TWI403825B - 光圈裝置 - Google Patents

Description

光圈裝置

本發明係關於攝影機、照相機、監視器等光學設備用的光圈裝置。

作為該種光圈裝置，已知有專利文獻1中記載的裝置。

該光圈裝置具備：基座(底板)，呈平板狀，具有成為光路的開口部；光圈葉片，以可任意滑動方式設置在基座上，且當受到滑動驅動時可調節該開口部的通過光量；轉動式致動器(馬達)，為了驅動光圈葉片，將本身的轉子軸線朝向與基座垂直的方向安裝在基座上；及傳動機構，將轉子的轉動動作轉換傳遞成光圈葉片的滑動動作，致動器由具有磁鐵的該轉子，與對轉子賦予旋轉力的定子構成，該定子係藉由將線圈纏繞在呈口字形之線圈捲筒的外周而構成，該轉子從線圈捲筒的側面開口插入到線圈捲筒的內部，轉子的軸端由配設在線圈捲筒內的軸承以可任意旋轉方式所支持。

【專利文獻1】日本特開平11-183962號公報

然而，上述專利文獻1中記載之習知的光圈裝置中，由於既使用用以纏繞線圈的線圈捲筒，又利用配設在線圈捲筒內之軸承支持轉子的軸端，因此致動器之轉子軸線方向上的尺寸縮短存在極限，結果存在光圈裝置整體之厚度尺寸變大的問題。

本發明有鑒於上述情況，目的在於：提供光圈裝置，藉由極 力縮短致動器之轉子軸線方向上的尺寸以實現光圈裝置整體之厚度尺寸的減少化。

申請專利範圍1之發明的光圈裝置，其特徵係包含：基座，呈平板狀，具有成為光路的開口部；光圈葉片，以可任意滑動方式設在該基座上，且藉由滑動驅動以調節該開口部的通過光量；轉動式致動器，為驅動該光圈葉片，本身之轉子的轉動軸線朝向與該基座垂直之方向而安裝在該基座上；及傳動機構，將該轉子之轉動動作轉換傳遞成該光圈葉片之滑動動作；其中該致動器包含：機殼，呈有底筒狀，開口端朝該基座而連結；該轉子之本體，兩軸端分別嵌合到形成在該基座的軸承孔與形成在該機殼之底壁的軸承孔，藉此以可任意轉動方式受支持於該機殼內；磁鐵，呈圓筒狀，裝設在該轉子之本體的外周，且被磁化成磁極在本身的周方向上排列；及驅動線圈，以圍繞中央開口之方式纏繞導線，並使該線圈之纏繞面位在與該轉子之轉動軸線平行的位置，而配置在由該轉子之本體與磁鐵構成的該轉子的側方，且以在該中央開口之中收納該磁鐵之周方向的一部分的方式安裝於該機殼，藉由通電以將磁力賦予該磁鐵，使該轉子轉動；且該驅動線圈以無捲筒之空心線圈構成，並在該基座設有避讓孔，用以避免該基座與該空心線圈間之干涉而能使該空心線圈向該基座側靠近。

申請專利範圍2之發明係於申請專利範圍1之光圈裝置中，其特徵為：在該機殼設有與該轉子大致平行的立壁，且在該立壁設有可與該無捲筒之空心線圈的中央開口嵌合的凸部。

申請專利範圍3之發明係於申請專利範圍2之光圈裝置中，其特徵為：該立壁之背面設有吸附片，該吸附片於該空心線圈不通電時，藉由在其與該磁鐵之間賦予磁性吸引力，以將該轉 子的旋轉位置限制於一定。

依申請專利範圍1之發明，藉由使用無捲筒之空心線圈作為驅動線圈而免用線圈捲筒，並以形成在基座之軸承孔支持轉子之一側的軸端，又在基座設置用以避免與空心線圈間干涉的避讓孔以使空心線圈往基座靠近，可縮小包含致動器之軸方向尺寸在內的光圈裝置整體的厚度尺寸。

