CN105607385A - 光圈装置和光学设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供光圈装置和光学设备，能够使装置整体小型化。具备：基板(2)，其具有开口部(3a)；光圈叶片(8)，其被支承成能够开闭开口部(3a)；以及驱动环(10)，其形成为包围开口部(3a)的周围，用于驱动光圈叶片(8)进行开闭，在驱动环(10)上设置第1支承销(19)，第1支承销(19)将光圈叶片(8)支承成能够转动，并且，在基板(2)的比第1支承销(19)靠驱动环(10)的径向的内侧的位置设置第1卡合销(21)，第1卡合销(21)与光圈叶片(8)卡合，并与驱动环(10)和第1支承销(19)协作而使光圈叶片(8)进行开闭动作。

Description

光圈装置和光学设备

技术领域

本发明涉及光圈装置和光学设备。

背景技术

例如，在数码相机、静相摄影机等光学设备中，设有对透过镜头的光的量进行调节的光圈装置。光圈装置具备：基板，其具有开口部；多个光圈叶片，它们被支承成能够开闭该开口部；以及驱动环，其形成为包围开口部的周围，用于使多个光圈叶片进行开闭动作。

多个叶片支承于支承销，并构成为以该支承销为中心转动自如。另外，在多个叶片和驱动环的任意一方形成有凸轮槽，在另一方设有插入凸轮槽中的卡合销。并且，当使驱动环动作时，上述驱动环、支承销及卡合销协作而使多个叶片动作。由此，能够对基板的开口部的开口量进行调节。

在此，支承销在与驱动环的径向外侧对应的位置处，与驱动环沿轴向(驱动环的厚度方向)配置(例如，参照专利文献1)、或被配置在比驱动环靠径向外侧的位置(例如，参照专利文献2)。

如果将支承销配置在与驱动环在轴向上重叠的位置，那么这种情况下，光圈装置整体的厚度会相应地变厚。因此，将支承销配置在比驱动环靠径向外侧的位置，则能够使光圈装置整体薄型化。

专利文献1：日本特公平7-92580号公报

专利文献2：国际公开第2009/113363号

可是，如果将支承销配置在比驱动环靠径向外侧的位置，虽然能够使光圈装置整体薄型化，但存在光圈装置整体的径向(俯视上)大型化这样的问题。另外，存在这样的问题：在用于驱动驱动环的致动器或减速机构的位置存在制约的情况下，光圈装置整体的径向会进一步大型化。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够使装置整体小型化的光圈装置和光学设备。

为了解决上述的课题，本发明的光圈装置的特征在于，具备：基板，其具有开口部；叶片，其被支承成能够开闭所述开口部；以及驱动环，其形成为包围所述开口部的周围，用于驱动所述叶片进行开闭，在所述驱动环上设置有支承销，该支承销将所述叶片支承成能够转动，在所述基板的比所述支承销靠所述驱动环的径向的内侧的位置设置有卡合销，该卡合销与所述叶片卡合，并与所述驱动环和所述支承销协作而使所述叶片进行开闭动作。

通过以这种方式来构成，能够在实现光圈装置的薄型化的同时实现径向的小型化。

本发明的光圈装置的特征在于，所述叶片具有凸轮槽，所述卡合销被插入所述凸轮槽中。

通过以这种方式来构成，能够利用凸轮槽高精度地控制叶片的开闭动作。

本发明的光圈装置的特征在于，所述驱动环具有在该驱动环的周向上延伸的长孔，所述卡合销被插入所述长孔中。

通过以这种方式来构成，即使将驱动环的径向的宽度设定得较大，也能够抑制光圈装置整体的径向的扩大。因此，能够在提高驱动环的刚性的同时实现光圈装置的小型化。

本发明的光学设备的特征在于，具备上述内容中记载的光圈装置。

通过以这种方式来构成，能够提供小型的光学设备。

发明内容

根据本发明，能够在实现光圈装置的薄型化的同时实现径向的小型化。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的光学设备的框图。

