JP2016136202A - 羽根駆動装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根の優れた耐久性を実現できる羽根駆動装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、開口部に出入りする羽根と、羽根の端部に係合して羽根を駆動する羽根駆動手段と、を備え、羽根駆動手段は、羽根の端部に係合する係合動作部を所定の範囲内で往復動作させることにより、開口部に対して羽根を出入りさせ、開口形成部材には、往復動作する係合動作部の一部が折り返し時にそれぞれ当接する一対の当接端部が設けられ、係合動作部の一部に係合して係合動作部の動作に従動する従動部材が設けられ、従動部材は、一対の当接端部のうち少なくとも何れか一方に当接する前の係合動作部に従動し、係合動作部の一部が一方の当接端部に当接するときの衝撃を実質的に吸収する。【選択図】図１

Description

本発明は、羽根を駆動する羽根駆動装置、及びこの羽根駆動装置を備えた撮像装置に関する。

従来から、デジタルカメラ等に搭載されるカメラ用シャッタ装置としては、撮影光路用の開口部を開閉するように地板に対して回転自在に設けられた羽根部材と、この羽根部材を駆動する出力ピンを回動するモータ等を備えたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２４６４０号公報

ここで、上述した特許文献１の羽根駆動装置では、羽根部材の長孔に出力ピンを挿入し、その出力ピンを長孔に沿って繰り返し往復動作させて羽根部材に動力を伝達する。このように、従来の羽根駆動装置では、羽根がその羽根に駆動力を伝達する部材から繰り返し物理的な衝撃を受ける構成となるため、羽根の耐久性が問題となる。

本発明は、羽根の優れた耐久性を実現できる羽根駆動装置及び撮像装置を提供する。

本発明の羽根駆動装置は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、前記開口部に出入りする羽根と、前記羽根の端部に係合して前記羽根を駆動する羽根駆動手段と、を備え、前記羽根駆動手段は、前記羽根の端部に係合する係合動作部を所定の範囲内で往復動作させることにより、前記開口部に対して前記羽根を出入りさせ、前記開口形成部材には、往復動作する前記係合動作部の一部が折り返し時にそれぞれ当接する一対の当接端部が前記開口部の外側に設けられ、前記開口部の外側には、前記係合動作部の一部に係合して前記係合動作部の動作に従動する従動部材が設けられ、前記従動部材は、前記一対の当接端部のうち少なくとも何れか一方に当接する前の前記係合動作部に従動し、前記係合動作部の一部が一方の当接端部に当接するときの衝撃を実質的に吸収することを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、係合動作部の一部が一対の当接端部の何れか一方に当接する前のタイミングにおいて、従動部材が係合動作部の動作に対して大きな駆動負荷となって従動することで係合動作部の動作が減速するため、係合動作部から羽根が受ける衝撃の一部を緩和でき、その結果、羽根の優れた耐久性を実現できる。

また、上記本発明では、前記係合動作部は、前記羽根の端部に設けられた係合孔に挿入される係合ピンを有し、前記従動部材は、前記係合ピンに係合することを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、係合動作部の一部が一対の当接端部の何れか一方に当接する前のタイミングにおいて、羽根に係合する係合ピンに従動部材を大きな駆動負荷で従動させることにより、羽根に加わる衝撃を有効に緩和できる。

また、上記本発明では、前記開口形成部材の前記一対の当接端部の周囲には、固定ピンが立設され、前記従動部材には、前記係合ピンの走行方向に延びる直線孔と、前記直線孔の端部に連通して前記係合ピンの走行方向と交差する方向に延びる屈曲孔とを有するクランク孔が設けられ、前記固定ピンが前記クランク孔に挿通された状態で、前記係合動作部の前記係合ピンが前記従動部材に設けられた貫通孔に係合し、前記従動部材は、前記係合動作部の動作に対して、前記係合ピンが前記一対の当接端部のうち一方の端部側に位置しているときのみ前記固定ピンが前記屈曲部に当接して従動負荷となり、前記固定ピンが前記直線孔に係合することで前記従動負荷が解除されることを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、係合ピンが一対の当接端部のうち一方の端部に当接する直前で固定ピンが直線孔から屈曲孔に移行して屈曲孔で係合することで係合動作部の動作に対して従動部材が大きな駆動負荷で従動するため、係合動作部の動作が一時的に減速され、羽根に加わる衝撃を有効に緩和する。

また、上記本発明では、前記屈曲孔は、前記直線孔の両端部にそれぞれ設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、係合ピンが一対の当接端部のそれぞれに当接する直前で係合動作部の動作が減速されるため、羽根に加わる衝撃を有効に緩和できる。

