JP2004264467A

JP2004264467A - デジタルスチルカメラ用シャッタ

Info

Publication number: JP2004264467A
Application number: JP2003053582A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Murayama; 和章村山
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP4216621B2

Abstract

【課題】開口規制縁が直線状に形成されている２枚のシャッタ羽根を備えていても、撮影光路用開口の閉鎖時間を短くすることの可能なデジタルスチルカメラ用のレンズシャッタを提供すること。
【解決手段】開口規制縁が直線状に形成された２枚のシャッタ羽根４，５は、軸１ｄ，１ｅで回転可能であり、補助羽根３は、開口部３ａを有していて、ピン１ｂ，１ｃに案内されて上下動可能になっている。モータの回転子６に設けられた出力ピン６ａは、上記の３枚の羽根３，４，５の長孔３ｄ，４ａ，５ａに嵌合しており、回転子６の往復回転によって、３枚の羽根３，４，５に開閉作動を行わせるようになっている。そして、閉鎖作動時には、シャッタ羽根４，５が開口部１ａを閉鎖し終わる前であっても、補助地板３の協力で、早期に閉鎖し終わるようになっていて、好適な画像が得られるようになっている。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラに用いられるレンズシャッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラ用のレンズシャッタは、殆どの場合、銀塩カメラ用のレンズシャッタと同様に、２枚のシャッタ羽根が、同一駆動源によって相対的に回転させられ、撮影光路用の円形の開口部を開閉するように構成されており、シャッタ羽根の開口規制縁の形状としては、複雑な曲線状にしたもの（例えば、特許文献１参照）と直線状にしたもの（例えば、特許文献２参照）とが知られている。そして、前者の形状のものは、２枚のシャッタ羽根が、上記の開口部を、その略中心（光軸位置）から開放し始め、その中心に向けて閉鎖し終わるので、絞り羽根と兼用させる場合などに有利であるが、閉鎖作動時における両者の先端同士の衝突を防ぐために、開口部の大きさの割には各羽根の形状は大きくなる。他方、後者の形状のものは、閉鎖作動時に両者間で衝突のおそれがないため、各羽根の形状は小さくなり、シャッタユニットをコンパクト化するのに有利であるが、絞り羽根と兼用にすることはできない。本発明は、それらのうち、後者の形状のシャッタ羽根を備えたデジタルスチルカメラ用のレンズシャッタに関するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特許公開２００１−２１５５５４号公報（第４−７頁、図１−４）
【特許文献２】
特許公開２００２−１６２６６６号公報（第３−５頁、図１−６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
レンズシャッタがデジタルスチルカメラに採用された場合であって、そのシャッタ羽根が絞り羽根を兼用しないとき、撮影のための固体撮像素子に対する露光は、撮影光路用の開口部を全開状態にしておき、固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出することによって開始される。また、そのようにして開始された露光は、通常の場合、シャッタ羽根が上記の開口部を閉鎖することによって終了し、その閉鎖状態のままで、撮像情報を記憶装置へ転送するようにしているが、上記の露光を、固体撮像素子に対する電気信号で終了させ、シャッタ羽根は、撮像情報を記憶装置へ転送するためにだけ閉鎖させるようにすることも知られている。そして、それらの場合、シャッタ羽根が閉鎖を開始してから閉じ終わるまでの時間は、出来るだけ短くすることが要求されている。即ち、上記の開口部を閉鎖し始めてから閉じ終わるまでの閉じ時間が長いと、前者の場合には露光むらを大きくさせる原因になるし、後者の場合には、スミア現象の発生を大きくさせる原因となるからである。
