JP2016161728A - フォーカルプレーンシャッタ - Google Patents

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Masakatsu Ichihara
正勝 市原
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Abstract

【課題】駆動部の駆動力の大きさや羽根群を構成する部材の質量等が異なる場合でも、緩衝部材の取付向きを変更し、羽根と衝突する面を変えることで、羽根のバウンド量を調整できるフォーカルプレーンシャッタを提供する。【解決手段】シャッタ地板1と、シャッタ地板1に回動可能に取り付けられたアーム2a、2bとアーム2a、2bに取り付けられた少なくとも1枚の羽根2c、2d、2eとを有する先羽根群2と、先羽根群2を構成する羽根2c、2d、2eを停止可能な衝突面6a、6b、6c、6dを複数有し、衝突面6a、6b、6c、6dのいずれかが先羽根群2を構成する羽根2c、2d、2eに対向するように、シャッタ地板1に取り付けられ、羽根2c、2d、2eに対向する向きにおける少なくとも2つの衝突面6a、6b、6c、6dのシャッタ地板1上の位置が互いに異なる緩衝部材6と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、フォーカルプレーンシャッタに関する。
カメラ用のフォーカルプレーンシャッタは、略中央部に画枠を有し、先羽根群と後羽根群とを同一方向へ順次作動させることにより、先羽根群のスリット形成羽根と後羽根群のスリット形成羽根とによって形成されるスリットにより露光する。
各羽根群は、露光作動時に高速で駆動ピンにより駆動される。このため、停止時に、駆動ピンが衝突して強い衝撃を受け、スリット形成羽根がバウンドし、スリット形成縁が露光開口部内に再度侵入し、露光むらを生じさせてしまうおそれがある。
このような問題を解決するため、スリット形成羽根のバウンドを緩和させる緩衝部材を備えるフォーカルプレーンシャッタが提案されている。
例えば、特許文献1には、地板の裏面に弾性を有する緩衝部材を有するフォーカルプレーンシャッタが開示されている。
例えば特許文献2には、駆動ピンが当接する長穴の端部に緩衝部材を取り付けたフォーカルプレーンシャッタが開示されている。
また、スリット形成羽根のバウンドによりスリット形成縁が露光開口部内に再度侵入しているときは、レリーズできないフォーカルプレーンシャッタが提案されている。
特開平8−297311号公報 特開2008−197383号公報
スリット形成羽根のバウンド量は、駆動部の駆動力の大きさや羽根群を構成する部材の質量等によって変化する。このため、特許文献1、2に開示された構成のフォーカルプレーンシャッタでは、駆動部の駆動力の大きさや羽根群を構成する部材の質量等が変化する度に、緩衝部材を個別に設計及び作製し、スリット形成羽根のバウンド量を確認する必要がある。このため、フォーカルプレーンシャッタの仕様(製品)毎に緩衝部材と配置を個別に設計する必要が生じ、煩雑である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、スリット形成羽根のバウンド量をより簡単に調整することが可能なフォーカルプレーンシャッタとそのフォーカルプレーンシャッタを備える撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るフォーカルプレーンシャッタは、
地板と、
前記地板に回動可能に取り付けられたアームと該アームに取り付けられた少なくとも1枚の羽根とを有する羽根群と、
前記羽根群を構成する羽根を停止可能な衝突面を複数有し、該衝突面のいずれかが前記羽根群を構成する羽根に対向するように、前記地板に取り付けられ、前記羽根に対向する向きにおける少なくとも2つの衝突面の前記地板上の位置が互いに異なる緩衝部材と、
を備える。
前記緩衝部材は、例えば、前記衝突面からそれぞれ距離が異なる偏心した軸心を中心として、前記地板に取り付けられている。
