JP2019012217A5 - - Google Patents

Description

本発明によれば、
光が通過する開口を形成する部材と、
前記開口を開閉する羽根群を含む羽根機構と、
前記羽根群を走行させる付勢力を発揮する駆動バネを含み、前記羽根機構を駆動する駆動機構と、
前記駆動機構に対して前記駆動バネのチャージ動作を行うチャージ機構と、
を備えたフォーカルプレン式のシャッタであって、
前記チャージ機構は、
前記羽根群の走行方向と回転軸が平行となるように、前記開口の側方に配置されたモータと、
前記チャージ動作として、前記モータの駆動力により前記走行方向と平行に移動し、前記駆動機構を操作するチャージスライダと、を含み、
前記チャージスライダは、前記モータの胴部の前記開口側に隣接して配置され、かつ、前記チャージスライダの前記モータ側の端面は、最も前記モータ側に位置する第一部分と、前記光の光軸方向で前記胴部の中心側に位置する第二部分を有し、前記第二部分は、前記光軸方向と直交する方向において前記第一部分よりも前記開口側に位置する、
ことを特徴とするシャッタが提供される。

シャッタ２は被写体光を撮像素子３に露光／遮蔽する羽根部２０と、羽根を動作させる機構部２１とに大別される。羽根部２０は機構部２１よりも薄型の矩形状を有しており、シャッタ２は、その側面視（Ｙ方向）において全体としてＬ字状をなしている。機構部２１はモータ８１の直径相当の厚さを有する直方体形状を有している。逆に言えば、シャッタ２のＺ方向の厚さは最大でモータ８１の直径程度とされている。羽根部２０を薄型化して光軸方向におけるシャッタ２と撮像素子３との配設スペースを削減しつつ、機構部２１を羽根部２０の側方に位置させることで、撮像装置１０内の収容空間を有効に活用することができる。また、シャッタ２は全体として矩形状を有してコンパクトに構成されており、ミラーレスカメラのように内部空間が狭い撮像装置に有利である。

＜２．羽根機構＞
図５、図６及び図７〜図９を参照して羽根機構４０及び５０の構成について説明する。図７は羽根機構４０及び５０の説明図であり、図８及び図９は羽根機構４０の説明図である。図７において、状態ＳＴ１は羽根群４１が閉状態で羽根群５１が開状態である状態を示し、状態ＳＴ２は羽根群４１が開状態で羽根群５１が閉状態である状態を示している。開状態とは開口３１ａを覆わない状態であり、閉状態とは開口３１ａを覆う状態である。図７等においては羽根、羽根の重なりが視覚的にわかりやすいように、背後に隠れる羽根の輪郭線を実線で表している。

本体部材６２０はＺ方向に突出するピン基部６２０ｃを含む。ピン基部６２０ｃには、耐久性向上を目的として金属製で円筒形状のピンカバー６２１ａが装着され、羽根用の駆動ピン６２１が形成される。駆動ピン６２１は、羽根機構５０の主アーム５２の係合穴（不図示。羽根機構４０の主アーム４２の係合穴４２ｂに相当。）を挿通し、また、地板３０に形成された案内溝３２６Ｂ（図６参照）内を移動する。案内溝３２６Ｂにおける駆動ピン６２１の移動端にはゴムなどの緩衝部材３２６ｂが設けられ、駆動ピン６２１が案内溝３２６Ｂの周囲壁に当接するときの衝撃を緩衝する。

保持機構６６Ｂは、磁力により駆動部材６２をチャージ位置に保持する。図４は駆動部材６２がチャージ位置で保持された状態を示している。保持機構６６Ｂは、ヨーク６６ａとヨーク６６ａに巻きまわされたコイル６６ｂとを含む電磁石であり、ヨーク６６ａはＭＧ地板３５に支持されている。コイル６６ｂに対する通電と通電遮断により、アマチャ６２２の吸着と吸着解除が切り替えられる。これにより、チャージ位置での駆動部材６２の保持と解放を切り替えることができ、解放によって図７の状態ＳＴ２に示すように駆動バネ６３Ｂの付勢力で駆動部材６２が反時計回りに回動し、羽根群５１が閉状態へ走行する。

ウォーム６５Ａはウォームホイール６４Ａと噛み合っており、これによりウォームホイール６４Ａの回転方向の位置が固定される。チャージ動作により駆動部材６１（本体部６１０Ａ）は初期位置からチャージ位置へ軸３２０回りに回転するがウォームホイール６４Ａはウォーム６５Ａとの噛み合いによって不動である。このため、駆動バネ６３Ａに羽根を駆動する弾性エネルギが蓄積される。チャージされた駆動バネ６３Ａは羽根群４１が開状態となる方向に付勢力を発揮する。羽根群４１に対する付勢方向が駆動バネ６３Ａとバネ４４とで逆方向となるが、駆動バネ６３Ａの付勢力の方がバネ４４よりも十分に強い力である。

ウォーム６５Ａをドライバ等で回転させると、軸３２０に対するウォームホイール６４Ａの回転方向の位相が変化する。つまり、チャージ時の駆動バネ６３Ａの弾性変形量が調整され、羽根群４１の走行速度（幕速）を調整することができる。

