JP2004109933A - Shutter device for digital camera - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にレンズシャッタと称されるタイプのデジタルカメラ用シャッタ装置に関する。より詳しくは、複数枚のシャッタ羽根がモータの往復回転動作に連動して開閉作動を行なうとともに、小絞り機能を持ち合わせたデジタルカメラ用シャッタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラはレンズシャッタを備えており、全開状態にセットされた後露光秒時経過後全閉状態に移行することで、一回の撮影動作を行なう。その後、次の撮影に備えて全閉状態から全開状態にリセットされる。この様なデジタルカメラ用シャッタ装置は、複数枚のシャッタ羽根がレンズ開口を開閉可能な様にシャッタ基板上に配置されている。複数枚のシャッタ羽根を同時に開閉駆動する為、作動ピンを備えた開閉部材が用いられる。各シャッタ羽根に形成された長孔と開閉部材の作動ピンが係合している。この開閉部材をモータで往復駆動することにより、シャッタ羽根を開閉作動させる。開閉部材を介してシャッタ羽根を開閉駆動する為、一個の往復回転可能なモータが用いられている。従来のデジタルカメラは、シャッタ羽根に加えて絞り羽根を備えているものがある。絞り羽根もレンズ開口に対して開閉可能に配置されている。この絞り羽根もシャッタ羽根と同様な原理により開閉作動される。
【0003】
【特許文献1】
実開平3−29837号公報
【特許文献2】
実開平3−108229号公報
【特許文献3】
実開平1−116583号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述の絞り機能を持ち合わせたデジタルカメラでは、シャッタ羽根を作動させるモータと絞り羽根を作動させるモータとで、少くとも二個のアクチュエータを使用しなければならなかった。この為、アクチュエータのコストが大きな部分を占める低価格デジタルカメラ用シャッタ装置においては、アクチュエータの個数がシャッタ装置の製造コストに大きな影響を与えていた。
【0005】
【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、本発明はシャッタ動作と小絞り動作を一つのアクチュエータで行なわせることによって、モータの個数を減らし低価格のデジタルカメラ用シャッタ装置を提供す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、本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置は、デジタルカメラのレンズ開口を開閉するシャッタ羽根と、該シャッタ羽根に連結してこれを開閉駆動する電磁アクチュエータとからなり、前記電磁アクチュエータは、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能な着磁されたロータと、該ロータが一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されたヨークと、該ヨークに巻回され通電に応じて該ロータを回動させるコイルとを備えており、前記シャッタ羽根は、該ロータの三点の位置に応じて、該レンズ開口を開く全開位置、該レンズ開口を閉じる全閉位置、及び該レンズ開口を部分的に開く小絞り位置の三点に移行可能である。
【0006】
好ましくは、前記シャッタ羽根は、ロータの一端位置に対応して全開位置に置かれ、ロータの中間位置に対応して小絞り位置に置かれ、ロータの他端位置に対応して全閉位置に置かれる。また、前記ロータは四極に着磁されており、前記ヨークは該ロータに対向した三本の磁極を有する略E字形を成し、前記コイルは該三本の磁極のうちの中間に位置する磁極に巻回されている。この場合、前記ヨークは、互いに隣り合う磁極の角度間隔θ1が45°<θ1<90°の範囲に設定されている。また、前記ヨークは、該ロータに対向する各磁極の対向面の角度幅θ2が0°<θ2<45°の範囲に設定されている。更に、前記ロータは、一端位置及び他端位置の各々と中間位置との間の回動角θ3がθ3<θ1−45°の範囲に設定されている
【0007】
本発明によれば、シャッタ羽根を絞り羽根に兼用している。そして一個の電磁アクチュエータのみで、シャッタ羽根の全開動作、小絞り動作及び全閉動作を行なわせる様にしている。
【0008】
【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は本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置の主要構成要素である電磁アクチュエータを示す模式的な平面図である。(A)に示す様に、電磁アクチュエータ1は基本的にロータ11とヨーク12とコイル13とで構成されている。ロータ11は四極着磁された円筒型の磁石からなり、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能である。(A)はロータ11が中間位置にある状態を表わしている。ヨーク12はロータが一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されている。本実施形態では、ヨーク12はロータ11に対向した三本の磁極121,122,123を有した略E字形を成している。一本目のヨーク121のロータ11に面した対向面121Fは凹湾曲面となっている。同様に、二本目の磁極122のロータ11に面した対向面122Fも凹湾曲面に加工されている。同じく三本目の磁極123のロータ11に面した対向面123Fも凹湾曲面となっている。これら三本の磁極121〜123の各対向面121F〜123Fは、いずれも同一の曲率を有し且つ同一の角度幅となっている。コイル13はヨーク12の三本の磁極のうちの中間に位置する磁極122に巻回されており、通電に応じてロータ11を往復回動させる。
