專利名稱：光量控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于如膠片相機、攝影機及數(shù)字照相機等光學設備的光圈葉片、制造該光圈葉片的方法以及具有該光圈葉片的光量控制器。
背景技術(shù)：
如攝影機和數(shù)字照相機等具有固態(tài)攝像元件的相機和使用膠片的相機通常具有 光圈裝置(光量控制器)，該光圈裝置控制孔徑，以檢查鏡頭的焦點深度以及控制聚焦在膠 片或固態(tài)攝像元件上的被攝體的光量。此外，投影圖像的光學設備可具有光量控制器。典 型地，該光量控制器包括使用多個光屏蔽葉片(光圈葉片)以改變繞如可變光圈的光軸的 孔徑的類型、以及兩個光圈葉片沿相反方向相對移動以改變孔徑的類型。前一種類型可以連續(xù)地改變孔徑，因此可以獲得期望的孔徑。然而，為了獲得近似 圓形的孔，必須增加光圈葉片的數(shù)量，由此增加了成本。另一方面，后一種類型使用少量的光圈葉片，從而可以節(jié)約成本。然而，難以獲得 近似圓形的孔。光圈葉片通常具有光屏蔽葉片基部和用于轉(zhuǎn)動葉片基部的軸部。迄今為止，為了在葉片處形成軸，通過機械嵌縫(caulking)在金屬板或塑料板處 布置金屬軸，或者通過基體上注塑成型(outsert molding)在葉片板處設置樹脂。這些方 法需要大量工時，并且具有可靠性問題。另外，軸的嵌縫痕跡或者由于基體上注塑成型導致 的軸的葉片安裝部可能從具有軸的葉片的背側(cè)突出，并且當驅(qū)動葉片時嵌縫痕跡或葉片安 裝部可能鉤到板。因此，如圖14A所示，日本特開平6-317826號公報提出一種光圈葉片60，該光圈葉 片60具有由合成樹脂制成的葉片基板61和突出接合部62和63，通過注射成形使葉片基板 61與突出接合部62和63 —體地形成。因此，可以顯著地減少用于制造光圈葉片的工時數(shù) 和制造成本。此外，如圖14B所示，日本特公平6-68595號公報提出一種曝光控制葉片70，該曝 光控制葉片70被制造成在葉片的銷釘保持位置形成凹部，將葉片輸送到用于在葉片上成 形銷釘?shù)淖⑸涑尚蔚哪＞?，在夾緊葉片期間，通過模具的一部分向上推凹部以使其突出到 模具的腔中，并且當注射成形銷釘時通過銷釘?shù)臉渲采w并保持該凹部。因此，無需在光圈葉 片或快門葉片中制造孔就可以在凹部處用樹脂覆蓋并保持銷釘，由此增大了銷釘保持強度。然而，對于上述光圈葉片，軸部的厚度比葉片基部的厚度大，從而，注射成形期間 樹脂的流動性可能小，或者軸部可能變形。這可能使軸部的尺寸精度劣化。當葉片基部的厚 度減小時問題更加顯著。相反，如果葉片基部的厚度增大，則驅(qū)動葉片期間載荷可能變大。 因此，不得不增大如電動機等葉片驅(qū)動器的尺寸，結(jié)果，整個設備可能變大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光圈葉片、制造該光圈葉片的方法以及具有該光圈葉片的光量控 制器，該光圈葉片能夠減小設備的尺寸并增大其尺寸精度。本發(fā)明的一方面包括薄板狀葉片構(gòu)件和設置在葉片構(gòu)件的至少一個表面上的軸 構(gòu)件。葉片構(gòu)件由激光吸收性樹脂制成，而軸構(gòu)件由激光透過性樹脂制成。利用透過軸構(gòu) 件的激光束將葉片構(gòu)件熔接到軸構(gòu)件。本發(fā)明的另一方面包括一種光量控制器，其包括光圈葉片；以及驅(qū)動源，其被構(gòu) 造成驅(qū)動所述光圈葉片，其中，所述光圈葉片包括光屏蔽薄板狀構(gòu)件和利用激光束接合到 所述薄板狀構(gòu)件的軸構(gòu)件，所述軸構(gòu)件由激光透過性樹脂制成，所述薄板狀構(gòu)件由激光吸 收性樹脂制成，所述軸構(gòu)件在接合到所述薄板狀構(gòu)件的端部處具有倒角部。從以下參考附圖對典型實施例的說明中，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示意性示出具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的光圈葉片的光量控制器的構(gòu)造的 分解立體圖；圖2是示出根據(jù)第一實施例的光圈葉片的平面圖；圖3是示出沿圖2中線III-III截取的根據(jù)第一實施例的光圈葉片的局部剖視 圖；圖4是示出當改變照射時間并且對于每個照射時間改變激光輸出時的熔化狀態(tài) 的圖；圖5是示出對于1秒的照射時間改變激光輸出時的熔化狀態(tài)的圖；圖6是示出根據(jù)第二實施例的光圈葉片的平面圖；圖7是示出沿圖6中線VII-VII截取的根據(jù)第二實施例的光圈葉片的局部剖視 圖；圖8A和圖8B分別示出第一軸部和筒狀構(gòu)件。圖8A是示出靠近突出熔接部的第 一軸部的剖視圖，圖8B是示出筒狀構(gòu)件的剖視圖；圖9A至圖9D圖解形成根據(jù)第二實施例的光圈葉片的第一軸部的方法，圖9A示出 第一步驟，圖9B示出第二步驟，而圖9C示出第三步驟；圖10是示出根據(jù)第三實施例的光圈葉片的平面圖；圖11是示出沿圖10中線XI-XI截取的根據(jù)第三實施例的光圈葉片的局部剖視 圖；圖12是示出圖11中的第一軸部的變形例的圖解；圖13是示出圖11中的第一軸部的另一變形例的圖解；圖14A和圖14B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光圈葉片的構(gòu)造的剖視圖，圖14A示出第 一現(xiàn)有技術(shù)，而圖14B示出第二現(xiàn)有技術(shù)。
