JP2016218193A - 羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに撮像装置 - Google Patents

羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】羽根動作の安定化が可能で、羽根の小型化あるいは高速動作に有利な羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに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、開口部に対して出入りする羽根と、羽根が有する長孔22bに係合して羽根に動力を伝達する駆動ピン41aとが備えられ、開口形成部材には、羽根の駆動停止のために駆動ピン41aを当接させる当接部が設けられる。駆動ピン41aは、長孔22bの長手方向一端部側に位置する駆動開始位置と、長孔22bの長手方向一端部と対向する長手方向他端部側に位置する駆動停止位置との間を往復移動して、開口部に対して羽根を繰り返し出入りさせる。駆動ピン41aが当接部に当接した衝撃によって駆動停止位置から離れる方向に動いたときに駆動ピン41aを実質的に収容するための収容退避部が、長孔22bの長手方向他端部側に連通して設けられる。
【選択図】図6

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シャッタ装置、並びに、羽根駆動装置又はシャッタ装置を備えた撮像装置に関する。
従来の羽根駆動装置としては、カメラ用のシャッタ装置が知られている(特許文献1参照)。この特許文献に開示のカメラ用シャッタ装置は、シャッタ地板と羽根押え板との間で2枚のセクタ羽根によりレンズ開口を開閉する構造を有する。
特開平8−152667号公報
上記特許文献1のカメラ用シャッタ装置においては、2枚のセクタ羽根が有する長孔を重ねて駆動ピンを挿通させ、その駆動ピンをシャッタ地板に設けた孔内で往復動作させることにより、レンズ開口を開閉するように2枚のセクタ羽根を駆動する構造を有する。このような羽根駆動の構成では、駆動ピンがシャッタ地板に当接した衝撃でバウンド動作してしまうと、これに伴って2枚のセクタ羽根が連動してしまう。このため、セクタ羽根の動作が安定化せず、例えば、2枚のセクタ羽根によってレンズ開口を閉じた状態を十分に維持できないため、再露光が生じるおそれがある。この再露光を防止する対策としては、羽根同士の重なりを十分にとる必要があるため、羽根が大型化するだけでなく、羽根の高速動作にとっても不利である。
本発明は、羽根の動作を安定化させつつ、羽根の小型化あるいは高速動作に非常に有利な羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに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、前記開口部に対して出入りする羽根と、前記羽根が有する長孔に係合して前記羽根に動力を伝達する駆動ピンと、を備え、前記開口形成部材には、前記羽根の駆動停止のために前記駆動ピンを当接させる当接部が設けられ、前記駆動ピンは、前記長孔の長手方向一端部側に位置する駆動開始位置と、前記長孔の長手方向一端部とは反対の長手方向他端部側に位置する駆動停止位置との間を往復移動して、前記開口部に対して前記羽根を繰り返し出入りさせ、前記羽根のうち前記長孔の長手方向他端部側には、前記駆動ピンが前記当接部に当接した衝撃によって前記駆動停止位置から離れる前記駆動ピンを実質的に収容する収容退避部が連通して設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様では、駆動ピンが当接部に当接した衝撃で駆動停止位置から離れる方向にバウンド動作したとしても、その駆動ピンを収容する収容退避部が羽根の長孔に連通して設けられているので、駆動ピンのバウンド動作に伴う羽根の連動を有効に防止できるため、羽根の動作が安定化し、羽根の小型化、高速動作に非常に有利となる。
また、上記本発明では、前記収容退避部は、前記駆動停止位置から離れる前記駆動ピンの移動量に相当する前記駆動ピンの径方向における一部を少なくとも収容することを特徴としてもよい。
