专利名称：光圈结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光圈结构，应用于相机，特别是一种可按固定微量变化光圈口径的光圈结构。
如台湾专利公告第431603号中所揭露的「照相机复合式光圈快门装置」，是以一叶片(iris diaphragm)改变进光量，通过在此叶片上开设多种口径的圆孔，且配合叶片的旋转，使圆孔对准镜头从而控制镜头的进光量，也就是在口径大的圆孔对准镜头时，镜头的进光量会增加，而在口径小的圆孔对准镜头时，镜头的进光量会减少，因此光圈值的级数视圆孔的数目而定，然此种光圈结构却有下列数种缺点1.光圈值的级数越多时(圆孔数越多)，光圈结构的体积越大，所以一般这种光圈结构仅提供二至三级的光圈值。2.在变换不同口径的圆孔时无法拍照，所以这种结构仅能使用固定光圈值拍照。3.因垂直叶片移动平面的方向为其自由端(也就是光轴方向)，所以叶片在移动时会产生浮动的情形。
图1A至是几种几何图形的几何中心到其轮廓任一点的最大长度与最小长度之比的示意图；如图1A至图1C所示，理想的光圈口径为圆形，因从其几何中心(圆心)到其轮廓任一点的最大长度(L)与最小长度(I)皆为定值1，而其它形状正三角形为1.5，正五边形为1.24，正六边形为1.15，正八边形则为1.08等等……，由此可知正n边形L和I的比值将随n的增大而趋近圆形的比值，而如台湾专利公告第367050号中所揭露的「镜头的改良多片式光圈」，是使多个叶片(约五至六片以上)构成趋近圆形的多边形，且这些叶片设置于镜头处，当各叶片分别绕其中心轴同时旋转时，可调节光圈结构的口径，且口径的变化范围也较大，并可用于曝光时光圈变化的拍摄，但此种光圈结构却有下列数种缺点1.因各叶片仅构成多边形的一边，所以需要多片叶片，如此却使得光圈结构更加复杂、制作和组装的困难度增高、且成本昂贵。2.因光圈口径的变化量与叶片旋转量的关系是非线性的，因此光圈口径不易按固定量进行变化。3.因垂直叶片移动平面的方向为其自由端(也就是光轴方向)，所以叶片在移动时会产生浮动的情形。4.因叶片的刚性不足，所以当其被直接推动时易产生翘曲。
另一种可用于曝光时光圈变化的拍摄的光圈结构则由曲柄构成，揭露在美国专利第4797700号及第4884091号专利案中，这两项专利案包括有曲柄及两具有开口的叶片，且通过曲柄驱动此两叶片作反向的直线运动，即可调节光圈口径，因此较上述光圈结构所需的叶片数少，结构简单，且口径的变化范围也较大，然此种光圈结构仍有下列数种缺点1.因曲柄长度的限制，光圈结构的体积无法缩小。2.可按微小的固定变化量改变光圈口径，但所需电路复杂。3.因垂直叶片移动平面的方向为其自由端(也就是光轴方向)，所以叶片在移动时会产生浮动的情形。4.因叶片的刚性不足，所以需要较高的制作精度，以防止直接推动其时引起翘曲。5.因口径无法趋近圆形，所以拍摄时会有亮度不均的情形。
因此，有必要研发出一种光圈结构，能满足下列需求1.叶片的移动能够更平整、平顺。2.减少光圈结构的体积。3.能够用于曝光时光圈变化的拍摄。4.口径能趋近圆形，以提高成像品质。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光圈结构，能通过简单的结构设计减小光圈的体积。
本发明的次要目是提供一种光圈结构，可按微小的固定变化量改变的光圈的口径。
根据本发明所揭露的光圈结构包括有第一、二叶片座及驱动结构，其中第一、二叶片座分别位于彼此重叠的平面，且分别具有相向并对称于光轴的第一、二通光口，当驱动结构驱动第一、二叶片座沿着垂直相机的光轴方向相向或相背移动时，即可调节第一、二通光口的相对相机光轴所形成的孔径，而控制相机的进光量。
为进一步说明本发明的目的、构造特征及其功能，现配合附图详细说明如下。
第一叶片座11具有第一被传动件111、第一导引套112及第一叶片113，其中第一被传动件111设在第一叶片座11一端，其内部中空并具有齿形，可与驱动螺杆31的第一螺纹端311啮合，第一导引套112设于第一叶片座11相对第一被传动件111的另一端，且与第一导引件21枢接，而限制第一叶片座11沿第一导引件21滑动，第一叶片113由第一叶片座11承载，具有数个尺寸相异的第一通光口1131，该第一通光口1131为圆形，每次有一个第一通光口1131对准相机的光轴C，从而控制相机的进光量。
