JP2005250297A - セクタ駆動装置及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 全閉位置をセクタの移動範囲の中間に設定した場合でも、セクタのハンチングを防止できる構造を備えたセクタ駆動装置を提供する。
【解決手段】 開口4を有する基板3と、前記開口を開閉するセクタ10,20,30と、前記セクタを移動させる電磁アクチュエータ50とを備えたセクタ駆動装置1であって、前記電磁アクチュエータからの駆動力が歯部8,9を介して前記セクタに伝達され、前記セクタが移動範囲の中間において前記開口を閉鎖して全閉状態を形成する。電磁アクチュエータ1からの駆動力は、歯部8,9を設けたことにより、平均化され安定にセクタ10,20,30側に伝達できるので、セクタの移動範囲の中間に全閉位置が存在する場合でもハンチングの発生を抑制して全閉状態を形成できる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、セクタがその移動範囲の中間(一方向へ移動する途中)で、基板の開口を閉じて全閉状態を形成するタイプのセクタ駆動装置に関する。
カメラ等の光学機器で使用されるセクタ駆動装置に関しては、例えば特許文献1に記載がある。この特許文献1は、上絞り羽根及び下絞り羽根という2枚のセクタをステップモータで開閉駆動する技術について開示している。図8は、特許文献1で示される従来におけるセクタ動作について示した図である。第1のセクタ101は支軸102について揺動自在であり、第2のセクタ107は支軸108について揺動自在である。これらのセクタ101、107は、シャッタ基板に形成した開口(シャッタ開口或いはレンズ開口とも称す)100を開及び閉とする位置に移動可能に配置されている。
具体的には、第1のセクタ101には係合穴103が設けられ、同様に第2のセクタ107には係合穴109が設けられている。これらの係合穴103、109には図示しないステップモータのロータ軸に固定されて揺動する作動ピン105が貫通し、係合している。よって、図8で示すように、作動ピン105を所定範囲で移動させることで、2枚のセクタ101、107の位置を制御して小絞り、全閉、全開の状態を形成できる。
特開平2000−39646号 公報
上記特許文献1で開示するセクタ駆動装置では、第1のセクタ101及び第2のセクタ107は、作動ピン105の位置が上方へ移動するのに伴って、小絞りから全閉、全開の状態を形成する。また、全開の状態から作動ピン105を下方に移動するとこれとは逆の状態が形成される。ここで、全閉の状態は、小絞り状態と全閉状態との中間に存在している。
ところで、各セクタ101、107がある位置から他の位置に移動されたときには慣性力(イナーシャ)が作用する。小絞り位置から全閉位置にセクタ101、107を移動させたとき、或いは全開位置から全閉位置にセクタ101、107を移動させたときに、この慣性力が問題となる。具体的には、移動状態にあったセクタが全閉位置に来て停止されたときに、ハンチング(セクタが停止位置において移動方向に振動)することが問題となる。移動状態から全閉位置に止められるセクタ101、107には慣性力が作用しているので全閉位置(停止位置)から先にオーバーランするような力が作用する。さらには、ステップモータが停止された時に、ロータにも回転を継続しようとする慣性力が発生する。このロータの慣性力もセクタのハンチング発生の原因となる。
上記のような原因に基づいて全閉位置でハンチングが発生すると、セクタが予定された全閉位置からずれて開口100に光が入る状態(以下、再露光)となる。このように全閉位置で光を確実に遮蔽できないセクタ駆動装置を採用すると適正な撮影を行なうことができない。特に、図8で示した従来の場合、作動ピン105をステップモータのロータ軸に直に接続している。そして、起動時には作動ピン105を急激に作動させてセクタ101、107を移動し、これを急に停止させるので振幅の大きなハンチングが発生し易く、再露光が深刻な問題となる。