【０００５】
ところで、上記のように、開口規制縁が曲線状をしているシャッタ羽根と、直線状をしているシャッタ羽根とでは、開閉する開口部の直径が同じであり、しかもシャッタ羽根の取付位置から光軸までの距離が同じであって、尚且つ作動速度も同じであると仮定したとき、上記の閉じ時間は、前者のシャッタ羽根の方が、後者のシャッタ羽根の場合よりも短くなる。何故ならば、前者のシャッタ羽根の場合には、開口部の光軸位置を閉鎖したときが閉鎖終了時点となるが、後者のシャッタ羽根の場合には、光軸位置を閉鎖した時点では、シャッタ羽根の先端側の領域が未だ閉鎖し残されているからである。
【０００６】
従って、後者のシャッタ羽根を短時間で閉鎖させるには、駆動源の力を大きくして高速で作動させる必要があるが、そのような高速化には自ずと限度があるし、余り高速化すると閉鎖停止時にストッパに当接して生じるバウンド対策やシャッタ羽根の破壊対策なども面倒になる。特許文献２に記載のシャッタは、駆動源の力を大きくしなくても、閉鎖時点を早くすることができる工夫がなされており、その点では極めて効果的なものである。しかしながら、シャッタ羽根に形成された連結孔と駆動ピンとの間に遊びを設けたり連結孔の形状に工夫を凝らす必要があるため、シャッタ羽根が駆動ピンの作動に完全に連動せず、開放作動時にも閉鎖作動時にも若干遅れて作動を開始することになる。従って、それに伴う諸問題も無しとは言えず、カメラの要求仕様によっては、それらの克服手段を講じる必要が生じてくる。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、各々の開口規制縁が直線状に形成されている２枚のシャッタ羽根が、駆動手段によって相反する方向へ往復回転し、撮影光路用の円形開口部を、開放作動時にはその所定の周辺位置から開放させ始め、閉鎖作動時にはその周辺位置で閉鎖し終わるようにした従来のレンズシャッタにおいて、上記の駆動手段によって略直線状に往復作動させられる補助羽根を設け、閉鎖作動時には、その補助羽根によって上記開口部を上記周辺位置から光軸に向けて閉鎖させることによって、シャッタ羽根が開口部を閉じ始めてから閉じ終わるまでの時間を短くすることの可能なデジタルスチルカメラ用シャッタを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のデジタルスチルカメラ用シャッタは、少なくとも一方に撮影光路用の円形の開口部が形成されていて両者の間に羽根室を構成している二つの地板と、各々の開口規制縁が直線状に形成されていて前記羽根室内で相反する方向へ往復回転可能に配置されており開放作動時には該開口規制縁によって前記開口部をその所定の周辺位置から開放させ始め閉鎖作動時には該周辺位置で閉鎖し終わる２枚のシャッタ羽根と、前記羽根室内において略直線状に往復作動可能に配置されており前記シャッタ羽根の閉鎖作動時には前記開口部を前記周辺位置から光軸に向けて閉鎖し前記シャッタ羽根の開放作動時には前記周辺位置に向けて開放する補助羽根と、往復作動が可能であって前記２枚のシャッタ羽根と前記補助羽根とを同時に往復作動させる駆動手段と、を備えているようにする。
【０００９】
その場合、前記駆動手段が、固定子コイルの通電方向に対応した方向へ所定の角度範囲で往復回転させられる永久磁石回転子を有していて、その出力ピンが、前記２枚のシャッタ羽根に形成された長孔と前記補助羽根に形成された長孔に嵌合されている電流制御式のモータであって、前記開口部の開放位置では、該固定子コイルへの通電を断っても該回転子はその永久磁石の磁力によって停止状態を維持されているようにすると、電動式のコンパクトなシャッタユニットが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。尚、図１〜図４は、いずれも実施例を示した平面図あって、図１は、撮影前の初期状態を示したものである。また、図２は、撮影終了時にシャッタ羽根が図１に示された状態から作動し、撮影光路用開口を閉鎖し始める瞬間を示したものであり、図３は、図２に示された状態の後、撮影光路用開口が閉鎖された瞬間を示したものである。更に、図４は、図３に示された状態の直後に、シャッタ羽根の作動が停止した状態を示したものである。