また、上記本発明では、前記羽根駆動手段は、前記係合動作部と、前記係合動作部を駆動する駆動部とを有し、前記開口形成部材のうち前記羽根が走行する面側とは反対側の面に配置され、前記係合動作部の一部は、前記開口形成部材を貫通して設けられ且つ前記一対の当接端部を有する長孔に挿通されて前記羽根の端部に係合し、前記従動部材は、前記羽根と前記開口形成部材との間に設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、従動部材の設置スペースが確保される。

また、上記本発明では、前記羽根駆動手段は、前記係合動作部と、前記係合動作部を駆動する駆動部とを有し、前記開口形成部材のうち前記羽根が走行する面側とは反対側の面に配置され、前記係合動作部の一部は、前記開口形成部材を貫通して設けられ且つ前記一対の当接端部を有する長孔に挿通されて前記羽根の端部に係合し、前記従動部材は、前記羽根駆動手段と前記開口形成部材との間に設けられたことを特徴とする。
かかる本発明によれば、羽根の走行スペースから切り離して従動部材の設置スペースが確保される。

なお、本発明は、上述した羽根駆動装置を備えた撮像装置についても広く対象とする。
かかる本発明の態様によれば、羽根駆動の耐久性に優れ、長期に亘って使用できる撮像装置を実現できる。

本発明によれば、羽根の優れた耐久性を実現できる羽根駆動装置及び撮像装置を実現できる。

本発明の一実施形態に係る羽根駆動装置の概略を示す分解斜視図。 図１の羽根駆動装置の要部拡大平面図（羽根の全開状態図）。 図２の羽根駆動装置の要部拡大平面図。 図１の羽根駆動装置の要部拡大平面図（羽根の閉じ動作途中の状態図）。 図４の羽根駆動装置の要部拡大平面図。 図１の羽根駆動装置の要部拡大平面図（羽根の全閉直前の状態図）。 図６の羽根駆動装置の要部拡大平面図。 図１の羽根駆動装置の要部拡大平面図（羽根の全閉状態図）。 図８の羽根駆動装置の要部拡大平面図。

以下、本発明を実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、少なくとも一枚の羽根を駆動する羽根駆動装置に関し、羽根に係合する係合動作部を所定の範囲で往復動作させ、その係合動作部の往復動作の折返しにおいて、羽根の係合部分に加わる物理的な衝撃を緩和するため、係合動作部の動作を一時的に減速動作（ブレーキ動作）させる点に特徴がある。

詳細には、本発明の羽根駆動装置は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、開口部に出入りする羽根と、羽根に係合して羽根を駆動する羽根駆動手段と、を備える。この羽根駆動手段は、羽根に係合する係合動作部を所定の範囲内で往復動作させ、開口部に対して羽根を出入りさせる。また、開口形成部材には、往復動作する係合動作部の一部が折り返し時にそれぞれ当接する一対の当接端部が設けられ、係合動作部の一部には、係合動作部の動作に対して従動する従動部材が係合する。そして、この従動部材は、一対の当接端部のうち少なくとも何れか一方に当接する前の係合動作部に従動し、係合動作部の一部が一方の当接端部に当接するときの衝撃を実質的に吸収する部材となる。

このように、本発明の構成は、係合動作部の一部が一対の当接端部の何れか一方に当接する前のタイミングにおいて、従動部材が係合動作部の動作に対して所定の駆動負荷を与えながら従動し、係合動作部の動作を減速させることにより、係合動作部から羽根が受ける衝撃の一部を有効に緩和できる。これにより、羽根の優れた耐久性を実現できる。

ここで、係合動作部は、例えば、駆動モータ等の駆動源からの動力を受けて駆動し、羽根に対して駆動源の動力を伝達する駆動伝達部を構成する。一方、このような係合動作部に対して従動する従動部材は、係合動作部が所定の範囲内で往復動作する過程において、その折返し動作時、すなわち、一対の当接端部の何れかに当接する直前のタイミングのみで一時的に駆動負荷を大きくなるように構成される。

このような従動部材には、例えば、開口形成部材に立設された係合ピン（固定ピン）が係合するクランク孔（例えば、直線孔と屈曲孔が連通した形状の孔、あるいは直線孔の両端に屈曲孔が連通した形状の孔等）が設けられる。そして、従動部材は、係合動作部の一部に係合して連動する部材となるが、係合ピンがクランク孔のうち直線孔に位置するときの係合動作部に対する駆動負荷は相対的に小さく、その状態から、係合ピンをクランク孔のうち屈曲孔に係合させ、係合動作部に対する動作負荷が相対的に大きくなるようにして、係合動作部の動作が一時的に減速（ブレーキ効果を発生）するよう構成される。

