JP4328151B2 - 光学機器用シャッタ及びこれを含む光学機器 - Google Patents

Description

本発明は光学機器用のシャッタに関する。より詳細には、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に好適に使用できるシャッタに関する。

カメラのシャッタに関しては、例えば特許文献１に記載がある。この特許文献１は、上絞り羽根及び下絞り羽根という２枚のセクタをステップモータで開閉駆動する技術について開示している。図１４は、特許文献１で示される従来におけるセクタ動作について示した図である。第１のセクタ１０１は固定軸１０２について回動自在であり、第２のセクタ１０７は固定軸１０８について回動自在である。これらのセクタ１０１、１０７は、シャッタ基板に形成したシャッタ開口１００を開及び閉とする位置に移動可能に配置されている。

具体的には、第１のセクタ１０１には開口１０３が設けられ、同様に第２のセクタ１０７には開口１０９が設けられている。これらの開口１０３、１０９には図示しないステップモータによって揺動される作動ピン１０５が貫通し、係合している。よって、図１４で示すように、作動ピン１０５を所定方向に移動させることで、２枚のセクタ１０１、１０７の位置を制御して小絞り、全閉、全開の状態を形成できる。

特開２０００−３９６４６号 公報

上記特許文献１で開示するシャッタでは、第１のセクタ１０１及び第２のセクタ１０７の開口１０３、１０９は共に単純な形状であり、作動ピン１０５の位置が上方へ移動するのに伴って、上記第１のセクタ１０１及び第２のセクタ１０７によって小絞り、全閉、全開の状態が形成される。また、全開の状態から作動ピン１０５を下方に移動するとこれとは逆の状態が形成される。ここで、全閉の状態は、小絞り状態と全開状態との間で存在している。

ところで、各セクタ１０１、１０７がある位置から他の位置に移動されたときには慣性力（イナーシャ）が作用する。ステップモータで駆動される作動ピン１０５により、小絞り位置から全閉位置にセクタ１０１、１０７を移動させたとき、或いは全開位置から全閉位置にセクタ１０１、１０７を移動させたときに、セクタに作用する慣性力とステップモータ側のブレーキとに基づいてハンチングが発生する場合がある。すなわち、移動状態から全閉位置に止められるセクタ１０１、１０７には慣性力が作用しているので全閉位置（停止位置）から先にオーバーランするような力が作用している。一方、電気的に制御されているステップモータには、所定位置でロータの回転を止めるように電気的或いは磁気的な制動力（ブレーキ力）が作用する。よって、全閉位置では、上記慣性力とブレーキ力との衝突によって、セクタ１０１、１０７が移動方向において振動する（ハンチング）状態が誘発されてしまう。このようにセクタ１０１、１０７が振動するとセクタが予定された全閉用の位置からずれて開口１００に光が入る状態（以下、再露光状態）となる。このように、本来の全閉位置で光を確実に遮蔽できないシャッタを採用するカメラ等の光学機器では適正な撮影を行なうことができない。

なお、上記特許文献１では２個のセクタにより小絞り、全閉、全開の状態を形成している。しかし、小絞り用として３個目のセクタを使用し、３枚構成で同様に小絞り、全閉、全開の状態を形成するシャッタも存在している。このようにセクタ３枚を用いるシャッタに関しても、セクタ移動時には前述したハンチング発生の問題がある。

また、上記の全閉位置でのハンチングを電気的な制御で抑制することが考えられる。例えば、ステップモータを駆動してセクタを移動する際に、セクタ停止の直前に電気的なブレーキパルスを送ってステップモータの駆動を逆向きに制御するという手法が知られている。しかしながら、従来と比較して最近のシャッタスピードは高速であり、ブレーキタイミングの幅が極めて狭くなっている。また、シャッタは生産されたときに個体間に少なからずばらつきがある。しかも大量生産したシャッタの個々についてブレーキタイミングの調整を行なうことは現実的ではない。よって、電気的な制御により全閉位置で発生するハンチングを抑制することは困難であり、上記再露光の問題を簡単に解決できないという実情がある。

そこで、本発明の目的は、上記した従来の複数の課題を解決し、簡易な構造でセクタを停止したときのハンチングを防止できる構成を備えた光学機器用シャッタを提供することである。

上記目的は、係合用のカム穴を備えると共に回動自在に配置され、シャッタ開口を開閉する複数のセクタと、前記カム穴に係合して前記セクタを移動させる作動部材とを含む光学機器用シャッタであって、少なくとも１つのセクタの前記カム穴は、前記作動部材により前記シャッタ開口を閉じる位置に当該セクタが移動したときに、当該セクタの移動方向を変更するように形成されていることにより達成できる。

本発明によると、所定セクタがシャッタ開口を閉じる位置に来たときに、その移動方向が変更されるので移動状態にあるセクタを停止したときに発生するハンチングを確実に防止できる構造を実現できる。よって、複数のセクタがシャッタ開口に位置したときに移動方向が変換されるように組合せれば、前述した再露光の問題を簡単な構成で防止できる光学機器用のシャッタを提供できる。

