JP2003029320A

JP2003029320A - カメラ装置

Info

Publication number: JP2003029320A
Application number: JP2001219345A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazaki; 浩宮崎; Tadahisa Koga; 忠尚古賀; Kiyoshi Hosono; 喜代司細野; Kiyoshi Toma; 清當摩
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】カメラ装置において、遮光部材の駆動に用い
るアクチュエータの低コスト化及び小型化を図る。【解決手段】カメラ装置は、円板状の圧電素子からな
り、給電に応じて周端面に回転駆動力を発生するステー
タ１と、その周端面に対して圧接し該回転駆動力により
回転運動を行なうロータ２と、ロータ２と一体的に形成
された撮影用の遮光部材３１と、ステータ１の給電を制
御して直接遮光部材３１を駆動する制御部とからなる。
例えば、遮光部材３１は、シャッタ羽根である。或い
は、遮光部材３１は、絞り羽根である。或いは、遮光部
材３１は、絞りターレット板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラ装置に関す
る。より詳しくは、カメラ装置に組み込まれるシャッタ
羽根や絞り羽根など撮影用の遮光部材のアクチュエータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ装置は撮影用のレンズに加え、シ
ャッタ羽根や絞り羽根などの遮光部材を備えている。撮
影操作の自動化が進んだカメラ装置では、遮光部材がア
クチュエータにより駆動される。従来、アクチュエータ
としてアイリスモータやステッピングモータなどの電磁
モータが多用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電磁モータは、基本的
にマグネットとコイルとで構成されており、構造が比較
的複雑である。遮光部材のアクチュエータとして電磁モ
ータを使う限り、コストが高く小型化できないなどの課
題が生じている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は遮光部材の駆動に用いるアクチュエ
ータの低コスト化及び小型化を図ることを目的とする。
係る目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち、
本発明に係るカメラ装置は、円板状の圧電素子からな
り、給電に応じて周端面に回転駆動力を発生するステー
タと、該周端面に対して圧接し該回転駆動力により回転
運動を行なうロータと、該ロータと一体的に形成された
撮影用の遮光部材と、該ステータの給電を制御して直接
該遮光部材を駆動する制御部とからなる。例えば、前記
遮光部材は、シャッタ羽根である。或いは、前記遮光部
材は、絞り羽根である。或いは、前記遮光部材は、絞り
ターレット板である。

【０００５】本発明によれば、遮光羽根のアクチュエー
タとして従来の電磁モータに代えて超音波モータ（以下
ピエゾモータとも言う）を用いている。特に、超音波モ
ータのロータと遮光羽根とを一体的に形成し、ロータを
ステータでダイレクト駆動する構成である。これによ
り、アクチュエータの構造が簡単になり、小型化しやく
なる。尚、超音波モータには、その振動子の重心固定の
対称励振モードである定在波型モータと進行波型モータ
の２種類と、さらに振動子である円板を例えば４分割し
左右の振幅が逆になる非対称モードにより励振すること
で重心が中心の周りを回転移動し、円の外周がフラフー
プのように偏心する電歪公転子型モータとがある。こう
した超音波モータは、ステータとなる圧電素子に高周波
の交流電圧を印加して、約２０ｋＨｚ以上の超音波振動
を発生させることにより、ステータに圧接されたロータ
を回転駆動させている。この種のピエゾモータは、構造
が簡単で小型軽量化に適するとともに、低速回転時でも
高いトルクが得られる上、駆動音も少なく静かであると
いう利点を有している。特に後者の電歪公転子型モータ
は、例えば特開平１０−２７２４２０号公報に示されて
いる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るカメラ
装置の実施形態を示す模式的な平面図である。図示する
様に、本カメラ装置は円形の基板０を用いて組み立てら
れている。基板０の中央には開口ＯＡが形成されてい
る。図示しないが、この開口ＯＡには撮影用のレンズ鏡
筒が整合している。基板０の上には、ステータ１とロー
タ２と一対のシャッタ羽根３１，３２が組み込まれてい
る。又、シャッタ羽根３１の位置を検出する為の光学セ
ンサ５も配されている。