图2是本发明的第1实施方式的光圈装置的立体图。

图3是本发明的第1实施方式的光圈装置的分解立体图。

图4是本发明的第1实施方式的光圈叶片的俯视图。

图5是示出在本发明的第1实施方式的叶片收纳部中仅收纳有1个光圈叶片和驱动环的状态的俯视图。

图6是本发明的第1实施方式的辅助叶片的俯视图。

图7是本发明的第1实施方式的光圈装置的动作说明图，其中，图7的(a)示出了全开状态，图7的(b)示出了中间光圈状态，图7的(c)示出了全闭状态。

图8是示出在本发明的第2实施方式的叶片收纳部中仅收纳有1个光圈叶片和驱动环的状态的俯视图。

标号说明

1、201：光圈装置；2、202：基板；3：基板主体；3a：开口部；8：光圈叶片(叶片)；10、210：驱动环；16：凸轮槽；19：第1支承销(支承销)；21：第1卡合销(卡合销)；41：长孔；100：光学设备。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式的光学设备和光圈装置进行说明。

(第1实施方式)

(光学设备)

首先，基于图1～图7对本发明的第1实施方式进行说明。

图1是光学设备100的框图。

如该图所示，光学设备100例如作为数码相机、静相摄影机等来使用，具备光圈装置1、控制部102及摄像元件103。

控制部102负责光学设备100整体的动作，具备CPU、ROM、RAM等。

摄像元件103例如为CCD、CMOS等，将由光形成的被拍摄物像转换成电信号。

另外，虽然在图1中未图示，光学设备100还具备用于调节焦点距离的镜头等。

(光圈装置)

图2是光圈装置1的立体图，图3是光圈装置1的分解立体图。

如图2、图3所示，光圈装置1例如具备由树脂形成的基板2。基板2由大致圆板状的基板主体3和俯视观察呈大致扇形形状的致动器室4构成，致动器室4一体地形成在基板主体3的一侧。

并且，在以下的说明中，将基板主体3的径向简单称为径向，并将基板主体3的周向简单称为周向来进行说明。

在基板主体3的径向中央形成有开口部3a。该开口部3a供透过了未图示的镜头的光通过。另外，3个安装座5以沿径向突出的方式一体成型于基板主体3的外周部。3个安装座5用于将光圈装置1安装于光学设备100的例如壳体等上，并且，在中央的大部分形成有能够供未图示的螺栓贯插的贯通孔5a。另外，3个安装座5沿周向配置。

此外，在基板主体3的外周部设有壁部6，该壁部6形成为沿该基板主体3的外周立起。利用该壁部6和基板主体3的一面3b形成一面开口的箱状的叶片收纳部7。在该叶片收纳部7中收纳有多个(例如，在该实施方式中为5个)光圈叶片8、辅助叶片9以及使这些光圈叶片8和辅助叶片9动作的驱动环10，叶片压板11从这些部件的上方被安装于基板主体3。

叶片压板11用于防止光圈叶片8、辅助叶片9、驱动环10以及后述的转子小齿轮26、中间齿轮27从基板2脱落。叶片压板11以与基板2的形状对应的方式由大致圆板状的压板主体12和俯视观察呈大致扇形形状的致动器按压件13构成，致动器按压件13一体成型于压板主体12的一侧。

能够分别弹性变形的多个卡合片14朝向基板2突出形成在压板主体12的外周部和致动器按压件13的侧边上。另一方面，在基板主体3的壁部6的与卡合片14对应的位置形成有能够收纳该卡合片14的切口部6a。另外，在致动器室4的2个侧边的与卡合片14对应的位置形成有能够分别收纳卡合片14的凹部4a。并且，在这些切口部6a和凹部4a形成有能够分别与卡合片14卡合的卡合爪39。利用这些卡合片14和卡合爪39，基板2和叶片压板11被卡扣(Snap-fit)固定。

(光圈叶片)

图4是光圈叶片8的俯视图，图5是示出在基板2的叶片收纳部7中仅收纳有1个光圈叶片8和驱动环10的状态的俯视图。另外，由于各光圈叶片8全部形成得相同，因此，仅对1个光圈叶片8进行说明，对于其他光圈叶片8标记相同的标号，并省略说明。