かかる本発明の態様では、羽根の剛性を確保しつつ、駆動ピンのバウンド動作に伴う羽根の連動を有効に防止できる。
また、上記本発明では、前記開口形成部材には、前記羽根が有する回動中心孔に挿通される回動中心軸が設けられ、前記長孔の長手方向他端部は、前記長孔のうち前記回動中心孔側の端部であることを特徴としてもよい。
かかる本発明の態様では、羽根を開口部に近い位置で回動させることができるため、装置全体の更なる小型化に有利である。
また、上記本発明では、前記羽根は、1つの前記開口部に対して複数枚設けられ、1つの前記駆動ピンに対して前記羽根のそれぞれの前記長孔が共通して挿通されたことを特徴としてもよい。
かかる本発明の態様では、複数の羽根を1つの駆動ピンで同時に駆動できるため、装置全体の更なる小型化、低コスト化に有利であり、また駆動ピンのバウンド動作に伴って複数の羽根が連動することも有効に防止できる。
また、本発明は、上述した羽根駆動装置と、前記駆動ピンを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするシャッタ装置、あるいはこのシャッタ装置又は上述した羽根駆動装置を備えた撮像装置に広く適用可能である。
かかる本発明の態様によれば、羽根の動作を安定的に実行できることから、高品質な光量調整機能を持つシャッタ装置、撮像装置を実現できる他、これらシャッタ装置、撮像装置の小型化や高速撮影にも非常に有利である。
本発明によれば、羽根の動作を安定化させつつ、羽根の小型化あるいは高速動作に非常に有利な羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに撮像装置を実現できる。
本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の分解斜視図。 図1の羽根駆動装置において羽根全開状態を示す平面図。 図2に示す全開状態時の駆動ピンと羽根の関係を示す要部拡大図。 図2に示す全開状態時の駆動ピンと羽根の関係を示す要部拡大図。 図1の羽根駆動装置において羽根全閉状態を示す平面図。 図5に示す全閉状態時の駆動ピンと羽根の関係を示す要部拡大図。 図5に示す全閉状態時の駆動ピンと羽根の関係を示す要部拡大図。 本発明の実施形態2に係る羽根駆動装置の分解斜視図。 図8の羽根駆動装置の羽根全開状態を示す平面図。 図8の羽根駆動装置の羽根全閉状態を示す平面図、 図10に示す全閉状態時の駆動ピンと羽根の関係を示す要部拡大図。
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の羽根駆動装置は、光が通過する開口部に対して出入りする羽根に設けられて駆動ピンが係合する長孔の形状に特徴がある。具体的には、光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、開口部に対して出入りする羽根と、羽根が有する長孔に係合して羽根に動力を伝達する駆動ピンと、を備える。ここで、開口形成部材には、羽根の駆動停止のために駆動ピンを当接させる当接部が設けられている。駆動ピンは、羽根の長孔に沿って往復移動するが、往復動作のうち少なくとも一方側の折返し時において上記開口形成部材の当接部に当接してその移動が一時停止される。例えば、駆動ピンが羽根の長孔の長手方向一端部側に位置するときを駆動開始位置とし、駆動ピンが羽根の長孔の長手方向一端部とは反対の長手方向他端部側に位置するときを駆動停止位置とすると、駆動ピンが駆動開始位置と駆動停止位置との間を往復移動するにあたって、少なくとも羽根駆動停止位置において駆動ピンが当接部に当接してその移動が停止される。そして、本発明では、駆動ピンが当接部に当接した衝撃によって駆動停止位置から離れる動作(以下、バウンド動作ともいう)に羽根が連動しないように、バウンド動作する駆動ピンを実質的に収容する収容退避部が長孔に連通して設けられている。この収容退避部は、長孔の端部の一部を広げて形成されたものであり、長孔の幅よりもその端部を実質的に広くした部分である。なお、羽根の移動に関しては、駆動ピンが駆動開始位置から駆動を開始するとこれに連動して開口部に向けた羽根の走行(駆動)が開始され、駆動ピンが駆動停止位置に移動するとこれに連動して羽根の走行(駆動)が実質的に終了する。また、これら駆動開始位置及び駆動停止位置は、長孔における駆動ピンの位置をそれぞれ示すものであり、各々は予め決められて異なる位置となるが、駆動ピンの位置がこの駆動ピンに連動する羽根の位置を実質的に決めるものである。