このように、例えば、従動部材にクランク孔を設ける場合には、クランク孔の形状と係合動作部の動作方向の差などにより、係合動作部の駆動に対して所定のタイミングで適度な駆動負荷を与えることができる。そして、羽根の閉じ切り、及び／又は、閉じ始め時に、上記駆動負荷によってブレーキ作用を発生させ、耐久動作における羽根の損傷を防ぐことができる。なお、従動部材に設けるクランク孔の形状（例えば、直線孔から屈曲孔に移行する角度等）を調整して、上記の駆動負荷を適宜調整できる。

すなわち、上述した従動部材は、いずれにしても係合動作部の動作に連動する部材であり、独立して動作する部材ではなく、係合動作部と開口形成部材（あるいはその他の固定部材）との間で係合動作部の動作を一時的に制限するための部材となる。

また、このような従動部材は、板状の部材により構成することで、設置スペースを少なくできる。そのため、このような板状の従動部材は、例えば、開口形成部材と係合動作部との隙間、あるいは、羽根と係合動作部との隙間のいずれかに配置することが可能である。なお、従動部材を板状部材とする場合、その板状部材は樹脂板などの軽量な部材で形成するのが好ましい。これにより、例えば、係合動作部の往復折返し動作以外の動作に従動する際の駆動負荷を小さくできる。

さらに、上述した従動部材は、その形状に関わらず、一部で係合動作部に係合しつつ、他の部分で他の固定部材（例えば、開口形成部材）との間で係合関係が構築される。つまり、従動部材は、係合動作部に連動しながら一時的に固定部材と係合関係が成立するようにして係合動作部の動作を制限する。

なお、上述した羽根駆動装置により駆動される羽根としては、例えば、シャッタ装置で組み込まれるシャッタ羽根の他、光学フィルタ等を備えた羽根、あるいは、光が通過する開口形状を変更するための開口部を備えた羽根等が挙げられるが、いずれの羽根にも本発明を適用できる。また、羽根の枚数は特に限定されないが、２枚以上の場合にはそれぞれの耐久性を高めることができるため、非常に有効である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
本実施形態では、同じ駆動手段によって同時に相反する方向へ往復作動させられる２枚のシャッタ羽根が、開き作動を行う場合には露光開口の中央部から開き始め、閉じ作動を行う場合には露光開口の中央部を最後にして閉じるように構成したシャッタ装置を例示して説明する。なお、この種のシャッタ装置は、銀塩フィルムを使用するカメラにも、各種情報端末機器用カメラを含むデジタルカメラにも採用することが可能であるが、本実施形態の作動は、デジタルカメラに搭載される場合で説明する。

先ず、主に図１を用いて、本実施形態の羽根駆動装置の構成を説明する。本実施形態の地板１は、合成樹脂製であって、図１に示されているように、その略中央部に円形をした被写体光路用の開口部１ｂを形成している。すなわち、この地板１は、光が通過する開口部１ｂを形成する開口形成部材となる。

また、この地板１には、所定の間隔を空けてカバー板４が取り付けられ、両者の間に一つの羽根室を構成している。このカバー板４は、図１にだけ示してあり、以降の図においては省略してあるが、平面形状は地板１と略同じ形状をしており、その略中央部には円形をした被写体光路用の開口部を形成している。すわなち、このカバー板４についても、開口部を形成する開口形成部材となる。

なお、本実施形態では、カバー板４の開口部よりも上記の地板１の開口部１ｂの直径が小さいため、露光開口は、開口部１ｂによって実質的に規制される。また、このカバー板４は、図示はしていないが複数箇所でビスにより、地板１に取り付けられている。

図１に示されているように、地板１の羽根室外側には、電磁アクチュエータである回転子（係合動作部）６、ヨーク７、コイル８、固定枠９が取り付けられている。本実施形態の回転子６は、径方向に２極に着磁された円筒状の永久磁石６ｂと、その永久磁石に一体化された合成樹脂製の駆動ピン６ａからなっていて、孔６ｄにより地板１に回転可能に取り付けられている。この回転子６は、シャッタ羽根２，３が駆動ピン６ａに係合し、これらシャッタ羽根２，３に対して動力を伝達する係合動作部となる。

そして、駆動ピン６ａは、地板１に円弧状に形成された係合孔１ａから羽根室内に挿入され、その先端を、カバー板４の同じ形状をした係合孔に挿入している。係合孔１ａの壁面１ｉ,１ｊは回転子ストッパの役割を果たす。すなわち、係合孔１ａの各壁面１ｉ，１ｊは、駆動ピン６ａが当接する一対の当接端部を構成する。

