JP2019045544A - フォーカルプレンシャッタ、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカルプレンシャッタにおいて、比較的小型かつ低消費電力で、高速に走行可能構成とする。
【解決手段】フォーカルプレンシャッタにおいて、開口部を有する地板と、前記開口部を開閉するよう動作する羽根と、前記羽根に連結されたアームと、前記アームに連結され、駆動ばねによって第１方向に付勢されるとともに、Ｓ極及びＮ極の第１永久磁石を有する可動部材と、前記第１永久磁石のＳ極とＮ極とに対向する位置にそれぞれ第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部と前記第２端部との連結部にそれぞれＮ極及びＳ極となった第２永久磁石を配置された鉄片部材と、前記第１端部に巻回された第１コイルと、前記第２端部に巻回された第２コイルと、を備え、前記第１方向は、前記可動部材が前記鉄片部材から離れる方向とする構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明の一態様は、カメラなどの撮像装置に採用されるフォーカルプレンシャッタなどに関する。

従来から、カメラ等に用いられるフォーカルプレンシャッタにおいて、ばねを駆動源として羽根（幕）を走行させる、いわゆるダイレクト駆動の羽根駆動装置がある。このような羽根駆動装置では、走行前に羽根を走行開始位置に保持した状態で待機する必要があり、一般的には、電磁石を用いて羽根を吸着することで、羽根を走行開始位置で保持する。例えば、特許文献１には、このようなダイレクト駆動の羽根駆動装置が開示されている。

特開２０１２−１１８１４３号公報

ところで、シャッタ速度を高速化しようとする場合には、羽根を駆動する駆動ばねを強力にする必要がある。このとき、羽根駆動前の待機状態において、強力な駆動ばねの付勢力に抗って電磁石が羽根を吸着するためには、より強力な保持力が得られる構成にする必要があるため、ヨークを大型化するなど、シャッタを大型化する必要がある。しかし、シャッタの高速化と同時に小型化も求められており、小型化と高速化を同時に満足する構成とすることが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
開口部を有する地板（１、２）と、
前記開口部を開閉するよう動作する羽根（３、４）と、
前記羽根に連結されたアーム（５）と、
前記アームに連結され、駆動ばねによって第１方向に付勢されるとともに、Ｓ極（１３ａ）及びＮ極（１３ｂ）の第１永久磁石を有する可動部材（１３）と、
前記第１永久磁石のＳ極（１３ａ）とＮ極（１３ｂ）とに対向する位置にそれぞれ第１端部（１４ａ）及び第２端部（１４ｂ）を有し、前記第１端部と前記第２端部との連結部にそれぞれＮ極及びＳ極となった第２永久磁石（１６）を配置された鉄片部材（１４）と、
前記第１端部に巻回された第１コイル（１５ａ）と、
前記第２端部に巻回された第２コイル（１５ｂ）と、を備え、
前記第１方向は、前記可動部材（１３）が前記鉄片部材（１４）から離れる方向である、
フォーカルプレンシャッタである。

上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、第２永久磁石を配置したことにより、第１永久磁石のみを備える構成と比較して、羽根走行前の状態において、従来と同等のスペースで、通電することなく比較的強い力で鉄片部材に可動部材を吸着させることができる。また、羽根走行時には、駆動ばねの付勢力に加え、第１永久磁石と第２永久磁石との反発力によって、羽根に比較的大きな駆動力を与えることが可能となる。これによって、駆動ばねの付勢力を強力にすることなく羽根の駆動力を強くし、羽根の走行速度を高めることが可能となる。このとき、第１永久磁石のみを備える構成と比較すると、磁気回路の磁束密度が均等になり、磁力を効率的に活用することができる。また、羽根の駆動力を従来構成と同程度にする場合には、鉄片部材の大きさを比較的小さくすることが可能となる。

上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記第１コイル（１５ａ）が通電されると、前記第１端部（１４ａ）がＳ極となり、
前記第２コイル（１５ｂ）が通電されると、前記第２端部（１４ｂ）がＮ極となる。

