点的位置例如以180°相反,但旋转轴部件11及入射光调节部6的转动范围通过规定插入位置和退避位置的未图示的挡块等而被限制为比180°小的规定的角度范围。因而,入射光调节部6通过例如向线圈13的一个方向的电流施加而向插入位置移动,通过向线圈13的另一方向的电流施加而向退避位置移动。
另外,在这里为了简单而说明了入射光调节部6和驱动部2设有1对的情况,但也可以设有多对。作为一例,在设有两对的情况下,能够进行3阶段的入射光调节,即:第1入射光调节部及第2入射光调节部处于退避位置的情况下的入射光调节、仅第1入射光调节部处于插入位置的情况下的入射光调节、仅第2入射光调节部处于插入位置的情况下的入射光调节。此外,在构成为第1入射光调节部及第2入射光调节部两者能够同时为插入位置的情况下,可以再增加1阶段而能够进行4阶段的入射光调节。这样,在设有多对入射光调节部6和驱动部2的情况下,有能够进行3阶段以上的入射光调节的优点。
接着,图6是表示入射光调节部6及旋转轴部件11的结构的立体图,图7是表示入射光调节部6及旋转轴部件11的结构的剖视图。
入射光调节部6具备安装在呈圆环状的透镜框6b上的具有光功率(optical power)的透镜6a。透镜框6b从周缘的一部分沿径向突设有保持部6c。并且,在该保持部6c,穿设有与旋转轴部件11的形成周面的外侧面11a抵接的形状的、为圆形孔的卡合面6d。在该卡合面6d,入射光调节部6与旋转轴部件11的外侧面11a转动一体地接合。因而,旋转轴部件11的外侧面11a与保持部6c的卡合面6d相抵接的部分为接合部分。
进而,从保持部6c的形成圆形孔的卡合面6d的周缘部,在光轴O方向上,设有用来使旋转轴部件11与入射光调节部6之间的接合部分的接合面积增加的加强部。该加强部为沿着旋转轴部件11的外侧面11a向旋转轴部件11的轴向(朝向第1基板3的方向)突出的环状突出部6e,与入射光调节部6一体地设置。环状突出部6e具备形成与旋转轴部件11的外侧面11a抵接的形状的圆形孔的第2卡合面6f。入射光调节部6通过与上述的卡合面6d一起在该第2卡合面6f上接合从而使接合面积增加,与旋转轴部件11接合。
这里,卡合面6d及第2卡合面6f与旋转轴部件11之间的接合例如通过压入(发生使摩擦力产生的垂直阻力那样的嵌合)、或者使用粘接剂的粘接等进行。
在这样的结构中,如图7所示,如果设旋转轴部件11的直径为R0、入射光调节部6的厚度为D0、环状突出部6e的向光轴O方向的突出高度为D1,则包括环状突出部6e的入射光调节部6与旋转轴部件11之间的接合部分的接合面积S1为以下的数学式2所示那样。
[数学式2]
S1=π×R0×(D0+D1)
因而,通过设置环状突出部6e,与图17及图18所示的以往的接合面积S0=π×R0×D0相比,接合面积增加了π×R0×D1(该增加量与第2卡合面6f的面积相等)。并且,通过将环状突出部6e的突出高度D1按所希望的那样调整,能够按所希望的那样控制接合面积的增加量,有设计上的自由度较高的优点。
根据这样的实施方式1,由于设置加强部,使旋转轴部件与入射光调节部之间的接合部分的接合面积增加,所以即使是将入射光调节部薄型化的情况,也能够确保与旋转轴部件的接合强度。
进而,由于将加强部仅设在旋转轴部件与入射光调节部之间的接合部分的附近,所以不仅能够抑制重量增加,还能够抑制旋转力矩的增加,几乎不会使入射光调节部的旋转速度减小。
并且,由于将加强部设在入射光调节部,所以能够有效地提高传递来自旋转轴部件的旋转转矩的部分的强度。
[实施方式2]
图8是表示本发明的实施方式2的图,是表示入射光调节部6A及旋转轴部件11的结构的剖视图。