【0009】
(A)に示した状態では、四極着磁されたロータ11のN極とS極の極間の中央位置が中間に位置する磁極122の中心線と一致しているので、ロータ11の四極着磁された磁石とヨーク12の三本の磁極は磁気的な均衡が取れており、無通電状態でロータ11が中間位置に保持されている。尚、ロータ11にはアーム11Lを介して作動ピン11Pが取り付けられている。作動ピン11Pは、電磁アクチュエータ1を搭載した基板に形成されたストッパ孔31に挿入されている。換言すると、作動ピン11Pはストッパ孔31を介して、電磁アクチュエータ1を搭載した基板の表側から裏側に貫通している。(A)に示した中間位置では、長方形を有するストッパ孔31のちょうど中間に作動ピン11Pが位置している。
【0010】
(A)に示した状態でコイル13に通電すると、(B)に示す様にヨーク12の中央の磁極122にN極が発生するとともに、両側の二本の磁極121,123に反対のS極が発生する。これにより、反発と吸引との相互作用にてロータ11に回転力が発生し、反時計方向に回転する。この回転に伴い作動ピン11Pはストッパ孔31を移動しその一端に接触して停止する。これにより、電磁アクチュエータ1のロータ11は中間位置から一端位置に回動したことになる。この後コイル13への通電を遮断しても、ロータ11に対してヨーク12の三本の磁極から保持力が作用し、更に反時計方向への回転力が働いた状態で図示の停止状態を維持可能である。
【0011】
一方(A)に示した中間状態又は(B)に示した一端に停止した状態から逆方向にコイル13を通電すると、ヨーク12の中央の磁極122にS極が発生するとともに、両側の磁極121,123にN極が発生する。これによりロータ11に回転力が発生し、時計方向にロータ11が回動する。ここで後述する長パルスが印加されると作動ピン11Pがストッパ孔31の他端に接触するまで回動して停止状態に至る。このロータ11の位置が(C)に示す他端位置である。この後コイル13に対する通電を遮断しても、ロータ11とヨーク12の三本の磁極121〜123との間に保持力が働き、更に時計方向への回転力が働いた状態でロータ11は図示の他端位置で静止可能である。尚、(B)に示した一端位置及び(C)に示した他端位置でロータ11が静止する条件は、いずれもロータ11の回転角度が±45°以下の場合である。
【0012】
図2は、図1に示した電磁アクチュエータの具体的な実施例を示す模式的な平面図である。図2はロータが中間位置にある状態を表わしている。ロータ11の磁極を四分割している直線をX軸及びY軸で表わしてある。ヨーク12の第一の磁極121の対向面121Fの中心を通る直線を▲1▼で表わしている。又、ヨーク12側にあるロータ11のN極の中心を通る直線を▲2▼で表わしてある。本実施例は、Y軸から直線▲1▼までの角度が25.75°に設定されている。又、直線▲1▼と直線▲2▼の間の角度間隔は19.25°に設定されている。ヨーク12の中間の磁極122の対向面122Fの中心を通る直線はX軸と一致している。第一の磁極121と第二の磁極122との間の角度間隔は直線▲1▼とX軸との間のなす角θ1で表わされる。本実施例はθ1が64.25°に設定されている。ここでヨーク12は、互いに隣り合う磁極121,122の角度間隔θ1が、45°<θ1<90°の範囲に設定されている。これは、第二の磁極122と第三の磁極123との間の角度間隔θ1についても同様である。又、第一の磁極121の対向面121Fの角度幅θ2は本実施例の場合26.5°に設定されている。また、ヨーク12は、ロータ11に対向する各磁極121,122,123の対向面121F,122F,123Fの角度幅θ2が、0°<θ2<45°の範囲に設定されている。ヨーク12が上記のθ1及びθ2に関する角度条件を満たすことで、三点位置における無通電保持(静止)が可能となる。
【0013】
一方、ロータ11の回転角度に着目すると、一端位置と中間位置との間の回転角θ3は本実施例の場合17.5°に設定されている。同様に、中間位置と他端位置との間の回動角も17.5°に設定されている。更に、回動角θ3は、θ3<θ1−45°の範囲に設定されている。θ3がこの条件を満たさないと、中間位置における無通電保持が実現されない恐れがあるとともに、後述にて詳しく説明するように、一端位置から中間位置に移行したり、一端位置から他端位置に移行することが困難になる恐れがある。
【0014】
図3は本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置を示す模式的な平面図である。(A)に示す様に、本デジタルカメラ用シャッタ装置は基板3を用いて組み立てられている。基板3には前述したストッパ孔31とレンズ開口32とが形成されている。基板3の表側には図1及び図2に示した電磁アクチュエータ1が搭載されている。その際、ロータ11に取り付けられた作動ピン11Pはストッパ孔31を介して基板3の表側から裏側に貫通している。
【0015】
基板3の裏側には一対のシャッタ羽根2L,2Rが搭載されている。シャッタ羽根2L,2Rは、基板3に形成されたレンズ開口32を開閉可能な様に取り付けられている。具体的には、一方のシャッタ羽根2Lは基板3に植設されたピン21Lを中心として回動可能に取り付けられている。他方のシャッタ羽根2Rも同じく基板3に植設されたピン21Rを中心にして回動可能に取り付けられている。一方のシャッタ羽根2Lには長孔22Lが形成されている。同様に、他方のシャッタ羽根2Rにも長孔22Rが形成されている。これらの長孔22L,22Rには電磁アクチュエータ11の作動ピン11Pが係合している。