当转动驱动螺杆31时，第一叶片座11被驱动，而在第一导引件21的引导下沿着垂直相机的光轴方向移动，以调节第一通光口1131与光轴C的相对位置，从而通过第一通光口1131所构成的圆形，控制相机的进光量。
图3A、图3B是本发明的另一实施例的立体图及动作图，本发明的另一种实施例包括有第一叶片座11、第二叶片座12、第一导引件21及驱动螺杆31，其中第一导引件21为一长杆，用以限制第一、二叶片座11、12沿其滑动，驱动螺杆31则用以驱动第一、二叶片座11、12，且具有螺纹旋向互为相反的第一螺纹端311及第二螺纹端312，且第一螺纹端311与第二螺纹端312分别与第一、二叶片座11、12啮合。
第一叶片座11具有第一被传动件111、第一导引套112及第一叶片113，其中第一被传动件111设于第一叶片座11一端，其内部中空并具有齿形可与驱动螺杆31的第一螺纹端311啮合，第一导引套112设于第一叶片座11相对第一被传动件111的另一端，且与第一导引件21枢接，从而限制第一叶片座11沿第一导引件21滑动，而第一叶片113被第一叶片座11承载，上有第一通光口1131，此第一通光口1131为V字形。
第二叶片座12具有第二被传动件121、第二导引套122及第二叶片123，其中第二被传动件121设于第二叶片座12一端，其内部中空并具有齿形可与驱动螺杆31的第二螺纹端312啮合，第二导引套122设于第二叶片座12相对第二被传动件121的另一端，且与第一导引件21枢接，从而限制第二叶片座12沿第一导引件21滑动，而第二叶片123被第二叶片座12承载，上有与第一通光口1131相对并对称于相机光轴C的的第二通光口1231，此第二通光口1231为V字形，两第一、二通光口1131、1231彼此相向。
当转动驱动螺杆31时，第一、二叶片座11、12被驱动，在第一导引件21的引导下沿着垂直相机的光轴方向相向或相背地移动，以调节第一、二通光口1131、1231相对相机光轴C所形成的孔径，从而控制相机的进光量(由第一、二通光口1131、1231所构成的菱形)。
图4、图5是本发明的又一实施例的立体分解图及其组合图，本发明的又一种实施例包括有第一叶片座11、第二叶片座12、一对叶片座13、13’、第一导引件21、第二导引件22、驱动螺杆31及传动件41，其中第一导引件21为一长杆，用以限制第一、二叶片座11、12沿其滑动，第二导引件22垂直第一导引件21，用以限制叶片座13、13’沿其滑动，驱动螺杆31则用以驱动第一、二叶片座11、12，且具有螺纹旋向互为相反的第一螺纹端311及第二螺纹端312，可分别与第一、二叶片座11、12啮合，传动件41则由驱动螺杆31驱动，用来驱动叶片座13、13’，图中所示为连接驱动螺杆31的齿轮。
第一叶片座11具有第一被传动件111、第一导引套112及第一叶片113，其中第一被传动件111设于第一叶片座11一端，其中空内部具有齿形，以与驱动螺杆31的第一螺纹端311啮合，第一导引套112设于第一叶片座11相对第一被传动件111的另一端，且与第一导引件21枢接，而限制第一叶片座11沿第一导引件21滑动，第一叶片113被第一叶片座11承载，上有第一通光口1131，此第一通光口1131为V字形。
第二叶片座12具有第二被传动件121、第二导引套122及第二叶片123，其中第二被传动件121设于第二叶片座12一端，其中空内部具有齿形，且与驱动螺杆31的第二螺纹端312啮合，第二导引套122设于第二叶片座12相对第二被传动件121的另一端，且与第一导引件21枢接，而限制第二叶片座12沿第一导引件21滑动，至于第二叶片123被第二叶片座12承载，具有与第一通光口1131相对并对称于相机光轴C的的第二通光口1231，此第二通光口1231为V字形，两第一、二通光口1131、1231彼此相向。
叶片座13、13’，两者同于第一、二叶片座11、12是相向或相背地对称于相机光轴C移动，分别包括第三被传动件131、第三导引套132及第三叶片133，其中第三被传动件131设于叶片座13、13’一端，与传动件41啮合，图中所示的是齿条，用来配合齿轮的驱动螺杆31，第三导引套132设于叶片座13、13’相对第三被传动件131的另一端，且与第二导引件22枢接，而限制叶片座13、13’沿第二导引件22滑动，至于第三叶片133被叶片座13、13’承载。