具體實施例方式第一實施例
圖1是示意性示出具有根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光圈葉片的光量控制器的構(gòu) 造的分解立體圖。在圖1中，設置有光圈葉片1、2、3、4、5和6。光圈葉片1包括薄板葉片基部(葉 片構(gòu)件)la，其調(diào)節(jié)光路的孔；第一軸部lb，其設置在葉片基部Ia的一個表面上以控制葉片 基部Ia的運動；以及第二軸部lc，其設置在葉片基部Ia的另一個表面上以控制葉片基部 Ia的運動。與光圈葉片1類似，光圈葉片2至6分別包括葉片基部2a至6a、第一軸部2b 至6b和第二軸部2c至6c (盡管它們中的一些未示出)。光圈葉片2至6的構(gòu)造與光圈葉 片1的構(gòu)造類似，因此省略其說明。 轉(zhuǎn)動構(gòu)件7是環(huán)狀，并且在中央具有開口 7a。轉(zhuǎn)動構(gòu)件7包括軸孔7b至7g、被分 割成六個部分的轉(zhuǎn)動裝配突出部7h、以及齒輪7i。凸輪構(gòu)件8是環(huán)狀，并且在中央具有開口 8a。凸輪構(gòu)件8包括凸輪槽8b至8g。加壓構(gòu)件9是環(huán)狀，并且在中央具有開口 9a。加壓構(gòu)件9包括孔9b和電動機安裝 部9c。步進電動機10驅(qū)動轉(zhuǎn)動構(gòu)件7。小齒輪11被固定到步進電動機10的軸的頂部， 并且被安裝到加壓構(gòu)件9的電動機安裝部9c。小齒輪11穿過加壓構(gòu)件9的孔％，并且與 轉(zhuǎn)動構(gòu)件7的齒輪7i嚙合。加壓構(gòu)件9被固定到凸輪構(gòu)件8，而轉(zhuǎn)動構(gòu)件7和光圈葉片1至6被置于加壓構(gòu)件 9和凸輪構(gòu)件8之間，從而防止轉(zhuǎn)動構(gòu)件7和光圈葉片1至6沿光軸方向被分開。此時，轉(zhuǎn) 動構(gòu)件7的轉(zhuǎn)動裝配突出部7h被裝配到加壓構(gòu)件9的開口 9a，由此被可轉(zhuǎn)動地支撐。光圈 葉片1至6的第一軸部Ib至6b分別被可轉(zhuǎn)動地裝配到轉(zhuǎn)動構(gòu)件7的軸孔7b至7g。第二 軸部Ic至6c分別被可滑動地裝配到凸輪構(gòu)件8的凸輪槽8b至Sg。光圈葉片1至6繞光軸沿圓周均勻地布置。葉片基部Ia至6a彼此重疊，從而可 以控制光圈的孔。當重疊的區(qū)域增大時，光圈的孔減小。當步進電動機10驅(qū)動時，小齒輪11轉(zhuǎn)動，并且與小齒輪11的轉(zhuǎn)動對應地轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn) 動構(gòu)件7。轉(zhuǎn)動構(gòu)件7的轉(zhuǎn)動使得光圈葉片1至6的第一軸部Ib至6b移動，并且使得第二 軸部Ic至6c沿凸輪構(gòu)件8的凸輪槽8b至8g移動。六個光圈葉片1至6以類似的方式轉(zhuǎn) 動，由此在光圈葉片1至6從凸輪構(gòu)件8的開口 8a退避的完全打開狀態(tài)與光圈葉片1至6 被插入到凸輪構(gòu)件8的開口 8a的縮小光圈狀態(tài)之間連續(xù)改變孔的狀態(tài)。也就是說，改變光 圈的孔徑，從而可以通過控制步進電動機10來控制光束的量(光量)。接著，詳細說明根據(jù)第一實施例的光圈葉片的葉片基部與軸部之間的關(guān)系。圖2是示出圖1中的光圈葉片1的平面圖。圖3是示出沿圖2中的線III-III截 取的光圈葉片1的局部剖視圖。下面參考圖2和圖3說明葉片基部Ia與第一軸部Ib之間 的關(guān)系。其它的葉片基部2a至6a與第一軸部2b至6b之間的關(guān)系、以及葉片基部2a至6a 與第二軸部2c至6c之間的關(guān)系與上面例子的關(guān)系類似，因此省略其說明。圖2和圖3示出第一軸部Ib在激光束照射之后的形狀，或者第一軸部Ib與葉片基 部Ia—體形成的狀態(tài)。在激光束照射之前，第一軸部Ib由以下部分構(gòu)成突出熔接部31， 筒狀構(gòu)件40 (稍后說明)被熔接到該突出熔接部31 ；凹部32，其形成在突出熔接部31的背 側(cè)；以及筒狀構(gòu)件(突出構(gòu)件)40，其被熔接到突出熔接部31。筒狀構(gòu)件40具有第一凹部41和第二凹部42，第一凹部41設置在筒狀構(gòu)件40的靠近葉片基部Ia的一端，并且與突出熔接部31接觸，第二凹部42設置在另一端。由于筒 狀構(gòu)件40具有第二凹部42，因此激光束容易透過并且容易熔化突出熔接部31。為了將筒狀構(gòu)件40熔接到葉片基部la，首先，將筒狀構(gòu)件40布置在葉片基部Ia的突出熔接部31處，并且將用作壓板的一塊透明玻璃(未示出)布置在筒狀構(gòu)件40的第 二凹部42側(cè)。