そこで、本発明の目的は、上記した従来の複数の課題を解決し、全閉位置をセクタの移動範囲の中間に設定した場合でも、セクタのハンチングを防止できる構造を備えたセクタ駆動装置を提供することである。
上記目的は、開口を有する基板と、前記開口を開閉するセクタと、前記セクタを移動させる電磁アクチュエータとを備えたセクタ駆動装置であって、前記電磁アクチュエータからの駆動力が歯部を介して前記セクタに伝達され、前記セクタが移動範囲の中間において前記開口を閉鎖して全閉状態を形成するセクタ駆動装置によって達成できる。
本発明によると、電磁アクチュエータの駆動力が歯部を介してセクタに伝達され、セクタの移動範囲の中間で開口を閉鎖し全閉状態を形成する。このとき、電磁アクチュエータからの駆動力は、歯部を設けたことにより、平均化され安定にセクタ側に伝達できるので、セクタの移動範囲の中間に全閉位置が存在する場合でもハンチングの発生を抑制して全閉状態を形成できる。よって、本電磁アクチュエータによると再露光の問題を確実に抑制できる。
また、前記歯部が、前記電磁アクチュエータのロータ軸に固定され正逆回転するギアと、該ギアと噛合して所定範囲を揺動する揺動部材とを含み、前記揺動部材が前記セクタに係合し前記移動範囲内を移動させる係合部を備え、前記電磁アクチュエータが複数のパルスにより回転駆動されると共に、前記揺動部材が前記ギアの回転を減速する歯列を有している構造を採用できる。
このような構造を採用すれば、電磁アクチュエータ側の駆動力がギアから揺動部材へと減速されながら伝達される。よって、セクタを移動させる係合部を安定に移動させ、これを停止できる。よって、この係合部によって移動されるセクタのハンチングを確実に抑制できる。また、ギアと揺動部材とは噛合しているため前後方向への動きに対しロック状態が形成される。よって、外力に対してもセクタを全閉位置に保持できる。
また、前記セクタが複数配設されており、該セクタの各々が移動範囲の中間で、協働して前記開口を閉鎖して全閉状態を形成する構造を採用することができる。前記セクタを複数枚とし、これらが協働して開口を閉鎖するようにすれば短時間で全閉状態を形成できる。なお、前記複数のセクタには、前記開口より小径の小絞り穴を備えた小絞りセクタが含まれ、前記開口を全閉状態とした後に前記小絞りセクタが前記開口に位置して、小絞り状態を形成するよにしてもよい。中間位置に全閉位置を設定すると共に、端部に小絞り位置を設定すれば全閉から小絞りへと簡単に切り換えることができる。上記のようなセクタ駆動装置を含む光学機器であれば鮮明な画像を撮影できる。
以上説明したように、本発明のによれば、セクタの移動範囲の中間に全閉位置を設定してもハンチングの発生を確実に抑制するセクタ駆動装置を提供できる。
本発明の一実施形態に係るセクタ駆動装置1を説明する。本セクタ駆動装置1は、電磁アクチュエータからの駆動力が歯部を介してセクタに伝達されるように構成されている。このような構造を採用することにより、移動するセクタを停止させたときにハンチングの発生を抑制できる。以下、図面を参照して説明する。図1はセクタ駆動装置1を分解して示した斜視図である。図2は、図1のセクタ駆動装置1を組付けたときの断面図である。図3はセクタ駆動装置1が全開状態にあるときの様子を示した図である。さらに図4は、図3で示したセクタ駆動装置1の各部が確認し易いように取り出して示した図である。
先ず図1及び図2を参照して、本セクタ駆動装置1の大略構成を説明する。本セクタ駆動装置1は、セクタ3枚構成の装置である。3枚のセクタ10、20、30は、シャッタ開口4を備えたシャッタ基板3に沿うように配置されている。シャッタ基板3側から、セクタ10、セクタ20、セクタ30である。セクタ10は第1シャッタ羽根であり、セクタ20は小絞り穴25を備えた絞り羽根である。セクタ30は第2シャッタ羽根である。セクタ20とセクタ30との間には羽根受け板5が介挿されている。本セクタ駆動装置1では、セクタ10及びセクタ20の移動方向と、セクタ30の移動方向とが逆向きに設定されている。羽根受け板5を設けることで移動したときのセクタ間の干渉を防止する。なお、この羽根受け板5には、シャッタ基板3の開口4に対応する開口5LEが形成されている。