したがって、羽根駆動に伴って駆動ピンがバウンド動作したとしても、その駆動ピンを収容する収容退避部が羽根の長孔に連通して設けられているので、バウンド動作する駆動ピンが羽根に直ぐに当接して作用せずに駆動ピンの一部が収容退避部に収容される。このため、駆動ピンのバウンド動作に伴う羽根の連動を有効に防止でき、羽根の安定動作を実現できる。これにより、例えば、駆動ピンのバウンド動作に伴って羽根が連動して光量調整が不安定とならないように予め羽根の外形を大きくしなくてもよいため、羽根の小型化、高速動作に非常に有利である。すなわち、本発明によれば、羽根駆動装置の小型化及び高速動作化に非常に有利である。
ここで、駆動ピンを収容する収容退避部は、長孔の一部を構成し、駆動ピンがバウンド動作に伴って所定の駆動停止位置から離れる方向の移動量に相当する、駆動ピンの径方向の少なくとも一部を収容する程度の大きさで設けられているのが好ましい。これにより、羽根の十分な剛性を確保しながら収容退避部を設けることができる。例えば、羽根に対して収容退避部をそれ以上大きく形成すると、長孔の全体が実質的に大きくなって、羽根の剛性が低下するおそれがあるため、収容退避部は、駆動ピンがバウンド動作で動く程度の大きさで形成すればよい。ただし、例えば、羽根の材質や厚さの最適化、あるいは補強等の構造を改良して羽根の剛性が十分に確保できる場合には、駆動ピンのバウンド動作による可動範囲よりも大きい形状で収容退避部を形成してもよい。これにより、バウンド動作する駆動ピンが羽根に作用することをより確実に防止できる。なお、このような収容退避部は、例えば、長孔の長手方向に対して交差する方向に長孔の縁部を実質的に拡大した部分となるように、長孔の形状が部分的に大きくなるように形成される。
また、本発明では、光が通過する開口部に対して羽根を旋回又は回動させて出入りさせる構造とする場合、羽根の長孔のうち羽根回動中心側の端部において上記収容退避部を設けるようにするのが好ましい。詳細には、開口形成部材には、羽根が有する回動中心孔に挿通される回動中心軸が設けられ、収容退避部が設けられた羽根の長孔の端部を回動中心孔側に設けるのが好ましい。羽根の回動中心を開口部に近い位置に設けて、羽根を回動できるためである。すなわち、羽根を開口部の近い位置で回動させることができ、装置全体の更なる小型化を図ることができる。
さらに、本発明では、1つの駆動ピンに対して1枚の羽根を係合させた構造としてもよいが、1つの駆動ピンに対して複数枚の羽根を係合させてもよい。この場合、各羽根には、回動中心孔がそれぞれ設けられ、開口形成部材にはその各回動中心孔に連通する回転中心軸が設けられる。そして、各羽根の長孔は、それぞれ相互連通させて、1つの駆動ピンに係合する構造となる。これにより、1つの駆動ピンが複数の羽根に駆動伝達する構造となり、1つの駆動ピンで複数の羽根を同時に駆動できるため、装置全体の更なる小型化、低コスト化に有利であるが、さらに本発明では、1つの駆動ピンのバウンド動作に伴って複数の羽根が連動することも有効に防止できる。
なお、本発明では、上述した羽根駆動装置と、前記駆動ピンを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするシャッタ装置、あるいはこのシャッタ装置又は上述した羽根駆動装置を備えた撮像装置に広く適用可能である。例えば、開口形成部材に設けられた光が通過する開口部に対して出入りする羽根としては、その開口部よりも小さい貫通孔が設けられた羽根、光学フィルタを保持した羽根でもよいし、絞り羽根やシャッタ羽根でもよい。そして、本発明では、これら羽根を1枚又は複数枚使って、光が通過する経路において光量を調整する光量調整装置に適用可能であり、このような光量調整装置としては、カメラ用の絞り装置、シャッタ装置等が挙げられる。また、本発明は、これら光量調整装置を備えたカメラ等の撮像装置にも広く適用して、高品質な光量調整機能を持った撮像装置を実現できる。