【００１１】
先ず、主に図１を用いて、実施例の構成を説明する。シャッタ地板１は、図示していない適宜な手段によって補助地板２を取り付け、両者の間に羽根室を構成している。また、図１においては、羽根室内の一部が見えるようにするために、シャッタ地板１の一部を切除しているが、本実施例の場合には、シャッタ地板１と補助地板２とは、略同じ平面形状をしている。そして、それらの二つの地板１，２の中央部には、円形の開口部１ａ，２ａが形成されている。通常は、二つの開口部１ａ，２ａのうちの一方が撮影光路用開口を規制するようにすることが多いが、本実施例の場合には、両者の直径は全く同じである。
【００１２】
羽根室内には、シャッタ地板１側から、補助羽根３，シャッタ羽根４，シャッタ羽根５の順に配置されている。そのうち、補助羽根３は、上記の開口部１ａ，２ａより直径の大きな開口部３ａと、三つの長孔３ｂ，３ｃ，３ｄとを有していて、それらのうち、長孔３ｂ，３ｃをシャッタ地板１に立設されたピン１ｂ，１ｃに嵌合させ、図１の略上下方向に作動し得るようにしている。また、２枚のシャッタ羽根４，５は、長孔４ａ，５ａを有していて、シャッタ地板１に立設された軸１ｄ，１ｅに回転可能に取り付けられている。
【００１３】
シャッタ地板１の羽根室外の面には、ムービングマグネット型モータなどと称されている電流制御式のモータが取り付けられている。この種のモータは、周知であるため、詳細な構成が分かるようには示してないが、回転子６は、合成樹脂製の固定子枠７の内部において、上記の軸１ｅと重なる位置で軸受けされている。また、この回転子６は、径方向に２極に着磁された（図１には、磁極をＮ，Ｓで示し、その境界線を一点鎖線で示してある）永久磁石を備えており、その径方向へ伸びた腕部の先端には出力ピン６ａを有している。そして、この出力ピン６ａは、シャッタ地板１に形成された図示していない円弧状の長孔を貫通し、羽根室内において、上記の３枚の羽根３，４，５の長孔３ｄ，４ａ，５ａに嵌合している。
【００１４】
また、固定子枠７の外側には溝が形成されていて、そこに、回転子６の二つの軸受け部を包囲するようにしてコイル８が巻回されており、回転子６は、そのコイル８への通電方向に対応した方向へ、所定の角度範囲で回転させられるようになっている。更に、固定子枠７の外側の円周面には、細長い二つの溝が、回転子６の回転軸と平行に形成されていて、それらの中に細長い円柱状の磁性体棒（鉄ピン）９，１０が嵌め込まれている。そして、固定子枠７の外側には、円筒形をしたヨーク１１が嵌装されている。尚、シャッタ地板１に形成された上記の図示していない円弧状の長孔は、その長さ方向の両端が、出力ピン６ａを当接させることによって、回転子６の回転のストッパの役目もするようになっている。
【００１５】
次に、図１のほかに図２〜図４も用いて本実施例の作動を説明する。図１は、撮影前の初期状態を示しており、カメラの電源はオンになっていて、モニターによって被写体像の観察は可能になっているが、モータのコイル８には通電されていない。それでも、３枚の羽根３，４，５は、この開口部１ａを全開にした状態を維持できるようになっている。即ち、回転子６のＳ極とＮ極の周面には、磁性体棒９，１０が対向しているが、磁極の境界線（一点鎖線）と９０°をなす周面位置に近いのは磁性体棒１０である。そのため、Ｎ極と磁性体棒１０との間に作用する吸引力の方が、Ｓ極と磁性体棒９との間に作用する吸引力よりも大きいから、回転子６には反時計方向へ回転する力が付与されている。そして、その回転子６は、出力ピン６ａが、シャッタ地板１に形成された図示していない円弧状の長孔の上端に接触し、その回転を阻止されているからである。