如图4、图5所示，光圈叶片8用于调节形成于基板2的开口部3a的开口量。光圈叶片8由树脂形成，形成为稍稍弯曲的形状。更具体来说，光圈叶片8从基板主体3的外周部朝向开口部3a延伸，而且在稍稍沿着开口部3a的周围的情况下延伸至遍及开口部3a的大约半圆的范围。

另外，光圈叶片8被设定成宽度方向上的一侧(第1边)8c的曲率半径小于宽度方向上的另一侧(第2边)8d的曲率半径。由此，光圈叶片8形成为，基板主体3的端部(以下，称作基端8a)侧的宽度最宽，并且，比延伸方向的大致中央稍稍靠与基端相反(以下，称作前端8b)一侧的位置处最窄。并且，光圈叶片8以宽度方向一侧8c朝向开口部3a侧的方式配置在基板主体3的一面3b侧。

另外，在光圈叶片8的基端8a侧、且在宽度方向另一侧的8d侧形成有支承孔15。此外，在光圈叶片8的基端8a侧、且在避开支承孔15的位置形成有沿宽度方向延伸的凸轮(cam)槽16。

(辅助叶片)

图6是辅助叶片9的俯视图。

如图2、图6所示，辅助叶片9用于在利用光圈叶片8封闭基板的开口部3a时，将无法完全封闭的微小的开口完全封闭。辅助叶片9由树脂形成，形成为稍稍弯曲的形状。更具体来说，辅助叶片9从比基板主体3的外周部稍稍靠外侧的位置朝向开口部3a延伸，而且在稍稍沿着开口部3a的周围的情况下朝向开口部3a延伸。

辅助叶片9从基板主体3的端部(以下，称作基端9a)呈大致直线状延伸。并且，辅助叶片9形成为，与基端9a相反(以下，称作前端9b)侧端稍稍弯曲的同时前端变细。另外，辅助叶片9形成为，基端9a侧的宽度较宽。这样形成的辅助叶片9以前端9b朝向开口部3a侧的方式配置在光圈叶片8上。

另外，在辅助叶片9的基端9a，在宽度方向上的与前端9b所朝向的方向相同侧的侧边设有延伸片9c，该延伸片9c沿延伸方向延伸。在该延伸片9c上形成有支承孔17。此外，在辅助叶片9的基端9a侧的避开支承孔17的位置形成有沿宽度方向延伸的凸轮槽18。

(驱动环)

如图2、图5所示，在叶片收纳部7的靠基板主体3的一面3b侧，沿着壁部6的内周面形成有凹部71，在该凹部71中收纳有驱动环10。驱动环10为树脂制，以其内周缘沿着凹部71的内周面71a的方式形成为大致圆环状，并且，被配置成能够在叶片收纳部7内旋转。在此，凹部71的内周面71a兼备限制驱动环10的动作范围的引导件的作用。

在驱动环10上，以与光圈叶片8的个数对应的方式突出设置有多个(例如，在该实施方式中为5个)第1支承销19。各第1支承销19在周向上以等间隔进行配置。并且，各第1支承销19分别被插入对应的光圈叶片8的支承孔17中。由此，各光圈叶片8被支承成能够以各第1支承销19为中心转动。

另外，在驱动环10的外周缘的与致动器室4对应的部位形成有齿部20。该齿部20构成为，能够与设置于致动器室4的后述的中间齿轮27啮合。

此外，在基板主体3的比驱动环10靠径向内侧的位置突出设置有第1卡合销21。该第1卡合销21也与第1支承销19同样地，以与光圈叶片8的个数对应的方式设有多个(例如，在该实施方式中为5个)，并且，沿着周向以等间隔进行配置。并且，各第1卡合销21分别被插入对应的光圈叶片8的凸轮槽18中。即，各第1卡合销21形成为与对应的光圈叶片8卡合的形状，由此来限制各光圈叶片8的动作范围。

在这样的结构的基础上，如图2所详细示出的那样，各光圈叶片8被配置成分别装入、即前端8b侧沿周向依次重叠。由此，利用各光圈叶片8的宽度方向一侧8c形成包围周围的形状的光圈孔30。