前記セクタはシャッタ羽根と小絞り羽根とを含み、該シャッタ羽根は前記シャッタ開口を閉じる位置に移動されたときに、該シャッタ羽根の移動方向が変更されるようにカム穴形状が形成されていればよい。このようにすれば全開から全閉の状態、また小絞りから全閉の状態へハンチングを発生させることなく円滑に移行できる。そして、前記シャッタ羽根のそれぞれが、全開状態及び小絞り状態で、前記シャッタ開口の位置に対し同じ側に位置するように前記カム穴形状が設定されていれば、より効率的に各セクタを移動することができる。

また、前記作動部材の一方向への移動の間に、前記シャッタ羽根はシャッタ開口を閉じる位置に到達し、該位置から移動方向を変更して前記シャッタ開口から退避するようにカム穴形状を形成することが望ましい。このようにすれば、移動部材が一方向へ移動する間に、シャッタ羽根により全閉状態や他の状態を形成でき、全閉時にはハンチングを抑制できる。そして、同様に作動部材を逆方向へ移動させた場合には、シャッタ羽根によって逆順で同様の状態を形成できる。

また、前記作動部材の一方向への移動の間に、前記セクタが移動して全開状態、全閉状態、小絞り状態をこの順で成し、該セクタにはシャッタ羽根と小絞り羽根とを含み、前記シャッタ羽根のそれぞれが全開状態及び小絞り状態では、前記シャッタ開口の位置に対し同じ側に位置し、前記小絞り羽根は、全開状態、全閉状態、小絞り状態となるに従って前記シャッタ開口へ向かって１方向へ移動し、前記シャッタ羽根は、全閉状態を折返し点として往復移動するようにしてもよい。この場合には、小絞り羽根は全開、全閉、小絞りとなるに従って、シャッタ開口に近づき、シャッタ羽根は全閉のときだけシャッタ開口に位置するように往復動する。よって、全閉時でのハンチングを抑制しつつ、効率的に各セクタを移動して全開、全閉、小絞り状態を形成できる光学機器用シャッタとすることができる。

なお、前記全開状態から前記全閉状態へ移行するときに、前記シャッタ羽根に先行して、前記小絞り羽根が前記シャッタ開口の一部を塞ぐように配置してもよい。このようにすれば、絞り羽根がシャッタ開口を閉じるときに寄与するので高速にシャッタを閉じることができる。また、少なくとも１つの前記シャッタ羽根は、前記小絞り状態で、前記シャッタ開口の一部を塞ぐように配置してもよい。このようにすれば、小絞り状態からシャッタ羽根により高速にシャッタ開口を閉じることができる。なお、前記作動部材は、ステップモータにより駆動されるものであり、回転位置に応じて、全開状態、全閉状態、小絞り状態の順序で前記複数のセクタを移動するように構成することが好ましい。

また、前記セクタは２枚のシャッタ羽根を含み、該２枚のシャッタ羽根は前記シャッタ開口を閉じる位置に移動されたときに、該シャッタ羽根のそれぞれの移動方向が変更されるようにカム穴形状が形成されていてもよい。この場合には、２枚のセクタにより全開及び全閉の状態が形成され、全閉時には各セクタのハンチングが防止される。そして、前記２枚のシャッタ羽根は、全開状態のときに、前記シャッタ開口を間に挟んで位置していることが望ましい。このようにすると、ハンチングを防止しつつシャッタ開口を高速に閉じることができる。

また、前記セクタは１枚のシャッタ羽根と１枚の小絞り羽根とを含み、前記シャッタ羽根は前記シャッタ開口を閉じる位置に移動されたときに、該シャッタ羽根の移動方向が変更されるようにカム穴形状が形成されたものでもよい。この場合には、シャッタ羽根によって全閉状態が形成されるときにハンチングを抑制しつつ、２枚のセクタで全閉、全閉および小絞り状態を形成できる。

さらに、前記作動部材の移動に伴って、前記シャッタ羽根及び小絞り羽根が移動して全開状態、全閉状態、小絞り状態をこの順で成し、前記シャッタ羽根及び小絞り羽根は全開状態では前記シャッタ開口を挟んで位置し、前記小絞り羽根は、全開状態、全閉状態、小絞り状態となるに従って前記シャッタ開口へ向かって１方向へ移動し、前記シャッタ羽根は、全閉状態を折返し点として往復移動するように構成してもよい。この場合には、セクタ２枚構成で全閉時でのハンチングを抑制しつつ、効率的に各セクタを移動して小絞り状態も形成できる光学機器用シャッタとすることができる。

上述した構成のシャッタであれば再露光状態が生じることがないので、このシャッタを含むデジタルカメラ等の光学機器であれば、鮮明な撮影画像を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、セクタ移動の際に発生するハンチングを抑制した光学機器用シャッタを提供できる。

以下図面を参照して本発明の最良の形態について説明する。本発明の具体的な実施形態を示す前に、本発明の理解を容易にするため図１を参照して本発明で採用する基本概念について説明する。図１は、１枚のセクタをカム機構を用いて駆動する場合について示した図であり、図１（Ａ）は従来について、図１（Ｂ）は本発明について示している。