【００１６】
撮影をする場合は、このような図１の状態において、レリーズボタン（スイッチ）を押す。そうすると、制御回路からの電気信号によって、固体撮像素子に蓄積されていた電荷が放出され、その放出完了時点から直ちに撮影のための露光（電荷の蓄積）が開始され、且つ露光時間制御回路によって露光時間に対応した所定時間のカウントが開始される。そして、その後、そのカウントが終了すると、モータのコイル８に対して正方向の通電が行われる。それによって、回転子６は、図１の状態から時計方向へ回転させられ、出力ピン６ａによって、シャッタ羽根４を時計方向へ、シャッタ羽根５を反時計方向へ、相対的に回転させると共に、補助羽根３を下方へ作動させる。その後、３枚の羽根３，４，５が開口部１ａの閉鎖を開始する瞬間の状態を示したのが図２である。
【００１７】
本実施例のシャッタ羽根４，５は、同じ形状をしていて、一方を他方に対して裏返して配置されている。そのため、閉じ作動方向の端縁は、シャッタ羽根４が「く」形状をし、シャッタ羽根５が「く」の逆さ形状をしており、いずれも二つの直線状の端縁を有している。しかしながら、図２からも分かるように、この状態から開口部１ａを閉鎖していくのは、先端側の直線端縁だけである。従って、本実施例においても、相対的に回転して開口部１ａ（即ち、撮影光路用開口）を開閉する２枚のシャッタ羽根４，５は、直線状の開口規制縁を有していることになる。
【００１８】
図２の状態から、なおも回転子６が時計方向へ回転すると、シャッタ羽根４，５は、直線状の開口規制縁によって左右の下方位置から開口部１ａを閉鎖してゆき、補助地板３は円弧状の開口規制縁によって上方位置から光軸方向に開口部１ａを閉鎖していく。図３は、そのようにして開口部１ａが閉鎖し終わった瞬間を示している。このとき、シャッタ羽根４，５だけに限ってみれば、開口部１ａを完全には閉鎖していない。従って、補助羽根３を設けていない場合には、開口部１ａを閉鎖し終わるまでの時間がもっと長くなる。このようにして、３枚の羽根３，４，５は、開口部１ａを閉鎖した後も作動を続け、出力ピン６ａが、シャッタ地板１に形成された図示していない円弧状の長孔の下端面に当接したとき停止させられる。その状態が図４に示されている。
【００１９】
上記のように、本実施例の場合には、図３に示された時機に開口部１ａが閉鎖するので、それ以後であれば、いつでも、固体撮像素子に蓄積された撮像情報を記憶装置に転送させることが可能である。言い換えれば、転送完了時機を早くして、開口部１ａを早く全開にし、次の撮影に備えることができるということであり、それだけシャッタチャンスを逸することが少なくなり、且つ連写をするには好適となる。
【００２０】
また、本実施例は、図４に示された状態を所定時間維持したい場合は、節電のためにコイル８への通電を断っても大丈夫になっている。即ち、この状態においては、Ｓ極と磁性体棒９との間に作用する吸引力の方が、Ｎ極と磁性体棒１０との間に作用する吸引力よりも大きく、回転子６には時計方向へ回転する力が付与されているからである。従って、もし、そのような機能を必要としないのであれば、磁性体棒９は設ける必要がなくなる。
【００２１】
このようにして、固体撮像素子に蓄積された撮像情報を記憶装置に転送させると、今度は、コイル８に対して逆方向の通電が行われる。そのため、回転子６は、図４の状態から反時計方向へ回転し、補助板３を上方へ作動させると共に、シャッタ羽根４を時計方向へ回転させ、シャッタ羽根５を反時計方向へ回転させる。それによって、開口部１ａは開放されて行き、全開となった直後に、出力ピン６ａが、シャッタ地板１に形成された図示していない円弧状の長孔の上端面に当接し、開放作動は終了する。その後、コイル８への通電を断った状態が、図１に示された初期状態である。
【００２２】