【０００７】ステータ１は円板状の圧電素子からなり、
給電に応じて周端面に回転駆動力を発生する。ステータ
１の中央には穴部が形成されており、地板０に設けられ
た支持軸（図示せず）に遊嵌されネジにより固定されて
いる。ステータ１の表面には四分割された電極１１，１
２，１３，１４が形成されている。これらの電極１１，
１２，１３，１４に給電することで、圧電素子からなる
ステータ１が振動し、周端面に回転駆動力を発生する。

【０００８】ロータ２は、基板０に植設された回転軸２
１に取り付けられており、ステータ１の周端面に対して
圧接し、該回転駆動力により回転運動を行なう。図示し
ないが、ロータ２の回転軸２１とステータ１の支持軸と
の間にバネ部材が架け渡されており、ロータ２がステー
タ１に圧接してトルクを生み出す摩擦力が生じる様にな
っている。

【０００９】撮影用の遮光部材としてシャッタ羽根３１
が、ロータ２と一体的に形成されている。シャッタ羽根
３１は例えば樹脂からなり、ロータ２は例えば金属材料
からなる。両者はアウトサートにより一体化可能であ
る。あるいは、金属からなるロータ２とプレスされた樹
脂フィルムからなるシャッタ羽根３１をカシメにより一
体化してもよい。シャッタ羽根３１の先端にはセンサ５
の上部を通過する切片３Ｔが形成されている。尚、実線
で示すシャッタ羽根３１の位置は、開口ＯＡから退避し
た状態を表わす。一方、点線で表わすシャッタ羽根３１
の位置は、開口ＯＡを遮蔽した状態を表わす。

【００１０】シャッタ羽根３１と対をなす他方のシャッ
タ羽根３２は、基板０に植設された回転軸３Ｚを中心と
して回動可能に組み込まれている。シャッタ羽根３２に
は長穴３Ｈが形成されている。一方、シャッタ羽根３１
には連結ピン３Ｐが形成されている。シャッタ羽根３１
側の連結ピン３Ｐとシャッタ羽根３２側の長穴３Ｈは互
いに係合している。これにより、シャッタ羽根３１及び
シャッタ羽根３２は連動して、開口ＯＡを開閉する様に
なっている。

【００１１】以上に説明したステータ１とロータ２とが
超音波モータを構成している。図示しないが、本カメラ
装置にはＣＰＵを含んだ制御部が組み込まれており、ス
テータ１の電極１１〜１４に対する給電を制御して、ロ
ータ２と一体になったシャッタ羽根３１を直接開閉駆動
する様になっている。以下、その開閉動作を説明する。
ステータ１の表面に設けられている複数の電極１１，１
２，１３，１４に共振周波数の駆動電圧を印加すると、
ステータ１は振動する。ステータ１の振動はその外周端
面に圧接されたロータ２に回転力として伝達される。こ
の結果、ロータ２に一体的に形成されたシャッタ羽根３
１は回転軸２１を中心として反時計方向に回転する。他
方のシャッタ羽根３２は長穴（連結カムスロット）３Ｈ
と連結ピン３Ｐとによりシャッタ羽根３１に連結してい
るので、シャッタ羽根３１が反時計方向に回転すると、
シャッタ羽根３２はこれに連動して時計方向に回転す
る。回転前は、一対のシャッタ羽根３１及び３２は開口
ＯＡから実線で示す様に退避しているが、上記の様にス
テータ１に駆動電圧を印加することでシャッタ羽根３１
及びシャッタ羽根３２は開口ＯＡを遮蔽する様に作動す
る。光学センサ５はシャッタ羽根３１の開放位置と閉鎖
位置を検知している。開口ＯＡを開放する時は、開口Ｏ
Ａを遮蔽する時と反対位相の駆動電圧を各電極１１，１
２，１３，１４に印加すればよい。これにより、ロータ
２は時計方向に回転し、シャッタ羽根３１は開口ＯＡか
ら退避する。これと連動して、他方のシャッタ羽根３２
も開口ＯＡから反対側に退避する。