保持機構６６Ａは、磁力により駆動部材６１（本体部６１０Ａ）をチャージ位置に保持する。図７の状態ＳＴ１は駆動部材６１がチャージ位置で保持された状態を示している。保持機構６６Ａは、ヨーク６６ａとヨーク６６ａに巻きまわされたコイル６６ｂとを含む電磁石であり、ヨーク６６ａはＭＧ地板３５に支持されている。コイル６６ｂに対する通電と通電遮断により、アマチャ６１２の吸着と吸着解除が切り替えられる。これにより、チャージ位置での駆動部材６１の保持と解放を切り替えることができ、解放によって図７の状態ＳＴ２に示すように駆動バネ６３Ａの付勢力で駆動部材６１が反時計回りに回動し、羽根群４１が開状態へ走行する。

抑制レバー７５は係止レバー７４と逆方向に回動する。回転子７３０が解除位置にある場合、状態ＳＴ３２に示すように、係止部７５２はアーム部６１０Ｂの係合部６１０ｈと係合可能となる。この係合は、羽根群４１が閉状態から開状態へ向かう方向へのバウンドを抑制する。つまり、羽根群４１がバネ４４の付勢により開状態から閉状態へ変化したのち、開状態側へバウンドすることが抑制される。回転子７３０が解除位置から係止位置へ回動すると、抑制レバー７５が軸３２３ｂを反時計回りに回動して係止部７５２と係合部６１０ｈとの係合が解除される。これにより、駆動バネ６３Ａの付勢で羽根群４１を閉状態から開状態へ走行させることが可能となる。

次に、開口３１ａとモータ８１との間には、駆動機構６０の機構やチャージ機構８０のモータ８１以外の機構等、羽根群４１及び５１の動作に関わる機構が配置されている。羽根群４１及び５１の動作に関わる機構と胴部８１ｂとはＸ方向に密に配置され、シャッタ２のＸ方向の小型化を図っている。例えば、図１８や図２１の線Ｌ３は胴部８１ｂのＸ方向の端点の位置を示しているが、線Ｌ３がチャージスライダ８２と重なっていることが理解される。つまり、胴部８１ｂはＺ方向で見てチャージスライダ８２と重なっている。なお、本実施形態では、チャージスライダ８２のガイドシャフト８４側の部分がＺ方向で見て胴部８１ｂと重なっており、チャージスライダ８２のガイドシャフト８３側の部分は線Ｌ３に略接する位置にあるが、軸８３側の部分もＺ方向で見て胴部８１ｂと重なっていてもよい。

ＭＧ地板３５は、胴部８１ｂと羽根群４１及び５１の動作に関わる機構との隙間を覆うカバー部材としても機能する。図１８において、線Ｌ３よりも胴部８１ｂ側にＭＧ地板３５の端部が突出しており、胴部８１ｂとチャージスライダ８２の上部との隙間を覆っている。これにより、隙間を介してごみが機構へ侵入することを抑制できる。線Ｌ４で示すようにＭＧ地板３５は地板３０からの高さ（Ｚ方向の距離）で胴部８１ｂよりも低い位置に配置される。線Ｌ３で示す胴部８１ｂのＸ方向の端点からずれた位置で胴部８１ｂの外周面へ突出することで、Ｘ方向の小型化を図れる。ＭＧ地板３５の上の領域はフレキシブル基板３８の配設領域として活用することができる。つまり、胴部８１ｂのＺ方向の幅内に各種の機構やフレキシブル基板３８等を収めることができ、シャッタ２のＺ方向の小型化を図れる。フレキシブル基板３８は、シャッタ２が備えるセンサ用の配線やコイル通電用の配線を含むことができる。特に、フレキシブル基板３８上に配置されるコンデンサなどの電気部品をフレキシブル基板３８のＺ軸正方向側に設け、フレキシブル基板３８上に配置される電気部品を避けて後述するカバー部材３７を設けることでＺ方向の厚みを抑えてカバー部材３７を設けることができる。

チャージスライダ８２は、本体部８２０、係合部８２１及び８２２、操作部８２３及び８２４を含む。本体部８２０は例えば合成樹脂により一体的に形成され、上述した穴８２０ａ、切欠き８２０ｂを形成する部分を含む。本体部８２０は、図２１に示すように、モータ８１の胴部８１ｂに隣接して配置され、かつ、胴部８１ｂを避けるようにＸ方向に凹んだ凹部８２ａを有している。凹部８２ａは、穴８２０ａ、切欠き８２０ｂを形成する部分が胴部８１ｂ側へ傾斜していることにより形成されている。本実施形態の場合、本体部８２０のＺ方向の中央部と胴部８１ｂのＺ方向の中央部が、地板３０の面３０ａから見て略同じ高さにある。このため、本体部８２０のうち、Ｚ方向の中央部はＸ方向で開口３１ａ側へ寄せ、両端部（つまり穴８２０ａ、切欠き８２０ｂを形成する部分）はＸ方向でモータ８１側に寄せることで、チャージスライダ８２をモータ８１に近接しつつ、干渉しないように配置している。図２１に示すように、チャージスライダ８２のモータ８１側の側面形状は、胴部８１ｂと同軸の仮想円Ｃ１に概ね沿った湾曲面形状（円弧面形状）とされている。このような配置によりシャッタ２のＸ方向の小型化を図ることができる。本実施形態では、ガイドシャフト８３、８４の位置が、線Ｌ３よりも開口３１ａ側にあるが、その少なくともいずれか一方を、部分的に、線Ｌ３よりもモータ８１側に位置させることも可能である。これにより、シャッタ２のＸ方向の小型化を更に図ることができる。