以下、図面を参照して、本発明を実施の形態に基づいてより具体的に説明する。
<実施形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の一例であるカメラ用シャッタ装置の全体を示すものである。このカメラ用シャッタ装置は、図示するように、露光用の開口部10a、30aを有する地板10および押え板30と、開口部10a、30aを開閉するシャッタ羽根20(21、22)を駆動する電磁駆動源としての電磁アクチュエータ40を備えている。なお、地板10及び押え板30は、それぞれ開口部10a、30aが設けられた開口形成部材の一例である。
地板10には、図1に示すように、露光用の開口部10a、シャッタ羽根21を支持する支軸10b、10c、シャッタ羽根20が開きまたは閉じ側に移動する際に所定以上の移動を規制する規制部材としてストッパ10d、10e、10f、10gが形成されている。
また、電磁アクチュエータ40は、図1に示すように、シャッタ羽根20を駆動する駆動ピン41aを駆動するための駆動手段であり、N極およびS極に着磁されかつ所定の角度範囲を回転自在に支持されたロータ41と、励磁用のコイル42と、磁気回路を形成するヨーク43、等により形成されている。ロータ41には、回転中心とは非同軸位置においてシャッタ羽根20に連結される駆動ピン41aが一体的に形成されている。
シャッタ羽根20は、図1、2、5に示すように、第1シャッタ羽根21、第2シャッタ羽根22により構成されている。シャッタ羽根21、22には各々円孔21a、22aと長孔21b、22bが形成されている。円孔21a、22aには地板10の支軸10b、10cが挿入され、第1シャッタ羽根21、第2シャッタ羽根22は回転自在に支持されている。長孔21b、22bには駆動ピン41aが挿入されている。
シャッタ羽根20は、ロータ41が回転することにより、例えば図2に示す待機位置から図3に示すように閉じ動作に至り、再び待機位置に戻るように、お互いに近接および離隔するように回動して、両者の協働作業により開口部10a、30aを開放及び閉鎖するようになっている。
図2、3、4に示すようにシャッタ羽根20が開口部10aを開放した全開位置にあるとき、磁気的付勢力により駆動ピン41aは全開状態にて保持されている。図5、6、7に示すようにシャッタ羽根20が開口部10aを閉じきる位置から全閉状態に移動する位置も全開位置と同様に磁気的付勢力により駆動ピン41aは全閉状態にて保持されている。
図2に示す全開位置の状態から、電磁アクチュエータ40のコイル42に駆動パルス信号が通電される。この通電によりロータ41が反時計方向に回転し、駆動ピン41aが反時計方向に回動すると、長孔21bを介して第1のシャッタ羽根21が回動され、駆動ピン41aは長孔21bの左端から右端へと長孔21bの縁を沿うように回動する。
同時に、長孔22bを介して第2のシャッタ羽根22が回動され、駆動ピン41aは長孔22bの右端から左端へと長孔22bの縁を沿うように回動する。この動作の際には、ロータ41の回転速度は十分に加速されているので、シャッタ羽根20の移動スピードは大であり、図5のように駆動ピン41aはストッパ10eに衝突してそれ以上の移動が阻止され、図5に示す全閉状態で停止する。
駆動ピン41aがストッパ10eに速いスピードで衝突した際に、駆動ピン41aはバウンドし、長孔21b、22bを介してシャッタ羽根20にこのバウンドが伝達され、シャッタ羽根20は開口部10aを開く方向に移動する。このとき、長孔21b、22bには、駆動ピン41aの収容退避部21c、22cが設けてあるので、シャッタ羽根20は駆動ピン41aのバウンドが伝達されず、シャッタ羽根20は収容退避部21c、22c分だけ慣性により更に開口部10aを閉じる方向へ移動する。
したがって、駆動ピン41aが開く方向へ移動してもシャッタ羽根20は閉じる方向へ移動することにより、開口部10a上は第1のシャッタ羽根21と第2のシャッタ羽根22の所定の重なり状態が保たれ、駆動ピン41aがストッパ10eに当接した開口部10aの全閉時に、第1のシャッタ羽根21と第2のシャッタ羽根22との間が開いて再露光を生じることがない。