セクタ30の外側には、羽根押え板6が配置されている。この羽根押え板6は羽根受け板5とのスペースを確保するための凸部6PR、基板3に固定するための係止爪6CR、及び各セクタの支軸(固定軸)を受ける開口6HL−1〜6HL−3、更に後述する扇状ギア部品8の突起8PRが移動できるように形成した円弧状の開口6HL−4を有している。なお、この羽根押え板6にも基板3の開口4に対応する開口6LEが形成されている。
基板3を間にして、3枚のセクタ10,20、30が配置された側と反対側には駆動系の部品が配置されている。なお、基板3の表面に立設された2つの柱状部材7,7は図示しないカメラ本体に組付けを行なう際に使用される取付柱である。また、基板3には後述する突起8PRの移動を許容するための円弧状の開口3HLが形成されている。この開口3HLは上記羽根押え板6に設けた開口6HL−4と対応する。
図1では電磁アクチュエータとしてのステップモータ50も分解して示している。ステップモータ50は、モータ基板51、C字型を成したステータ52、このステータ52の両側に巻回された一対のコイル53−1,53−2、ロータ54及び上ケース55を備えて形成されている。
更に本セクタ駆動装置1は、基板3とステップモータ50の間に、歯部を構成するロータカナ(ギア)9と扇状のギア部品8と具備している。組付けた状態での断面を示した図2で示すように、ステップモータ50のロータ軸54RTにはカナ9が固定される。このカナ9に揺動部材となる扇状のギア部品8が噛合している。この扇状ギア部品8の下面(セクタ側の面)から、各セクタ10、20、30に係合して移動させる係合部となる突起8PRが下向きに突出している。この突起8PRはセクタ10、20、30のそれぞれに形成した係合穴12、22、32に係合し、作動ピンとして機能してこれらを揺動する(図1参照)。なお、図2では図1で示している羽根受け板5は図示していない。
また、各セクタ10,20,30は、突起8PRが係合する係合穴12、22、32の他に、基板3に固定した支軸11、21、31と嵌合する穴13、23、33(図1参照)を備えている。すなわち、セクタ10は支軸11を中心に揺動可能であり、セクタ20は支軸21を中心に揺動可能であり、セクタ30は支軸31を中心に揺動可能である。そして、各セクタは係合穴12、22,32に係合する突起8PRから駆動力を受けて所定範囲を揺動するように設定されている。
本セクタ駆動装置1は、カナ9と扇状ギア部品8とによる歯部を備えている点に特徴の1つがある。この点をさらに、セクタが全開状態であるときの様子を示した図3、及びこの図3に示した構成の一部を取り出して示した図4を参照して説明する。なお、図3では各セクタ10,20,30を確認し易くするため、第1セクタ10に係る部分を実線、第2セクタ20に係る部分を破線、第3セクタに係る部分を点線で示している。そして、シャッタ基板3に関してはシャッタ開口4以外の部分を簡略化して示している。後述する図5(全閉)、図6(小絞り)についてもこの図3と同様に図示している。
図4は、(A)はカナ9と扇状ギア部品8とを取り出し、拡大して示している。突起8PRは扇状ギア部品8の扇状部分から下方(図4の紙面に対して垂直下向き)に突出しているが、ここでは位置を確認できるように図示している。(B)は第1セクタ10、(C)は第2セクタ20、(D)は第3セクタ30を示している。なお、(B)〜(D)では、突起8PRの移動範囲を合わせて図示している。
この扇状ギア部品8は、噛合しているカナ9の回転速度を例えば1/3に減速して揺動するように設定され、減速歯車として機能している。扇状ギア部品8は円形状のギアの一部として形成されており、歯列の密度はカナ9の3倍に設計されている。よって、扇状ギア部品8の広がり角は略120°であり、上記カナ9が1回転(360°)したときに扇状ギア部品8が一端から他端に移動(120°移動)するようになっている。なお、上記カナ9と扇状ギア部品8の減速比は、必要により増減してもよい。