通過透明玻璃將筒狀構(gòu)件40壓接到葉片基部la。筒狀構(gòu)件40的外周覆蓋 有不會透過激光束的遮光板。因為筒狀構(gòu)件40的外周覆蓋有遮光板，因此僅所需的區(qū)域可 以被激光束照射。接著，激光束從筒狀構(gòu)件40的第二凹部42側(cè)發(fā)射到葉片基部la。從第二凹部42 側(cè)發(fā)射的激光束透過筒狀構(gòu)件40、到達葉片基部Ia的突出熔接部31、然后被吸收。此時， 在筒狀構(gòu)件40的第一凹部41與葉片基部Ia的突出熔接部31接觸的接觸面處吸收的激光 束作為能量被積聚。因此，突出熔接部31的接觸面被加熱并熔化，并且由于熱量從葉片基 部Ia的熔接面?zhèn)鬟f，因此，筒狀構(gòu)件40的第一凹部41的接觸面被加熱并熔化。因此，葉片 基部Ia被一體地熔接到筒狀構(gòu)件40。筒狀構(gòu)件40的高度H是例如0. 8mm,并且葉片基部Ia的厚度t是例如0. 14mm (圖 3)。由激光吸收性樹脂制成的葉片基部Ia的厚度t明顯小于由激光透過性樹脂制成的筒 狀構(gòu)件40的高度H ；葉片基部Ia容易受到激光照射的熱影響，并且對激光照射敏感。如果 激光束的能量過大，則可能在葉片基部Ia中產(chǎn)生孔，并且傳遞到筒狀構(gòu)件40的熱量可能增 大。因此，筒狀構(gòu)件40的熔化量可能增大，并且難以保持尺寸精度。相反，如果激光束的能 量過小，則熔接可能變得不完全。從而，必須在葉片基部Ia和筒狀構(gòu)件40不變形的情況下 將筒狀構(gòu)件40熔接到葉片基部la，并且還必須獲得具有給定的熔接力的良好的熔化狀態(tài)。在本實施例中，葉片基部Ia由激光吸收性樹脂制成。例如，該激光吸收性樹脂是 主要由含有黑涂料、碳等的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)構(gòu)成的材料。筒狀構(gòu)件40由激光 透過性樹脂制成。例如，該激光透過性樹脂由含有玻璃材料的聚碳酸酯(PC)構(gòu)成。通過用 激光束照射葉片基部Ia來熔接葉片基部Ia和筒狀構(gòu)件40。激光透過性樹脂的熔點低于激 光吸收性樹脂的熔點。另外，激光透過性樹脂的熔點與激光吸收性樹脂的熔點之差可小于 20°C。在本實施例中，葉片基部Ia由激光吸收性樹脂制成，而設置在葉片基部Ia的一個 表面上的筒狀構(gòu)件40由激光透過性樹脂制成，并且用透過筒狀構(gòu)件40的激光束熔接葉片 基部Ia和筒狀構(gòu)件40。此外，激光透過性樹脂的熔點低于激光吸收性樹脂的熔點。因此， 可以通過激光照射來熔接葉片基部Ia和筒狀構(gòu)件40，可以在葉片基部Ia和筒狀構(gòu)件40不 變形的情況下熔接葉片基部Ia和筒狀構(gòu)件40，并且可以獲得具有給定的熔接力的良好的 熔化狀態(tài)。從而，可以保持突出構(gòu)件的強度，可以增大突出構(gòu)件的尺寸精度，并且可以減少 制造成本。在本實施例中，雖然激光吸收性樹脂由主要由含有黑涂料、碳等的聚對苯二甲酸 乙二醇酯構(gòu)成的材料制成，但不限于此。激光吸收性樹脂可由主要由含有黑涂料、碳等的PC 樹脂或ABS樹脂構(gòu)成的材料制成。此外，雖然激光透過性樹脂由含有玻璃材料的聚碳酸酯制成，但不限于此。激光透 過性樹脂可由主要由含有玻璃材料的聚碳酸酯構(gòu)成的材料制成。作為選擇，激光透過性樹 脂可由含有玻璃材料的無色或透明的POM樹脂制成。
在本實施例中，雖然筒狀構(gòu)件40具有設置在筒狀構(gòu)件40的靠近葉片基部Ia的一端并且與突出熔接部31接觸的第一凹部41以及設置在另一端的第二凹部42，但不限于此。 筒狀構(gòu)件40可僅具有設置在筒狀構(gòu)件40的靠近葉片基部Ia的一端并且與突出熔接部31 接觸的第一凹部41。此外，在本實施例中，雖然筒狀構(gòu)件40的高度H是0. 8mm，并且葉片基部Ia的厚度 t是0. 14mm，但是可根據(jù)使用情況來改變這些尺寸。接著，下面說明根據(jù)第一實施例的光圈葉片1的葉片基部Ia和筒狀構(gòu)件40的熔 接性能。選擇用于激光透過性樹脂和激光吸收性樹脂的材料，以滿足(激光透過性樹脂的 熔點)< (激光吸收性樹脂的熔點)的條件、以及o°c< (激光吸收性樹脂的熔點)-(激光 透過性樹脂的熔點)<20°C的條件。也就是說，組合激光透過性樹脂的熔點低于激光吸收 性樹脂的熔點的材料和激光吸收性樹脂與激光透過性樹脂之差小于20°C的材料。特別地， 制造由含有玻璃材料的聚碳酸酯(熔點= 245°C)制成的筒狀構(gòu)件、以及由主要由含有碳材 料的聚對苯二甲酸乙二醇酯(熔點=255°C )構(gòu)成的材料制成的葉片基部。然后，用半導體 激光照射葉片基部與筒狀構(gòu)件之間的接觸面1秒，并且形成熔接面。改變該1秒的照射時 間的激光輸出，并且對于每個改變的激光輸出，觀察葉片基部與筒狀構(gòu)件的熔化狀態(tài)。表1 示出觀察結(jié)果。表 1 照射時間1秒，筒狀構(gòu)件含有玻璃的PC，葉片基部ΡΕΤ在表1中，“Δ”表示每個部件的熔接面的熔化狀態(tài)不充分，“X”表示由于過度的 熔化狀態(tài)每個部件中除了熔接面之外發(fā)生變形、膨脹或穿孔，而“〇”表示每個部件的熔接 面的熔化狀態(tài)是充分的、并且具有給定的熔接力的良好狀態(tài)。