例えば、前記緩衝部材は前記軸心を中心軸とした貫通孔を備え、前記地板に形成された突起に前記貫通孔が装着される。
例えば、前記地板は前記緩衝部材を取り付けるための凹部を備える。
例えば、前記地板は、取り付けられた前記緩衝部材を押止するための爪部を備える。
前記緩衝部材は前記爪部を収容する収容溝を備える。
前記地板は、取り付けられた前記緩衝部材の前記羽根群に対向する該衝突面に沿って、該衝突面と前記羽根群とを視認可能な貫通溝を備える。
また、本発明に係る撮像装置は、上述のフォーカルプレーンシャッタを備えることを特徴とする。
本発明によれば、フォーカルプレーンシャッタに使用される駆動部の駆動力の大きさや羽根群を構成する部材の質量等が異なる場合でも、緩衝部材の取付向きを変更し、羽根と衝突する面を変えることで、羽根のバウンド量を調整できる。
本発明の実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタの正面図(a)とA−A断面図(b)である。 実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタのシャッタ地板の正面図(a)と平面図(b)とB−B断面図(c)である。 実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタの先羽根群と後羽根群が畳まれた状態示す正面図である。 実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタの後羽根群が展開した状態を示す正面図(a)と緩衝部材のC−C断面図(b)である。 実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタの緩衝部材の正面図(a)と右側面図(b)とD−D断面図(c)である。 フォーカルプレーンシャッタとそれに取り付ける緩衝部材の配置(向き)の組み合わせの例を示すテーブルである。 本発明の他の実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタの先羽根群と後羽根群が畳まれた状態示す正面図である。 本発明の他の実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタの緩衝部材の正面図である。
以下、本発明の実施形態の一例に係るフォーカルプレーンシャッタについて図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタ10は、図1(b)に示すように、シャッタ地板1と先羽根群2と後羽根群3と補助地板4と中間板5と緩衝部材6とを備える。
シャッタ地板1は、樹脂で成形された板状部材であり、図2(a)(b)(c)に示すようにその略中央部には画枠1aが形成されている。また、画枠1aの右方に二つの円弧状の孔1b、1cが形成されている。円弧状の孔1cのほぼ中心位置には、後羽根群3の回転軸1eが立設され、円弧状の孔1bのほぼ中心位置には、先羽根群2の回転軸1dが立設されている。また、回転軸1eに隣接して後羽根群3の回転軸1gが立設され、回転軸1dに隣接して先羽根群2の回転軸1fが立設されている。
また、画枠1aの上方には、矩形の凹部1hが形成されている。そして、凹部1hの中央には円柱状の突起1iが形成されている。また、凹部1hの下部には、横長の貫通溝1jが形成されている。また、凹部1hの左右端の中央には、凹部1hの一部を覆うように円柱状の突起である爪部1k、1lが形成されている。また、シャッタ地板1の四隅には、突起1m、1n、1o、1pが立設されている。
シャッタ地板1の正面側には、図1(a)(b)に示すように、補助地板4と中間板5が所定の間隔を空けて、突起1m、1n、1o、1pを介して取り付けられている。また、補助地板4と中間板5には、画枠1aと同一形状の画枠4a、5aがそれぞれ形成されている。なお、図面の見易さを考慮し、後述する図3、図4及び図6では、補助地板4と中間板5を省略している。