図１（Ａ）で、セクタ１５０は固定軸１５１の回りを回動自在である。セクタ１５０には係合用のカム穴１５２が形成され、このカム穴１５２に作動部材としての作動ピン１５５が係合している。作動ピン１５５は図示しないステップモータにより１５５の位置から１５５−３の位置までの範囲で移動される。この図１（Ａ）で示す構成の場合、セクタ１５０を中間位置に移動させるときには、ステップモータを駆動して作動ピン１５５を１５５−２の位置まで移動させて止めるという操作が行われる。

ところが、先に指摘したように、移動状態のセクタ１５０にはイナーシャが作用している。よって、セクタ１５０が中間位置（１５５−２）に来たときに作動ピン１５５が停止動作を行っても矢印Ｘで示すように、この位置をオーバーランしようとする力が作用する。これに対して、ステップモータ側からブレーキ力が掛かるのでハンチングが発生する。この図１（Ａ）で示されるカム構造の場合、中間位置は通過点であり、セクタ１５０にステップモータからの制動力が加わらなければ右端までフリーで移動できる。このように、移動するセクタ１５０を停止させるときに、セクタ自身が移動方向で前後に移動できる構成となっていることがハンチングを発生させる主な原因となる。先に指摘した特許文献１のセクタ（図１４参照）は、ここで指摘した構成であるのでハンチングを発生させることになる。

上記図１（Ａ）に対して、図１（Ｂ）は本発明に係る構成を示している。図１（Ｂ）に含まれる部材構成は図１（Ａ）と同様である。すなわち、セクタ１６０は固定軸１６１の回りを回動自在である。セクタ１６０には係合用のカム穴１６２が形成され、このカム穴１６２に作動ピン１６５が係合している。作動ピン１６５は図示しないステップモータにより１６５の位置から１６５−３の位置までの範囲で移動される。

しかし、この図１（Ｂ）で示す構成の場合、セクタ１６０が点線で示す中間位置まで至ると、元のＹ方向（異なる方向）に移動方向が変更されるようにカム穴１６２の形状が形成されている。よって、上記で指摘したハンチングが発生することはない。特に、図１（Ｂ）の場合、セクタ１６０自身が逆向きに戻ろうとする動作をするので、ステップモータの制動力のみで中間位置に停止させようとしていた図１（Ａ）の場合と比較して精度よく所望位置（全閉位置）にセクタ１６０を停止させることができる。

本発明は図１（Ｂ）に示したセクタの構成を利用して、カメラ用シャッタの駆動をする。図１（Ｂ）は理解の容易のためセクタ１枚を動かす場合を示したが、複数のセクタを同時に動かすように組合せることでシャッタ開口の全開、全閉及び絞りの状態を適宜形成できる。なお、図１（Ｂ）で例示しているセクタ１６０は、本発明の概念を理解し易いように示したものであるから、必ずしも光学機器用シャッタに用いるセクタとして最適な形状を示したものではない。

また、このセクタ１６０に形成したカム穴１６２は、直線状に形成されているが、形状をこれに限定するものではない。カム穴の形状（すなわちカム形状）は、セクタの形状及びセクタを回動する固定軸の位置、並びに作動ピンの回転半径、移動範囲等を参照し、上記のようにセクタが途中位置（例えば全閉位置）から移動方向を変えるように、例えば直線状、曲線状等に適宜で設計すればよい。

以下、図面に基づいて実施例１のシャッタについて説明する。図２から図６は、実施例１のシャッタについて示している。図２は実施例１に係るシャッタ１が全開状態にあるときの様子を示した図である。図３は、図２のシャッタ１に含まれる構成の一部を取り出して示した図である。図４は、図２のシャッタが備えるシャッタ基板とモータとの配置関係を平面視により示した図である。さらに、図５はシャッタ１が全閉状態にあるときの様子を示した図である。図６はシャッタ１が小絞り状態にあるときの様子を示した図である。

先ず、図２において、本シャッタ１はセクタ３枚構成のシャッタである。シャッタ１は、シャッタ基板３と、３枚のセクタ１０、２０、３０を備えている。セクタ１０は第１シャッタ羽根であり、セクタ２０は第２シャッタ羽根である。セクタ３０は小絞り穴を備えた絞り羽根である。ここでは、各セクタを確認し易いように、第１セクタ１０に関する部分を実線、第２セクタ２０に関する部分を長い破線、第３セクタ３０に関する部分を点線で示している。なお、シャッタ基板３の中央には、シャッタ開口４が形成されている。

第１セクタ１０は、固定軸１１回りに回動自在に構成され、カム穴１２を備えている。第２セクタ２０は、固定軸２１回りに回動自在に構成され、カム穴２２を備えている。第３セクタ３０は、固定軸３１回りに回動自在に構成され、カム穴３２を備えると共に小絞り開口３３を有している。上記３個のカム穴１２、２２、３２には、ここでは図示しないステップモータによって、所定範囲で駆動される作動ピン（作動部材）５が係合している。すなわち、１つの作動ピン５が３個のカム穴１２、２２、３２を貫通し、この作動ピン５の移動により全てのセクタ１０、２０、３０が所定位置に移動されるように構成されている。