在该实施方式2中,对于与上述实施方式1同样的部分赋予相同的标号等而适当省略说明,主要仅对不同的点进行说明。
本实施方式的加强部也与上述实施方式1同样为环状突出部6e,但本实施方式的环状突出部6e形成为其内周侧的第2卡合面6g在与旋转轴部件11的外侧面11a之间产生间隙的形状。
另一方面,保持部6c的卡合面6d与上述实施方式1同样,是与旋转轴部件11的外侧面11a抵接的形状。
并且,入射光调节部6A通过将粘接剂15填充到旋转轴部件11的外侧面11a与第2卡合面6g之间产生的间隙中而使接合面积增加,与旋转轴部件11接合。
此外,在该实施方式2中,包括环状突出部6e的入射光调节部6A与旋转轴部件11的接合部分的面积为π×R0×(D0+D1),这也与上述实施方式1是同样的。
根据这样的实施方式2,起到与上述实施方式1大致同样的效果,并且通过在旋转轴部件11的外侧面11a与第2卡合面6g之间设置间隙,能够将粘接剂15以一定的厚度填充,进行可靠的粘接。
此外,由于卡合面6d是与旋转轴部件11的外侧面11a抵接的形状,所以能够通过卡合面6d决定旋转轴部件11的轴位置,并且能够通过卡合面6d与外侧面11a的抵接(即,大致没有间隙的状态)来防止填充到旋转轴部件11的与第2卡合面6g的间隙中的粘接剂15向下方落下。
进而,如果构成为将旋转轴部件11压入到卡合面6d中,则旋转轴部件11被以粘接及压入这两种方法接合,所以能够实现更牢固的接合。
[实施方式3]
图9及图10是表示本发明的实施方式3的图,图9是表示入射光调节部6B及旋转轴部件11B的结构的侧视图,图10是表示入射光调节部6B及旋转轴部件11B的结构的剖视图。
在该实施方式3中,对于与上述实施方式1、2同样的部分赋予相同的标号等而适当省略说明,主要仅对不同的点进行说明。
上述实施方式1、2将加强部与入射光调节部6、6A一体地设置,但本实施方式为将加强部与旋转轴部件11B一体地设置的结构。
旋转轴部件11B具有与光轴O方向垂直的截面积不同的异径部,该异径部在本实施方式中为细径部11b。
并且,将旋转轴部件11B的细径部11b和其以外的外侧面11a的部分相连结的、与轴向垂直的阶差面11c为加强部,该阶差面11c粘接于入射光调节部6B的与光轴O方向垂直的表面(图9及图10所示的上表面)。
另一方面,保持部6c的卡合面6h为与旋转轴部件11B的细径部11b的外侧面抵接的形状,通过粘接或压入对细径部11b的外侧面接合。
并且,对于本实施方式的旋转轴部件11B而言,从入射光调节部6B的图9及图10所示的上侧向具有卡合面6h的孔中将细径部11b插通而组装。
在这样的结构中,如果设细径部11b的直径为R1,则本实施方式中的包含阶差面11c的旋转轴部件11B与入射光调节部6B之间的接合部分的接合面积S1为以下的数学式3所示那样。
[数学式3]
S1=π×R1×D0+π×(R02-R12)/4
所以,求出满足本实施方式的接合面积S1比图17及图18所示的以往的接合面积S0(参照数学式1)大的条件即以下的数学式4所示的不等式的、R1的范围。
[数学式4]
S1>S0
如果一边调整系数一边计算S0-S1,则为
[数学式5]
4×(S0-S1)/π
=R12-4×D0×R1+4×D0×R0-R02
=(R1-R0)(R1+R0-4D0),
因此成为S0-S1=0的解R1是
[数学式6]
R1=R0,(4D0-R0)。
如图9、图10所示,由于R1比R0小径,所以为了在R0>R1的范围中存在满足数学式4的R1,需要
[数学式7]
D0<(R0/2)