前記の所定の重なり量は、露光しないための必要十分な量でよく、全閉状態のときに第1のシャッタ羽根21と第2のシャッタ羽根22が駆動ピン41aのバウンドに連動して開閉反対方向に移動する場合に比較して、少ない重なり量で十分閉鎖状態を保つことができる。したがって、シャッタ羽根20の小型化が可能になり、シャッタ羽根20の小型化により地板10を小型化できるので装置全体を小型化でき、シャッタ羽根20が小型化されて重量が減るためシャッタスピードも向上する。
収容退避部21c、22cについては、長孔21b、22bの全域に設けていても、バウンド防止の効果は同じだが、全開状態時に、駆動ピン41aと長孔21b、22bに隙間が大きくあると、シャッタ特性のムラや姿勢差が悪化してしまう懸念があるため、本発明は全閉状態時の駆動ピン41aの位置において、バウンド動作した駆動ピンを収容するための収容退避部21c、22cを設けることを特徴としている。
また、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、種々の制御が可能である。例えば、ステッピングモータに所定のパルスを与えて回転させ、2枚の絞り羽根をそれぞれ互いに反対の方向へ直進運動をさせ、2枚の絞り羽根の相互の位置関係によって、地板に形成した開口に対する絞り開口の大きさを(面積)変化させることにより、光量調節が行われる装置にも適用可能である。その例を実施例2に記載する。
<実施形態2>
以下、図8〜図10を参照して、本発明の実施形態2に係る羽根駆動装置について詳細に説明する。図8に示すように、本実施形態の羽根駆動装置(光量調節装置)は、駆動モータであるステッピングモータ90と、このステッピングモータ90で回動される遮光部材駆動手段である羽根駆動レバー70と、この羽根駆動レバー70の両端にそれぞれ設けられた駆動ピン70a、70bと、駆動ピン70a、70bがそれぞれ係合される略矩形平板状に形成された一対の第1の絞りシャッタ羽根61と第2の絞りシャッタ羽根62と、地板50の片面側に収納配置される一対の第1、第2の絞りシャッタ羽根61、62の光軸方向の動きを規制する押さえ部材80と、光量調節装置の基板をなす地板50と、を備えている。なお、地板50には、一対の第1、第2の絞りシャッタ羽根61、62を平行移動可能に支持案内するための支持軸50b、50cが地板1に隔設して設けられている。
また、ステッピングモータ90は、円筒外周面にS極とN極を交互に例えば10極着磁された不図示のロータ(ロータマグネット)と、該ロータマグネットに設けられた回動軸と、前記ロータマグネットの外周に配置され、90度の電気的位相差をもつ励磁コイルからなる2つの電磁石(不図示)とを有している。このステッピングモータ90は、ステッピングモータ駆動回路(不図示)から前記2つの励磁コイルに通電することにより正逆回転する2相ステッピングモータである。なお、このステッピングモータ90は、地板50に固定ネジ100によって締結されている。
さらに、第1の絞りシャッタ羽根61の他側には、支持軸50b、50cと係合する長手方向の前後に長い長孔61a、61bが形成されている。同様に第2の絞りシャッタ羽根62の他側にも、支持軸50b、50cと係合する長手方向の前後に長い長孔62a、62bが形成されている。
本実施形態の羽根駆動装置(光量調整装置)では、羽根駆動レバー70の回転により一対の絞りシャッタ羽根61、62が、互いに相反する方向へ平行往復運動することで、絞りシャッタ羽根61、62により絞り開口が形成される。そして、絞りシャッタ羽根61,62それぞれの位置関係によって、開口の大きさが変化することにより光量調節が行われるが、羽根は二枚に限らず3枚以上の複数の羽根によって開口を形成するようにしても良い。また、それらの中にNDフィルタを含む構成とすることもできる。