シャッタ地板1と中間板5の間の空間領域により先羽根群2の羽根室が形成され、補助地板4と中間板5の間の空間領域により後羽根群3の羽根室が形成される。シャッタ地板1の背面側には、先羽根群2用の駆動部(先羽根用駆動部)と後羽根群3用の駆動部(後羽根用駆動部)が取り付けられている。各駆動部は、例えば、駆動バネと電磁石を備えるソレノイドから構成される。先羽根用駆動部は、先羽根群2を駆動するための作動ピン2gを備え、後羽根用駆動部は後羽根群3を駆動するための作動ピン3gを備える。作動ピン2gは、孔1bを、作動ピン3gは、孔1cを貫通して各羽根室内に伸長し、先羽根群2に形成された係合孔2fと後羽根群3に形成された係合孔3fにそれぞれ係合する。先羽根用駆動部は、作動ピン2gを孔1b内で駆動することにより、先羽根群2を駆動する同様に、後羽根用駆動部は、作動ピン3gを孔1c内で駆動することにより、後羽根群3を駆動する。
なお、シャッタ地板1は撮像装置のレンズ側、補助地板は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)素子等の撮像素子側となるように撮像装置の筐体に組み付けられている。
図3に示すように、先羽根群2は、二つのアーム2a、2bと、それらにそれぞれの一端を枢支された3枚の羽根2c、2d、2eを備える。アーム2a、2bの最先端に枢支されている羽根2cはスリット形成羽根として作用する。なお、シャッタ地板1側から正面側に向けて、アーム2a、2b、羽根2c、2d、2eの順に配置されている。
アーム2a、2bは、シャッタ地板1の軸1d、1fに回転可能に取り付けられていて、アーム2aには、孔2fが形成されている。前述のように、孔2fには先羽根用駆動部(図示せず)の作動ピン2gが係合している。先羽根用駆動部が軸1dを中心に孔1b内で作動ピン2gを時計方向へ回転すると、図1(a)に示すように先羽根群2は上方へ展開する。一方、先羽根用駆動部が軸1dを中心に作動ピン2gを反時計方向へ回転すると、先羽根群2は下方へ畳まれ、図3及び図4(a)に示す重畳状態になる。
なお、図1(b)に示すように先羽根群2の正面側には中間板5が配置され、シャッタ地板1に取り付けられている。
また、図1(b)に示すように中間板5の正面側には後羽根群3が配置されている。後羽根群3は、上記した先羽根群2を上下に反転させた構成であり、図3に示すように、二つのアーム3a、3bと、それらにそれぞれの一端部を枢支した3枚の羽根3c、3d、3eを備える。そして、それらのうちアーム3a、3bの最先端に枢支された羽根3cはスリット形成羽根として作用する。
また、アーム3a、3bは、シャッタ地板1の軸1e、1gに回転可能に取り付けられていて、アーム3aには、孔3fが形成されている。前述のように、孔3fには後羽根用駆動部(図示せず)の作動ピン3gが係合している。後羽根用駆動部が、軸1eを中心に孔1c内で作動ピン3gを反時計方向へ回転すると、図4(a)に示すように後羽根群3は下方へ展開する。そして、後羽根用駆動部が作動ピン3gを時計方向へ回転すると、後羽根群3は上方へ畳まれ、図3に示す重畳状態になる。
また、図1(a)、(b)に示すように、後羽根群3の正面側には補助地板4が配置され、中間板5を挟んでシャッタ地板1に取り付けられている。
緩衝部材6は、図5(a)、(b)に示すように、先羽根群2を停止させる衝突面6a、6b、6c、6dを側面に有する矩形の板状部材である。緩衝部材6は、シリコンゴムやブチルゴム等の弾性材料から形成され、突起1iと同一径の貫通孔6eを緩衝部材6は有する。
なお、貫通孔6eの中心軸から緩衝部材6の衝突面6a、6b、6c、6dまでの距離(図5に示すL1、L2、L3、L4)はそれぞれ異なり、緩衝部材6の中心から偏心した位置に形成されている。また、衝突面6a、6b、6c、6dまでの距離L1、L2、L3、L4は、突起1iの中心から凹部1hの端部までの距離(図1(b)に示すL6、図4(b)に示すL7、L8)のいずれよりも小さく形成されている。したがって、緩衝部材6は、貫通孔6aを突起1iに嵌入させ、衝突面6a、6b、6c、6dのいずれか1つを先羽根群2に対向するように取付向きを回転させて、凹部1hに取り付けることができる。