【0016】
(A)に示した状態では、電磁アクチュエータ11が一端位置に静止している。作動ピン11Pが長方形のストッパ孔31の下辺に当接している。この時、作動ピン11Pと連動する一対のシャッタ羽根2L,2Rはそれぞれレンズ開口32から左右に退避しており、全開状態となっている。
【0017】
ここでコイル13に短パルスを印加するとロータ11は時計方向に回転し、(B)に示す様に一端位置から中間位置に移行する。この状態で、ロータ11はヨーク12の保持力によって無通電保持される。作動ピン11Pが一端位置から中間位置に移動すると、シャッタ羽根2L,2Rが連動してレンズ開口32に部分的に介入する。この結果、図示の小絞り状態が得られる。
【0018】
(A)に示した全開状態あるいは(B)に示した小絞り状態から長パルスを印加すると、ロータ11は一端位置もしくは中間位置から他端位置に移行し、(C)に示した状態となる。この時、一対のシャッタ羽根2L,2Rは作動ピン11Pに連動して作動し、レンズ開口32を完全に遮断する。これによりシャッタ装置の全閉状態が得られる。以上の説明から明らかな様に、(A)の全開状態から一旦(B)の小絞り状態に移行する為には、短パルスをコイルに印加する必要がある。一方、(A)の全開状態から直接(C)の全閉状態に移行する時には、コイルに長パルスを印加すればよい。
【0019】
最後に図4を参照して、図3に示したデジタルカメラ用シャッタ装置の露光動作を説明する。(A)は全開状態から全閉状態に移行する通常の露光動作を表わしている。デジタルカメラでは初期状態でシャッタ装置は全開に置かれる。ここでレリーズボタンを押し所定の露光秒時期間T1が経過すると、長パルスが印加される。そのパルス幅T2は例えば40msに設定されている。この長パルスをコイルに印加することで、シャッタ羽根は全開位置から全閉位置に移行し、一回の撮影動作が完了する。その後期間T3でパルス印加を解除された後も、シャッタ羽根は無通電で全閉状態に置かれる。その後逆極性のパルスを印加することで、シャッタ羽根は全閉状態から全開状態に復帰する。このリセットパルスも長パルスでその幅T4は例えば40msである。この後リセットパルスを解除した期間T5でもシャッタ羽根は無通電で全開位置に保持され、次の撮影動作の待機状態になる。
【0020】
(B)はレンズ開口を小絞りにした状態で撮影動作を行なう場合のタイミングチャートを表わしている。期間T0で被写体情報を集め、その結果絞りをかける必要があると判断された場合には、短パルスを印加し、シャッタ羽根を全開位置から小絞り位置に移行する。短パルスの幅TXは例えば5〜10msである。この様に、全開状態から印加するパルスの時間幅を選択することで、次の小絞り位置あるいは全閉位置を選択する構成としている。小絞り状態にセットした後、所定の露光秒時T1が経過すると、コイルに長パルスが印加され、シャッタ羽根は小絞り状態から全閉状態に移行し、一回の撮影動作が終了する。この時印加する長パルスの時間幅T2は例えば30msである。この後期間T3で全閉状態を無通電保持した後期間T4で逆極性のパルスを印加し、シャッタ羽根を全閉位置から全開位置にリセットする。
【0021】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、デジタルカメラ用シャッタ装置は、複数のシャッタ羽根によって全開作動及び全閉作動を行なうとともに、小絞り機能も持ち合わせている。係るデジタルカメラ用シャッタ装置を一つのアクチュエータで駆動することで、シャッタ羽根の全閉作動、全開作動及び小絞り口径のセット/リセットを行なわせることが可能となる。従来二個のモータが必要であったのに対し、本発明ではモータを一個に削減可能であり、製造コストを従来に比べて3〜4割削減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置に組み込まれる電磁アクチュエータを示す模式的な平面図である。
【図2】図1に示した電磁アクチュエータの具体的な構成例を示す平面図である。
【図3】本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置を示す模式的な平面図である。
【図4】図3に示したデジタルカメラ用シャッタ装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
1・・・電磁アクチュエータ、2L・・・シャッタ羽根、2R・・・シャッタ羽根、3・・・基板、11・・・ロータ、12・・・ヨーク、13・・・コイル、31・・・ストッパ孔、32・・・レンズ開口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shutter device for a digital camera of a type generally called a lens shutter. More specifically, the present invention relates to a shutter device for a digital camera in which a plurality of shutter blades perform an opening / closing operation in conjunction with a reciprocating rotation operation of a motor and have a small aperture function.