依申請專利範圍2之發明，藉由將無捲筒之空心線圈嵌合到設在立壁的凸部上，可穩定地支持線圈。又，除線圈的定位以外，也可輕易實現其安裝。

依申請專利範圍3之發明，由於利用支持線圈的立壁以安裝吸附片，故可實現結構的簡單化。

[實施發明之最佳形態]

以下，參照圖式，對本發明之實施形態進行說明。

圖1係實施形態中之光圈裝置的概略側剖面圖，圖2係顯示同光圈裝置在安裝致動器前之狀態的俯視圖，圖3係顯示同光圈裝置在安裝致動器前之狀態的仰視圖，圖4係同光圈裝置之裝有致動器的部分的俯視圖，圖5(a)、5(b)係致動器的結構圖，其中5(a)為俯視圖，5(b)為側剖面圖，圖6(a)、6(b)係致動器之機殼的結構圖，其中6(a)為俯視圖，6(b)為側剖面圖，圖7(a)、7(b)係致動器的仰視圖，其中7(a)顯示安裝配線基板前的狀態，7(b)顯示裝有配線基板的狀態。

如圖1~圖3所示，該光圈裝置10具有平板狀的基座11。基座11設有：葉片安裝部12，呈圓環狀，作為基座11之主要部；致動器安裝部13，呈大致矩形狀，向葉片安裝部12之外側延伸。葉片安裝部12設有成為光路之圓形的中心開口部14，該開口部14的周圍設有淺環狀溝槽15。又，於淺環狀溝槽15的外側頂面，在圓周方向上以120度間隔突起設置有三支小銷17。又，從葉片安裝部12到致動器安裝部13的部分上開設有連接窗部16，致動器安裝部13設有軸承孔19，及避免與後述空心線圈間之干涉的避讓孔18。

於基座11之葉片安裝部12的頂面，在圓周方向上以120度的間隔載置有用以調節中心開口部14之通過光量的三枚光圈葉片30。該等光圈葉片30係俯視下形狀呈大致C形，藉由將基端的軸孔31嵌合到基座11之葉片安裝部12頂面的銷17上，而以各個銷17為支點，以可沿基座11之頂面任意轉動滑動方式設置，且藉由在基座11上連動轉動，可調節中心開口部14上的光圈孔徑。又，光圈葉片30之基端的軸孔31附近形成長孔32。

又，於基座11之中心開口部14周圍的淺環狀溝槽15上，以可任意轉動方式收納著用以驅動三枚光圈葉片30連動的驅動環20。驅動環20為薄圓板狀的環，在圓周方向間隔120度的三處位置上具有向上方突出的驅動銷22，並在周方向的一處位置具有向半徑方向外側突出的桿部21。三個驅動銷22卡合於各光圈葉片30的長孔32，藉由驅動環20轉動，各光圈葉片30得以連動地轉動。又，桿部21延伸到基座11的連接窗部16內，且在該部分上形成長孔25。

又，基座11的上側以收納著驅動環20及光圈葉片30的狀態覆蓋罩部80，罩部80以螺釘固定在基座11上。又，基座11之致動器安裝部13的底面如圖1、圖4所示，藉由螺釘安裝用以驅動光圈葉片30的轉動式致動器100，且致動器100本身之轉子130的轉動軸線朝向與基座11垂直的方向。

如圖1及圖5(a)、5(b)~圖7(a)、7(b)所示，該致動器100包含：機殼110，呈有底筒狀，以開口端朝向基座11之致動器安裝部13的底面的方式藉由螺釘連結於基座11；轉子130，藉由兩軸端135、134分別嵌合到形成於基座11之致動器安裝部13的軸承孔19與形成在機殼110之底壁111的軸承孔117，以可任意轉動方式受支持於機殼110內。

具有底壁111及周方向上兩處形成缺口之周壁112的機殼110如圖4所示，藉由以螺釘緊固在周壁112之開口端側的端部所向外設置的托架113，以固定於基座11。

在轉子130之本體131的外周裝設有以磁極沿周方向排列方式所磁化之圓筒狀的磁鐵138，且磁鐵138藉由本身之端面溝槽嵌合到轉子本體131的肋部136上，而與轉子本體131以一體旋轉方式結合。