また、凹部1hの左右の端部の中央には、凹部1hの一部を覆うように円柱状の突起である爪部1k、1lが形成されている(図2(a)、(b)及び図4(b)を参照)。そして、緩衝部材6の正面には、図5(a)、(b)、(c)に示すように、爪部1k、1lを収容するための収容溝6fが各辺に形成されている。したがって、緩衝部材6を凹部1hに取り付けたときに、爪部1k、1lは、収容溝6fに収容され収容溝6fの表面を押止し、緩衝部材6は、爪部1k、1lにより凹部1hに固定される。
また、凹部1hの下部には、図1(b)及び図2(a)、(c)に示すように横長の貫通溝1jが形成されている。貫通溝1jの下端から突起1iの中心までの距離L5(図2(a)(b)参照)は、貫通孔6eの中心から衝突面6a、6b、6c、6dまでの距離L1、L2、L3、L4(図5(b)、(c)参照)のいずれよりも大きく形成されている。そして、貫通溝1jの上端から突起1iの中心までの距離L7(図2(a)、(b)参照)は、貫通孔6eの中心から緩衝部材6の各辺までの距離L1、L2、L3、L4のいずれよりも小さく形成されている。したがって、緩衝部材6の下端の先羽根群2に対向する衝突面は、貫通溝1jの開口の間に配置される。そのため、先羽根群2が衝突面からバウンドする量を貫通溝1jから確認することが可能となる。
なお、本発明の実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタ10には、駆動ピンが移動して長孔の端部に衝突する際の衝撃を緩和するためのブレーキ機構や、先羽根をセットするためのセット機構などの各種部材が設けられているが、これらの機構には周知の構成を採用することができる。また、これらの機構の構成は、本願発明と直接には関係ないので、本願発明を分かり易くするため、説明を省略した。
次に、上記構成を有するフォーカルプレーンシャッタ10の羽根群のバウンド量の調整手順、すなわち、緩衝部材6を取り付ける手順を説明する。
ここでは、理解を容易にするため、フォーカルプレーンシャッタ10は、他の構造はほとんど同一であるが、先羽根用駆動部の仕様(駆動能力)と先羽根群2の構成(重量・慣性)が異なる4つの製品P1〜P4…を含んでいるとする。一方、緩衝部材6は、同一仕様の一種類のみが用意されている。
まず、製品P1の設計段階あるいは試作段階において、中心からの距離が最大のL1である衝突面6cが先羽根群2に対向する向きに、緩衝部材6を突起1iに取り付ける。
続いて、シャッタをリレーズする。この操作に応答して、先羽根用駆動部は、先羽根群2を、図3に示すオープン状態から、図1に示すように、羽根2c、2d、2eが画枠1aを覆うように展開させる。
この際、スリット形成羽根2cは、緩衝部材6の下端の衝突面6cに衝突して作動を停止する。この時、スリット形成羽根2cが衝突面に衝突してバウンドする量を、貫通溝1jを通して観測し、測定する。
続いて、衝突面を変更するため、緩衝部材6を凹部1hから取り外し、中心からの距離がL1の次に大きいL2である衝突面6aが先羽根群2に向くように、緩衝部材6を突起1iに取り付ける。続いて、シャッタをリレーズし、スリット形成羽根2cのバウンド量を測定する。
同様にして、中心からの距離がL3,L4の衝突面6d、6bについても、その衝突面が先羽根群2に向くように、緩衝部材6を取り付けた時のスリット形成羽根2cのバウンド量を測定する。
こうして、4つの衝突面6a〜6dについてスリット形成羽根2cのバウンド量を測定し、バウンド量が最小となる衝突面を求め、その衝突面が先羽根群2を向く配置(向き)を、製品P1についての、緩衝部材6の配置(向き)とする。なお、緩衝部材6の配置(向き)を決まれば、緩衝部材6を接着剤で凹部1hに固定してもよい。
なお、理解を容易にするために、中心からの距離L1〜L4の順に全てについてバウンド量を測定してから緩衝部材6の配置(向き)を判断する例について示したが、もちろん、簡略してもよい。例えば、距離L1、距離L2について測定し、距離L2で好適なバウンド量が測定されれば、距離L3以降について測定しなくてもよい。また、距離L1ではなく距離L2から測定を開始してもよい。また、できれば、そこで測定を中断してもよい。