図３は、図２に示した各部構成が確認し易いように取り出して示した図である。（Ａ）は第１セクタ１０、（Ｂ）は第２セクタ２０、（Ｃ）は第３セクタ３０を示している。また、（Ｄ）は作動ピン５の移動範囲を拡大して示している。５−１の位置が図２に示す全開の位置である。５−２の位置が、この後に図５で示す全閉位置である。５−３の位置が、この後に図６で示す小絞り位置である。本シャッタ１では、作動ピン５が一方向へ移動する間に各セクタ１０、２０，３０により全開、全閉、小絞りの状態が形成される。特に、第１セクタ１０及び第２セクタ２０は作動ピン５が一方向へ移動する間に、シャッタ開口４に位置して全閉状態となったときに移動方向が変更される。この点については、後述する動作の説明で明らかとなる。なお、図３（Ｄ）は、作動ピン５を駆動するステップモータ７及びこのステップモータ７から延びたアーム部８を示している。作動ピン５はアーム部８の他端に固定されている。よって、ステップモータ７が所定範囲で回転すると、アーム部８先端の作動ピン５が図示のように所定範囲を揺動する。

図４は、図２に示したシャッタ１が備えるシャッタ基板３とステップモータ７との配置関係を平面視で模式的に示した図である。ステップモータ７は、ロータ７０２、この外周にＵ字状のステータ７０３を備えている。図３は、このステータ７０３の端部側を示している。このステータ７０３には２個のコイル７０４、７０５が巻回されている。これらのコイル７０４、７０５は制御回路７０６により駆動制御されている。

シャッタ基板３は、上記のようにシャッタ開口４を備えているがこの図４では示されていない。シャッタ基板３の前面側には３枚のセクタ１０、２０、３０が基板面に沿うように配置されている。これらのセクタは、シャッタ基板３側から第１セクタ１０、第２セクタ２０、第３セクタ３０である。シャッタ基板３の背面側には上記ステップモータ７が配置されている。

この図４では穴の位置は確認できないが、第１セクタ１０は基板３に設けた固定軸１１に係合する穴、及びステップモータ７のロータ７０７に接続された作動ピン５に係合する穴を備えている。また、第２セクタ２０は基板３に設けた固定軸２１に嵌合する穴、及び上記作動ピン５に係合する穴を備えている。同様に、第３セクタ３０も基板３に設けた固定軸３１に嵌合する穴、及び上記作動ピン５に係合する穴を備えている。これらセクタ１０，２０、３０は、前述したように作動ピン５の回動動作に伴って、それぞれが独自の軌跡を描いて揺動する。これらのセクタ１０、２０、３０の動作は、この後に示す図５から図８により明らかとなる。

基板３の背面側に配置しているステップモータ７のロータ７０７には、半径方向に延出したアーム部８が接続されている。このアーム部８の端部からはシャッタ基板３側に設けた扇形状の開口７０８を通り反対側まで延在した作動ピン５が接続されている。前面側に出たこの作動ピン５に、セクタ１０、２０、３０のそれぞれに設けた穴が係合している。よって、ステップモータ７のロータ７０７が回動したときには、作動ピン５がこれに伴って回動し、さらにセクタ１０，２０,３０が所定の軌跡で揺動する。

本シャッタ１では、第１セクタ１０と第２セクタ２０とが、図１で説明したセクタと同様の動作をするように設計されている。すなわち、第１セクタ１０と第２セクタ２０は作動ピン５の移動で、全閉位置に至ると移動方向が変更されるように第１セクタ１０のカム穴１２の形状、第２セクタ２０のカム穴２２の形状が形成されている。図２（全開）、図５（全閉）及び図６（小絞り）を参照して説明する。

図２の全開では作動ピン５が移動範囲の左端にあり、このときには各セクタ１０、２０、３０はカム穴１２、２２、３２の形状に基づいて、シャッタ開口４を開く位置に移動される。次に、図５で示すように、作動ピン５が全閉に対応した位置に移動すると、各セクタ１０、２０、３０もシャッタ開口４を閉じる位置に移動する。このとき本シャッタ１では、作動ピン５と、第１セクタ１０のカム穴１２及び第２セクタ２０のカム穴２２との位置関係が特徴的に変化する。すなわち、セクタ１０、２０は、図２（全開）から図５（全閉）に変化するときには作動ピン５の移動によりシャッタ開口４に近付くように誘導される。ところが、一度、図５（全閉）に位置に来ると、作動ピン５に対するカム穴１２及びカム穴２２の位置関係が変化し、第１セクタ１０及び第２セクタ２０がこれよりさらに移動する方向は逆向きとなりシャッタ開口４から遠のく（退避する）ようになるのである。よって、セクタ１０、２０は図５（全閉）の位置で従来のようにハンチングすることなく安定的に停止される。