於轉子130之側方，使線圈的纏繞面與轉子130之轉動軸線平行而配置方環狀的驅動線圈140。驅動線圈140係以環繞方形之中央開口的方式纏繞導線者，構成無捲筒的空心線圈。

驅動線圈140以在中央開口中收納磁鐵138之周方向的一部分方式裝設在機殼110上，藉由通電以賦予磁鐵138磁力，而能使轉子130轉動。又，該驅動線圈140藉由本身之方形中心開口嵌合到與轉子130大致平行地設在機殼110內之立壁114的前面凸部115，並且方環之一邊(下端)嵌合到機殼110之底壁111的頂面上所設的凹部116(參照圖6(b))，而以被定位的狀態安裝在機殼110。

另外，如此安裝於機殼110中之驅動線圈(空心線圈)140的一部分藉由進入到避免與基座11間干涉的避讓孔18中，以在盡可能靠近基座11的位置配設驅動線圈140。

又，致動器100之轉子130的一端以沿轉子130之半徑方向延伸的形態設有桿部132。該桿部132之前端頂面豎立設置驅動銷133，該驅動銷133穿過基座11的連接窗部16而卡合於基座11之頂面側所配置的驅動環20之桿部21的長孔25。因此，藉由致動器100之桿部132轉動，可帶動驅動環20轉動。從而，從致動器100之桿部132到驅動環20的各構件，構成將致動器100之轉子130的轉動動作轉換傳遞成光圈葉片30之旋轉滑動動作的傳動機構120。

又，致動器100之機殼110上，以包圍轉子130及驅動線圈140等的方式設有磁性金屬的圓筒體160，在立壁114的背面安裝有吸附磁鐵片(吸附片)150，該吸附磁鐵片150在驅動線圈140不通電時，藉由在其與磁鐵138之間賦予磁性吸引力，以將轉子130的旋轉位置限制於一定。又，用以將驅動線圈140之導線末端與外部配線連接的配線基板170，以載置於底壁111之外表面的支持凸部118上的狀態，安裝在機殼110之底壁111的外表面。

此時，如圖7所示，驅動線圈140之導線的末端穿過機殼110之底壁的小孔119被拉出到外部，可藉由焊接方式與配線基板170之導體171的一端171a連接，並將外部配線焊接到配線基板170之導體171的另一端171b。

下面對作用進行說明。

當驅動線圈140通電時，轉子130轉動。轉子130一旦轉動，藉由桿部132之動作帶動驅動環20轉動，並利用驅動環20之轉動使光圈葉片30連動轉動，調節光圈孔徑。當結束通電時， 在吸附磁鐵片150與自由狀態之轉子130的磁鐵138之間產生吸引力，藉此將轉子130保持在固定位置，使光圈葉片30保持在預先設定的孔徑位置。

依該光圈裝置，使用無捲筒之空心線圈作為驅動線圈140而免用線圈捲筒，並以形成在基座11之軸承孔19支持轉子130之一側的軸端135，又在基座11設置用以避免與驅動線圈140間干涉的避讓孔18以使驅動線圈140靠近基座11，藉此能縮小包含致動器100之軸方向尺寸在內的光圈裝置整體的厚度尺寸H(圖1)，有利於實現精簡化。

又，由於將無捲筒之空心線圈(驅動線圈)140嵌合到設在立壁114上的凸部115，因此能穩定地支持線圈140，且除線圈140的定位以外，也可輕易實現其安裝。又，由於利用支持線圈140的立壁114以安裝吸附磁鐵片150，故實現結構的簡單化。

又，上述實施形態中，揭示光圈葉片30為3枚，且以120度間隔配置的情形，但光圈葉片的數量也可為3枚以外。例如，可在周方向上以等間隔配置5或6枚光圈葉片。

10．．．光圈裝置

11．．．基座

12．．．葉片安裝部

13．．．致動器安裝部

14．．．中心開口部

15．．．淺環狀溝槽

16．．．連接窗部

17．．．銷

18．．．避讓孔

19．．．軸承孔

20．．．驅動環

21．．．桿部

22．．．驅動銷

25．．．長孔

30．．．光圈葉片

31．．．軸孔

32．．．長孔

80．．．罩部

100．．．致動器

110．．．機殼

111．．．底壁

112．．．周壁

113．．．托架

114．．．立壁

115．．．凸部

116．．．凹部

117．．．軸承孔

118．．．支持凸部

119．．．小孔

120．．．傳動機構

130．．．轉子

131．．．轉子之本體

132．．．桿部

133．．．驅動銷

134、135．．．軸端

136．．．轉子本體之肋部

138．．．磁鐵

140．．．驅動線圈(無捲筒之空心線圈)