なお、本実施形態では、駆動ピン６ａを合成樹脂製で形成しているが、それらを永久磁石製にしてもよい。また、ヨーク７は、平面形状が示されていないが、略Ｕ字形をしており、二つの脚部の一方をコイル８の中空部に挿入しており、固定枠９により地板１に固定されている。

また、図２に示されているように、地板１の羽根室側の面には、二つの羽根取り付け軸１ｃ，１ｄと、２つの羽根ストッパ１ｅ，１ｆが一体成形で立設されている。羽根室内には孔５ａ及び長穴５ｂ、屈曲部５ｃ，５ｄを持つ追従部材５が配置されている。孔５ａを回転子の駆動ピン部６ａに回転可能に取り付けらており、長穴５ｂを、地板１の軸１ｋに嵌合している。

さらに、羽根室内には、２枚のシャッタ羽根２，３が配置されている。それらのうち、地板１側に配置されているシャッタ羽根２は、長孔２ａを有していて、上記の羽根取り付け軸１ｄに回転可能に取り付けられている。

一方、カバー板４側に配置されているシャッタ羽根３は、長孔３ａを有していて、上記の羽根取り付け軸１ｃに回転可能に取り付けられている。そして、それらのシャッタ羽根２，３の長孔２ａ，３ａには、上記の回転子６の駆動ピン６ａが挿入係合されている。

次に、本実施例の作動を説明する。図２は、撮影待機状態を示したものであって、シャッタ羽根２，３は、開口部１ｂを全開にしている。そのため、図示していない固体撮像素子には被写体光が当たっており、撮影者は、モニターによって被写体像を観察することが可能になっている。

また、このとき、電磁アクチュエータのコイル８には通電されていない。このとき、回転子６は、その永久磁石６ｂの磁極とヨーク７の二つの磁極部との対向配置関係によって時計方向へ回転するように付勢されており、それによって、駆動ピン６ａには、図３において略下方へ移動し、シャッタ羽根２，３を相反する方向へ回転させる力が与えられている。シャッタ羽根２，３は、羽根ストッパ１ｅ，１ｆに接触し、さらに図３のように駆動ピン６ａが地板１の回転子ストッパ１ｊに接触し、その回転を阻止されているため、この状態が維持されている。

ここで、撮影に際してレリーズボタンが押されると、固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出させて、撮影が開始され、新たな電荷が固体撮像素子に蓄積されていく。そして、所定の時間が経過すると、露光時間制御回路からの信号によって、コイル８に対して順方向の電流が供給される。

そのため、回転子６は、反時計方向へ回転させられ、駆動ピン６ａを、図２において略上方へ移動させていくので、シャッタ羽根２は時計方向へ回転され、シャッタ羽根３は反時計方向へ回転される。

また、従動部材５は回転子６に従動（連動）して動き始め、地板の軸１ｋが従動部材の孔５ｂに沿うように回転しながら移動を始める。それによって、２枚のシャッタ羽根２，３は、開口部１ｂを閉じていく。

その後、図６のようにシャッタ羽根２，３が開口部１ｂの中央部を覆い終わると、回転子の駆動ピン６ａが従動部材５の屈曲点５ｄを通過する。上記屈曲点通過後は回転子６の回転方向と従動部材の長穴５ｂが直行に近い角度になっているため、回転子６の回転運動を妨げる力が生じる。その後図８の状態に至る。

このようにして、図８に示された状態になると、固体撮像素子に蓄積された電荷が、撮像情報として記憶装置に転送される。そして、その転送が終わると、コイル８に対して上記とは異なり逆方向の電流が供給されるため、回転子６は、時計方向へ回転させられ、その駆動ピン６ａを、図９において略下方へ移動させていく。

そのため、シャッタ羽根２，３は、相反する方向へ回転させられ、開口部１ｂをその略中央部から開放していく。そして、図４のようにシャッタ羽根２，３が開口部１ｂを全開にすると、回転子の駆動ピン６ａが従動部材５の屈曲点５ｃを通過する。上記屈曲点通過後は回転子６の回転方向と従動部材５の長穴５ｂが直行に近い角度になっているため、回転子６の回転運動を妨げる力が生じる。

その後同時にシャッタ羽根２，３も減速されながら地板１の羽根ストッパ１ｅ，１ｆに当接することにより回転が停止させられ、図２の状態に復帰することになる。なお、本実施形態の作動はデジタルカメラに採用された場合で説明したが、銀塩フィルムカメラに採用された場合には、図６に示された状態が撮影待機状態になって、シャッタ羽根２，３の開閉作動によって撮影が行われる。

