专利名称：叶片驱动装置和光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及叶片驱动装置和光学设备。
背景技术：
专利文献I公开了一种用于拍摄三维图像的相机。该相机分别设置有用于为右眼拍摄图像的透镜和摄像元件，并设置有用于为左眼拍摄图像的透镜和摄像元件。现有技术文献专利文献 专利文献I :日本专利No. 453373
发明内容
本发明要解决的问题然而，没有公开用于拍摄三维图像的叶片驱动装置。因此，本发明的目的在于提供一种用于拍摄三维图像的叶片驱动装置以及具有该叶片驱动装置的光学设备。解决问题的手段上述目的通过一种叶片驱动装置来实现，该叶片驱动装置包括基板，其包括开口 ；第一叶片，其能够相对于所述第一开口进退移动，并包括第一槽、第一孔径开口和第二孔径开口，所述第一孔径开口和所述第二孔径开口均小于所述开口 ；第二叶片，其能够相对于所述开口进退移动，并包括第二槽；第一驱动构件，其包括第一驱动销(drive pin)，所述第一驱动销与所述第一槽接合，并能够绕预定位置旋转；以及第二驱动构件，其包括第二驱动销，所述第二驱动销与所述第二槽接合，并能够绕预定位置旋转，其中，当在所述第一孔径开口和所述第二孔径开口均与所述开口交叠的闭合状态下所述第二驱动销在一个方向上旋转时，所述第二叶片在所述第二叶片仅覆盖所述第一孔径开口的位置与所述第二叶片仅覆盖所述第二孔径开口的位置之间往复运动。所述第二叶片的往复运动通过使所述第二驱动销在一个方向上旋转来实现。这可以提高所述第二叶片的往复运动的速度，并且可以抑制由所述第二叶片的往复运动引起的噪声。因此可提供适合于拍摄三维图像的叶片驱动装置。另外，上述目的通过一种包括上述叶片驱动装置的光学设备来实现。[本发明的效果]根据本发明，能够提供一种用于拍摄三维图像的叶片驱动装置以及具有该叶片驱动装置的光学设备。
图I是根据本实施方式的叶片驱动装置的说明图；图2是根据本实施方式的叶片驱动装置的说明图3是根据本实施方式的叶片驱动装置的说明图；图4是在第二驱动构件停止并且第二叶片使第二孔径开口闭合的状态下驱动第一驱动构件的示图；图5A至图5C是第一叶片的锁定的说明图；以及图6是第一叶片和第二叶片的剖视图。
具体实施例方式图I至图3是根据本实施方式的叶片驱动装置I的说明图。叶片驱动装置I是在诸如相机的光学设备中采用的叶片驱动装置。叶片驱动装置I包括基板10 ;第一叶片20 ；第二叶片30 ;第一驱动构件40 ;和第二驱动构件50。基板10形成有开口 12。光从物侧穿 过开口 12，然后进入安装在相机中的摄像元件，诸如CXD或CMOS传感器。因此在摄像元件上形成图像。图I示出第一叶片20和第二叶片30从开口 12退避的退避状态。因此，图I中开口 12处于完全敞开状态。图2和图3示出第一叶片20和第二叶片30使开口 12闭合的闭合状态。第一叶片20和第二叶片30设置在基板10的一个表面侧。第一驱动构件40和第二驱动构件50设置在基板10的另一表面侧。第一驱动构件40和第二驱动构件50分别通过致动器(未示出)来旋转。另外，在图I至图4中的各个附图中，开口 12、轴11、第一驱动构件40的轴41、第二驱动构件50的轴51以及止动件14相对于基板10的矩形形状位置上移位。然而，这些位置关系是固定的。第二叶片30形成有第一孔径开口 22和第二孔径开口 24这两个开口。第一孔径开口 22和第二孔径开口 24具有相同的尺寸。第一孔径开口 22和第二孔径开口 24的尺寸均小于开口 12的尺寸第一叶片20由基板10的轴11可旋转地支撑。另外，轴11可以不形成在形成有开口 12的基板10上，轴11仅必须相对于开口 12设置在固定位置。第二叶片30通过连接构件21 (将稍后描述)与第一叶片20可旋转地连接。止动件14设置在基板10上。