JP4074544B2 - カメラのセクタ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラのシャッタ等のセクタ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラのセクタ駆動装置は、セクタの全閉位置を初期位置としており、この初期位置を検知するために、ばねとばね受けとからなるホームスイッチを設けていた（特開平２００２−１９６３９２号）。このホームスイッチのばねは、地板に固定した軸に支持され、その一端を固定状態とし、他端を開放端としている。ばね受けは、地板に固定した軸に嵌合し、ばねの開放端が所定の弾性力で弾接可能な位置に設けてある。開放端がばね受けから離反した状態が、ホームスイッチのオフ状態であり、これをセクタ駆動リングの初期位置に設定してある。
【０００３】
ホームスイッチがオフ状態の初期位置において、アクチュエータによりロータの軸及びカナが回転すると、この回転に連動して歯車のカナが回転し、セクタ駆動リングを回転させる。セクタ駆動リングの回転により、セクタを開放し始める。これと同時に、駆動ピンが時計方向へ移動し、スイッチ駆動レバーのアームへの押圧力を開放する。そこでスイッチ駆動レバーはフリーとなり、ばねの開放端に及ぼしていた押圧力を開放するので、ばねは自身の弾性力により開放端を所定の弾性力でばね受けに弾接させてホームスイッチをオン状態にする。ホームスイッチがオフ状態からオン状態に反転することにより、セクタの開放動作が検出される。そして、必要な露出時間が経過したらアクチュエータを逆回転させて、セクタ駆動リングを初期位置に戻すとホームスイッチがオン状態からオフ状態に反転してセクタが初期位置に戻ったことを検出する。
【０００４】
また、フォーカルプレーンシャッタでは、上述のようなスイッチを先幕及び後幕のそれぞれのセクタ駆動レバーの作動終端に設け、セクタ駆動レバーの走行終了を検知することが行われている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００２−１９６３９２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、従来は１つのスイッチを使ってセクタの動き出し又は初期位置への戻りの検知を行っていた。これは、スイッチの数を増やすとスペースの面で不利になるからである。また、比較的大きなシャッタであるフォーカルプレーンシャッタには上述のように２つのスイッチを設けてレバーの走行終了を検知していた。これは、フォーカルプレーンシャッタは大型なものが多く、スペースに余裕があるために２つのスイッチ設けることが容易であったためである。本発明の目的は、部品点数の少ない小型で低コストなセクタ駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明におけるカメラ用のセクタ駆動装置は、アパーチャを有する地板と、地板に設けられてアパーチャを開閉可能なセクタと、揺動することによりセクタを駆動するセクタ駆動レバーと、セクタがアパーチャを開放している状態を検知する第１の検知手段と、セクタがアパーチャを閉鎖している状態を検知する第２の検知手段とを有し、第１の検知手段と第２の検知手段とは、それぞれ可動スイッチを備え、第１の検知手段の可動スイッチと第２の検知手段の可動スイッチとの間には、セクタ駆動レバーの回転中心と、回転中心と同軸上で当該両可動スイッチが当接する固定スイッチとセクタに連動して作動するスイッチ作動部材とが配置されており、スイッチ作動部材は、セクタがアパーチャを開放している状態では、第１の検知手段の可動スイッチまたは第２の検知手段の可動スイッチの一方を固定スイッチから離反させ、セクタがアパーチャを閉鎖している状態では他方の可動スイッチを固定スイッチから離反させるようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。