即,入射光调节部6B的厚度D0比旋转轴部件11B的半径(R0/2)小。
本实施方式用来在使入射光调节部6B的厚度D0较薄时也确保与旋转轴部件11B的接合强度,所以关于采用本实施方式的结构的对象,可以考虑满足该数学式9。
因而,如果还包括该数学式7所示的限制,在成为
[数学式8]
(4D0-R0)<R1<R0{(R0/4)<D0<(R0/2)时}
0<R1<R0{D0≤(R0/4)时}
的范围内决定细径部11b的直径R1,则满足数学式4,即,能够使接合面积比以往增加。
根据这样的实施方式3,起到与上述实施方式1、2大致同样的效果,并且由于将加强部与旋转轴部件11B一体地设置,所以不需要将入射光调节部6B在一定的厚度的状态下变更,有入射光调节部6B的成形容易的优点。
进而,由于旋转轴部件11B为在轴向上非对称的形状,所以能够容易地识别对于入射光调节部6B应接合哪侧。
[实施方式4]
图11及图12是表示本发明的实施方式4的图,图11是表示入射光调节部6C及旋转轴部件11C的结构的分解侧视图,图12是表示入射光调节部6C及旋转轴部件11C的结构的剖视图。
在该实施方式4中,对于与上述实施方式1~3同样的部分赋予相同的标号等而适当省略说明,主要仅对不同的点进行说明。
本实施方式与上述实施方式3同样,将加强部与旋转轴部件11C一体地设置,但代替细径部而做成了粗径部。
即,旋转轴部件11C具有与光轴O方向垂直的截面积不同的异径部,该异径部在本实施方式中为凸缘状的粗径部11d。
并且,将旋转轴部件11C的粗径部11d与其以外的外侧面11a的部分相连结的、与轴向垂直的阶差面11e为加强部,该阶差面11e粘接于入射光调节部6C的与光轴O方向垂直的表面(图11及图12所示的下表面)。
另一方面,保持部6c的卡合面6d与上述实施方式1、2同样,是与旋转轴部件11C的外侧面11a抵接的形状,通过粘接或压入对粗径部11d的外侧面接合。另外,第2基板4的第2缺口4d构成为,经由该粗径部11d将旋转轴部件11C轴支承。
并且,本实施方式的旋转轴部件11C从入射光调节部6C的图11及图12所示的下侧插通到具有卡合面6d的孔中而组装。
在这样的结构中,如果如图12所示那样设粗径部11d的直径为R2,则本实施方式中的包括阶差面11e的旋转轴部件11C与入射光调节部6C之间的接合部分的接合面积S1成为以下的数学式9所示那样。
[数学式9]
S1=π×R0×D0+π×(R22-R02)/4
因而,本实施方式的接合面积S1比图17及图18所示的以往的接合面积S0(参照数学式1)增加了π×(R22-R02)/4(该增加量与阶差面11e的面积相等)。
根据这样的实施方式4,起到与上述实施方式3大致同样的效果,并且通过将粗径部11d的直径R2按所希望的那样调整,有能够按所希望的那样控制接合面积的增加量。
[实施方式5]
图13~图15是表示本发明的实施方式5的图,图13是表示入射光调节部6D及旋转轴部件11的结构的立体图,图14是表示入射光调节部6D及旋转轴部件11的结构的剖视图,图15是表示将入射光调节部6D的保持部6c和C状突出部6k、以及旋转轴部件11从光轴O方向观察时的形状的平面图。
在该实施方式5中,对于与上述实施方式1~4同样的部分赋予相同的标号等而适当省略说明,主要仅对不同的点进行说明。
本实施方式构成为,对于上述实施方式1的图6所示的保持部6c及环状突出部6e,将周向的一部分切掉,能够将旋转轴部件11从与光轴O交叉的方向(作为具体例,是与光轴O垂直的方向)插入。