在觀察結(jié)果中，“0Κ”表示成 功完成樹脂的激光熔接，而“NG”表示未能成功完成樹脂的激光熔接。如表1所示，對于14W或更低的激光輸出，筒狀構(gòu)件的接觸面的熔化狀態(tài)不充分， 而對于15W 16W的范圍的激光輸出，筒狀構(gòu)件的接觸面的熔化狀態(tài)是充分的。對于17W 或更高的激光輸出，熔化狀態(tài)是過度的，并且發(fā)生變形、膨脹或穿孔。對于13W或更低的激 光輸出，葉片基部的熔化狀態(tài)不充分，而對于14W 16W的范圍的激光輸出，葉片基部的熔 化狀態(tài)是充分的。對于17W或更高的激光輸出，熔化狀態(tài)是過度的，并且發(fā)生穿孔。
參考表1，對于1秒的照射時間，如果激光輸出范圍是15W 16W，則筒狀構(gòu)件和葉片基部的熔化狀態(tài)均變得充分，由此成功完成樹脂的激光熔接。接著，圖4示出當改變照射時間(0. 7秒和0. 5秒)、并且對于每個照射時間改變激 光輸出時的熔化狀態(tài)。注意，在圖4中，“白色正方形”用于表示過度的熔化狀態(tài)，而“黑色 三角形”用于表示不充分的熔化狀態(tài)。如圖4所示，當照射時間被設定成0. 5秒時，對于18W或更低的激光輸出，熔化狀 態(tài)不充分(繪制為“黑色三角形”)。對于19W或更高的激光輸出，筒狀構(gòu)件40變形(繪制 為“白色正方形”)。當照射時間被設定成0. 7秒時，對于15W或更低的激光輸出，熔化狀態(tài)不充分(繪 制為“黑色三角形”)。對于19W或更高的激光輸出，筒狀構(gòu)件40變形(繪制為“白色正方 形”)。相反，對于16W 18W的范圍的激光輸出，在筒狀構(gòu)件40不變形的情況下熔接筒狀 構(gòu)件40和葉片基部la，并且可以獲得具有給定的熔接力的良好的熔化狀態(tài)(繪制為“黑色 圓”)。當照射時間被設定成1. 0秒時，對于14W或更低的激光輸出，熔化狀態(tài)不充分(繪 制為“黑色三角形”)。對于17W或更高的激光輸出，筒狀構(gòu)件40變形(繪制為“白色正方 形”)。相反，對于是15W 16W的范圍的激光輸出，在筒狀構(gòu)件40不變形的情況下熔接筒 狀構(gòu)件40和葉片基部la，并且可以獲得包括具有給定的熔接力的良好的熔化狀態(tài)的區(qū)域 (繪制為“黑色圓”)。參考圖4，可以在以下條件下實現(xiàn)筒狀構(gòu)件與葉片基部之間的樹脂激光熔接激 光透過性樹脂的熔點(245°C )低于激光吸收性樹脂的熔點(255°C )，激光吸收性樹脂與激 光透過性樹脂的熔點之差小于20°C，并且對于1.0秒的照射時間，激光輸出范圍是15W 16W。此外，可以在以下條件下以高尺寸精度實現(xiàn)筒狀構(gòu)件與葉片基部之間的樹脂激光熔 接激光透過性樹脂的熔點低于激光吸收性樹脂的熔點，激光吸收性樹脂與激光透過性樹 脂的熔點之差小于20°C，并且對于0. 7秒的照射時間，激光輸出范圍是16W 18W。接著，作為比較例，制造由主要由含有碳材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯(熔點= 2550C )構(gòu)成的材料制成的葉片基部、以及由聚碳酸酯(熔點=2250C )制成的筒狀構(gòu)件。 特別地，該比較例與上述例子的不同之處僅在于用于筒狀構(gòu)件的聚碳酸酯不含有玻璃構(gòu) 件。用半導體激光照射葉片基部與筒狀構(gòu)件之間的接觸面1秒，并且形成熔接面。改變該 1秒的照射時間的激光輸出，并且對于每個改變的激光輸出，觀察葉片基部與筒狀構(gòu)件的熔 化狀態(tài)。表2示出觀察結(jié)果。表 2 照射時間1秒，筒狀構(gòu)件PC，葉片基部PET在表2中，“Δ”表示每個部件的熔接面的熔化狀態(tài)不充分，“ X ”表示由于過度的 熔化狀態(tài)每個部件中除了熔接面之外發(fā)生變形、膨脹或穿孔，而“〇”表示每個部件的熔接 面的熔化狀態(tài)是充分的、并且具有給定的熔接力的良好狀態(tài)。在觀察結(jié)果中，“0K”表示成 功完成樹脂的激光熔接，而“NG”表示未能成功完成樹脂的激光熔接。如表2所示，對于IlW或更低的激光輸出，筒狀構(gòu)件的接觸面的熔化狀態(tài)不充分， 而對于12W 13W的范圍的激光輸出，筒狀構(gòu)件的接觸面的熔化狀態(tài)是充分的。對于14W 或更高的激光輸出，熔化狀態(tài)是過度的，并且發(fā)生變形、膨脹或穿孔。對于13W或更低的激 光輸出，葉片基部的熔化狀態(tài)不充分，而對于14W 16W的范圍的激光輸出，葉片基部的熔 化狀態(tài)是充分的。對于17W或更高的激光輸出，熔化狀態(tài)是過度的，并且發(fā)生穿孔。參考表 2，僅通過控制激光輸出，筒狀構(gòu)件和葉片基部的熔化狀態(tài)均不充分，因此不能獲得良好的 熔化狀態(tài)。圖5是示出改變照射時間是1秒的激光輸出的熔化狀態(tài)的圖。注意，在圖5中，“白 色正方形”用于表示過度的熔化狀態(tài)，而“黑色三角形”用于表示不充分的熔化狀態(tài)。