そして、本シャッタ１では、図５の全閉状態位置にある作動ピン５を更に右に移動させると、逆戻りする第１セクタ１０及び第２セクタ２０によりシャッタ開口４が解放される。このとき第３セクタ３０は、シャッタ開口４に位置するように構成することで小絞り状態を形成する。また、上記のように第１セクタ１０及び第２セクタ２０は全閉状態を折返し点として往復移動するのであるが、第３セクタ３０は全開状態、全閉状態、小絞り状態となるに従って前記シャッタ開口４へ向かって１方向へ移動して最終的に小絞り状態を形成する。よって、本シャッタ１では、一方向へ移動する作動ピン５を利用し、ハンチングを抑制しつつ効率的にセクタを動かして全開、全閉、小絞りの状態を形成できる。

以上のように実施例１のシャッタ１は、１つの作動ピン５が一方向に移動する途中に全閉位置が存在するが、この全閉位置に至ると第１セクタ１０及び第２セクタ２０の移動方向が変わるので全閉状態となったとき、すなわち、第１セクタ１０及び第２セクタ２０をシャッタ開口４を閉じるように移動させたときに従来のようにハンチングが発生することがない。よって、この全閉位置での再露光という問題を発生させない。したがって、本シャッタを一部として含んだデジタルスチルカメラ等の光学機器によれば鮮明な画像を撮影できる。また、本シャッタ１では、従来のようにハンチングが発生しないので、制動力を発生させるステップモータに過度の負荷を与えない構造も合わせて実現していることになる

さらに、図７は全開状態から全閉へ移行途中の上記シャッタ１の様子を示し、また図８は小絞り状態から全閉へ移行途中の上記シャッタ１の様子を示した図である。本シャッタ１では全開状態から全閉へ移行するとき、図７に示すように、小絞り羽根３０（セクタ３０）がシャッタ開口４を閉じる方向へ先行移動するように設定されている。すなわち、本シャッタ１ではセクタ３０が本来のシャッタ羽根１０,２０よりも先にシャッタ開口４の一部を塞ぐ動作を先に実行する。このような動作は、セクタ３０の外形と、カム穴３２の形状によって実現できる。本シャッタ１では、この図７の状態から図５に示した全閉状態となる。このように、本シャッタ１は小絞り羽根３０と本来のシャッタ羽根１０，２０とが協働して、全閉状態を形成する。よって、シャッタ開口４をより高速に閉じることができる。

また、図８は、図６で示した小絞り状態から図５で示した全閉状態への途中状態を示している。セクタ１０、２０に着目すると、図６の小絞り状態では、これらは小絞り開口３３に干渉しなように退避しているものの、シャッタ開口４の一部を塞ぐ様に位置している。よって、本シャッタ１では、小絞り状態から全閉へ素早く移行できる。すなわち、本シャッタ１は、小絞りからもシャッタ開口４をより高速に閉じる構造を備えている。

図９及び図１０に基づいて、本発明に係る実施例２を説明する。前述した実施例１では３枚のセクタを含み、１枚が小絞り羽根であった。本実施例はセクタをシャッタ羽根２枚で構成したシャッタ２について示している。第１セクタ５０は、固定軸５１回りに回動自在に構成され、カム穴５２を備えている。第２セクタ６０は、固定軸６１回りに回動自在に構成され、カム穴６２を備えている。上記２個のカム穴５２、６２には、所定範囲で駆動される作動ピン５が係合している。すなわち、本実施例でも１つの作動ピン５が２個のカム穴５２、６２を貫通し、１つの作動ピン５の移動により２個のセクタ５０、６０が所定位置に移動される。

本シャッタ２では、第１セクタ５０と第２セクタ６０とが、図１で説明したセクタ動作をするように設計されている。すなわち、第１セクタ５０と第２セクタ６０は作動ピン５の移動で、全閉位置に至ると移動方向が変更されるように第１セクタ５０のカム穴５２の形状、第２セクタ６０のカム穴６２の形状が形成されている。よって、実施例１の場合と同様に、これらのセクタ５０、６０は、図９（全開）から図１０（全閉）に変化するときには作動ピン５の移動によりシャッタ開口４に近付くように誘導される。ところが、一度、図１０（全閉）になると、作動ピン５に対するカム穴５２及びカム穴６２との位置関係が変化して、これよりさらに第１セクタ５０及び第２セクタ６０が移動する方向は、逆向きとなりシャッタ開口４から遠のくようになる。よって、本実施例によっても全閉状態でセクタをハンチングさせることなく安定に停止できる。なお、図９に示すように第１セクタ５０及び第２セクタ６０は、全開状態のときに、前記シャッタ開口４を間に挟んで位置している。このように設計しておくと、全閉とするときに各セクタが両側からシャッタ開口４に近づくのでこれを素早く閉じることができる。

さらに、図１１から図１３に基づいて、本発明に係る実施例３を説明する。本実施例は、上記実施例２と同様にセクタ２枚構成のシャッタである。本シャッタ７０は、シャッタ羽根と小絞り羽根を一枚ずつ備えている。図１１は実施例３のシャッタ７０が全開状態にあるときの様子を示した図である。図１２は、図１１のシャッタ７０に含まれる構成の一部を取り出して示した図である。図１３はシャッタ７０で、全開状態、全閉状態、小絞り状態の順に移行させたときのセクタの変化を確認できるように示した図である。