止动件14设置在基板10的设置有第一驱动构件40的一侧上。另外，实施方式描述了止动件14限制第一驱动构件40旋转以定位第一叶片20的示例。然而，如图2所示，还可提供止动件14’以用于与第一叶片20抵接并将该第一叶片20定位。止动件14和14’用于限制第一叶片20从退避状态(第一叶片20从开口 12退避)朝着闭合状态(第一叶片20使开口 12闭合)旋转。另外，仅与第一叶片20抵接的止动件14’可以限制第一叶片20旋转至闭合状态。第一叶片20和第二叶片30分别形成有第一槽25和第二槽35。第一驱动构件40和第二驱动构件50分别包括第一驱动销45和第二驱动销55。第一驱动销45和第二驱动销55分别与第一槽25和第二槽35接合。第一驱动构件40具有杆形状，第二驱动构件50具有圆盘形状。然而，不限于这些形状。第一驱动销45和第二驱动销55这两者分别绕基板10的预定位置(即，轴41和51)旋转。基板10形成有槽(未示出)，用于避开第一驱动销45和第二驱动销55的运动。第一槽25包括两个直线部分。第二槽35具有圆弧形状。第一驱动构件40和第二驱动构件50分别通过单独设置的致动器(未示出)来驱动。具体地讲，该致动器包括转子，其被磁化以在圆周方向上具有不同的极性；定子，在定子和转子之间产生磁引力和磁斥力；以及线圈，其用于激励定子。例如，转子通过转子的旋转轴与第一驱动构件40和第二驱动构件50连接。因此，转子的旋转运动被传递给第一驱动构件40和第二驱动构件50。在图I所示的状态下，第二叶片30使第一叶片20的第一孔径开口 22闭合。第一驱动构件40从图I所示的状态顺时针旋转，直到与止动件14抵接，然后第一叶片20和第二叶片30使开口 12闭合，如图2所示。在这种状态下，由于第二叶片30通过连接构件21与第一叶片20连接，所以第二叶片30随着第一叶片20移动至使开口 12闭合的位置。另外，此时，第二驱动构件50处于止动状态。这里，如图I和图2所示，第二槽35的圆弧形状的中心与用作第一叶片20的旋转中心的轴11基本相同。另外，在这种状态下，与第二驱动构件50连接的转子停止在非通电状态。即，在第二槽35的圆弧形状的中心与第一叶片的旋转中心相同的状态下，停止在非通电状态的转子的位置被设置在第二槽35内。因此，通过驱动第一驱动构件40，第二叶片30可绕作为支点的轴11旋转，同时保持第一叶片20和第二叶片30之间的恒定相对位置关系。另外，用于驱动第二驱动构件50的致动器是能够将转子停在非通电状态的步进 电机。具体地讲，转子通过起动转矩在非通电状态下停在预定位置处，所述起动转矩通过定子与转子的圆周方向上磁化的多个不同极性之间施加的磁力而产生。因此，即使仅第一驱动构件40从图I所示的退避状态移动，然后第一叶片20和第二叶片30移动时，第二驱动构件50也不驱动。因此，第二叶片30随着第一叶片20逆时针旋转，然后第二驱动销55在第二槽35内相对移动。另外，如图I和图2所示，第二叶片30从第一叶片20的第二孔径开口 24退避，并使第一孔径开口 22闭合。第二叶片30可在保持该状态的同时从退避状态移位至闭合状态。如图2所示，在闭合状态下，第一孔径开口 22和第二孔径开口 24均与开口 12完全交叠。另外，第一孔径开口 22的中心221和第二孔径开口 24的中心241设置在穿过开口 12的中心121的线Ix上，并关于中心121对称。这里，轴11和连接构件21设置在穿过中心121并垂直于线Ix的线Iy上。换言之，开口 12、第一孔径开口 22和第二孔径开口 24各自的尺寸以及第一孔径开口 22和第二孔径开口 24的位置关系被设计为满足上述条件。接下来，将描述第二叶片30的操作。如图3所示，第二驱动构件50逆时针或顺时针旋转，然后第二驱动销55在第二槽35内移动。因此，第二叶片30在预定范围内绕连接构件21往复运动。换言之，第二叶片30在预定角范围内绕连接构件21摆动。