製品P2〜P4についても同様にして、それぞれ、4つの衝突面についてバウンド量を測定し、バウンド量が最小となる衝突面を求め、その衝突面が先羽根群2を向く配置(向き)を、製品P2〜P4についての緩衝部材6の配置(向き)とする。
製品P1〜P4を製造する段階では、例えば、図6に例示するような設計・試作段階で求めておいた設置用テーブルを参考にし、緩衝部材6を取り付け対象の製品に適した向きで凹部1hに配置する。これにより、各製品にとって適切な衝突面が、スリット形成羽根2cに対向する位置に配置される。なお、緩衝部材6の向きが分かるように、緩衝部材6に矢印を付けたり、各衝突面に符号を振ったりしても良い。
こうして製造されたフォーカルプレーンシャッタ10が、レンズ等の光学系からCMOS素子等の撮像素子に至る光路上に配置され、撮像装置が製造される。
このように、本実施の形態に係る緩衝部材6とその取り付け構造によれば、共通の緩衝部材6を用いて、異なった仕様の複数のフォーカルプレーンシャッタ10のスリット形成羽根のバウンド量を適量に抑えることができる。従って、装置の設計・調整等が容易になる。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成を適宜変更(構成要素の削除も含む)することが可能である。
例えば、緩衝部材6を一種類としたが、緩衝部材も複数種類用意し、適当な緩衝部材を適当な向きにシャッタ地板1に配置するようにしてもよい。
例えば、上記実施形態では、画枠1aの上方に緩衝部材6を設け、先羽根群2に属するスリット形成羽根2cのバウンド量を調整しているがこれは一例である。例えば、図7に示すように、先羽根群2の下方のシャッタ地板1に緩衝部材6を設け、下方へ作動する先羽根群2のバウンド量を調整してもよい。また、補助地板4の画枠4aの下方に緩衝部材6を設け、下方へ作動する後羽根群3のスリット形成羽根3cのバウンド量を調整してもよく、後羽根群3の上方の補助地板4に緩衝部材6を設け、上方へ作動する後羽根群3のバウンド量を調整してもよい。
また、上記実施形態では、貫通孔6eの中心軸と衝突面6a、6b、6c、6dとの距離が互いに異なるがこれは一例である。3以上の衝突面があるときに、2つの衝突面の中心軸からの距離が異なればよい。
また、距離を異ならせるだけでなく、例えば、貫通孔6eを緩衝部材6の中心に形成し、衝突面6a、6b、6c、6dの材質を変えてバウンド量を調整してもよい。また、衝突面の中心からの距離と材質とが互いに異なるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、緩衝部材6を矩形としたがこれは一例である。例えば、図8に示すように8角形とし、衝突面7a〜7hと貫通孔7iと収容溝7jを形成してもよい。
また、上記実施形態では、緩衝部材6に貫通孔6eを形成し、シャッタ地板1に突起1iを形成したがこれは一例である。例えば、緩衝部材6に突起を形成し、シャッタ地板1に貫通孔を形成してもよい。また、上記実施形態では、緩衝部材6に円孔である貫通孔6eを形成し、シャッタ地板1に円柱形状の突起1iを形成したがこれは一例である。例えば、緩衝部材6に矩形の貫通孔を形成し、シャッタ地板1に角柱形状の突起を形成してもよい。
また、上記実施形態では、爪部1k、1lを凹部1hの左右端の中央に形成したがこれは一例である。例えば、突起部の先端に形成してもよい。
その他、緩衝部材6の配置を適宜変更できるならば、その取り付け自体は適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、先羽根群2と後羽根群3の双方を備えるが、これは一例である。例えば、先羽根群2のみを備えてもよい。また、上記実施形態では、先羽根群2と後羽根群3は3枚の羽根を備えるが、これは一例である。例えば、少なくとも1枚を備えればよい。