[0002]
[Prior art]
The digital camera is provided with a lens shutter, and performs a single photographing operation by shifting to a fully closed state after a lapse of exposure time after being set to a fully open state. Thereafter, the fully closed state is reset to the fully open state in preparation for the next photographing. Such a shutter device for a digital camera is arranged on a shutter substrate so that a plurality of shutter blades can open and close a lens opening. In order to simultaneously open and close a plurality of shutter blades, an opening and closing member having an operating pin is used. A long hole formed in each shutter blade is engaged with an operating pin of the opening / closing member. The shutter blades are opened and closed by reciprocatingly driving the opening and closing members with a motor. A single reciprocating motor is used to open and close the shutter blades via an opening and closing member. Some conventional digital cameras include an aperture blade in addition to a shutter blade. The aperture blade is also arranged to be openable and closable with respect to the lens aperture. The aperture blade is also opened and closed according to the same principle as the shutter blade.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-29837 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-108229 [Patent Document 3]
Published Japanese Utility Model Application No. 1-116583
[Problems to be solved by the invention]
In a digital camera having the above-described aperture function, at least two actuators must be used for a motor for operating the shutter blades and a motor for operating the aperture blades. For this reason, in a low-priced digital camera shutter device in which the cost of the actuator occupies a large part, the number of actuators has a great influence on the manufacturing cost of the shutter device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-mentioned problems of the conventional technology, an object of the present invention is to provide a low-cost digital camera shutter device by reducing the number of motors by performing a shutter operation and a small aperture operation with one actuator. . The following measures have been taken to achieve this objective. That is, a shutter device for a digital camera according to the present invention includes a shutter blade that opens and closes a lens opening of a digital camera, and an electromagnetic actuator that is connected to the shutter blade and drives the shutter blade to open and close the shutter blade. A magnetized rotor rotatable bidirectionally between one end position and the other end position, and a magnetic holding force when the rotor is at three points of one end position, intermediate position and the other end position And a coil wound around the yoke and rotating the rotor in response to energization.The shutter blades are arranged in accordance with three positions of the rotor. It is possible to shift to three points: a fully open position for opening the lens opening, a fully closed position for closing the lens opening, and a small stop position for partially opening the lens opening.
[0006]
Preferably, the shutter blade is located at a fully open position corresponding to one end position of the rotor, is located at a small aperture position corresponding to an intermediate position of the rotor, and is at a fully closed position corresponding to the other end position of the rotor. Is placed. Further, the rotor is magnetized to four poles, the yoke has a substantially E-shape having three magnetic poles facing the rotor, and the coil is a magnetic pole located in the middle of the three magnetic poles. It is wound around. In this case, in the yoke, the angle interval θ1 between the magnetic poles adjacent to each other is set in a range of 45 ° <θ1 <90 °. In the yoke, the angle width θ2 of the opposing surface of each magnetic pole opposing the rotor is set in a range of 0 ° <θ2 <45 °. Further, the rotation angle θ3 between each of the one end position and the other end position and the intermediate position is set in a range of θ3 <θ1-45 °.