因此，如图2和图3所示，第二叶片30在第一孔径开口 22和第二孔径开口 24之间往复运动，以使第一孔径开口 22和第二孔径开口 24交替地闭合。因此，通过第一孔径开口 22或第二孔径开口24进入摄像元件的光可交替变换。因此，可交替形成基于不同视点的两种图像。基于这两种图像，可以形成三维图像。第二驱动构件50在一个方向上的旋转使得第二叶片30在预定范围内往复运动。因此，例如，与通过交替改变第二驱动构件50的旋转方向来使第二叶片30往复运动的情况相比，第二叶片30可高速往复运动。因此，可以按照高帧频交替拍摄从两个不同的视点观看的不同图像。另外，在第二叶片30往复运动的情况下，第二叶片30与用于定位第二叶片30的止动件的抵接产生工作噪声。然而，在本实施方式中，第二驱动构件50在一个方向上旋转，并且可定位第二叶片30而无需提供用于定位第二叶片30的止动件。通过这些布置，交替地闭合第一孔径开口 22和第二孔径开口 24，而不会产生第二叶片30的工作噪声。因此可以高帧频交替拍摄分别从两个不同的视点观看的不同图像，同时工作噪声降低。这里，可以想到在不将第二叶片30与第一叶片20连接的情况下驱动第二叶片30。在这种情况下，第二叶片30必须在退避位置(第二叶片30从开口 12退避)、第一闭合位置(第二叶片30使第一孔径开口 22闭合，同时第一叶片20使开口 12闭合)和第二闭合位置(第二叶片30使第二孔径开口 24闭合，同时第一叶片20使开口 12闭合)之间移动。在这种情况下，当第二驱动构件50仅在一个方向上旋转，以使第二叶片30移动到这三个位置时，第二叶片30需要按照该顺序交替地移动到退避位置、第一闭合位置和第二闭合位置。因此，在第二叶片30暂时移动到退避位置之后，第二叶片30再移动到第一闭合位置和第二闭合位置。因此，第二叶片30的可移动距离增大，不适合于其速度的增加。另外，由于第二叶片30总是经过退避位置，所以无法以高帧频获得分别基于两个不同视点的图像。另夕卜，在这种情况下，当第二叶片30暂时位于退避位置时，第一孔径开口 22和第二孔径开口24均敞开。因此，这会对图像带来不利影响。
在本实施方式中，如上所述，第一叶片20和第二叶片30彼此连接。第一驱动构件40的驱动使第二叶片30和第一叶片20从退避状态(其从开口 12退避)移位至闭合状态(其使开口 12闭合)。因此，第二驱动构件50的驱动使得第二叶片30在第二叶片30使第一孔径开口 22闭合的位置与第二叶片30使第二孔径开口 24闭合的位置之间往复运动。因此，可以按照高帧频交替拍摄分别从两个视点观看的不同图像。例如，与设置在相机侧的单个透镜相比，根据本实施方式的叶片驱动装置I靠近物侧设置。第一孔径开口 22和第二孔径开口 24交替闭合，使得光交替进入透镜的不同位置。因此，例如，与上述日本专利No. 4533735中公开的相机不同，没有必要单独地提供用于获得右眼用图像的透镜和摄像元件以及用于获得左眼用图像的透镜和摄像元件。因此，根据本发明的叶片驱动装置可用于配备有透镜和单个摄像元件的普通相机中。从而所述普通相机也可拍摄三维图像。另外，为了从图3所示的状态返回至退避状态，第二驱动构件50必须停在第二叶片30使第一孔径开口 22闭合的状态下(如图2所示的状态)，然后必须驱动第一驱动构件40以从所述状态移位至退避状态。图4是在第二驱动构件50停止，同时第二叶片30使第二孔径开口 24闭合的状态下驱动第一驱动构件40的情况的示图。如图3所示，在第二叶片30使第二孔径开口 24闭合的状态下，假想圆Cl的沿着第二槽35的中心位置相对于用作第一叶片20的旋转中心的轴11位置上移位。因此，第一驱动构件40在该状态下驱动，使得第二叶片30旋转并且第二驱动构件50旋转，如图4所示。在本实施方式中，可采用能够使转子停止在非通电状态的步进电机作为第二驱动构件50的驱动源。