シャッタ７０は、シャッタ開口７４を備えたシャッタ基板７３と、第１のセクタ８０及び第２のセクタ９０を含んできる。第１セクタ８０は小絞り穴を備えた小絞り羽根で、全閉時にはシャッタ羽根としても機能する。第２のシャッタ羽根９０は通常の板状のシャッタ羽根であり、単独で上記シャッタ開口７４を遮蔽できる程度の面積を有している。ここでは、各セクタ８０，９０を確認し易いように、第１セクタ８０に関する部分を破線、第２セクタ９０に関する部分を実線で示している。

第１セクタ８０は、固定軸８１回りに回動自在に構成され、カム穴８２を備えると共に、小絞り穴８３を有している。第２セクタ９０は、固定軸９１回りに回動自在に構成され、カム穴９２を備えている。上記２個のカム穴８２、９２には、前述した実施例と同様に図示しないステップモータによって、所定範囲で駆動される作動ピン（作動部材）５が係合している。すなわち、１つの作動ピン５が２個のカム穴８２、９２を貫通し、この作動ピン５の移動により２枚のセクタ８０、９０が所定位置に移動されるように構成されている。

図１２は、図１１に示した各部構成を確認し易いように取り出して示した図である。図１２（Ａ）は第１セクタ８０、同図（Ｂ）は第２セクタ９０を示している。セクタ８０は小絞り穴８３を備えた絞り羽根であるが、全閉状態とするときにはシャッタ開口７４を閉じる位置に移動する。また、第２のセクタ９０は単独でシャッタ開口７４を遮蔽できる面積を有している。また、図１２（Ｃ）は、作動ピン５の移動範囲を拡大して示している。５−Ａの位置が図１１に示した全開状態の位置である。この後に図１３で示すが、５−Ｂが全閉状態の位置であり、５−Ｃが小絞り状態の位置である。

なお、図１２（Ｃ）では、作動ピン５を駆動するステップモータ７及びこのステップモータ７から延びたアーム部８が示されている。作動ピン５はアーム部８の他端に固定されている。シャッタ基板７３には、この作動ピン５が背面側から正面側に突出するように扇状の開口９が形成されている。よって、ステップモータ７が所定範囲で回転すると、アーム部８先端の作動ピン５が図示のように扇状開口９内の所定範囲を揺動する。

本シャッタ７０では、前述した作動ピン５が一方向に移動する間に、上記２枚のセクタ８０、９０が所定の軌跡を描いて揺動して、全開状態、全閉状態、小絞り状態を順に形成する。このとき、第１セクタ８０と第２セクタ９０とは異なった動きをみせる。小絞り穴８３を備えた第１セクタ８０は、全開状態、全閉状態、小絞り状態となるに従い、前記シャッタ開口７４へ向かって１方向に移動する。小絞り状態のときには、小絞り穴８３がシャッタ開口７４に位置する。

一方、第２セクタ９０は、全開状態から全閉状態となったときに前記シャッタ開口７４を閉鎖するように位置するが、全閉状態から小絞り状態となるに従ってシャッタ開口７４から退避するように移動する。すなわち、第２セクタ９０は、全閉状態を折返し点として往復移動する。なお、作動ピン５が終端（図１２（Ｃ）で５−Ｃの位置）まで到達し、これを戻るときには第１、２のセクタ８０、９０は上記とは逆の動作を行う。

上記セクタ８０，９０の動作は、各羽根を軸支する固定軸８１，９１の位置と、各羽根に形成したカム穴８２、９２の形状により規定されている。特に、全閉状態を折返し点として往復移動する第２セクタ９０のカム穴９２は、作動ピン５の移動で全閉位置に至ると移動方向が変更されるように形成されている。より具体的には、第２セクタ９０がシャッタ開口７４を遮蔽する位置に来たときには、カム穴９２の位置が所定方向に転換しており、作動ピン５がそれ以上に進む場合には、第２セクタ９０がシャッタ開口７４から退避する状態となるようにカム穴９２の形状が設計されている。

上記の構成を備える本シャッタ７０での動作を、全開状態から小絞り状態まで連続して示したのが図１３である。この図１３を参照して説明する。図１３（Ａ）には、図１１に示した全開状態を示している。この全開状態では作動ピン５は移動範囲の右端（図１２（Ｃ）の５−Ａの位置）にあり、このときには各セクタ８０、９０はカム穴８２、９２の形状に基づいて、シャッタ開口７４を開く位置に移動される。なお、本シャッタ７０では、この図１３（Ａ）で示すように、セクタ８０、９０はシャッタ開口７４を間に挟んで左右に位置するように設定されている。

次に、図１３（Ｂ）で示すように、作動ピン５が右端から左方向へ移動すると、両セクタ８０，９０は両側からシャッタ開口７４を閉じるように接近する。そして、図１３（Ｃ）で示すように両セクタ８０、９０により全閉状態が形成される。