ここでは主にデジタルカメラの遮光装置のセクタを駆動するセクタ駆動装置について説明する。図１、図２は、本発明の一形態例に係るデジタルカメラの遮光装置の要部を示したものである。なお、これらの図面では内部構成を分かりやすく表示するために、後述するプリント基板Ｐと後述の支持基板３の天板部とを省略して基板の輪郭だけを示してある。図１、図２に示してあるように、この遮光装置は、構造上、重畳及び展開する遮光羽根（セクタ）群によって画枠（アパーチャ）を開閉可能としてある点において、フォーカルプレーンシャッタに似たものとなっている。しかし、フォーカルプレーンシャッタのように先幕と後幕とを備えたものではなく、先後いずれかの幕に相当する１つの遮光幕を備えただけのシンプルなものとなっている。この形態例では、セクタアーム１３，１４と遮光幕であるセクタ１２とを地板１に取り付けたセクタユニットＵとこのセクタユニットＵを開閉駆動するセクタ駆動ユニットＤをセクタユニットＵの地板１に対して着脱容易としてある。
【０００９】
セクタユニットＵの地板１は、実質的に長方形に形成された板状体からなり、その中心付近の位置にアパーチャ１ａが設けてある。そして、地板１の下面には、後述のセクタ１２とセクタアーム１３，１４等が設けてある。地板１の上面には、セクタアーム１３を介してセクタ１２を駆動するセクタ駆動ユニットＤが装着してある。セクタ駆動ユニットＤは、地板１の上面に突設された不図示の位置決めピンにより位置決めされ、固定手段であるビス１０によって地板１に固定されている（図３参照）。
【００１０】
セクタ駆動ユニットＤは、後述の中間部材６を介して予め支持基板３に装着された駆動手段である電磁アクチュエータ（以下「アクチュエータ」という。）４、後述のセクタ位置検出手段であるシンクロスイッチ５及び中間部材６（図４参照）の下面側に後に装着される駆動伝達手段Ｔを備えている。セクタ駆動ユニットＤの図面上部には、アクチュエータ４やシンクロスイッチ５に電力を供給するためのプリント基板Ｐが設けられている。
【００１１】
図４は、セクタ駆動ユニットＤ及びセクタユニットＵの各機構要部を拡大断面図で示したものである。セクタ駆動ユニットＤの駆動機構のうち、アクチュエータ４及びシンクロスイッチ５を含む駆動部は、支持基板３の一方の面（下面）に脱落不能に装着してある中間部材６を介して固定されている。支持基板３の他方の面（上面）には、プリント基板Ｐが固定されている。支持基板３は、地板部３ａが長方形の板状体からなり（図１参照）、その両端部には、上記の中間部材６を保持するための掛止部３ｂが設けてある。中間部材６は、アクチュエータ４やシンクロスイッチ５を保持可能としてあるとともに、地板１への取付部６ｆを備えている。こうしてユニット化されたセクタ駆動ユニットＤは、セクタユニットＵに対して着脱容易な独立体としてあるため、各種のセクタユニットに取付可能となっている。
【００１２】
上述のアクチュエータ４は、公知のパルスモータの一種であり、ステータ４ａ、駆動コイル４ｂ及び永久磁石製のロータ４ｃからなる。このアクチュエータ４は、ロータ４ｃの磁極とステータ４ａに設けられた磁極の位置とにより、ロータ４ｃが無通電保持される静的安定位置を有している。このため、通電によりロータ４ｃの磁極がステータ４ａの磁極間を移動して静的安定位置に静止してロータ４ｃを保持可能となっている。静的安定位置は、ロータ４ｃの磁極数と、このロータを取り囲むステータ４ａの凹部の内周部に設けてある磁極の数とにより定まるが、ここではロータ４ｃの磁極が２極でステータ４ａの磁極数を４極の組み合わせとすることにより、２ヶ所に静的安定位置を設けてある。アクチュエータ４は、中間部材６によって支持基板３の地板部３ａに押さえ付けた状態に固定されている。そして、ロータ４ｃと一体の回転軸４ｄがこの中間部材６を貫通して下面側に突出するように設けてある。