另一方面，在致动器室4，在与基板主体3的一面3b处于同一面上的一面4b上突出设置有第2支承销22。更具体来说，在致动器室4的一面4b上，在周向的一端侧且靠基板主体3的位置突出设置有第2支承销22。该第2支承销22被插入辅助叶片9的支承孔17中。由此，辅助叶片9被支承成能够以第2支承销为中心转动。

另外，在辅助叶片9的凸轮槽18中插入有第1支承销19，从而限制辅助叶片9的动作范围。即，第1支承销19兼备作为限制辅助叶片9的动作范围的第2卡合销23的作用。

(致动器室)

如图2、图3所示，在致动器室4安装有致动器24，致动器24用于使驱动环10动作。致动器24具备：马达25；转子小齿轮26，其安装于该马达25的旋转轴29；以及中间齿轮27，其与转子小齿轮26啮合。

马达25被配置在与致动器室4的一面4b相反的一侧。在致动器室4的与马达25对应的位置形成有直径比马达25的外径小的贯通孔28。马达25的旋转轴29经由该贯通孔28而位于致动器室4的一面4b侧。并且，转子小齿轮26和中间齿轮27被配置在致动器室4的一面4b侧。

另外，中间齿轮27与驱动环10的齿部20啮合。中间齿轮27使马达25(转子小齿轮26)的旋转减速而传递至驱动环10。由此，马达25的驱动力经由转子小齿轮26和中间齿轮27被传递至驱动环10，从而驱动环10旋转。

(光圈装置的动作)

接下来，根据图7对光圈装置1的动作进行说明。

图7是光圈装置1的动作说明图，图7的(a)示出了全开状态，图7的(b)示出了中间光圈状态，图7的(c)示出了全闭状态。

并且，全开状态是指，由光圈叶片8形成的光圈孔30(参照图2)的开口面积最大的状态。另外，全闭状态是指，光圈孔30的开口面积最小、且利用辅助叶片9封闭了微小的光圈孔30的状态。此外，中间光圈状态是指，光圈孔30的开口面积为全开状态和全闭状态的中间的大小时的状态。

如图7的(a)所示，在全开状态时，驱动环10的第1支承销19(第2卡合销23)和第1卡合销21成为彼此最接近的状态，第1支承销19和第2支承销22成为彼此分离得最远的状态。换而言之，在光圈叶片8的凸轮槽16中，第1卡合销21存在于最接近第1支承销19的位置。另外，在辅助叶片9的凸轮槽18中，第1支承销19(第2卡合销23)存在于与第2支承销22分离得最远的位置。并且，在全开状态时，光圈孔30的大小形成为比基板2的开口部3a稍大的程度。

如图7的(b)所示，当从全开状态开始使马达25驱动，使驱动环10绕一个方向(在本实施方式中为顺时针方向)CW旋转时，第1支承销19(第2卡合销23)朝向与第1卡合销21分离的方向移动，并且，第1支承销19(第2卡合销23)朝向接近第2支承销22的方向移动。

于是，光圈叶片8以第1支承销19为中心朝一个方向(顺时针方向)CW转动。另一方面，辅助叶片9以第2支承销22为中心朝另一个方向(在本实施方式中为逆时针方向)CCW转动。

在此，光圈叶片8上形成的凸轮槽16的延伸方向相对于驱动环10的旋转方向(驱动环10的切线方向)所成的角度较大。与此相对，辅助叶片9上形成的凸轮槽18的延伸方向相对于驱动环10的旋转方向所成的角度较小。因此，即使驱动环10的旋转角度相同，也会是光圈叶片8的旋转角度(位移量)变大，而辅助叶片9的旋转角度小。其结果是，在中间光圈状态下，光圈孔30不会被辅助叶片9封闭。

如图7的(c)所示，当驱动环10进一步朝一个方向CW旋转时，驱动环10的第1支承销19(第2卡合销23)和第1卡合销21成为彼此分离得最远的状态，第1支承销19和第2支承销22成为彼此最接近的状态。换而言之，在光圈叶片8的凸轮槽16中，第1卡合销21存在于与第1支承销19分离得最远的位置。另外，在辅助叶片9的凸轮槽18中，第1支承销19(第2卡合销23)存在于最接近第2支承销22的位置。由此，光圈装置1成为全闭状态。