この図１３（Ｃ）で示す全閉状態となるときについてより詳細に解説する。第２セクタ９０は、それ単独でシャッタ開口７４を遮蔽可能な大きさに形成されている。よって、このセクタ９０のみでもシャッタ開口７４を閉じることができる。また、この第２セクタ９０がシャッタ開口７４を閉じる位置に移動したときには、作動ピン５とカム穴９２との位置関係が特徴的に変化する。すなわち、この第２セクタ９０は、図１３（Ａ）の（全開状態）から図１３（Ｃ）の（全閉状態）に変化するときには作動ピン５の移動によりシャッタ開口７４に近付くように誘導される。ところが、一度、図１３（Ｃ）の（全閉状態）の位置に来ると、カム穴９２に対する作動ピン５の関係が変化する。作動ピン５がさらに移動する方向は、第２セクタ９０をシャッタ開口７４から遠のかせる（元に戻す）方向となるのである。よって、第２セクタ９０は、図１３（Ｃ）の（全閉状態）位置でハンチングすることなく安定的に停止する。

そして、本シャッタ７０では、全閉状態となるときに、小絞り穴８３を有する第１セクタ８０が並行してシャッタ開口７４に掛かるように移動される。前述したように、第２セクタ９０はそれ単独でシャッタ開口７４を閉じることができるのであるが、第１セクタ８０についてもシャッタ開口７４を閉じる位置へ移動させることで遮蔽時間の短縮化、すなわちシャッタスピードの高速化を図っている。このような効果を得るために、本シャッタでは第１セクタ８０と第２セクタ９０とをシャッタ開口７４を間にして、両側に配置しているのである。

図１３（Ｂ）、（Ｃ）によって確認できるように、主に第２セクタ９０がシャッタ開口７４を閉じるのであるが、反対側から第１セクタ８０が補助的に開口７４を閉じる動作を行うのでシャッタスピードの高速化を図ることができる。そして、図１３（Ｃ）に示すように全閉状態が完了した場合には、第２セクタ９０が単独でシャッタ開口７４を遮蔽した状態を形成する。従って、第１セクタ８０の小絞り穴８３が、シャッタ開口７４と一部重なる部分ＭＴが存在しても、第１セクタ８０が完全にシャッタ開口７４を閉じているので光が漏れるという事態にならない。よって、第１セクタ８０は少なくとも小絞り状態を形成できる面積を有していればよいので、小さく形成することができる。

そして、シャッタ７０では、図１３（Ｃ）の全閉状態から作動ピン５が更に左方向へ移動すると、図１３（Ｄ）で示すように第１セクタ８０は小絞り状態を形成するためにシャッタ開口７４へ向けてさらに移動する。これとは逆に、第２セクタ９０はシャッタ開口７４を終点として折り返して退避する動作に変わる。図１３では、矢印Ｒにより第１セクタ８０の移動方向を、矢印Ｌにより第２セクタ９０の移動方向が変化する様子を示している。

最後は、図１３（Ｅ）に示すように、作動ピン５が左端まで来ると、第１セクタ８０の小絞り穴８３がシャッタ開口７４上に位置して小絞り状態が形成される。このとき、第２セクタ９０は小絞り穴８３に干渉しない位置まで移動している。

以上のように本シャッタ７０は、２枚のセクタを効率的に移動させて、作動ピン５が一方向に移動する最中に、全開状態、全閉状態及び小絞り状態を形成する。よって、セクタ構成を簡素化できる。そして、全閉状態とするときには、２枚のセクタが協働してシャッタ開口７４を閉じるのでシャッタスピードを高速化できる。また、全閉時には第２セクタ９０が主に機能し、第１セクタ８０が補助的に動作するという構成であるので、両セクタの位置を高精度に制御する必要もないので制御系を簡素化できる。さらに、第２セクタ９０に関しては、全閉状態になったときに移動方向が変換するようにカム穴９２が形成されている。すなわち、第２セクタ９０は、全閉位置から移動する方向が逆向きとなりシャッタ開口７４から遠のくようになる。よって、全閉状態とするときにセクタ９０がシャッタ開口７４を過ぎて再露光が発生するという事態もない。したがって、本シャッタを一部として含んだデジタルスチルカメラ等の光学機器によれば鮮明な画像を撮影できる。

なお、前述した実施例１では全開から全閉となったときに第１セクタ１０及び第２セクタ２０の移動方向が逆向きに変化されることでハンチング防止される。しかも、この変換後の向きは全閉から小絞り状態に変化するときの移動方向と一致するように構成されている。よって、全開、確実な全閉状態、小絞り、さらにこれと逆の動作を円滑に実行できる。

また、本実施例２では全閉と全開との２つの状態であり、図９の全開から図１０の全閉となったときに第１セクタ５０及び第２セクタ６０の移動方向が逆向きに変換される。シャッタ構造ではセクタの傾斜角度を規定するために当接部材が配置される場合がある。セクタがこの部材に強く当たると強くはね返されたり、破損したりする場合がある。本実施例２の構成を採用すると当接部材への当接力を抑制するという効果を得ることもできる。