このように、本実施例は、開口規制縁が直線状に形成されている２枚のシャッタ羽根４，５が、モータの出力ピン６ａによって相反する方向へ往復回転し、撮影光路用開口（開口部１ａ）を、開放作動時にはその所定の周辺位置から開放させ始め、閉鎖作動時にはその周辺位置で閉鎖し終わるように構成されているタイプのデジタルスチルカメラ用レンズシャッタでありながら、撮影光路用開口を閉鎖し始めてから閉鎖し終わるまでの時間を、従来よりも短くすることができるから、撮影のための露光が終了してから閉鎖作動を行わせるようにした場合には、スミア現象の発生を殆どなくすことができ、また、閉鎖作動の終了と同時に撮影のための露光が終了するようにした場合には、露光むらを抑制することが可能になる。更に、後者の場合には、最高速のシャッタ速度（有効露出時間）を速くすることが可能になることは言うまでもない。
【００２３】
尚、上記の実施例においては、３枚の羽根３，４，５の開閉作動を、電流制御式のモータでダイレクトに行わせているが、本発明は、そのような構成だけに限定されず、仲介部材を介在させても差し支えない。また、電流制御式モータの構成も、実施例の構成のものだけに限定されず、どのような構成のものでも差し支えないし、電流制御式モータではなく、ステップモータを使用しても差し支えない。更に、余り実用的ではないかもしれないが、開放作動をモータで駆動し、閉鎖作動をばねで駆動するようにしても差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のレンズシャッタは、開口規制縁が直線状に形成されている２枚のシャッタ羽根が、駆動手段によって相反する方向へ往復回転し、撮影光路用の円形開口部を、開放作動時にはその所定の周辺位置から開放させ始め、閉鎖作動時にはその周辺位置で閉鎖し終わるように構成されているにもかかわらず、閉鎖作動時には、上記の駆動手段によって補助羽根を略直線状に作動させ、上記開口部を上記の周辺位置から光軸に向けて閉鎖させるようにしたから、上記開口部を閉鎖し始めてから閉鎖し終わるまでの時間が短くなり、デジタルスチルカメラに用いて極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮影前の初期状態を示した実施例の平面図である。
【図２】撮影終了時にシャッタ羽根が図１に示された状態から作動し、撮影光路用開口を閉鎖し始める瞬間を示した平面図である。
【図３】図２に示された状態の後、撮影光路用開口が閉鎖された瞬間を示した平面図である。
【図４】図３に示された状態の直後に、シャッタ羽根の作動が停止した状態を示した平面図である。
【符号の説明】
１シャッタ地板
１ａ，２ａ，３ａ開口部
１ｂ，１ｃピン
１ｄ，１ｅ軸
２補助地板
３補助羽根
３ｂ，３ｃ，３ｄ，４ａ，５ａ長孔
４，５シャッタ羽根
６回転子
６ａ出力ピン
７固定子枠
８コイル
９，１０磁性体棒
１１ヨーク

Claims

少なくとも一方に撮影光路用の円形の開口部が形成されていて両者の間に羽根室を構成している二つの地板と、各々の開口規制縁が直線状に形成されていて前記羽根室内で相反する方向へ往復回転可能に配置されており開放作動時には該開口規制縁によって前記開口部をその所定の周辺位置から開放させ始め閉鎖作動時には該周辺位置で閉鎖し終わる２枚のシャッタ羽根と、前記羽根室内において略直線状に往復作動可能に配置されており前記シャッタ羽根の閉鎖作動時には前記開口部を前記周辺位置から光軸に向けて閉鎖し前記シャッタ羽根の開放作動時には前記周辺位置に向けて開放する補助羽根と、往復作動が可能であって前記２枚のシャッタ羽根と前記補助羽根とを同時に往復作動させる駆動手段と、を備えていることを特徴とするデジタルスチルカメラ用シャッタ。
前記駆動手段が、固定子コイルの通電方向に対応した方向へ所定の角度範囲で往復回転させられる永久磁石回転子を有していて、その出力ピンが、前記２枚のシャッタ羽根に形成された長孔と前記補助羽根に形成された長孔に嵌合されている電流制御式のモータであって、前記開口部の開放位置では、該固定子コイルへの通電を断っても該回転子はその永久磁石の磁力によって停止状態を維持されていることを特徴とする請求項１に記載のデジタルスチルカメラ用シャッタ。