上記カナ9の回転は、ステップモータ50の駆動パルスにより制御される。そして、上記構成から扇状ギア部品8へは駆動力が減速されながら伝達される。この扇状ギア部品8に、セクタを移動させる突起8PRが形成されている。よって、ステップモータ50の駆動力は、カナ9と扇状ギア部品8との噛み合い部分で減速されながら最終的にセクタ10,20,30伝達される。このように減速されながら駆動力が伝達するので各セクタの揺動動作は安定で円滑になる。
ところで、上記のようにカナ9と扇状ギア部品8との間で減速されるので、これに伴ってセクタの移動スピードは低下する。しかし、シャッタスピードの遅れが問題となる場合には、ステップモータ50へ供給する駆動パルスを調整することでスピードの低下を補償できる。特に複数(例えば3〜5個)の短パルスをステップモータ50に供給して駆動すると、減速ギアを介在させたことによるスピードの低下を補償しつつ、ハンチングの発生を効果的に抑制できる。従来においては1回のパルスで作動ピンを急激に作動し、さらに急停止していたのでハンチングが顕著となった。しかし、本電磁アクチュエータ1は、複数パルスでステップモータ50を駆動すると突起8PRをスピーディーかつスムーズに移動できる。これによって移動される各セクタの移動も緩やかになり、停止位置でのハンチングの発生を抑制できる。すなわち、駆動系の一部に歯部を採用し、複数パルスで電磁アクチュエータを駆動することでハンチングを抑制しつつセクタのスピードも確保できる。
図4(A)で(8−1)の位置が図3に示す全開の位置である。(8−2)の位置が、この後に図5で示す全閉位置である。(8−3)の位置が図6で示す小絞り位置である。ステップモータ50に固定されたカナ9が回転すると、これと噛合する扇状ギア部品8が減速しなが揺動する。この扇状ギア部品8に固定された突起8PRが所定範囲を移動する。さらに図5(全閉)及び図6(小絞り)を参照して説明する。
図3の全開状態では突起8PRが移動範囲の下端位置(一端)8−1にあり、このときには各セクタ10、20、30に設けた係合穴の形状に基づいて、シャッタ開口4を開く位置に移動される。次に、図5で示すように、突起8PRが全閉に対応した中間の位置8−2に移動する。ここで各セクタ10、20、30が協働して、シャッタ開口4を閉じる全閉状態を形成する。この全閉状態を形成する各セクタ10、20,30の位置は、これらセクタの移動範囲の中間位置である。移動範囲の端位置であればストッパーを設けやすいが、中間位置はその位置から更に移動可能にするためストッパーを設けていない。よって、本来的にハンチングが発生し易い。
しかし、本セクタ駆動装置1では、前述したようにステップモータ50が複数パルスで駆動され、ステップモータ50の駆動力はカナ9と扇状ギア部品8とによる歯部を介してセクタに伝達される。よって、全閉位置で各セクタ10、20,30のハンチングが抑制される。また、カナ9と扇状ギア部品8とが噛み合っているので、外力に対してロック力を発生してセクタの全閉状態を安定に保持できる。
そして、本セクタ駆動装置1では、図5の全閉状態位置にある突起8PRを更に上端位置(他端)8−3に移動させると、第1セクタ10及び第3セクタ30がシャッタ開口4の位置から退避する。このとき小絞り穴25を備えた第2セクタ20がシャッタ開口4に位置するので小絞り状態を単に形成できる。
さらに、図7は本セクタ駆動装置1において、ステップモータ50に供給するパルス毎での動作を示したチャートである。なお、この図7は、小絞りから全閉を介して全開とする場合について示している。すなわち、前述した説明とは逆であり、図4(A)において突起8PRが8−3の位置から8−1の位置に逆に移動する場合の例である。この例では4パルスで、小絞りから全閉状態となる。さらに、全閉状態から4パルスを供給すると8パルス目で全開状態となる。上段に示した図はステップモータ50に供給するパルスに応じたセクタの状態を示している。下段の図はステップモータ50の一対のコイルCoil−l(53−1)、Coil-2(53−2)の励磁状態を示している。