図9、図10に示すようにこの光量調整装置のシャッタ動作としては、羽根駆動レバー70の回転により一対の絞りシャッタ羽根61、62が、互いに相反する方向へ平行往復運動を、開口部50aを覆う状態の全閉状態まで動作を行う。この時に、開口部1aを全開状態(図9)から全閉状態(図10)の範囲の動作では、駆動ピン70aが反時計方向に回動すると、長孔61cを介して第1の絞りシャッタ羽根61が回動され、駆動ピン70aは長孔61cの右端から左端へと長孔61cの縁に沿うように移動する。同様に駆動ピン70aが反時計方向に回動すると、長孔62cを介して第2の絞りシャッタ羽根62が回動され、駆動ピン70aは長孔62cの左端から右端へと長孔62cの縁に沿うように移動する。
なお、本実施形態では、上述した実施形態1と同様に、絞りシャッタ羽根61、62の全閉状態の位置には、収容退避部61d、62dが設けてあり、再露光を防止することが可能である。
10 地板
10a 開口部
10b、10c 支軸
10d、10e、10f、10g ストッパ
20 シャッタ羽根
21 第1のシャッタ羽根
21a 円孔
21b 長孔
21c 収容退避部
22 第2のシャッタ羽根
22a 円孔
22b 長孔
22c 収容退避部
30 押え部材
30a 開口部
40 電磁アクチュエータ
41 ロータ
41a 駆動ピン
41b 穴
42 コイル
43 ヨーク
44 ヨーク押え部材
45 ビス
50 地板
50a 開口部
50b、50c 支軸
50d、50e ストッパ
60 絞りシャッタ羽根
61 第1の絞りシャッタ羽根
61a、61b、61c 長孔
61d 収容退避部
62 第2の絞りシャッタ羽根
62a、62b、62c 長孔
62d 収容退避部
70 羽根駆動レバー
70a、70b 駆動ピン
80 押え部材
80a 開口部
90 ステッピングモータ
100 ビス

Claims (7)

  1. 光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、
    前記開口部に対して出入りする羽根と、
    前記羽根が有する長孔に係合して前記羽根に動力を伝達する駆動ピンと、を備え、
    前記開口形成部材には、前記羽根の駆動停止のために前記駆動ピンを当接させる当接部が設けられ、
    前記駆動ピンは、前記長孔の長手方向一端部側に位置する駆動開始位置と、前記長孔の長手方向一端部とは反対の長手方向他端部側に位置する駆動停止位置との間を往復移動して、前記開口部に対して前記羽根を繰り返し出入りさせ、
    前記羽根のうち前記長孔の長手方向他端部側には、前記駆動ピンが前記当接部に当接した衝撃によって前記駆動停止位置から離れる前記駆動ピンを実質的に収容する収容退避部が連通して設けられたことを特徴とする羽根駆動装置。
  2. 前記収容退避部は、前記駆動停止位置から離れる前記駆動ピンの移動量に相当する前記駆動ピンの径方向における一部を少なくとも収容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. 前記開口形成部材には、前記羽根が有する回動中心孔に挿通される回動中心軸が設けられ、前記長孔の長手方向他端部は、前記長孔のうち前記回動中心孔側の端部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の羽根駆動装置。
  4. 前記羽根は、1つの前記開口部に対して複数枚設けられ、1つの前記駆動ピンに対して前記羽根のそれぞれの前記長孔が共通して挿通されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の羽根駆動装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の羽根駆動装置と、前記駆動ピンを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするシャッタ装置。
  6. 請求項1乃至4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。
  7. 請求項5に記載のシャッタ装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
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