因此，可以想到第二驱动构件50的驱动源的自持力成为驱动第一驱动构件40的阻力。另外，如图4所示，第二叶片30的一部分与开口 12交叠。这可能影响开口 12完全敞开的状态下的图像。因此，在根据本发明的叶片驱动装置I中，在第二驱动构件50停止在第二叶片30使第一孔径开口 22闭合的状态之后，第一驱动构件40驱动以使所述状态返回至退避状态。例如，可提供传感器以检测第二驱动构件50的第二驱动销55停在图I和图2所示的位置处，并且可基于该传感器的输出信号确定第二驱动构件50是否由相机的控制电路驱动。例如，所述传感器为磁性传感器等，以用于检测驱动第二驱动构件50的致动器的转子的停止位置。例如，所述磁性传感器为霍尔传感器。所述传感器不限于此。例如，如图2所示，可在第二驱动构件50的预定位置处设置反射片52，并且可在面对反射片52的位置处设置光反射器53，从而检测第二驱动构件50的位置。另外，可设置通孔以代替反射片52，并且可提供包括通过所述通孔彼此面对的光发射部分和光接收部分的光断路器以代替光反射器。接下来，将描述第一叶片20的锁定。图5A至图5C是第一叶片20的锁定的说明图。另外，在图5A至图5C中，实线完全是用于方便理解构造。图5A是在第一叶片20位于闭合状态的状态下第一驱动销45周围的放大图。在第一叶片20位于闭合状态以使开口 12闭合的状态下，垂线H穿过第一驱动构件40的旋转中心C，其中所述垂线H垂直于与第一驱动销45抵接的第一槽25的边缘R2E。当出于某种原因，围绕轴11的顺时针力施加于第一叶片20上时，第一驱动销45接收垂线H方向上的力。然而，由于垂线H穿过第一驱动构件 40的旋转中心C，所以第一驱动构件40不旋转。因此，第一叶片20被锁定在闭合状态。这防止了第一叶片20不期望地从闭合状态移位。图5B是第一叶片20被锁定，同时第一驱动构件40的旋转中心C隔着垂线H与止动件14b相对设置的说明图。在这种情况下，垂线H不穿过驱动构件40的旋转中心C。垂线H在这样的方向上延伸，使得第一驱动构件40在顺时针方向⑶上旋转，即，垂线H在这样的方向上延伸，使得第一叶片20从退避状态旋转至闭合状态。当力在顺时针方向上施加于第一叶片20上时,所述力在垂线H的方向上施加于第一驱动构件40上。因此,第一驱动构件40试图在顺时针方向⑶上旋转。然而，由于设置有止动件14b，所以阻止了第一驱动构件40顺时针旋转。同样，在设置止动件14b’以与第一叶片20抵接的情况下，即使力在垂线H的方向上施加于第一驱动构件40上,并且第一驱动构件40试图顺时针旋转时,也防止第一叶片20旋转至闭合状态侧。因此,第一叶片20被锁定在闭合状态,从而防止第一叶片20不期望地从闭合状态移位。图5C是第一叶片20未被锁定，同时第一驱动构件40的旋转中心C和止动件14c相对于垂线H设置在相同侧的状态的说明图。在这种情况下，当顺时针力施加于第一叶片20上时，垂线H在这样的方向上延伸，使得第一驱动构件40在逆时针方向CWD上旋转，即，垂线H在这样的方向上延伸，使得第一叶片20从闭合状态旋转至退避状态。因此，力施加于第一驱动构件40上以使其远离止动件14c移动。因此，在这种情况下，第一叶片20可从闭合状态移位。因此，这种情况无法锁定第一叶片20。另外，第一槽25包括两个直线区域Rl和R2。区域Rl和R2延伸的方向彼此不同。在图I所示的退避状态下，第一驱动销45设置在区域Rl和R2之间的边界附近。当第一驱动构件40开始从图I所示的退避状态顺时针旋转时，第一驱动销45开始从区域Rl和R2之间的边界朝着区域Rl的端部移动。当第一驱动构件40进一步顺时针旋转时，第一驱动销45从区域Rl朝着区域R2移动，直至第一叶片20移动至图2所示的闭合状态。当第一叶片20位于闭合状态时，第一驱动构件40从区域Rl退避，并定位于区域R2内。以上述方式，区域Rl主要用于使第一叶片20在退避状态和闭合状态之间移动，区域R2主要用于将第一叶片20锁定在闭合状态。另外，本实施方式描述了包括两个直线部分的第一槽25的示例。然而，第一槽25可具有圆弧形状、凸轮曲线或其组合形状。
