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

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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