係合部８２１及び８２２はギアトレイン８５からモータ８１の駆動力が入力される部分であり、本実施形態の場合、Ｚ方向の軸回りに回転自在に本体部８２０に支持された金属製のコロである。操作部８２３及び８２４は、駆動機構６０を操作する部分であり、本実施形態の場合、Ｚ方向の軸回りに回転自在に本体部８２０に支持された金属製のコロである。係合部８２１、８２２及び操作部８２３、８２４はモータ８１の駆動力を伝達する部位であり、これらを金属製とすることで機構の耐久性を向上することができる。

ギアトレイン８５は、ギア８５０〜８５３を含む。地板３０は、これらを回転自在に支持するＺ方向の軸３２７ａ〜３２７ｃ及び３２２を含む（図６等参照）。ギア８５０は軸３２７ａ上にウォームホイール８５０ａと平ギア８５０ｂとを備え、これらが一体に回転する。ウォームホイール８５０ａはモータ８１の出力軸８１ａに取り付けられたピニオンギア８１ｃと噛み合う。ここで、駆動力伝達系の回転軸方向をＹ方向からＺ方向へ変換することで、ギア８５０〜８５３の直径が大きくてもシャッタ２のＺ方向の厚さを薄型化できる。

図２６はチャージ機構８０の動作説明図であり、駆動機構６０に対するチャージ機構８０によるチャージ動作の例を示している。状態ＳＴ２１は当接部８５４ａが係合部８２１に当接し始めた段階を示す。状態ＳＴ２１の段階では当接部８５４ｂは係合部８２２に当接していない。駆動機構６０の駆動部材６１、６２はいずれも初期位置に位置している。

Claims (7)

1. 光が通過する開口を形成する部材と、
   前記開口を開閉する羽根群を含む羽根機構と、
   前記羽根群を走行させる付勢力を発揮する駆動バネを含み、前記羽根機構を駆動する駆動機構と、
   前記駆動機構に対して前記駆動バネのチャージ動作を行うチャージ機構と、
   を備えたフォーカルプレン式のシャッタであって、
   前記チャージ機構は、
   前記羽根群の走行方向と回転軸が平行となるように、前記開口の側方に配置されたモータと、
   前記チャージ動作として、前記モータの駆動力により前記走行方向と平行に移動し、前記駆動機構を操作するチャージスライダと、を含み、
   前記チャージスライダは、前記モータの胴部の前記開口側に隣接して配置され、かつ、前記チャージスライダの前記モータ側の端面は、最も前記モータ側に位置する第一部分と、前記光の光軸方向で前記胴部の中心側に位置する第二部分を有し、前記第二部分は、前記光軸方向と直交する方向において前記第一部分よりも前記開口側に位置する、
   ことを特徴とするシャッタ。
2. 請求項１に記載のシャッタであって、
   前記胴部は、円柱形状を有し、
   前記チャージスライダにおいて前記第二部分を含む部分は、前記胴部の周面に沿う湾曲面を有する、
   ことを特徴とするシャッタ。
3. 請求項１に記載のシャッタであって、
   前記チャージ機構は、
   前記走行方向に延設され、前記チャージスライダの移動を案内する第一のシャフト及び第二のシャフトを更に含み、
   前記第一のシャフト及び前記第二のシャフトは前記光軸方向に離間して配置され、
   前記チャージスライダは、前記第一のシャフトが挿通する部分及び前記第二のシャフトが挿通する部分を有し、これらの部分における少なくとも一部は前記光軸方向で前記胴部と重なっている、
   ことを特徴とするシャッタ。
4. 請求項１に記載のシャッタであって、
   前記胴部と前記チャージスライダとの間の隙間を覆うカバー部材を更に備えた、
   ことを特徴とするシャッタ。
5. 請求項１に記載のシャッタであって、
   前記チャージスライダは、
   本体部と、
   前記駆動機構を操作する操作部と、を含み、
   前記本体部は、合成樹脂製であり、
   前記操作部は、金属製である、
   ことを特徴とするシャッタ。
6. 請求項５に記載のシャッタであって、
   前記チャージ機構は、
   前記モータの駆動力を前記チャージスライダに伝達する回転カム部材を更に含み、
   前記チャージスライダは、
   前記回転カム部材から駆動力が入力される係合部を更に含み、
   前記係合部は、金属製である、
   ことを特徴とするシャッタ。
7. 請求項１に記載のシャッタを搭載した撮像装置。