上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記羽根の走行前は、前記第１コイル及び前記第２コイルへの通電を遮断することで、前記駆動ばねの付勢力に抗って前記鉄片部材が前記可動部材を吸着し、
前記羽根を走行させる際に、前記第１コイル及び前記第２コイルへの通電を行うことで、前記駆動ばねの付勢力、及び前記鉄片部材と前記可動部材との間に発生する反発力により前記可動部材を駆動する。

上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、より効果的に、羽根に比較的大きな駆動力を与えることを可能にし、羽根の走行速度を高めることなどが可能となる。

また、本発明の別の手段は、
上記のフォーカルプレンシャッタを備える撮像装置である。

上記構成の撮像装置によれば、比較的小型な構成にもかかわらず、高速に羽根を走行させることができるフォーカルプレンシャッタを搭載した構成とすることができる。

図１は、羽根走行待機状態のフォーカルプレンシャッタの平面図である。 図２は、羽根走行完了状態のフォーカルプレンシャッタの平面図である。 図３は、羽根走行待機状態のフォーカルプレンシャッタの断面図である。 図４は、羽根走行完了状態のフォーカルプレンシャッタの断面図である。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項

＜１．実施形態＞
本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、カメラなどの撮像装置に用いられるシャッタであって、鉄片部材（ヨーク）と永久磁石とを組み合わせることで通電することなく可動部材（駆動レバー）に連結された可動部材を吸着しつつ、羽根走行時には、ばねの付勢力及び電磁石となった鉄片部材と可動部材の永久磁石との反発力により強力な駆動力が得られる構成としている点を特徴のひとつとしている。以下、本実施形態のフォーカルプレンシャッタについて、図を参照しながら具体的に説明する。

図１及び図２は、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの平面図であって、図１は羽根走行待機状態を示し、図２は羽根走行完了状態を示している。図３及び図４は、フォーカルプレンシャッタにおける鉄片部材及び可動部材近傍の断面図であって、図３は羽根走行待機状態を示し、図４は羽根走行完了状態を示している。つまり、図１及び図３は羽根走行待機状態を示し、図２及び図４は羽根走行完了状態を示している。図１及び図３の状態から先羽根及び後羽根が走行することで、図２及び図４の状態に変化する。

図１〜図４に示されるように、本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、地板１、補助地板２、先羽根３、後羽根４、アーム５、及び駆動機構部６を含んで構成される。本発明で特徴的な構成は、主に駆動機構部６であって、それ以外の構成は従来構成と同様である。

＜地板１、補助地板２＞
地板１は、矩形状または略矩形状の開口部１ａを有しており、駆動機構部６などを搭載するよう構成される。地板１と対向する位置（図１では地板１の背面側）には補助地板２が配置される。補助地板２は、地板１と同様に矩形状または略矩形状の開口部２ａを有している。地板１と補助地板２との間には一定の空間（隙間）が形成されており、この空間が、先羽根３及び後羽根４を収容する羽根室となる。先羽根３と後羽根４との間には、さらに中間板（図示省略）が配置されても良い。この羽根室には、先羽根３、後羽根４、及びアーム５などが配置される。

＜先羽根３、後羽根４＞
先羽根３及び後羽根４は、それぞれが例えば複数枚の細長状の羽根部材を含んでおり、それぞれ先羽根群及び後羽根群と呼ばれることもある。先羽根３及び後羽根４を構成するそれぞれの羽根部材の一端部には、軸を介してアーム５が連結される。アーム５は、一端が先羽根３及び後羽根４に連結され、他端が駆動機構部６の可動部材１３に連結される。可動部材１３が動作すると、その動作に伴って、アーム５を介して先羽根３及び後羽根４が動作する。なお、先羽根３を駆動するための構成と、後羽根４を駆動するための構成は同様の構成であるため、本実施形態では先羽根３の駆動機構についてのみ説明を行い、後羽根４の駆動機構についての説明は省略する。