以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１枚のセクタを駆動する場合について示した図であり、（Ａ）は従来について、（Ｂ）は本発明について示した図である。 実施例１に係るシャッタが全開状態にあるときの様子を示した図である。 図２のシャッタに含まれる構成の一部を取り出して示した図である。 図２に示したシャッタが備えるシャッタ基板とステップモータとの配置関係を平面視で模式的に示した図である。 実施例１のシャッタが全閉状態にあるときの様子を示した図である。 実施例１のシャッタが小絞り状態にあるときの様子を示した図である。 全開状態から全閉へ移行途中のシャッタの様子を示した図である。 小絞り状態から全閉へ移行途中のシャッタの様子を示した図である。 実施例２のシャッタが全開状態にあるときの様子を示した図である。 実施例２のシャッタが全閉状態にあるときの様子を示した図である。 実施例３のシャッタが全開状態にあるときの様子を示した図である。 図１１のシャッタに含まれる構成の一部を取り出して示した図である。 実施例３のシャッタで、全開状態、全閉状態、小絞り状態の順に移行させたときのセクタの変化を確認できるように示した図である。 従来におけるセクタ動作について示した図である。

符号の説明

１ シャッタ
３ シャッタ基板
４ シャッタ開口
５ 作動ピン
７ ステップモータ
１０ 第１セクタ
１１ 固定軸
１２ カム穴
２０ 第２セクタ
２１ 固定軸
２２ カム穴
３０ 第３セクタ
３１ 固定軸
３２ カム穴

Claims (11)

1. 係合用のカム穴を備えると共に回動自在に配置され、シャッタ開口を開閉する複数のセクタと、前記カム穴に係合して前記セクタを移動させる作動部材とを含む光学機器用シャッタであって、
   少なくとも１つのセクタの前記カム穴は、前記作動部材により前記シャッタ開口を閉じる位置に当該セクタが移動したときに、当該セクタの移動方向を変更するように形成され、
   前記セクタは１枚のシャッタ羽根と１枚の小絞り羽根とを含み、前記シャッタ羽根は前記シャッタ開口を閉じる位置に移動されたときに、該シャッタ羽根の移動方向が変更されるようにカム穴形状が形成され、
   前記作動部材の移動に伴って、前記シャッタ羽根及び小絞り羽根が移動して全開状態、全閉状態、小絞り状態をこの順で成し、
   前記シャッタ羽根及び小絞り羽根は全開状態では前記シャッタ開口を挟んで位置し、
   前記小絞り羽根は、全開状態、全閉状態、小絞り状態となるに従って前記シャッタ開口へ向かって１方向へ移動し、
   前記シャッタ羽根は、全閉状態を折返し点として往復移動することを特徴とする光学機器用シャッタ。
2. 前記セクタはシャッタ羽根と小絞り羽根とを含み、該シャッタ羽根は前記シャッタ開口を閉じる位置に移動されたときに、該シャッタ羽根の移動方向が変更されるようにカム穴形状が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ。
3. 前記シャッタ羽根のそれぞれが、全開状態及び小絞り状態で、前記シャッタ開口の位置に対し同じ側に位置するように前記カム穴形状が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の光学機器用シャッタ。
4. 前記作動部材の一方向への移動の間に、前記シャッタ羽根はシャッタ開口を閉じる位置に到達し、該位置から移動方向を変更して前記シャッタ開口から退避するようにカム穴形状が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学機器用シャッタ。
5. 前記作動部材の一方向への移動の間に、前記セクタが移動して全開状態、全閉状態、小絞り状態をこの順で成し、該セクタにはシャッタ羽根と小絞り羽根とを含み、
   前記シャッタ羽根のそれぞれが全開状態及び小絞り状態では、前記シャッタ開口の位置に対し同じ側に位置し、
   前記小絞り羽根は、全開状態、全閉状態、小絞り状態となるに従って前記シャッタ開口へ向かって１方向へ移動し、
   前記シャッタ羽根は、全閉状態を折返し点として往復移動することを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ。
6. 前記全開状態から前記全閉状態へ移行するときに、前記シャッタ羽根に先行して、前記小絞り羽根が前記シャッタ開口の一部を塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の光学機器用シャッタ。
7. 少なくとも１つの前記シャッタ羽根は、前記小絞り状態で、前記シャッタ開口の一部を塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の光学機器用シャッタ。
8. 前記作動部材は、ステップモータにより駆動されるものであり、回転位置に応じて、全開状態、全閉状態、小絞り状態の順序で前記複数のセクタを移動することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学機器用シャッタ。
9. 前記セクタは２枚のシャッタ羽根を含み、該２枚のシャッタ羽根は前記シャッタ開口を閉じる位置に移動されたときに、該シャッタ羽根のそれぞれの移動方向が変更されるようにカム穴形状が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ。
10. 前記２枚のシャッタ羽根は、全開状態のときに、前記シャッタ開口を間に挟んで位置していることを特徴とする請求項９に記載の光学機器用シャッタ。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の光学機器用シャッタを含むことを特徴とする光学機器。

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