【００１２】図２は、図１に示したカメラ装置の変形例
を示す模式図であり、簡単の為シャッタ羽根３１のみを
表わしている。前述した様に、シャッタ羽根３１はロー
タ２と一体的に形成されている。ロータ２は地板（図示
せず）に植設された回転軸２１に回動可能に取り付けら
れている。シャッタ羽根３１の根元部には、他方のシャ
ッタ羽根（図示せず）と連結する為の連結ピン３Ｐが植
設されている。特徴事項として、シャッタ羽根３１の先
端には前述した切片３Ｔに代えて複数のスリット３Ｓが
形成されている。図１に示したセンサ５に対応する様に
複数のスリット３Ｓを設けることで、シャッタ羽根３１
の細かな位置検出制御が可能になる。センサ５でスリッ
ト３Ｓを読み取ることにより、シャッタ羽根３１を希望
位置で停止させることができる。これにより、シャッタ
羽根３１とこれに連動するシャッタ羽根３２とで、絞り
を構成することが可能となる。

【００１３】図３は、本発明に係るカメラ装置の他の実
施形態を示す模式的な平面図である。本カメラ装置は円
形の基板０を用いて組み立てられており、中央より左側
の部分に開口ＯＡが形成されている。この開口ＯＡには
図示しないレンズ鏡筒が整合する。基板０の上にはステ
ータ１とロータ２と絞りターレット板３とが搭載されて
いる。又、一対の光学センサ５１，５２も９０度離間し
た位置で、基板０の周辺に搭載されている。

【００１４】ステータ１は円板型の圧電素子からなると
ともに、基板０に固定されている。ステータ１の表面に
は複数の電極１１，１２，１３，１４が形成されてい
る。これに対し、ロータ２は基板０の中央に植設された
回転軸２１に取り付けられている。ロータ２はステータ
１の外周面に圧接している。ステータ１に発生した振動
はロータ２に伝達され、回転軸２１を中心として回転す
る様になっている。絞りターレット板３はロータ２と一
体的に形成されている。絞りターレット板３は９０度間
隔で配置された４個の絞り開口３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
を備えている。又、絞りターレット板３の外周には、９
０度間隔で一対の切片３Ｔが形成されている。

【００１５】係る構成において、ロータ２を直接ステー
タ１の外周に圧接することにより、ロータ２と一体にな
った絞りターレット板３自体が回転する。回転位置を一
対の光学センサ５１，５２で読み取り、所望の絞り開口
をレンズ開口ＯＡにセットする。

【００１６】図４は、図１及び図３に示したステータの
模式的な平面図である。図示する様に、セラミックなど
の圧電素子からなる円板型ステータ１の表面には、四分
割された駆動用の電極１１〜１４が形成されている。こ
れら四分割された電極１１〜１４には、互いに位相が９
０度ずつシフトした４相の交流電圧Ａ，Ｂ，ＡＸ，ＢＸ
が印加される。

【００１７】図５を参照して、図４に示したステータの
動作を説明する。ピエゾモータでは動力源となる超音波
振動が一定の共振周波数であるから、電流はほぼ一定値
となる。共振器はＱが高く、振動振幅の立ち上がりは１
サイクル以内と考えられ、非慣性機構と見なすことがで
きる。負荷の慣性が影響する範囲でしか電流は変化しな
い。係る特徴を有するピエゾモータは様々な構成が開発
されているが、特に電歪公転型が有力である。電歪公転
型は、従来の様に振動をトルクに変えるのではなく、周
面全面に亘って一様なトルクを直接励振することができ
る共振子を使っている。従来の超音波振動子は定在波型
と進行波型の二種類あるが、共に重心固定の対称モード
でしか励振できない。これに反して、円板を左右の伸縮
が逆になるモードで励振すると、重心が中心を離れて振
動する。この非対称励振を行なうと、従来の対称励振で
は観測できなかった円板の共振モードが得られる。そこ
で、ステータ円板の電極を例えば四分割し、９０度ずつ
位相の異なる回転電場で励振すると、図５に示す様に、
重心が中心の周りを回転するモードの共振が見られる。
この時円の外周は元の形を保ったまま、フラフープの様
に偏心するので、振動子が公転回転を行なう。係る構成
の電歪公転子では、直接回転モードが励振され、周面に
は強力な公転トルクが一様に発生する。この公転トルク
は、直接ステータに圧接したロータの自転運動として取
り出される。