本実施形態のフォーカルプレンシャッタでは、地板１の開口部１ａと補助地板２の開口部２ａとの重なりにより露光開口が画定されている。先羽根３及び後羽根４は、この露光開口を覆い、または開放するよう、駆動機構部６により駆動される。撮像装置において、撮像のためのレリーズが行われると、先羽根３及び後羽根４は、所定の間隔を空けたタイミングで順に移動（走行）する。先羽根３及び後羽根４の移動（走行）により開閉される露光開口の先（被写体とは逆側）には、撮像素子が搭載された基板が配置されており、露光開口から入射される光を受光して、電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳなどの光電変換素子であり、受光した光を電気信号に変換し、情報処理回路を介して記憶装置に転送される。

なお、本明細書では、先羽根３または後羽根４のいずれか一方または双方を指して「羽根」と称することがある。

＜アーム５＞
アーム５は、先羽根３及び後羽根４と、駆動機構部６の可動部材１３とを連結するよう配置され、可動部材１３の動作による駆動力を先羽根３及び後羽根４に伝達するよう機能する。

＜駆動機構部６＞
主に図３及び図４に示されるように、駆動機構部６は、コイルばね（図示省略）、可動部材１３、鉄片部材１４、並びにコイル１５ａ及び１５ｂを含んで構成される。駆動機構部６は、アーム５を介して先羽根３及び後羽根４を駆動する。なお、コイルばねは本発明の「駆動ばね」の一構成例である。

可動部材１３は、それぞれＳ極とＮ極とに着磁された永久磁石１３ａ及び１３ｂを含む。可動部材１３は、図２に示された、地板１に形成された長孔１２の領域を、軸部１１を中心軸として回動可能である。

鉄片部材１４は、Ｕ字状の鉄で形成されており、第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂを含む。鉄片部材１４において、第１端部１４ａと第２端部１４ｂとが連結された部分には、永久磁石１６が埋め込まれる。永久磁石１６は、第１端部１４ａの側がＮ極に、第２端部１４ｂの側がＳ極に着磁されている。第１コイル１５ａは第１端部１４ａの周囲を覆うよう配置され、第２コイル１５ｂは第２端部１４ｂの周囲を覆うよう配置される。可動部材１３は、地板１上で移動可能であり、鉄片部材１４、並びにコイル１５ａ及び１５ｂは地板１上で位置固定されている。なお、鉄片部材１４は、鉄以外の磁性体により形成されても良い。

コイルばね（図示省略）は、可動部材１３が鉄片部材１４から遠ざかる方向（離間する方向）に可動部材１３を付勢する。コイルばねは、例えば、可動部材１３が連結された軸部１１に配置される。

＜駆動機構部６による羽根駆動＞
駆動機構部６では、コイル１５ａ及び１５ｂへの通電により鉄片部材１４が励磁されて磁力を持ち、図１及び図３に示された羽根駆動前の状態から、図２及び図４に示された羽根駆動後の状態へと変化する。

図３に示されるように、コイル１５ａ及び１５ｂへの通電がなされていない状態では、永久磁石１６の磁力によって、鉄片部材１４の第１端部１４ａはＮ極に、第２端部１４ｂはＳ極に着磁される。そのため、可動部材１３の永久磁石１３ａ及び１３ｂが、それぞれ第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂに吸着される。この状態では、コイルばねによって可動部材１３の永久磁石１３ａ及び１３ｂは第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂから離れる方向に付勢されているが、コイルばねの付勢力よりも磁石の吸着力の方が強くなるよう構成されているため、図３のように、永久磁石１３ａ及び１３ｂが第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂに吸着された状態となる。

この状態からコイル１５ａ及び１５ｂに通電されると、鉄片部材１４が励磁され、第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂは図４に示された磁性状態となる。これによって、第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂがそれぞれ永久磁石１３ａ及び１３ｂと対向する面は、それぞれＳ極及びＮ極になり、第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂに対して、永久磁石１３ａ及び１３ｂを含む可動部材１３が離れる方向に反発力を生じる。さらに、可動部材１３は、コイルばねによって付勢されているため、コイルばねの付勢力と磁石による反発力との双方が駆動力として可動部材１３に与えられる。そのため、本実施形態の構成の駆動機構部６を採用すると、コイルばねだけを用いて可動部材１３を駆動する場合によりも、強い駆動力を生じることとなる。特に、可動部材１３の動作開始時は、動作終了時よりも磁力による反発力が強いため、より強い駆動力が生じる。