另外，在使光圈装置1从全闭状态变化至全开状态时，进行与上述的步骤的相反的作业。

这样，在上述的第1实施方式中，将第1支承销19设置在驱动环10上，该第1支承销19用于将光圈叶片8支承成转动自如。另外，将第1卡合销21设置在驱动环10的径向内侧，该第1卡合销21与光圈叶片8卡合，对该光圈叶片8的动作进行限制。因此，能够实现光圈装置1的薄型化，并且与以往相比，还能够实现径向上的小型化。

另外，通过在光圈叶片8上形成凸轮槽16，并将第1卡合销21插入该凸轮槽16中，从而使光圈叶片8与第1卡合销21卡合。此外，通过在辅助叶片9上形成凸轮槽18，并将第1支承销19(第2卡合销23)插入该凸轮槽18中，从而使辅助叶片9与第1支承销19(第2卡合销23)卡合。因此，通过高精度地形成各凸轮槽16、18，能够高精度地对各叶片8、9的动作进行限制。

此外，将第1支承销19(第2卡合销23)设置在驱动环10上。另外，将第1卡合销21设置在基板主体3的比驱动环10靠径向内侧的位置。此外，在比驱动环10靠径向外侧的致动器室4设有第2支承销22。因此，伴随着1个驱动环10的旋转，光圈叶片8以第1支承销19为中心转动的方向与辅助叶片9以第2支承销22为中心转动的方向相反。换而言之，光圈叶片8和辅助叶片9根据1个驱动环10的动作进行彼此不同的动作。因此，在光圈叶片8和辅助叶片9的开闭动作时，上述光圈叶片8和辅助叶片9不会搅到一起。由此，在光圈叶片8与辅助叶片9之间，无需将光圈叶片8与辅助叶片9隔开的构件，从而能够使光圈装置1薄型化。

另外，使用于支承驱动环10上设置的光圈叶片8的第1支承销19具有作为限制辅助叶片9的动作范围的第2卡合销23的功能。因此，能够削减光圈装置1的部件数量，除了能够使光圈装置1小型化，还能够降低制造成本。

此外，由于将第2支承销22设置于致动器室4中，因此，无需为了设置该第2支承销22而在基板2(基板主体3)上设置多余的空间，从而能够使光圈装置1小型化。

(第2实施方式)

接下来，基于图8对本发明的第2实施方式进行说明。并且，对与第1实施方式相同的形态附加相同的标号并省略说明。

图8是示出在第2实施方式的光圈装置201的基板2的叶片收纳部7中仅收纳有1个光圈叶片8和驱动环210的状态的俯视图，与前述的图5相对应。

如该图所示，前述的第1实施方式与第2实施方式的不同点在于，第1实施方式的驱动环10与第2实施方式的驱动环210的形状不同。另外，不同点在于，在第1实施方式中，将马达25的驱动力经由转子小齿轮26和中间齿轮27传递至驱动环10，但在第2实施方式中，将马达25的驱动力仅经由转子小齿轮26传递至驱动环210。

更具体来说，驱动环210的径向的宽度被设定得比第1实施方式的驱动环10宽。并且，在与设置于基板202上的第1卡合销21对应的位置处形成有长圆形状的长孔41，该长孔41沿周向延伸。在该长孔41中插入有第1卡合销21。另外，驱动环210的长孔41的径向的宽度被设定得比第1卡合销21的直径足够大。

此外，构成为，省略第1实施方式的中间齿轮27，使驱动环210的齿部20直接与转子小齿轮26啮合。因此，由于省略了中间齿轮27，相应地，驱动环210的外径被设定得较大。

另外，与驱动环210变大相应地，基板202的基板主体203的外径被设定得较大。并且，无需如上述的第1实施方式那样设置致动器室4，将转子小齿轮26设置在基板主体203内。