当转动驱动螺杆31时，第一、二叶片座11、12及叶片座13、13’被驱动，而使第一、二叶片座11、12在垂直相机的光轴方向沿着驱动螺杆31与第一导引件21相向或相背地对称于相机光轴C移动，同时，使叶片座13、13’在第二导引件22的引导下沿着垂直该相机的光轴方向及第一、二叶片座11、12的移动方向相向或相背地对称于相机光轴C移动，以调节第一、二通光口1131、1231及第三叶片133的相对相机光轴C所形成的孔径，而控制相机的进光量(由第一、二通光口1131、1231及第三叶片133所构成的正六边形)。
当然，传动件41也可为减速齿轮组，以调节叶片座13、13’与第一、二叶片座11、12相对的移动速度比，进而使光圈口径更趋近圆形，且使前述的六边形在各叶片座的移动下能维持正六边形的形状。
图6A、图6B分别是本发明的部份分解图及组合图，本发明还包括马达50，其与驱动螺杆31连接，设置方向可垂直各叶片或是平行各叶片，用以提供动力源，当然该马达可为步进马达，以提高控制驱动螺杆31转动的精密度，且本发明还包括壳体60，此壳体60由底座61及盖体62所构成，且两者各包括一彼此相对的穿透孔611、621，以供光线进入相机。
本发明的光圈结构具有下列功效1.减少体积本发明与现有技术相比，长度减少12.5％；2.趋近圆形本发明仅以两对叶片座分别沿不同直线方向移动，即可形成趋近圆形的光圈口径(六角形)，所以可以提供较佳的成像品质，此效果仅需两对叶片座即可实现；3.结构简单本发明主要以叶片座、驱动螺杆及导引件构成，所以结构较简单，因此可降低组装的困难度，甚至是可实现小型化的需求及节省制造成本；4.按固定的微小变化量控制光圈口径本发明通过螺杆节距的设计(螺杆转动的角度与叶片移动量的关系是线性关系)，及光圈口径的变化量与叶片移动量维持线性关系下，可轻易地实现微调叶片座位置的功效。
5.叶片移动平顺本发明的叶片座以驱动螺杆驱动，且配合导引件的限制，可使叶片在移动时不至产生翘曲及于相机光轴方向浮动的情形。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；因此凡根据本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，均为本发明的专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种光圈结构，应用于一相机，其特征在于，该光圈结构包括一第一导引件，是一长杆；一驱动螺杆，其两端分别为具有旋向互为相反螺纹的一第一螺纹端及一第二螺纹端；一第一叶片座，上有一第一通光口，且该第一叶片座的相对两端分别与该第一导引件枢接及与该驱动螺杆的该第一螺纹端啮合；及一第二叶片座，上有与该第一通光口相对、并一同对称于该相机光轴的一第二通光口，且该第二叶片座的相对两端分别与该第一导引件枢接及该驱动螺杆的该第二螺纹端啮合，当转动该驱动螺杆时，该第一、二叶片座被驱动，在该第一导引件的引导下沿着垂直该相机的光轴方向相向或相背地对称于该相机光轴移动，以调节该第一、二通光口相对该相机光轴所形成的孔径，进而控制该相机的进光量。
2.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于所述第一叶片座一端设有一第一被传动件，且该第一被传动件的内部中空并具有齿形，以与该驱动螺杆的该第一第一螺纹端啮合。
3.如权利要求2所述光圈结构，其特征在于所述第一叶片座具有设于相对其该端的一第一导引套，与该第一导引件枢接，从而限制该第一叶片座沿其滑动。
4.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于所述第一叶片座承载有一第一叶片，且该第一通光口设置于该第一叶片。
5.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于所述第二叶片座具有设于其一端的一第二被传动件，且该第二被传动件中空的内部具有齿形，以与该驱动螺杆的该第二螺纹端啮合。