このように、本実施形態によれば、羽根２，３が従動部材５により減速されながら地板１の羽根ストッパ１ｅ，１ｆに当接するため、物理的な衝撃力を低減させることができ、シャッタ羽根２，３の耐久性およびバウンドに有利である。

なお、シャッタ羽根２，３が従動部材５により減速されるのは、シャッタ閉じ動作においては、シャッタ羽根２，３が地板１の開口部１ｂを遮蔽し終わった後であり、シャッタ開き動作においては、シャッタ羽根２，３が地板１の開口部１ｂを全開にした後であるため、シャッタスピードへの影響は無い。

１ ・・・地板
１ａ・・・孔
１ｂ・・・開口部
１ｃ、１ｄ・・・羽根取り付け軸
１ｅ、１ｆ・・・羽根ストッパ
１ｇ、１ｈ・・・ブレーキ部材ストッパ
１ｉ、１ｊ・・・回転子ストッパ
１ｋ・・・軸
２・・・羽根
２ａ・・・長孔
３・・・羽根
３ａ・・・長孔
４・・・カバー板
５・・・追従部材
５ａ・・・孔
５ｂ・・・長穴
５ｃ、５ｄ・・・屈曲点
６・・・回転子
７ａ・・・駆動ピン
６ｂ・・・永久磁石
６ｃ・・・軸
６ｄ・・・孔
７・・・ヨーク
８・・・コイル
８ａ・・・巻き線
９・・・固定枠

Claims (7)

1. 光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、
   前記開口部に出入りする羽根と、
   前記羽根の端部に係合して前記羽根を駆動する羽根駆動手段と、を備え、
   前記羽根駆動手段は、前記羽根の端部に係合する係合動作部を所定の範囲内で往復動作させることにより、前記開口部に対して前記羽根を出入りさせ、
   前記開口形成部材には、往復動作する前記係合動作部の一部が折り返し時にそれぞれ当接する一対の当接端部が前記開口部の外側に設けられ、
   前記開口部の外側には、前記係合動作部の一部に係合して前記係合動作部の動作に従動する従動部材が設けられ、
   前記従動部材は、前記一対の当接端部のうち少なくとも何れか一方に当接する前の前記係合動作部に従動し、前記係合動作部の一部が一方の当接端部に当接するときの衝撃を実質的に吸収することを特徴とする羽根駆動装置。
2. 前記係合動作部は、前記羽根の端部に設けられた係合孔に挿入される係合ピンを有し、
   前記従動部材は、前記係合ピンに係合することを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記開口形成部材の前記一対の当接端部の周囲には、固定ピンが立設され、
   前記従動部材には、前記係合ピンの走行方向に延びる直線孔と、前記直線孔の端部に連通して前記係合ピンの走行方向と交差する方向に延びる屈曲孔とを有するクランク孔が設けられ、
   前記固定ピンが前記クランク孔に挿通された状態で、前記係合動作部の前記係合ピンが前記従動部材に設けられた貫通孔に係合し、
   前記従動部材は、前記係合動作部の動作に対して、前記係合ピンが前記一対の当接端部のうち一方の端部側に位置しているときのみ前記固定ピンが前記屈曲部に当接して従動負荷となり、前記固定ピンが前記直線孔に係合することで前記従動負荷が解除されることを特徴とする請求項２に記載の羽根駆動装置。
4. 前記屈曲孔は、前記直線孔の両端部にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項３に記載の羽根駆動装置。
5. 前記羽根駆動手段は、前記係合動作部と、前記係合動作部を駆動する駆動部とを有し、前記開口形成部材のうち前記羽根が走行する面側とは反対側の面に配置され、
   前記係合動作部の一部は、前記開口形成部材を貫通して設けられ且つ前記一対の当接端部を有する長孔に挿通されて前記羽根の端部に係合し、
   前記従動部材は、前記羽根と前記開口形成部材との間に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
6. 前記羽根駆動手段は、前記係合動作部と、前記係合動作部を駆動する駆動部とを有し、前記開口形成部材のうち前記羽根が走行する面側とは反対側の面に配置され、
   前記係合動作部の一部は、前記開口形成部材を貫通して設けられ且つ前記一対の当接端部を有する長孔に挿通されて前記羽根の端部に係合し、
   前記従動部材は、前記羽根駆動手段と前記開口形成部材との間に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の羽根駆動装置を備えたことを特徴とする撮像装置。

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