【００１３】
アクチュエータ４のロータ４ｃと一体の回転軸４ｄの先端部（図４下端部）には、駆動伝達手段Ｔを構成する駆動レバー８が固着してある。また、中間部材６の下面に突設された支軸部６ｂには、駆動レバー８に連動可能な駆動伝達手段Ｔを構成するセクタ駆動レバー９が揺動自在に支持されている。セクタ駆動レバー９は、歯部９ａが駆動レバー８の歯部８ａと噛合することによりこの駆動レバー８と連動可能となっている。駆動レバー８は、図３、図４に示すように、開き度を小さくした扇形に形成した板状体からなり、扇の要に相当する部分がアクチュエータ４の回転軸４ｄに一体回転可能に固着してある。駆動レバー８の先端に形成してある円弧部は、歯車の歯形を刻設してなる歯部８ａとなっている。セクタ駆動レバー９は、回転中心から所定距離の範囲を円弧状に形成し、この円弧状になっている部分の周囲の一部に駆動レバーの歯部８ａと噛合可能な歯部９ａが設けてある。歯部９ａが設けられていない円弧部の部分のうちの一部は、外方へ延伸してなるアーム部９ｂが形成してある。上記の円弧部の上面（図４参照）には、短いアーム９ｅの先端部で上向きに突出する後述の接離ピン９ｃが設けてある。また、アーム部９ｂの先端部下面には、上述のセクタユニットＵを駆動するためセクタアーム１３に係合する駆動ピン９ｄが設けてある。
【００１４】
こうして駆動伝達手段Ｔは、駆動レバー８がアクチュエータ４の回転により揺動し、セクタ駆動レバー９は、歯車変速機構を介して駆動レバー８に連動するが、その揺動角は、ギア比に応じた角度となっている。セクタ駆動レバー９の揺動角は、セクタアーム１３の揺動角と同一であり、結局、セクタ１２の往復移動量はセクタ駆動レバー９の揺動角とセクタアーム１３の長さにより定まるようになっている。セクタ駆動レバー９の揺動角を変える場合は、ギア比を変えるか揺動角を規制する度当て部材を設けるかすればよい。
【００１５】
次に、上述のシンクロスイッチ５について説明する。このセクタ駆動装置に用いるシンクロスイッチ５は、２つの検知手段によりセクタ駆動レバー９の駆動状態を検出して露出の際にセクタ１２が全開又は全閉になっていることを検知するためのセクタ位置検出用センサである。そして、図３に示すように固定スイッチである検出ピン１８と検出ピン１８を挟んで対称位置に設けてある可動スイッチであり付勢部材でもある検出ばね１７，１９と検出ばね１７と検出ばね１９との間を揺動可能なスイッチ作動部材である接離ピン９ｃとからなる。第１の検知手段である検出ばね１７は、両端を反対方向に延伸してなる直線部を有するねじりコイルばねを採用してある。このばねの中央に位置するコイル部は、中間部材６に突設した軸部６ｇに挿着してあり、一方の直線部をセクタ駆動レバー９の接離ピン９ｃにセクタ１２の重畳時に当接可能としてある。また、他方の直線部は、中間部材６の上面に突設してある突部６ｃに当接してある。この他方の直線部は、先端部で直角に折り曲げられて上向きに延伸しており、その先端部をプリント基板Ｐと導通させて情報出力部１７ａとすることにより、カメラ本体の制御手段であるＣＰＵへ検出したデータを出力可能としてある（図４参照）。
【００１６】
第２の検知手段である検出ばね１９は、検出ばね１７と同様な構成であり、両端を反対方向に延伸してなる直線部を有するねじりコイルばねを採用してある。このばねの中央に位置するコイル部は、中間部材６に突設した軸部６ｈに挿着してあり、一方の直線部をセクタ駆動レバー９の接離ピン９ｃにセクタ１２の展開時に検出ピン１８と当接可能としてある。また、他方の直線部は、中間部材６の上面に突設してある突部６ｉに当接してある。この他方の直線部は、検出ばね１７と同様に先端部で直角に折り曲げられて上向きに延伸しており、その先端部をプリント基板Ｐと導通させて情報出力部とすることにより、カメラ本体のＣＰＵへ検出したデータを出力可能としてある。