【００１８】図６は、四分割されたステータ電極のそれ
ぞれに印加されるＡ相、Ｂ相、ＡＸ相、ＢＸ相電圧の波
形図である。図示する様に、Ａ相に対しＢ相は９０度シ
フトし、ＡＸ相は１８０度シフトし、ＢＸ相は２７０度
シフトしている。この様に９０度ずつ位相の異なる交流
電圧をステータに印加することで回転電場が形成され、
これに応じてステータは直接公転モードを励振する。

【００１９】最後に図７は、ピエゾモータの駆動回路を
表わしている。図示する様に、一対の駆動信号Ａ，ＡＸ
はＨブリッジＡを介してステータ１の互いに対向する一
対の電極に印加される。同様に、他の一対の信号Ｂ，Ｂ
ＸもＨブリッジＢを介して互いに対向する他の一対のス
テータ電極に印加される。Ｈブリッジは、それぞれ入力
信号に応答して、ステータ電極に充分な出力電流を供給
する為のドライバ回路となっている。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、絞
り羽根やシャッタ羽根などカメラ用の遮光部材の駆動に
超音波モータを用いている。特に、超音波モータのロー
タと遮光部材とを一体的に形成し、ステータで遮光部材
を直接駆動する構成としている。これにより、アクチュ
エータとして用いる超音波モータの構造が簡単になり、
カメラ装置の小型化の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカメラ装置の実施形態を示す模式
的な平面図である。

【図２】図１に示した実施形態の変形例を示す部分平面
図である。

【図３】本発明に係るカメラ装置の他の実施形態を示す
平面図である。

【図４】図１及び図３に示した超音波モータのステータ
の模式的な平面図である。

【図５】図４に示したステータの動作説明に供する模式
図である。

【図６】本発明に係るカメラ装置に組み込まれる超音波
モータの動作説明に供する波形図である。

【図７】本発明に係るカメラ装置に組み込まれる超音波
モータの駆動回路図である。

【符号の説明】

０・・・基板、１・・・ステータ、２・・・ロータ、３
・・・絞りターレット板、３１・・・シャッタ羽根、３
２・・・シャッタ羽根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細野喜代司東京都板橋区志村２丁目18番10号日本電産コパル株式会社内 (72)発明者當摩清東京都板橋区志村２丁目18番10号日本電産コパル株式会社内Ｆターム(参考） 2H080 AA19 AA20 AA55 AA60 AA83 2H081 AA48 BB15 BB26 5C022 AC52 AC55 AC56 AC74 5H680 AA06 AA08 AA19 BB05 BB11 BB16 BC01 CC02 DD01 DD15 DD23 DD36 DD63 DD67 DD85

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状の圧電素子からなり、給電に応じ
て周端面に回転駆動力を発生するステータと、該周端面に対して圧接し該回転駆動力により回転運動を
行なうロータと、該ロータと一体的に形成された撮影用の遮光部材と、該ステータの給電を制御して直接該遮光部材を駆動する
制御部とからなるカメラ装置。
【請求項２】前記遮光部材は、シャッタ羽根である請
求項１記載のカメラ装置。
【請求項３】前記遮光部材は、絞り羽根である請求項
１記載のカメラ装置。
【請求項４】前記遮光部材は、絞りターレット板であ
る請求項１記載のカメラ装置。