According to the present invention, the shutter blade is also used as the diaphragm blade. The shutter blades can be fully opened, small-apertured, and fully closed by only one electromagnetic actuator.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing an electromagnetic actuator which is a main component of the shutter device for a digital camera according to the present invention. As shown in FIG. 1A, the electromagnetic actuator 1 basically includes a
[0009]
In the state shown in (A), the center position between the N-pole and the S-pole of the four-pole
[0010]
When the
[0011]
On the other hand, when the
[0012]
FIG. 2 is a schematic plan view showing a specific example of the electromagnetic actuator shown in FIG. FIG. 2 shows a state where the rotor is at the intermediate position. A straight line dividing the magnetic pole of the
[0013]
On the other hand, focusing on the rotation angle of the
[0014]
FIG. 3 is a schematic plan view showing a digital camera shutter device according to the present invention. As shown in FIG. 1A, the shutter device for a digital camera is assembled using a substrate 3. The above-mentioned
[0015]
On the back side of the substrate 3, a pair of
[0016]
In the state shown in (A), the
[0017]
Here, when a short pulse is applied to the
[0018]
When a long pulse is applied from the fully open state shown in (A) or the small aperture state shown in (B), the
[0019]
Finally, the exposure operation of the digital camera shutter device shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. (A) shows a normal exposure operation for shifting from a fully open state to a fully closed state. In a digital camera, the shutter device is fully opened in an initial state. Here, when the release button is pressed and a predetermined exposure time period T1 elapses, a long pulse is applied. The pulse width T2 is set to, for example, 40 ms. By applying this long pulse to the coil, the shutter blade shifts from the fully open position to the fully closed position, and one photographing operation is completed. Thereafter, even after the application of the pulse is canceled in the period T3, the shutter blade is kept in a fully closed state without energization. Thereafter, by applying a pulse of the opposite polarity, the shutter blade returns from the fully closed state to the fully opened state. This reset pulse is also a long pulse, and its width T4 is, for example, 40 ms. Thereafter, even during the period T5 in which the reset pulse is released, the shutter blade is kept at the fully open position without power supply, and enters a standby state for the next photographing operation.
[0020]
(B) shows a timing chart when a photographing operation is performed with the lens aperture set to a small aperture. In a period T0, subject information is collected, and as a result, when it is determined that an aperture needs to be applied, a short pulse is applied to shift the shutter blade from the fully open position to the small aperture position. The width TX of the short pulse is, for example, 5 to 10 ms. In this manner, the next small aperture position or the fully closed position is selected by selecting the time width of the pulse to be applied from the fully open state. After a predetermined exposure time T1 has elapsed after the small aperture state has been set, a long pulse is applied to the coil, the shutter blades shift from the small aperture state to the fully closed state, and one shooting operation ends. The time width T2 of the long pulse applied at this time is, for example, 30 ms. After that, in the period T3, the fully closed state is kept in the non-energized state, and then in the period T4, a pulse of the opposite polarity is applied to reset the shutter blade from the fully closed position to the fully open position.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the shutter device for a digital camera performs the full opening operation and the full closing operation with a plurality of shutter blades, and also has a small aperture function. By driving such a digital camera shutter device with one actuator, it is possible to perform a full closing operation, a full opening operation of the shutter blades, and set / reset of a small aperture diameter. While two motors are conventionally required, the present invention can reduce the number of motors to one, and can reduce the manufacturing cost by 30 to 40% as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an electromagnetic actuator incorporated in a digital camera shutter device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a specific configuration example of the electromagnetic actuator shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view showing a digital camera shutter device according to the present invention.
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the digital camera shutter device shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electromagnetic actuator, 2L ... Shutter blade, 2R ... Shutter blade, 3 ... Substrate, 11 ... Rotor, 12 ... Yoke, 13 ... Coil, 31 ... Stopper Hole, 32 ... lens aperture
Claims (6)
前記電磁アクチュエータは、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能な着磁されたロータと、該ロータが一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されたヨークと、該ヨークに巻回され通電に応じて該ロータを回動させるコイルとを備えており、
前記シャッタ羽根は、該ロータの三点の位置に応じて、該レンズ開口を開く全開位置、該レンズ開口を閉じる全閉位置、及び該レンズ開口を部分的に開く小絞り位置の三点に移行可能であることを特徴とするデジタルカメラ用シャッタ装置。A shutter blade for opening and closing the lens opening of the digital camera, and an electromagnetic actuator connected to the shutter blade for driving the shutter blade to open and close,
The electromagnetic actuator has a magnetized rotor rotatable bidirectionally between one end position and the other end position across the intermediate position, and the rotor has three positions of one end position, the intermediate position and the other end position. A yoke arranged at a position where a magnetic holding force is generated at one time, and a coil wound around the yoke and rotating the rotor in accordance with energization,
The shutter blade shifts to three points of a fully open position for opening the lens opening, a fully closed position for closing the lens opening, and a small aperture position for partially opening the lens opening, according to three positions of the rotor. A shutter device for a digital camera, characterized in that it is possible.
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- 2002-09-20 JP JP2002276070A patent/JP4077700B2/en not_active Expired - Fee Related
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