6.如权利要求5所述光圈结构，其特征在于所述第二叶片座具有设于相对其该端的一第二导引套，以与该第一导引件枢接，而限制该第二叶片座沿其滑动。
7.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于所述第二叶片座承载有一第二叶片，且该第二通光口设置于该第二叶片。
8.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于所述第一、二通光口是V字形，且彼此相向。
9.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于还包括一第二导引件，垂直该第一导引件；一传动件，由该驱动螺杆驱动；及一对叶片座，两者相向或相背地对称于该相机光轴移动，且分别具有一第三叶片，并各与该第二导引件枢接及与该传动件啮合，当转动该驱动螺杆时，该第一、二叶片座及该对叶片座被驱动，使该第一、二叶片座在该第一导引件的引导下沿着垂直该相机的光轴方向相向或相背地移动，并使该对叶片座在该第二导引件的引导下沿着垂直该相机的光轴方向及该第一、二叶片座的移动方向相向或相背地移动，以调节该第三叶片与该第一、二通光口的相对该相机光轴所形成的孔径，进而控制该相机的进光量。
10.如权利要求9所述光圈结构，其特征在于所述对叶片座分别具有设于其一端的一第三被传动件，以与该传动件啮合。
11.如权利要求10所述光圈结构，其特征在于所述第三被传动件是一齿条，且该传动件与该驱动螺杆的一齿轮连接，以驱动该第三被传动件。
12.如权利要求10所述光圈结构，其特征在于所述对叶片座分别具有设于相对其该端的一第三导引套，以与该第二导引件枢接，而限制该叶片座沿其滑动。
13.如权利要求9所述光圈结构，其特征在于所述传动件是一减速齿轮组，以调节该对叶片座与该第一、二叶片座相对的移动速度比。
14.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于还包括一马达，该马达与该驱动螺杆连接，以提供动力源。
15.如权利要求14所述光圈结构，其特征在于所述马达是步进马达。
16.如权利要求1所述光圈结构，其特征在于还包括一壳体，该壳体包括相对的两穿透孔，以供光线进入该相机。
17.如权利要求16所述光圈结构，其特征在于所述壳体包括一底座及一盖体，且该两穿透孔分别设于该底座与该盖体。
18.一种光圈结构，应用于一相机，其特征在于包括一第一导引件，为一长杆；一驱动螺杆，具有一第一螺纹端；一第一叶片座，具有多个圆形且尺寸相异的第一通光口，且其相对两端分别与该第一导引件枢接及与该驱动螺杆的该第一螺纹端啮合，当转动该驱动螺杆时，该第一叶片座被驱动，而在该第一导引件的引导下沿着垂直该相机的光轴方向移动，以调节该第一通光口与该相机光轴的相对位置，进而控制该相机的进光量。
19.如权利要求18所述光圈结构，其特征在于所述多个第一通光口是排列成一直线的。
20.如权利要求18所述光圈结构，其特征在于所述第一叶片座具有设于其一端的一第一被传动件，且该第一被传动件的中空内部具有齿形，以与该驱动螺杆的该第一螺纹端啮合。
21.如权利要求20所述光圈结构，其特征在于所述第一叶片座具有设于相对其该端的一第一导引套，以与该第一导引件枢接，而限制该第一叶片座沿其滑动。
22.如权利要求18所述光圈结构，其特征在于所述第一叶片座承载有一第一叶片，且该第一通光口设在该第一叶片上。
全文摘要
本发明涉及一种光圈结构，包括有第一导引件、驱动螺杆及第一、二叶片座，其中驱动螺杆具有螺纹旋向互为相反的第一、二螺纹端，而第一叶片座相对两端分别与第一导引件枢接及与第一螺纹端啮合，第二叶片座相对两端分别与第一导引件及第二螺纹端啮合，且两者分别具有相向且对称于相机光轴的第一、二通光口，当转动驱动螺杆，第一、二叶片座被驱动，而在第一导引件的引导下沿垂直相机的光轴方向相向或相背地移动，以调节第一、二通光口的相对相机光轴所形成的孔径，而控制光圈口径及相机的进光量。
文档编号G03B9/08GK1448775SQ0210610
公开日2003年10月15日 申请日期2002年4月3日 优先权日2002年4月3日
发明者涂银发, 陈志文, 姜皇成, 张耿智 申请人:财团法人工业技术研究院