なお、1パルス目を供給する前においては、コイルCoil−l、Coil-2にホールディングパルスが供給され、所定の停止位置に停止される。よって、0パルスと1パルスの間で、各セクタが小絞り側停止位置に保持される。この位置からステップモータ50に4パルスが供給されると、3枚のセクタが協働して開口4を閉じる全閉位置となる(図5)。全閉位置となる前に生じる小絞り開口Pin Holeは各セクタが移動して、小絞り開口が小さくなり針の穴(ピンホール)状態となるときである。全閉位置からさらにパルスが供給される全開に向かってセクタが移動し、8パルス目で全開となる。すなわち、図5から図3の状態に移行する。
以上で説明したセクタ駆動装置1は、1つの突起8PRが一方向に移動する途中にセクタによって開口を閉鎖する全閉状態が存在するが、この全閉状態となったときに前述したように突起8PRが歯部によって移動されているので、ハンチングの発生を抑制できる。特に、電磁アクチュエータに供給するパルスを制御することにより、ハンチングの発生を抑制しつつ、セクタのスピードを確保することもできる。よって、本セクタ駆動装置1では全閉位置での再露光という問題を確実に抑制できる。したがって、本セクタ駆動装置1を一部として含んだカメラ等の光学機器によれば鮮明な画像を撮影できる。
以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
実施形態に係るセクタ駆動装置を分解して示した斜視図である。 図1のセクタ駆動装置を組付けたときの断面図である。 図1のセクタ駆動装置が全開状態にあるときの様子を示した図である。 図3で示したセクタ駆動装置の各部が確認し易いように取り出して示した図である。 図1のセクタ駆動装置が全閉状態にあるときの様子を示した図である。 図1のセクタ駆動装置が小絞り状態にあるときの様子を示した図である。 セクタ駆動装置において、ステップモータに供給するパルス毎での動作を示したチャートである。 従来におけるセクタ動作について示した図である。
符号の説明
1 セクタ駆動装置
3 シャッタ基板
4 シャッタ開口
8 扇状ギア部品(揺動部材)
8PR 突起(係合部)
9 ロータカナ(ギア)
10 第1セクタ
20 第2セクタ
30 第3セクタ
50 ステップモータ

Claims (5)

  1. 開口を有する基板と、
    前記開口を開閉するセクタと、
    前記セクタを移動させる電磁アクチュエータとを備えたセクタ駆動装置であって、
    前記電磁アクチュエータからの駆動力が歯部を介して前記セクタに伝達され、前記セクタが移動範囲の中間において前記開口を閉鎖して全閉状態を形成することを特徴とするセクタ駆動装置。
  2. 前記歯部が、前記電磁アクチュエータのロータ軸に固定され正逆回転するギアと、該ギアと噛合して所定範囲を揺動する揺動部材とを含み、
    前記揺動部材が前記セクタに係合し前記移動範囲内を移動させる係合部を備え、
    前記電磁アクチュエータが複数のパルスにより回転駆動されると共に、前記揺動部材が前記ギアの回転を減速する歯列を有していることを特徴とする請求項1に記載のセクタ駆動装置。
  3. 前記セクタが複数配設されており、該セクタの各々が移動範囲の中間で、協働して前記開口を閉鎖して全閉状態を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載のセクタ駆動装置。
  4. 前記複数のセクタには、前記開口より小径の小絞り穴を備えた小絞りセクタが含まれ、前記開口を全閉状態とした後に前記小絞りセクタが前記開口に位置して、小絞り状態を形成することを特徴とする請求項3に記載のセクタ駆動装置。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載のセクタ駆動装置を含むことを特徴とする光学機器。
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