【００１７】
また、検出ピン１８は導電体の丸棒材からなり、その両端はプリント基板Ｐと中間部材６との間で支持されており、その一端にある端子部１８ａは、プリント基板Ｐに導通している。検出ピン１８は、セクタ１２が展開してアパーチャ１ａを全閉状態にしているときには、検出ばね１７の直線部の中間位置が当接可能であり、セクタ１２を重畳して全開状態にしているときには検出ばね１９の直線部の中間位置が当接可能な位置に設けてある。つまり、検出ばね１７と検出ばね１９は検出ピン１８を共有している。検出ばね１７及び検出ばね１９と検出ピン１８との接離状態を検出した検出データは、プリント基板Ｐに設けられた端子部１７ａ，１８ａ等から出力可能となっている。なお、この接離動作はセクタ駆動レバー９と一体の接離ピン９ｃの揺動に対して検出ばね１７又は検出ばね１９がこれに従動することによって行われる。
【００１８】
第１、第２の検知手段である検出ばね１７，１９は、両端を反対方向に延伸してなる直線部を有するねじりコイルばねを採用し、共用する検出ピン１８を挟むようにそれぞれの検出ばね１７，１９を設け、検出ピン１８が存在する検出ばね１７と検出ばね１９との間にスイッチ作動部材である接離ピン９ｃを揺動可能に設けている構成としているため、省スペースで２つの検知手段をセクタ駆動装置に設けることができる。このため、従来の検知手段が１つのものを大型化せずに１つの部材の作動の開始と終了の２つの状態を検知することが可能となる。
【００１９】
図４に示すように、セクタユニットＵの地板１と駆動ユニットＤとの一体化結合は、地板１の上面の複数か所に設けてある不図示の位置決めピンと、中間部材６の取付部６ｆに設けてある位置決め孔６ａとを合わせて、両者を互いに接近する方向へ押し付け、さらに固定手段であるビス１０で締め付けることにより行われる。図４は、地板１にセクタ駆動ユニットＤを装着した状態を示している。この装着により、中間部材６に突設された軸部６ｂに揺動自在に支持されているセクタ駆動レバー９は、地板１に突設してある突部１ｇにより安定的に支持されるとともに、駆動ピン９ｂが地板の円弧溝部１ｃを貫通して背面側へ突出している。
【００２０】
地板１の他方の面（背面）には、アパーチャ１ａを開閉するセクタ１２及びセクタアーム１３，１４が取り付けてある。地板１、セクタ１２及び各セクタアーム１３，１４でセクタユニットＵを構成している。図１，２に示すように、セクタの駆動機構は、複数のセクタ１２（１枚だけ図示）と、これを往復移動させる１対のセクタアーム１３，１４とからなる平行リンク機構となっている。この平行リンク機構を構成するセクタアームのうち、下方に位置するセクタアーム１３は、セクタ駆動レバー９の回転中心と同心の軸部１ｄ（図３参照）に揺動自在に支持されている。セクタアーム１３の中間位置に設けられた孔部には、セクタ駆動レバー９の駆動ピン９ｄが嵌入することにより、このアームをセクタ駆動レバー９に従動可能としてある。また、第１セクタアーム１３の先端部は、連結ピン１３ａを介してセクタ１２に連結されている。これに対し、セクタアーム１３の上方に位置するセクタアーム１４は、セクタアーム１３の支持点と少し離れた位置の地板１の上面に揺動自在に支持されている。セクタアーム１３，１４の各先端部は、セクタ１２に揺動自在に連結されていることにより、平行リンク機構を成立させてセクタ１２を平行移動可能としてある。なお、セクタ１２は、羽根押さえ板１５により保護されている。
【００２１】