如圖5所示，對于14W或更高的激光輸出，傳遞到筒狀構(gòu)件40的熱量變大，并且在 筒狀構(gòu)件40中發(fā)生變形、膨脹或穿孔(圖中繪制為“白色正方形”)。相反，對于13W或更 低的激光輸出，熔接不充分(繪制為“黑色三角形”)。因此，在該比較例中，不能獲得用給定的熔接力熔接筒狀構(gòu)件40與葉片基部Ia的 良好的熔化狀態(tài)的區(qū)域。第二實施例說明具有根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光圈葉片的光量控制器。第二實施例的光量 控制器與第一實施例的光量控制器的不同之處僅在于光圈葉片。第二實施例的光量控制器 的基本構(gòu)造與圖1所示的光量控制器的基本構(gòu)造類似，因此省略其說明。其后，詳細說明根據(jù)第二實施例的光圈葉片101的葉片基部IOla與第一軸部IOlb 之間的關(guān)系。圖6是示出應用于圖1中的構(gòu)造的光圈葉片101的平面圖。圖7是示出沿圖6中 的線VII-VII截取的光圈葉片101的局部剖視圖。下面參考圖6和圖7說明葉片基部IOla 與第一軸部IOlb之間的關(guān)系。在圖6和圖7中，第一軸部IOlb包括突出熔接部131，其與葉片基部IOla—體 形成，并且筒狀構(gòu)件140 (稍后說明)被熔接到該突出熔接部131 ；凹部132，其形成在突出 熔接部131的背側(cè)；以及筒狀構(gòu)件140 (軸構(gòu)件)，其被熔接到突出熔接部131。葉片基部IOla由如含有黑涂料、碳等的PET樹脂、PC樹脂或ABS樹脂等激光吸收性樹脂制成。筒狀構(gòu)件140由如無色或透明的POM樹脂、或PC樹脂等可透過激光束的激光 透過性樹脂制成。筒狀構(gòu)件140具有第一凹部141和第二凹部142，第一凹部141設置在筒狀構(gòu)件 140的靠近葉片基部IOla的一端，并且與突出熔接部131 (突出部)接觸，第二凹部142設 置在另一端。由于筒狀構(gòu)件140具有第二凹部142，因此激光束容易透過并且容易熔化突出 熔接部131。圖8A和圖8B分別圖解第一軸部IOlb和筒狀構(gòu)件140。圖8A是示出第一軸部IOlb的突出熔接部131附近的剖視圖。圖8B是示出筒狀構(gòu)件140的剖視圖。如圖8A所示，突出熔接部131具有與筒狀構(gòu)件140接觸的接觸面131a(第一接觸 面)，而筒狀構(gòu)件140具有與突出熔接部131接觸的接觸面141a (第二接觸面)。假設h2是 突出熔接部131的突出長度(從葉片基部IOla的主表面到接觸面131a的長度)，并且hi 是第一凹部141的凹進深度(從筒狀構(gòu)件140的端面到接觸面141a的深度)，則深度hi和 突出長度h2滿足hi >h2的關(guān)系。圖9A至圖9D圖解形成光圈葉片101的第一軸部IOlb的方法。圖9A示出第一步 驟，圖9B示出第二步驟，而圖9C示出第三步驟。形成第二軸部IOlc的方法與形成第一軸 部IOlb的方法類似，因此省略其說明。在圖9A至圖9C中，通過加壓制造由激光吸收性樹脂制成并且在表面上具有突出 熔接部131的葉片基部101a，并且制造由激光透過性樹脂制成并且在兩端面上具有第一凹 部141和第二凹部142的筒狀構(gòu)件140。然后，使用定位構(gòu)件(未示出)，筒狀構(gòu)件140與 葉片基部IOla接觸，使得第一凹部141與突出熔接部131大致同軸地布置(圖9A中的第 一步驟)。然后，使用組裝工具(未示出)，將葉片基部IOla的凹部132壓向筒狀構(gòu)件140 的第一凹部141 (沿圖中的箭頭所示的方向)，使得突出熔接部131的接觸面131a與第一凹 部141的接觸面141a接觸(圖9B中的第二步驟)。盡管在上述hi > h2的關(guān)系下，在通常 狀態(tài)下突出熔接部131的接觸面131a不與第一凹部141的接觸面141a接觸(圖9A)，但 是通過將突出熔接部131壓向第一凹部141，使葉片基部IOla彈性變形，因此，突出熔接部 131的接觸面131a與第一凹部141的接觸面141a接觸。然后，在突出熔接部131的接觸面131a與第一凹部141的接觸面141a接觸的狀 態(tài)下，利用來自筒狀構(gòu)件140的第二凹部142側(cè)的激光照射裝置的激光束照射筒狀構(gòu)件 140 (圖9C中的第三步驟)。由于筒狀構(gòu)件140由激光透過性樹脂制成，因此激光束透過筒 狀構(gòu)件140，然后發(fā)射到突出熔接部131的接觸面131a上。發(fā)射到突出熔接部131的接觸 面131a上的激光束使得突出熔接部131的接觸面131a熔化，由此將突出熔接部131熔接 到筒狀構(gòu)件140。此時，在突出熔接部131與筒狀構(gòu)件140之間形成熔接層150 (圖9D)。 因此，可以加強突出熔接部131的接觸面131a與第一凹部141的接觸面141a之間的粘附。 此外，由于在突出熔接部131的背側(cè)形成凹部132，因此樹脂不會從用作圖1中的凸輪構(gòu)件 8的滑動面的葉片基部IOla的背面突出，因此，可以可靠地保持凸輪構(gòu)件8與光圈葉片101 之間的滑動條件(sliding condition) 0此外，由于筒狀構(gòu)件140由激光透過性樹脂制成， 因此可以使激光束當透過筒狀構(gòu)件140時的衰減最小化。