接下来，将简要描述连接构件21的结构。图6是第一叶片20和第二叶片30的剖视图。连接构件21为销形构件，其具有上端和下端，并且上端或下端经嵌缝(caulking)处理。因此，第一叶片20和第二叶片30彼此连接。另外，用于将第一叶片20与第二叶片30连接以便于旋转的部件不限于此。尽管已经详细示出了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限 于上述实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下可进行其它实施方式、变型和修改。
权利要求
1.一种叶片驱动装置，该叶片驱动装置包括基板，其具有开口 ；第一叶片，其能够相对于所述第一开口进退移动，并包括第一槽、第一孔径开口和第二孔径开口，所述第一孔径开口和所述第二孔径开口均小于所述开口；第二叶片，其能够相对于所述开口进退移动，并包括第二槽；第一驱动构件，其包括第一驱动销，所述第一驱动销与所述第一槽接合并能够绕预定位置旋转；以及第二驱动构件，其包括第二驱动销，所述第二驱动销与所述第二槽接合并能够绕预定位置旋转，其中，当在所述第一孔径开口和所述第二孔径开口均与所述开口交叠的闭合状态下所述第二驱动销在一个方向上旋转时，所述第二叶片在所述第二叶片仅覆盖所述第一孔径开口的位置与所述第二叶片仅覆盖所述第二孔径开口的位置之间往复运动。
2.根据权利要求I所述的叶片驱动装置，其中，所述第二叶片与所述第一叶片可旋转地连接，并且通过所述第一驱动销的旋转，所述第二叶片与所述第一叶片一起相对于所述开口进退移动。
3.根据权利要求I或2所述的叶片驱动装置，该叶片驱动装置还包括止动件，所述止动件在所述闭合状态下限制所述第一驱动构件在形成所述闭合状态的方向上旋转，其中，在所述闭合状态下，所述第一驱动构件的旋转中心位于与所述第一驱动销抵接的所述接合槽的内缘的垂线上，或者，在所述闭合状态下，所述垂线的方向是所述第一驱动构件使所述第一叶片从所述第一叶片相对于所述开口退避的退避状态朝着所述闭合状态旋转的方向。
4.根据权利要求I或2所述的叶片驱动装置，该叶片驱动装置还包括用于驱动所述第二驱动构件的致动器，其中，所述致动器包括转子，所述转子在非通电状态下能够停止在预定位置处，并与所述第二驱动构件连接，所述第二槽具有以预定位置为中心的圆弧形状，当所述第一叶片的旋转中心与所述圆弧形状的中心一致时，所述转子在非通电状态下停止时所述第二驱动销位于所述第二槽内，在该状态之后，使所述第一叶片和所述第一叶片从所述开口退避。
5.一种光学设备，该光学设备包括根据权利要求I所述的叶片驱动装置。
全文摘要
一种叶片驱动装置设置有基板，其具有开口；第一叶片，其具有第一槽以及小于所述开口的第一孔径开口和第二孔径开口，并且该第一叶片能够相对于所述第一开口进退移动；第二叶片，其具有第二槽并且能够相对于所述开口进退移动；第一驱动构件，其具有第一驱动销，该第一驱动销与所述第一槽接合，并能够绕预定位置旋转；以及第二驱动构件，其具有第二驱动销，该第二驱动销与所述第二槽接合，并能够绕预定位置旋转。在所述第一孔径开口和第二孔径开口均与所述开口交叠的闭合状态下，所述第二驱动销在一个方向上旋转，这使得所述第二叶片在所述第二叶片仅使所述第一孔径开口闭合的位置与所述第二叶片仅使所述第二孔径开口闭合的位置之间往复运动。
文档编号G03B9/02GK102934022SQ201180027630
公开日2013年2月13日 申请日期2011年9月14日 优先权日2010年12月22日
发明者樱井基晴 申请人:精工精密株式会社