次に、図５に示すシーケンスチャートを参照して、この実施の形態例の動作を説明する。図５の開閉レバーとはセクタ駆動レバー９を示し、クローズスイッチとは検出ばね１９を示し、オープンスイッチとは、検出ばね１７を示している。まず、初期状態においては、アクチュエータ４の駆動コイル４ｂへの通電がオフとなっているため、セクタ駆動レバー９もセクタ１２も初期位置（静的安定位置）に静止している。このときには、シンクロスイッチ５は検出ばね１７と検出ピン１８とが当接（ショート）している（図１及び図３参照）。そして検出ばね１９と検出ピン１８とが離反（オープン）している。次にカメラ本体のレリーズスイッチ（図示略）をオンにすると、ＣＰＵからアクチュエータ４の駆動コイル４ｂへマイナス電流を流し、ロータ４ｃが正転し、駆動伝達手段Ｔを介してセクタ１２を移動させてアパーチャ１ａを開き始める。なお、この時には、セクタ１２は、検知ばね１９の付勢力も駆動力に使えるためより始動が容易となっている。このため、駆動時の電力消費が少なくまた、加速もつきやすくなってセクタ駆動の省電力化及び高速化が容易になっている。駆動伝達手段Ｔの駆動によって接離ピン９ｃが時計方向へ回転し、検出ばね１９と検出ピン１８とが当接（ショート）する。この状態変化により生じる信号データがＣＰＵへ出力される。
【００２２】
さらに接離ピン９ｃが回転すると、接離ピン９ｃが検出ばね１７を押し、検出ばね１７と検出ピン１８とを離反（オープン）させる（図２参照）。この状態変化により生じる信号データが出力される。なお、この時には、セクタ１２は検知ばね１７の付勢力によってブレーキがかけられセクタ１２の走行終了時の衝撃や衝突音を軽減される。ＣＰＵは検出ばね１７及び検出ばね１９との２つの検知手段からの信号によりセクタ１２の開放動作終了を確認する。そして、駆動コイル４ｂへの通電がオフされる。この位置は、ロータ４ｃのもう一つの静的安定位置となっており、無通電状態でもこの位置に停止できるようになっている。また、接離ピン９ｃを介して駆動伝達手段Ｔに検知ばね１７の付勢力が伝わるため駆動伝達手段Ｔ及びセクタアームはガタ寄せ状態になっている。この通電オフ期間にＣＰＵにより撮像素子が駆動され、撮像素子による露出（図５の画像取り込み）が行われる。なお、図５で各スイッチの状態変化時に矢印が複数描かれているのは、部品精度等の問題でスイッチ切り替わり位置が一定ではないため、そのあたりのタイミングでスイッチが切り替わることを示している。
【００２３】
上記の露出は、検出ばね１７及び検出ばね１９の信号データ変化の出力を受けたＣＰＵが、アパーチャ１ａが開いていることを確認し、撮像素子に露出開始の信号を出すことにより開始される。露出動作中は、アクチュエータ４の駆動コイル４ｂへの通電がオフになっているため、露出中におけるノイズの発生を防止するとともに、電力消費の軽減が可能となっている。ロータ４ｃは、駆動コイル４ｂへの通電オフ中も静的安定位置に無通電保持されているため、セクタ１２が勝手に動いてしまうようなことは生じない。
【００２４】
こうして既に開始されている露出動作が終了すると、それに合わせてアクチュエータの駆動コイル４ｂにセクタ１２が展開する方向へ回転させるプラス電流をＣＰＵが流すことによりセクタ駆動レバー９が回動し、同時にセクタ１２がアパーチャ１ａを閉じ始める。駆動伝達手段Ｔの駆動によって接離ピン９ｃが反時計方向へ回転し、検出ばね１７と検出ピン１８とが当接（ショート）する。この状態変化により生じる信号データがＣＰＵへ出力される。
【００２５】
さらに接離ピン９ｃが回転すると、接離ピン９ｃが検出ばね１９を押し、検出ばね１９と検出ピン１８とを離反（オープン）させる。なお、この時には、セクタ１２は検知ばね１９の付勢力によってブレーキがかけられセクタ１２の走行終了時の衝撃や衝突音を軽減される。検出ばね１７及び検出ばね１９の信号変化の出力を受けたＣＰＵは、アパーチャ１ａの閉鎖を確認する。こうしてセクタ１２は、初期位置へ復帰、すなわちアパーチャ１ａの閉鎖状態になり、ＣＰＵはアクチュエータの駆動コイル４ｂの通電をオフする。初期位置は静的安定位置のため無通電状態でも初期位置に停止できるようになっている。駆動コイル４ｂへの通電停止とともに、露出（図５の画像取り込み）により撮像素子に蓄積された撮像データはＣＰＵへ出力（図５のデータ読込）され、これにより撮影の１動作が完了する。撮像素子から読み込まれたデータは、カメラ本体の記憶素子へ出力されることにより保存される。