即,保持部6c具备当从光轴O方向观察时呈圆弧状(C字形状)的卡合面,该卡合面是与旋转轴部件11的形成周面的外侧面11a抵接的形状部。并且,在该卡合面的周向的一部分形成有缺口部,当将卡合面及缺口部对准,则从光轴O方向观察成为呈大致U字状的大致U字状缺口6i。
此外,作为用来使旋转轴部件11与入射光调节部6D之间的接合部分的接合面积增加的加强部,从保持部6c的大致U字状缺口6i的缘部沿光轴O方向设有C状突出部6k。该C状突出部6k也具备当从光轴O方向观察时呈与上述大致U字状缺口6i相同形状的大致U字状缺口6j。该大致U字状缺口6j的内部成为与旋转轴部件11的形成周面的外侧面11a抵接的C字形状的第2卡合面,这也与上述大致U字状缺口6i是同样的。
并且,在本实施方式的结构中,当将旋转轴部件11接合于入射光调节部6D时,从与光轴O方向交叉的方向(例如与光轴O方向垂直的方向)将旋转轴部件11向大致U字状缺口6i、6j插入,利用粘接等进行接合。
另外,在图13及图15中,图示了为了使旋转轴部件11不易从入射光调节部6D脱离而使α比π大一些时的形状。在该形状的情况下,将旋转轴部件11压入大致U字状缺口6i、6j中之后利用粘接等进行接合。
在这样的结构中,如果如图14所示那样设C状突出部6k的光轴O方向的厚度为D2,如图15所示那样设大致U字状缺口6i、6j内部的C字形状的卡合面的、绕旋转轴部件11的轴中心11z的以弧度为单位表示的角度为α,则本实施方式中的包括C状突出部6k的入射光调节部6D与旋转轴部件11之间的接合部分的接合面积S1为以下的数学式10所示那样。
[数学式10]
S1=α×(R0/2)×(D0+D2)
因而,用于本实施方式的接合面积S1比图17及图18所示的以往的接合面积S0(参照数学式1)增加的条件(用来满足上述数学式4的条件)为以下的数学式11所示那样。
[数学式11]
α×(R0/2)×(D0+D2)>π×R0×D0
关于角度α,如果在能够将旋转轴部件11相对于保持部6c及加强部从与光轴O垂直的方向插入(根据需要而能够压入)的条件下尽可能取得较大,则根据形状及材质决定了概略的角度。
因而,如果将数学式11所示的条件式替换作是用来决定作为加强部的C状突出部6k的厚度D2的条件式,则如以下的数学式12所示,成为
[数学式12]
D2>{(2π/α)-1}×D0。
因而,如果决定加强部的厚度D2以满足该数学式12,则保证接合面积比以往增大。作为具体例,只要在是α≈π的情况下设为D2>D0就可以。
另外,在上述中,说明了以实施方式1的结构为基础设置缺口部的例子,但也可以以实施方式2、4的结构为基础设置缺口部。此外,在实施方式3的结构的情况下,如果不使旋转轴部件11的外侧面11a的直径较大,则即使设置缺口部,也还是有些难以使接合面积比以往增大,但在可能的情况下也可以根据需要而采用。
根据这样的实施方式5,起到与上述实施方式1~4大致同样的效果,并且由于能够将旋转轴部件11从与光轴交叉的方向安装于入射光调节部6D,所以有组装的作业性提高的优点。
[实施方式6]
图16是表示本发明的实施方式6的图,图16是表示入射光调节部6E及旋转轴部件11E的结构的剖视图。
在该实施方式6中,对于与上述实施方式1~5同样的部分赋予相同的标号等而适当省略说明,主要仅对不同的点进行说明。
本实施方式的结构与上述实施方式3的图9及图10所示的结构类似,但代替阶差面而设有锥部。
旋转轴部件11E具有与光轴O方向垂直的截面积不同的异径部,该异径部在本实施方式中为细径部11f。
并且,旋转轴部件11E的细径部11f和其以外的外侧面11a的部分通过在轴向上倾斜的锥面11g连结。