本実施形態のフォーカルプレンシャッタでは、上記のように永久磁石１３ａ及び１３ｂ並びに永久磁石１６を含む構成としているため、羽根走行前の状態では通電することなく鉄片部材１４に可動部材１３を吸着させることができ、消費電力の増大を抑えることができる。また、羽根走行時には、コイルばねの付勢力に加え、永久磁石１３ａ及び１３ｂと、永久磁石１６とから生じる反発力によって、羽根に比較的大きな駆動力を与えることが可能となる。これによって、コイルばねの付勢力をそれほど強力にすることなく、羽根の走行速度を高めることが可能となる。また、羽根の駆動力を従来構成と同程度にする場合には、鉄片部材１４の大きさを比較的小さくすることが可能となる。

また、本実施形態のフォーカルプレンシャッタでは、羽根走行前にはコイル１５ａ及び１５ｂへの通電を行うことなく可動部材１３を鉄片部材１４により吸着し、羽根走行時にはコイル１５ａ及び１５ｂへの通電を行って、コイルばねの付勢力、及び鉄片部材１４と可動部材１３の永久磁石１３ａ及び１３ｂの反発力によって可動部材１３を駆動している。これによって、より効果的に、羽根に比較的大きな駆動力を与えることを可能にし、羽根の走行速度を高めることなどが可能となる。

＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

例えば、上記実施形態のフォーカルプレンシャッタでは、駆動ばねとしてコイルばねを用いていたが、別のばねを用いた構成としても良い。また、ばね以外の付勢部材を用いることも可能である。

また、上記実施形態のフォーカルプレンシャッタは、先羽根３及び後羽根４を有する構成であったが、いずれか一方の羽根のみを有する構成であっても、実施形態と同様の構成を採用可能である。

また、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの開口部は、矩形状または略矩形状に形成されていたが、必ずしも矩形状または略矩形状に限定されるものではなく、方形状または略方形状に形成されてもよい。また、方形状以外に形成されていてもよい。

本発明のフォーカルプレンシャッタは、羽根の高速駆動が求められるカメラなどの撮像装置用のシャッタなどとして用いられる。

本発明のフォーカルプレンシャッタは、例えば、羽根を高速に駆動するカメラなどの撮像装置用のシャッタとして好適に適用される。

１…地板
１ａ…開口部
２…補助地板
２ａ…開口部
３…先羽根
４…後羽根
５…アーム
６…駆動機構部
１１…軸部
１２…長孔
１３…可動部材
１３ａ…永久磁石
１４…鉄片部材
１５ａ…コイル
１６…永久磁石

Claims (4)

1. 開口部を有する地板と、
   前記開口部を開閉するよう動作する羽根と、
   前記羽根に連結されたアームと、
   前記アームに連結され、駆動ばねによって第１方向に付勢されるとともに、Ｓ極及びＮ極の第１永久磁石を有する可動部材と、
   前記第１永久磁石のＳ極とＮ極とに対向する位置にそれぞれ第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部と前記第２端部との連結部にそれぞれＮ極及びＳ極となった第２永久磁石を配置された鉄片部材と、
   前記第１端部に巻回された第１コイルと、
   前記第２端部に巻回された第２コイルと、を備え、
   前記第１方向は、前記可動部材が前記鉄片部材から離れる方向である、
   フォーカルプレンシャッタ。
2. 前記第１コイルが通電されると、前記第１端部がＳ極となり、
   前記第２コイルが通電されると、前記第２端部がＮ極となる、
   請求項１に記載のフォーカルプレンシャッタ。
3. 前記羽根の走行前は、前記第１コイル及び前記第２コイルへの通電を遮断することで、前記駆動ばねの付勢力に抗って前記鉄片部材が前記可動部材を吸着し、
   前記羽根を走行させる際に、前記第１コイル及び前記第２コイルへの通電を行うことで、前記駆動ばねの付勢力、及び前記鉄片部材と前記可動部材との間に発生する反発力により前記可動部材を駆動する、
   請求項２に記載のフォーカルプレンシャッタ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフォーカルプレンシャッタを備える撮像装置。
   
   
   
   

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