【００２６】
以上の説明において、このセクタ駆動装置は、上記の遮光装置以外にフォーカルプレーンシャッタやレンズシャッタや絞り装置等にも適用可能である。また、電磁アクチュエータのロータの着磁は２つに限らずそれ以上でも良い。その場合は、２ヶ所以上の静的安定位置ができるが、隣り合う２ヶ所の静的安定位置をアパーチャの全開位置及び全閉位置に対応させればよい。また、駆動コイルへの通電は定電圧回路により駆動されることを前提として説明して来たが、これはもちろん定電流回路を採用することも可能である。また、駆動伝達手段の変速機構として歯車機構を採用してあるが、この他にもリンク機構やスライダ・クランク機構等を採用可能である。また、本実施の形態では、セクタがアパーチャを開放している状態を第１の検知手段がオープンして第２の検知手段がショートした状態で検知、セクタがアパーチャを閉鎖している状態を第１の検知手段がショートして第２の検知手段がオープンした状態で検知しているが、逆にしてもよい。つまり、第１の検知手段がオープンして第２の検知手段がショートした状態で閉鎖を検知、第１の検知手段がショートして第２の検知手段がオープンした状態で開放を検知させるようにしてもよい。また、駆動手段は電磁アクチュエータに限らず、ばね等の付勢部材で駆動してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係るセクタ駆動装置は、第１の検知手段の可動スイッチと第２の検知手段の可動スイッチとの間に、固定スイッチとスイッチ作動部材とを配置し、固定スイッチを共有する構成としたため、部品点数を減らすことができ、小型で低コストになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アパーチャが全閉となっている状態を示す平面図である。
【図２】アパーチャが全開となっている状態を示す平面図である。
【図３】要部の拡大図である。
【図４】要部の拡大断面図である。
【図５】一形態例の動作を示すシーケンスチャートである。
【符号の説明】
Ｕ セクタユニット
Ｄ セクタ駆動ユニット
Ｔ 駆動伝達手段
１ 地板
１ａ アパーチャ
３ 支持基板
４ 駆動手段（アクチュエータ）
５ セクタ位置検出手段（シンクロスイッチ）
６ 固定部材
８ 駆動レバー
９ セクタ駆動レバー
９ｃ 接離ピン
１２ セクタ
１３，１４ セクタアーム
１５ 羽根押さえ板
１７，１９ 検出ばね
１８ 検出ピン

Claims (1)

1. アパーチャを有する地板と、
   前記地板に設けられて前記アパーチャを開閉可能なセクタと、
   揺動することにより前記セクタを駆動するセクタ駆動レバーと、
   前記セクタが前記アパーチャを開放している状態を検知する第１の検知手段と、
   前記セクタが前記アパーチャを閉鎖している状態を検知する第２の検知手段と、
   を有し、
   前記第１の検知手段と前記第２の検知手段とは、それぞれ可動スイッチを備え、前記第１の検知手段の可動スイッチと前記第２の検知手段の可動スイッチとの間には、前記セクタ駆動レバーの回転中心と、前記回転中心と同軸上で当該両可動スイッチが当接する固定スイッチと前記セクタに連動して作動するスイッチ作動部材とが配置されており、
   前記スイッチ作動部材は、前記セクタが前記アパーチャを開放している状態では、前記第１の検知手段の可動スイッチまたは前記第２の検知手段の可動スイッチの一方を前記固定スイッチから離反させ、前記セクタが前記アパーチャを閉鎖している状態では他方の可動スイッチを前記固定スイッチから離反させる
   ことを特徴とするカメラ用のセクタ駆動装置。

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