從而，可以將突出熔接部131的 接觸面131a有效地熔接到第一凹部141的接觸面141a。其后，當形成在接觸面131a與接觸面141a之間的熔接層150被固化時，以加壓的方式將第一軸部IOlb固定到葉片基部101a。因此，第一軸部IOlb被穩(wěn)定地固定到葉片基 部101a，而不會與葉片基部IOla松開。對于本實施例，由于葉片基部IOla由激光吸收性樹脂制成，而筒狀構(gòu)件140由激 光透過性樹脂制成，并且利用透過筒狀構(gòu)件140的激光束將葉片基部IOla熔接到筒狀構(gòu)件 140，因此甚至可以在薄的葉片基部上容易地形成軸部。從而，可以減小設備的尺寸，并且可 以提高尺寸精度。此外，由于通過使用激光束熔接形成軸部，因此與通過機械加壓或者通過 使用樹脂基體上注塑成型而在葉片板上形成的軸部相比，在葉片基部的軸部的背側(cè)不會產(chǎn) 生突出。因此，可以可靠地保持凸輪構(gòu)件8與光圈葉片101之間的滑動條件。在本實施例中，雖然筒狀構(gòu)件140具有設置在筒狀構(gòu)件140的靠近葉片基部IOla 的一端并且與突出熔接部131接觸的第一凹部141以及設置在另一端的第二凹部142，但是 不限于此。筒狀構(gòu)件140可以僅具有設置在筒狀構(gòu)件140的靠近葉片基部IOla的一端并 且與突出熔接部131接觸的第一凹部141。第三實施例說明具有根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光圈葉片的光量控制器。第三實施例的光量 控制器與第一實施例的光量控制器的不同之處僅在于光圈葉片。第三實施例的光量控制器 的基本構(gòu)造與圖1所示的光量控制器的基本構(gòu)造類似，因此省略其說明。其后，詳細說明根據(jù)第三實施例的光圈葉片201的葉片基部201a與第一軸部201b 之間的關(guān)系。圖10是示出應用于圖1中的構(gòu)造的光圈葉片201的平面圖。圖11是示出沿圖10 中的線XI-XI截取的光圈葉片201的局部剖視圖。下面參考圖10和圖11說明葉片基部 201a與第一軸部201b之間的關(guān)系。參考圖10和圖11，葉片基部201a具有光屏蔽性能。第一軸部201b被接合到葉片 基部201a。特別地，通過對如主要由含有例如黑涂料的聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成的材料 等激光吸收性樹脂制成的板構(gòu)件施壓并沖壓來制造葉片基部201a。利用例如作為透明的 天然的標準聚碳酸酯(未填充有如碳等其它物質(zhì))的材料等激光透過性樹脂成形第一軸部 201b。第一軸部201b在接合到葉片基部201a的端部231處具有倒角部232。在本實施 例中，通過斜切形成倒角部232。第一軸部201b是具有圓形截面的實體構(gòu)件(實體圓柱)。 第一軸部201b在接合到葉片基部201a的端部231處具有接觸面233，該接觸面233與葉片 基部201a接觸。假設D2是接觸面233的直徑，并且Dl是第一軸部201b的外徑，則接觸面 233的直徑D2小于第一軸部201b的外徑Dl。當將第一軸部201b作為轉(zhuǎn)動中心裝配到板 的孔時，外徑Dl是有效值。在如此構(gòu)造的光圈葉片201中，為了將第一軸部201b熔接(接合)到葉片基部 201a，在第一軸部201b的接觸面233與葉片基部201a的主表面接觸的狀態(tài)下，使第一軸部 201b保持在葉片基部201a的預定位置，然后，從第一軸部201b的上方向葉片基部201a上 發(fā)射預定時間的激光束。從第一軸部201b的上方發(fā)射的激光束透過激光透過性樹脂的第一軸部201b，然 后發(fā)射到葉片基部201a上。因此，在葉片基部201a上(薄板構(gòu)件上)形成照射點，并且通 過激光吸收性樹脂的葉片基 部201a吸收激光束。此時，葉片基部201a的被照射面(照射點)產(chǎn)生熱。利用該熱，葉片基部201a達到樹脂的熔點并被熔化。此外，該熱從葉片基部 201a的接觸面235傳遞到第一軸部201b的接觸面233。因此，第一軸部201b的接觸面233 被加熱并被熔化。此時，被熔化的樹脂不會從第一軸部201b的外周突出，并且停留在倒角 部232與葉片基部201a之間的間隙處。結(jié)果，葉片基部201a的熔化部分與第一軸部201b 的熔化部分熔合，在停止激光束的照射之后，隨著溫度降低，該熔化部分被固化，因此，葉片 基部201a與第一軸部201b被一體地熔接。在使用激光束等很多熔接情況下，必須認真考慮熔接條件，以實現(xiàn)穩(wěn)定的批量生 產(chǎn)。特別地，該條件可包括適當?shù)募す廨敵龊图す庹丈鋾r間，以便與工件的材料和材料組合 以及材料和形狀的變化相對應。接著，說明適合于制造光圈葉片201的激光熔接條件。