150．．．吸附磁鐵片

160．．．磁性金屬之圓筒體

170．．．配線基板

171．．．導體

171a、171b．．．導體之一端

H．．．光圈裝置整體的厚度尺寸

圖1係本發明之實施形態中之光圈裝置的概略側剖面圖。

圖2係顯示同光圈裝置在安裝致動器前之狀態的俯視圖

圖3係顯示同光圈裝置在安裝致動器前之狀態的仰視圖

圖4係同光圈裝置之裝有致動器的部分的俯視圖。

圖5(a)、5(b)係致動器的結構圖，5(a)為俯視圖，5(b)為側剖面圖。

圖6(a)、6(b)係致動器之機殼的結構圖，6(a)為俯視圖，6(b)為側剖面圖。

圖7(a)、7(b)係致動器的仰視圖，7(a)顯示安裝配線基板前的狀態，7(b)顯示裝有配線基板的狀態。

10．．．光圈裝置

11．．．基座

12．．．葉片安裝部

13．．．致動器安裝部

14．．．中心開口部

15．．．淺環狀溝槽

18．．．避讓孔

19．．．軸承孔

20．．．驅動環

21．．．桿部

30．．．光圈葉片

80．．．罩部

100．．．致動器

110．．．機殼

117．．．軸承孔

120．．．傳動機構

130．．．轉子

131．．．轉子之本體

132‧‧‧桿部

133‧‧‧驅動銷

134、135‧‧‧軸端

138‧‧‧磁鐵

140‧‧‧驅動線圈(無捲筒之空心線圈)

150‧‧‧吸附磁鐵片(吸附片)

160‧‧‧磁性金屬之圓筒體

H‧‧‧光圈裝置整體的厚度尺寸

Claims (3)

1. 一種光圈裝置，其特徵在於：包含：基座，呈平板狀，具有成為光路的開口部；光圈葉片，以可任意滑動方式設在該基座上，且藉由滑動驅動以調節該開口部的通過光量；轉動式致動器，用以驅動該光圈葉片，以其本身之轉子的轉動軸線朝向與該基座垂直的方向而安裝在該基座上；及傳動機構，將該轉子之轉動動作轉換傳遞成該光圈葉片之滑動動作；其中該致動器包含：機殼，呈有底筒狀，開口端朝該基座而連結；該轉子之本體，其兩軸端分別嵌合到形成在該基座之軸承孔與形成在該機殼之底壁的軸承孔，藉此以可任意轉動方式受支持於該機殼內；磁鐵，呈圓筒狀，安裝在該轉子之本體的外周，且被磁化成磁極在本身的周方向上排列；及驅動線圈，以圍繞中央開口之方式纏繞導線，並使該線圈之纏繞面位在與該轉子之轉動軸線平行的位置，而配置在由該轉子之本體與磁鐵構成的該轉子的側方，且以在該中央開口之中收納該磁鐵之周方向的一部分的方式安裝於該機殼，藉由通電以將磁力賦予該磁鐵，使該轉子轉動；且該驅動線圈以無捲筒之空心線圈構成，並在該基座設有避讓孔，用以避免該基座與該空心線圈間的干涉而能使該空心線圈向該基座側靠近。
2. 如申請專利範圍第1項之光圈裝置，其中，在該機殼設有與該轉子大致平行的立壁，且在該立壁設有可與該無捲筒之空心線圈的中央開口嵌合的凸部。
3. 如申請專利範圍第2項之光圈裝置，其中，該立壁之背面設有吸附片，該吸附片於該空心線圈不通電時，藉由在其與該磁鐵之間賦予磁性吸引力，以將該轉子的旋轉位置限制於一定。