因此，根据上述的第2实施方式，通过在驱动环210上形成长孔41，由此，能够在不与第1卡合销21发生干涉的情况，与前述的第1实施方式相比将驱动环210的径向的宽度设定得较宽。因此，能够在提高驱动环210的刚性的同时实现光圈装置201的小型化。

另外，驱动环210的长孔41的径向的宽度被设定得比第1卡合销21的直径足够大。因此，驱动环210的旋转不会受到第1卡合销21阻碍，从而能够使驱动环210顺畅地旋转。

此外，构成为，省略第1实施方式的中间齿轮27，使驱动环210的齿部20直接与转子小齿轮26啮合。并且，由于省略了中间齿轮27，相应地，驱动环210的外径被设定得较大。因此，即使省略中间齿轮27，也能够充分确保驱动环210的转矩。

另外，关于基板202，由于省略了致动器室4，因此，即使与驱动环210的大小相应地将基板主体203的外径设定得较大，作为基板202整体，也能够实现小型化。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内，对上述实施方式添加各种变更。

例如，在上述的实施方式中，对将光学设备100例如作为数码相机、静相摄影机等来使用的情况进行了说明。可是，并不限定于此，能够将光学设备100用于各种用途。

另外，在上述的实施方式中，对在光圈叶片8上形成凸轮槽16、并将第1卡合销21插入该凸轮槽16中使光圈叶片8与第1卡合销21卡合的情况进行了说明。此外，对在辅助叶片9上形成凸轮槽18、并将第1支承销19(第2卡合销23)插入该凸轮槽18中使辅助叶片9与第1支承销19卡合的情况进行了说明。可是，并不限定于此，也可以构成为，不在各叶片8、9上分别形成凸轮槽16、18，而是设置多个卡合销21、23，利用这些卡合销21、23来限制光圈叶片8和辅助叶片9的动作。

例如，也可以针对各叶片8、9，在驱动环10、210的旋转方向前方侧的规定的位置和旋转方向后方侧的规定的位置分别设置卡合销21、23。并且，也可以构成为，使各叶片8、9与这些卡合销抵接，从而使各叶片8、9动作。

此外，在上述的实施方式中，对设置于驱动环10、210上的第1支承销19还兼备作为限制辅助叶片9的动作范围的第2卡合销23的作用的情况进行了说明。可是，并不限定于此，也可以除第1支承销19之外另行设置第2卡合销23。

另外，在上述的实施方式中，对通过设置5个光圈叶片8来对基板2、202的开口部3a(光圈孔30)的开口量进行调节的情况进行了说明。可是，光圈叶片8的个数并不限定于5个，能够任意地设定。

此外，在上述的实施方式中，对下述情况进行了说明：将第1支承销19(第2卡合销23)设置于驱动环10，将第1卡合销21设置于基板主体3的比驱动环10靠径向内侧的位置，将第2支承销22设置于比驱动环10靠径向外侧的致动器室4。并且，对下述情况进行了说明：构成为伴随着1个驱动环10的旋转，光圈叶片8以第1支承销19为中心转动的方向与辅助叶片9以第2支承销22为中心转动的方向相反。可是，并不限定于此，也可以构成为，伴随着1个驱动环10的旋转，光圈叶片8和辅助叶片9进行彼此不同的动作。

Claims (4)

1.一种光圈装置，其特征在于，

所述光圈装置具备：

基板，其具有开口部；

叶片，其被支承成能够开闭所述开口部；以及

驱动环，其形成为包围所述开口部的周围，用于驱动所述叶片进行开闭，

在所述驱动环上设置有支承销，该支承销将所述叶片支承成能够转动，

在所述基板的比所述支承销靠所述驱动环的径向的内侧的位置设置有卡合销，该卡合销与所述叶片卡合，并与所述驱动环和所述支承销协作而使所述叶片进行开闭动作。

2.根据权利要求1所述的光圈装置，其特征在于，

所述叶片具有凸轮槽，

所述卡合销被插入所述凸轮槽中。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光圈装置，其特征在于，

所述驱动环具有在该驱动环的周向上延伸的长孔，

所述卡合销被插入所述长孔中。

4.一种光学设备，其特征在于，

所述光学设备具备权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光圈装置。