表3和表4示出當由作為激光透過性樹脂的聚碳酸酯(熔點大約225°C )制成 的第一軸部201b被熔接到主要由作為激光吸收性樹脂的聚對苯二甲酸乙二醇酯(熔點大 約255°C )構(gòu)成的材料制成的含有光屏蔽構(gòu)件的葉片基部201a時，葉片基部201a和第一軸 部201b的熔化狀態(tài)。在半導體激光被用作激光束、照射時間被設定為常量(例如，1秒)、 并且改變激光輸出的條件下實現(xiàn)熔接。首先，表3中示出例子的實驗結(jié)果。這是第一軸部的形狀是實體圓柱并且接觸面 的外徑小于第一軸部(帶有倒角部)的外徑的情況。表3 照射時間1秒，第一軸部帶有倒角部在表3中，“Δ”表示葉片基部或第一軸部的接觸面的熔化狀態(tài)不充分，“ X ”表示 由于過度的熔化狀態(tài)每個部件中除了接觸面之外發(fā)生變形、膨脹或穿孔，并且“〇”表示具 有給定的熔接力的良好的熔化狀態(tài)?！?Κ”表示在葉片基部與第一軸部之間成功完成熔接。接著，表4示出比較例的實驗結(jié)果。這是第一軸部的形狀是實體圓柱并且接觸面 的外徑等于第一軸部(不帶有倒角部)的外徑的情況。表 4 照射時間1秒，第一軸部不帶有倒角部在表4中，如果第一軸部的外徑等于接觸面的外徑，則對于IlW或更低的激光輸出，第一軸部的接觸面附近的熔化狀態(tài)不充分。對于12W或13W的激光輸出，熔化狀態(tài)良 好。對于14W或更高的激光輸出，熔化狀態(tài)過度，使得熔化樹脂沿第一軸部的徑向從第一軸 部的外周突出，導致第一軸部的外徑大于第一軸部的初始外徑。對于13W或更低的激光輸 出，葉片基部的接觸面附近的熔化狀態(tài)不充分。對于14 16W的激光輸出，熔化狀態(tài)變得 良好。對于17W或更高的激光輸出，由于過度的熔化狀態(tài)在葉片基部中發(fā)生穿孔。參考表4的結(jié)果，在第一軸部的外徑等于接觸面的外徑的情況下，僅通過控制發(fā) 射到接觸面上的激光輸出不能使葉片基部和第一軸部充分地熔化，從而，不能獲得給定的 熔接強度。相反，參考表3，對于具有如圖11所示設置的倒角部的第一軸部，對于14W的激光 輸出，盡管熔化的樹脂沿第一軸部的徑向稍微膨脹，熔化樹脂也不從第一軸部的外周突出。 結(jié)果，激光熔接之后的第一軸部的外徑等于或小于第一軸部的初始外徑。因此，第一軸部的 熔化狀態(tài)表現(xiàn)為“〇”。葉片基部的熔化狀態(tài)與表4所示的葉片基部的熔化狀態(tài)類似，因此 省略其說明。參考表3的結(jié)果，在使用具有如圖11所示設置的倒角部的第一軸部的情況下，當 向接觸面上發(fā)射1秒的激光時，對于14W的激光輸出，可以成功完成葉片基部與第一軸部之 間的熔接，并且獲得給定的熔接強度。參考表3和表4的結(jié)果，在熔接由不同的樹脂材料制成的軸構(gòu)件和葉片基部的情 況下，由于第一軸部在其軸向端部具有倒角部，因此可以放寬成功熔接的條件范圍。此外， 由于放寬了激光熔接的條件范圍，因此該范圍可以與激光輸出的控制的變化和部件的狀態(tài) 的變化對應，由此在光圈葉片的制造步驟中實現(xiàn)穩(wěn)定的批量生產(chǎn)。如上所述，對于本實施例，第一軸部201b在與葉片基部201a接觸的端部231處具 有倒角部232。因此，當通過激光束將第一軸部201b熔接到葉片基部201a時，熔化樹脂停 留在倒角部232與葉片基部201a之間的間隙中，并且不會從第一軸部201b的外周突出。 從而，可以防止第一軸部201b的外周變形。此外，由于熔化樹脂不會從第一軸部201b的外 周突出，因此可以放寬用于實現(xiàn)良好的熔化狀態(tài)的激光束的能量的條件范圍。此外，由于利 用激光束將第一軸部201b熔接到葉片基部201a，因此可以減少光量控制葉片的制造成本。 因此，可以減少制造成本，可以提高尺寸精度，并且可以實現(xiàn)穩(wěn)定的熔接。在本實施例中，雖然第一軸部201b由激光透過性樹脂制成，而葉片基部201a由激 光吸收性樹脂制成，但是可以互換材料。特別地，第一軸部可由具有光屏蔽性能的激光吸收 性樹脂制成，而葉片基部與第一軸部接觸的部分可由激光透過性樹脂制成。在該情況下，葉 片基部的不與第一軸部接觸的其余部分涂布有或沉積有光屏蔽材料。另外，當熔接葉片基 部與第一軸部時，激光束從葉片基部的上方發(fā)射到第一軸部。利用該構(gòu)造，可以獲得與上述 優(yōu)點類似的優(yōu)點。在本實施例中，雖然激光透過性樹脂由聚碳酸酯構(gòu)成，但是不限于此，激光透過性樹脂可以是主要由聚碳酸酯構(gòu)成的材料。此外，激光透過性樹脂和激光吸收性樹脂可由除 了上述材料之外的材料構(gòu)成。此外，在本實施例中，雖然通過斜切(C-斜切)形成倒角部232，但是不限于此，并 且可以通過R-斜切形成倒角部。作為選擇，只要在倒角部與葉片基部201a之間限定間隙， 倒角部就可以具有任何形狀。圖12是示出圖11中的第一軸部201b的變形例的圖解。在圖12中，第一軸部240在被熔接到葉片基部201a的端部241處具有倒角部242。 倒角部242具有臺階形狀。另外，第一軸部240是具有圓形截面的實體構(gòu)件(實體圓柱)。 第一軸部240在被接合到葉片基部201a的端部241處具有接觸面243，該接觸面243與葉 片基部201a接觸。對于該變形例，由于倒角部242具有臺階形狀，因此當將第一軸部240熔接到葉片 基部201a時，熔化樹脂停留在倒角部242與葉片基部201a之間的間隙中，并且不會從第一 軸部240的外周突出。