另一方面,在入射光调节部6E的保持部6c,形成有与旋转轴部件11E的锥面11g抵接的形状的作为卡合面的锥部承接孔6m,锥面11g和锥部承接孔6m通过粘接接合而构成加强部。
因而,本实施方式的旋转轴部件11E通过从入射光调节部6E的图16所示的上侧将细径部11f侧插通到锥部承接孔6m中、使锥面11g与锥部承接孔6m抵接并使用粘接剂等接合来组装。
在这样的结构中,如果设细径部11f的直径为R3,则本实施方式中的经由锥面11g及锥部承接孔6m的旋转轴部件11E与入射光调节部6E之间的接合部分的接合面积S1为以下的数学式13所示那样。
[数学式13]
这里,符号表示取括弧内的平方根。
由于求出该接合面积S1满足上述数学式4的不等式“S1>S0”的R3的范围是复杂的计算,所以这里省略,通过举出不满足数学式4的例子及满足的例子,证明有能够根据条件而使接合面积比以往增加的情况。
首先,以任意单位AU(Arbitrary Unit)[这里“AU”是“μ”或“mm”等的哪个都可以(不妨是标度(scale)更大的单位,但由于设想了对小型摄像设备应用的光调节装置,所以这里举“μ”或“mm”为例)]给出D0、R0、R3的具体的数值例。
首先,在D0=2、R0=4、R3=2的情况下,为S0=8π,不满足数学式4的不等式。
另一方面,在D0=1、R0=4、R3=2的情况下,为S0=4π, 满足数学式4的不等式。
更一般地讲,如果考虑入射光调节部6E的厚度D0较薄、锥部以某种程度被提供得较大(R0与R3的差较大)的情况、即D0<<(R0-R3)的情况,则将数学式13如以下的数学式14所示那样近似。
[数学式14]
S1=π×(R0+R3)(R0-R3)/4
如果将该数学式14与数学式1按照各因数比较,则显然(R0+R3)>R0成立,此外,在上述的D0<<(R0-R3)的情况下,可以认为D0<(R0-R3)/4也成立。因而,在数学式14的近似成立的条件的情况下,可以认为大致满足数学式4的不等式。
这样,关于应用本实施方式的结构的对象,可知在许多情况下能够构成为满足数学式4。
另外,在上述中说明了形成实施方式3的图9、图10所示那样的细径部的例子,但也可以代替细径部而形成实施方式4的图11、图12所示那样的粗径部,并对该粗径部形成呈锥形的面。
根据这样的实施方式6,能够起到与上述实施方式3(在形成粗径部的情况下是上述实施方式4)大致同样的效果。
另外,在上述各实施方式中,作为驱动部2,说明了旋转轴部件11等是轴磁铁、将该旋转轴部件11等通过卷绕有线圈13的线圈芯材12进行磁转动的例子,但能够对在入射光调节部6等与旋转轴部件11等之间的接合部设置加强部这一情况应用的驱动部2的结构并不限定于上述例子,也可以是使用压电元件或其他驱动源的结构。因而,旋转轴部件11等既可以构成驱动部2的一部分也可以不构成驱动部2的一部分。
另外,本发明并不原样限定于上述实施方式,在实施阶段中能够在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形而具体化。此外,通过在上述实施方式中公开的多个构成要素的适当的组合,能够形成各种各样的发明的形态。例如,也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除一些构成要素。进而,也可以将有关不同实施方式的构成要素适当组合。这样,当然在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种变形或应用。