また、上記実施形態では、シャッタ地板1と中間板5との間に先羽根群2が、補助地板4と中間板5との間に後羽根群3が配置されているが、これは一例である。例えば、シャッタ地板1と中間板5との間に後羽根群3が、補助地板4と中間板5との間に先羽根群3が配置されていてもよい。
また、上記構成において、先羽根群2、後羽根群3、緩衝部材6等の取り付け先は、所期の機能が得られるならば任意であり、任意の地板、例えば、シャッタ地板1、補助地板4、中間板5等に配置可能である。
上記実施の形態では、異なる製品(仕様の異なるシャッタ)において、スリット形成羽根のバウンドの量を調整する例を示したが、同一の製品(仕様が同一のシャッタ)において、製造時のばらつきによる、スリット形成羽根のバウンドの量を調整するために、上述の緩衝部材6とその取り付け構造を採用してもよい。
この場合、例えば、1つのフォーカルプレーンシャッタが完成すると、まず、デフォルトの位置に緩衝部材6を取り付けてスリット形成羽根のバウンド量を測定し、不合格ならば、適当なバウンド量が得られる位置(向き)に、緩衝部材6を回転させればよい。
また、1つのフォーカルプレーンシャッタにおいて、当初は適切なバウンド量が達成されていた場合であっても、経年劣化などにより、バウンド量が大きくなることがある。このような場合でも、適当なバウンド量が得られる位置(向き)に、緩衝部材6を回転させればよい。
10…フォーカルプレーンシャッタ
1…シャッタ地板
1a、4a、5a…画枠
1h…凹部
1i…突起
1j…貫通溝
1k、1l…爪部
2…先羽根群
2a、2b、3a、3b…アーム
2c、2d、2e、3c、3d、3e…羽根
3…後羽根群
4…補助地板
5…中間板
6…緩衝部材
6a、6b、6c、6d…衝突面
6e…貫通孔
6f…収容溝

Claims (8)

  1. 地板と、
    前記地板に回動可能に取り付けられたアームと該アームに取り付けられた少なくとも1枚の羽根とを有する羽根群と、
    前記羽根群を構成する羽根を停止可能な衝突面を複数有し、該衝突面のいずれかが前記羽根群を構成する羽根に対向するように、前記地板に取り付けられ、前記羽根に対向する向きにおける少なくとも2つの衝突面の前記地板上の位置が互いに異なる緩衝部材と、
    を備えることを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
  2. 前記緩衝部材は、前記衝突面からそれぞれ距離が異なる偏心した軸心を中心として、前記地板に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項1に記載のフォーカルプレーンシャッタ。
  3. 前記緩衝部材は前記軸心を中心軸とした貫通孔を備え、前記地板に形成された突起に前記貫通孔が装着される、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフォーカルプレーンシャッタ。
  4. 前記地板は前記緩衝部材を取り付けるための凹部を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のフォーカルプレーンシャッタ。
  5. 前記地板は、取り付けられた前記緩衝部材を押止するための爪部を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のフォーカルプレーンシャッタ。
  6. 前記緩衝部材は前記爪部を収容する収容溝を備える、
    ことを特徴とする請求項5に記載のフォーカルプレーンシャッタ。
  7. 前記地板は、取り付けられた前記緩衝部材の前記羽根群に対向する該衝突面に沿って、該衝突面と前記羽根群とを視認可能な貫通溝を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のフォーカルプレーンシャッタ。
  8. 光学系から撮像素子に至る光経路上に、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のフォーカルプレーンシャッタを備える撮像装置。
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