從而，可以可靠地防止第一軸部240的外周變形。圖13是示出圖11中的第一軸部201b的另一變形例的圖解。如圖13所示，第一軸部250是具有圓形截面的實體構(gòu)件。第一軸部250在被熔接 到葉片基部201a的端部251處具有接觸面253，該接觸面253與葉片基部201a接觸。此 夕卜，第一軸部250的接觸面253具有凹部254。因此，接觸面253具有大致圓環(huán)狀(環(huán)狀)。另外，在凹部254的底面設置有門部(gate portion)(未示出)，當用樹脂成形第 一軸部250時需要該門部。利用該構(gòu)造，第一軸部250的外表面、上表面和接觸面253由于 門部而不具有突出部分，可以防止突出部分導致熔接失效以及導致光圈葉片201的操作故障。在將具有上述構(gòu)造的第一軸部250熔接到葉片基部201a的情況下，將遮光板260 布置在第一軸部250的上方，通過形成在遮光板260中的大致圓孔261的激光束被發(fā)射到 第一軸部250上。此時，光圈葉片201上的激光束的照射點的外徑D4滿足關(guān)系D3 < D4
<D1，其中Dl是第一軸部250的外徑，而D3是凹部254的內(nèi)徑。通過遮光板260的孔261 的激光束僅發(fā)射到接觸面253的中央部，而不會發(fā)射到外周部。因此，通過激光束熔化接觸 面253的內(nèi)周部，并且熔化樹脂突出到凹部254的內(nèi)部空間。然而，接觸面253的外周部沒 有被熔化，并且從葉片基部201a的外周部突出的熔化樹脂不突出。對于該變形例，由于凹部254設置在第一軸部250的接觸面253，因此，當使用激 光束將第一軸部250熔接到葉片基部201a時，熔化樹脂停留在凹部254中，并且不會從第 一軸部250的外周部突出。從而，可以可靠地防止第一軸部250的外周部變形。另外，由于 激光束被發(fā)射到第一軸部250上，使得葉片基部201a上的照射點的直徑變?yōu)镈4(D3 < D4
<Dl)，因此，接觸面253的外周部沒有被熔化，從而，可以進一步可靠地防止第一軸部250 的外周部變形。在該變形例中，雖然凹部254設置在第一軸部250的接觸面253，但不限于此。凹 部254不是必須設置在第一軸部250的接觸面253。在該情況下，可以將形成在遮光板260 中的孔261的 內(nèi)徑D4設定為滿足關(guān)系D4 < Dl的值，其中Dl是第一軸部250的外徑。此外，在該變形例中，雖然當用激光束照射第一軸部250的中央部時使用遮光板260，但不限于此。可以使用如透鏡等光學系統(tǒng)。
雖然已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應理解的是，本發(fā)明不限于所公開 的典型實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有變形、等同結(jié)構(gòu)和功 能。
權(quán)利要求
一種光量控制器，其包括光圈葉片；以及驅(qū)動源，其被構(gòu)造成驅(qū)動所述光圈葉片，其中，所述光圈葉片包括光屏蔽薄板狀構(gòu)件和利用激光束接合到所述薄板狀構(gòu)件的軸構(gòu)件，所述軸構(gòu)件由激光透過性樹脂制成，所述薄板狀構(gòu)件由激光吸收性樹脂制成，所述軸構(gòu)件在接合到所述薄板狀構(gòu)件的端部處具有倒角部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光量控制器，其特征在于，所述軸構(gòu)件是具有圓形截面的實 體構(gòu)件，所述軸構(gòu)件在接合到所述薄板狀構(gòu)件的端部處具有與所述薄板狀構(gòu)件接觸的接觸 面，所述接觸面的直徑小于所述軸構(gòu)件的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光量控制器，其特征在于，所述激光束通過在透過所述軸構(gòu) 件之后被發(fā)射到所述薄板狀構(gòu)件上而在所述薄板狀構(gòu)件上形成照射點，且所述照射點的外 徑D4是滿足關(guān)系式D4 < Dl的值，其中Dl是所述軸構(gòu)件的外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光量控制器，其特征在于，所述倒角部具有臺階形狀。
全文摘要
一種光量控制器，其包括光圈葉片；以及驅(qū)動源，其被構(gòu)造成驅(qū)動所述光圈葉片，其中，所述光圈葉片包括光屏蔽薄板狀構(gòu)件和利用激光束接合到所述薄板狀構(gòu)件的軸構(gòu)件，所述軸構(gòu)件由激光透過性樹脂制成，所述薄板狀構(gòu)件由激光吸收性樹脂制成，所述軸構(gòu)件在接合到所述薄板狀構(gòu)件的端部處具有倒角部。
文檔編號G03B9/06GK101846863SQ20101000284
公開日2010年9月29日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者宮脅誠, 青島力, 鯰江英利子 申請人:佳能株式會社