本申请基于2012年9月28日在日本提出的特愿2012-217037号主张优先权,上述的公开内容引用于本申请说明书、权利要求、附图。
Claims (11)
1.一种光调节装置,其特征在于,
具备:
第1基板,具有用来使入射光穿过的第1光穿过形状部;
第2基板,与上述第1基板隔开规定间隔平行地配设,具有用来使入射光穿过的第2光穿过形状部;
旋转轴部件,以与上述第1基板及上述第2基板的基板面垂直的方式对该第1基板及该第2基板可转动地安装;
驱动部,将上述旋转轴部件进行转动;
入射光调节部,具有与上述旋转轴部件的外侧面抵接的形状的卡合面,与上述旋转轴部件的上述外侧面转动一体地在该卡合面接合,并配置为随着该旋转轴部件的转动而在上述规定间隔内转动,具备对光进行调节的功能;以及
加强部,用来使上述旋转轴部件与上述入射光调节部之间的接合部分的接合面积增加;
通过上述驱动部经由上述旋转轴部件将上述入射光调节部进行转动,使其位移到从穿过上述第1光穿过形状部及上述第2光穿过形状部的上述入射光的光路上退避的退避位置和位于该入射光的光路上的插入位置,从而调节该入射光。
2.如权利要求1所述的光调节装置,其特征在于,
上述加强部仅设在上述旋转轴部件和上述入射光调节部之间的上述接合部分的附近。
3.如权利要求2所述的光调节装置,其特征在于,
上述加强部与上述入射光调节部一体地设置,上述入射光调节部在上述卡合面和该加强部与上述旋转轴部件接合。
4.如权利要求2所述的光调节装置,其特征在于,
上述加强部与上述旋转轴部件一体地设置,上述旋转轴部件在上述外侧面和该加强部与上述入射光调节部接合。
5.如权利要求3所述的光调节装置,其特征在于,
上述加强部是沿着上述旋转轴部件的外侧面向该旋转轴部件的轴向突出的环状突出部。
6.如权利要求5所述的光调节装置,其特征在于,
上述环状突出部具备与上述旋转轴部件的上述外侧面抵接的形状的第2卡合面,上述入射光调节部通过在上述卡合面和上述第2卡合面接合而使接合面积增加,与上述旋转轴部件接合。
7.如权利要求5所述的光调节装置,其特征在于,
上述环状突出部具备在与上述旋转轴部件的上述外侧面之间产生间隙的形状的第2卡合面;
上述入射光调节部通过在上述间隙中填充粘接剂而使接合面积增加,与上述旋转轴部件接合。
8.如权利要求6或7所述的光调节装置,其特征在于,
上述入射光调节部的上述卡合面及上述第2卡合面,在周向的一部分形成有能够将上述旋转轴部件在与上述轴向交叉的方向上插入的缺口部。
9.如权利要求4所述的光调节装置,其特征在于,
上述旋转轴部件具有与该旋转轴部件的轴向垂直的截面积不同的异径部;
上述加强部是将上述异径部与其以外的部分连结的、与上述轴向垂直的阶差面;
上述旋转轴部件的上述阶差面与上述入射光调节部的垂直于上述轴向的表面粘接。
10.如权利要求4所述的光调节装置,其特征在于,
上述旋转轴部件具有与该旋转轴部件的轴向垂直的截面积不同的异径部;
上述加强部是将上述异径部与其以外的部分连结的、在上述轴向上倾斜的锥面;
上述入射光调节部的上述卡合面是与上述锥面抵接的形状;
上述旋转轴部件的上述锥面与上述入射光调节部的上述卡合面粘接。
11.如权利要求1所述的光调节装置,其特征在于,
上述旋转轴部件是着磁为绕轴具有不同的磁极的轴磁铁,包含在上述驱动部中;
上述驱动部还具有在芯材端部接近于上述轴磁铁的侧面的线圈芯材、和卷绕在上述线圈芯材上的线圈,通过将使电流流到上述线圈中而产生的磁力经由上述线圈芯材传递给上述轴磁铁,从而将该轴磁铁转动。
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