JP4347142B2 - セクタ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明はセクタ駆動装置に関する。より詳細には入射光の回折等の影響を防止しながら光量調整を行えるセクタ駆動装置に関する。

セクタ駆動装置は一般にシャッタ装置と称され、カメラに内蔵して使用される。セクタ駆動装置でセクタを駆動することにより、基板に形成した撮影用の開口（以下、シャッタ開口と称する）を開閉して撮像のための光量調整を行う。セクタ駆動装置にはシャッタ開口を開閉する遮蔽用セクタ（シャッタ羽根とも称される）の他に、小絞り状態を形成するための小絞り用セクタ（小絞り羽根とも称される）を含むものが知られている。小絞り用セクタを用いればシャッタ開口への入射光量を調整することができる。通常の小絞り用セクタは、シャッタ開口よりも小径の開口（以下、小絞り穴と称する）を有しておりシャッタ開口をこの小絞り穴で塞ぐことで小絞りの状態を形成できる。

一般に、小絞り用セクタに形成する小絞り穴の径を小さくすると解像度が向上することが知られている。ところが、ある限界を越えて小絞り穴の径を小さくし過ぎると回折の影響が出て解像度が低下してしまう。近年のカメラは著しく小型化されているため、この回折の影響にも配慮しながらセクタ駆動装置を設計することが必要となっている。

例えば特許文献１で開示するセクタ駆動装置は、２枚の小絞り用セクタを具備している。この内の一方のセクタは、シャッタ開口よりも小径の小絞り穴が形成されている一般的な小絞り用セクタである。他方のセクタは、同じ径の小絞り穴に減光フィルタ（Neutral Density Filter:以下、ＮＤフィルタと称する）が取付けられている。このようにＮＤフィルタを取付けるとシャッタ開口を通過する光を減らすことができるので、更に小絞り穴の径を小さくすることなく光量を絞ることができる。すなわち、このセクタ駆動装置は同じ径の小絞り穴を有する他方のセクタにＮＤフィルタを取付けることで、回折の発生を抑制しながら一方のセクタより光量を絞った撮影が行えるようにしている。

特開２０００−１８８２７５号公報

しかしながら、上記特許文献１で開示するセクタ駆動装置はシャッタ開口よりも小径の小絞り穴を有するセクタを用いて小絞り状態を形成する。前述したように最近のセクタ駆動装置は小型化されているので、基板に形成されるシャッタ開口も極めて小さな径となっている。これよりも小さい径の小絞り穴でシャッタ開口を塞ぐと前述した回折の影響が出て解像度が低下する場合がある。

また、特許文献１で開示するセクタ駆動装置は前記した２枚の小絞り用セクタをそれぞれ駆動するために２個のモータが配置され、更に遮蔽用セクタを駆動する別のモータが配置されている。よって、このセクタ駆動装置は計３個ものモータを含むので構成が煩雑化すると共に大型化するという問題がある。更に、モータを多数含むので製造コストが嵩むという問題も含んでいる。

よって、本発明の目的は、簡単な構成で回折の影響を受けることなくシャッタ開口への入射光量を調整できるセクタ駆動装置を提供することである。

上記目的は、シャッタ開口を開閉する遮蔽用セクタと、前記シャッタ開口を塞ぐ位置にきたときに該シャッタ開口への入射光量を調整する入射光量調整用セクタとを備え、前記入射光量調整用セクタには前記シャッタ開口よりも大きな開口部が形成されており、該開口部に減光フィルタが取付けられているセクタ駆動装置によって達成される。

本発明によると、入射光量調整用セクタにはシャッタ開口よりも大きな開口部が形成されているので、この開口部をシャッタ開口を塞ぐように配置しても回折が発生することがない。そして、この開口部には減光フィルタが取付けられているので、従来のように小絞り穴を用いることなくシャッタ開口への入射光量を調整できる。開口部に取付ける減光フィルタを適宜に選択することで、シャッタ開口への入射光量を所望のものに変更できる。

また、前記開口部は、前記入射光量調整用セクタが移動する軌跡に沿って延伸させた長穴形状であることが望ましい。このように開口部を長穴状に形成しておくと入射光量調整用セクタが揺動してもシャッタ開口を減光フィルタで塞ぐ状態を維持できる。

また、前記遮蔽用セクタが前記シャッタ開口を閉じる位置と該シャッタ開口から退避した位置との間を揺動する第１の遮蔽用セクタ及び第２の遮蔽用セクタを含み、該第１の遮蔽用セクタと第２の遮蔽用セクタとが前記シャッタ開口を間にして両側に配置されており、前記第１の遮蔽用セクタ、前記第２の遮蔽用セクタ及び前記入射光量調整用セクタのそれぞれが、支軸を中心にして揺動自在に配置されると共に作動ピンが係合するカム穴を有し、前記作動ピンの動作に連動して前記３枚のセクタそれぞれが所定軌跡で揺動して、全開、全閉及び光量調整の状態を形成するセクタ駆動装置としてもよい。このセクタ駆動装置は１個の作動ピンで各セクタを駆動できるので、簡素な構造で回折を防止しながら光量調整ができるより好ましい装置となる。

本発明によると、回折を発生させることなく、シャッタ開口への入射光量を調整できるセクタ駆動装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態のセクタ駆動装置を説明する。図１は、全開状態にあるセクタ駆動装置１を示した図である。本セクタ駆動装置１は基板４側から入射光量調整用セクタ１０、第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０が順に配置されている。図１は基板側から見たセクタ駆動装置１を示しており、この図では基板と対向して配置したセクタ押え板２が図示されている。また、図２は図１に示したセクタ駆動装置１の各部を取出した図であり、（Ａ）はセクタ押え板２、（Ｂ）は入射光量調整用セクタ１０、（Ｃ）は第１の遮蔽用セクタ２０、（Ｄ）は第２の遮蔽用セクタ３０を示している。更に、図３はセクタ駆動装置１の一部を示した断面図である。この図３では基板４が図示されている。

図１に示すようにセクタ押え板２には円形のシャッタ開口３が形成されている。そして、図２（Ａ）に示すように、このセクタ押え板２には円弧状に形成した開口２ａが形成されている。また、図３で示すように基板４の背部（図３では左側）にはモータ８が配置されており、モータ８のロータ軸８ａには作動ピン９が固定されている。作動ピン９はロータ軸８ａが回動する範囲に応じて所定範囲を揺動する。セクタ押え板２の開口２ａは、作動ピン９の揺動動作を許容するように円弧状に形成されている。なお、図３に示す基板４はセクタ押え板２と略同じ形状を有しており、セクタ押え板２のシャッタ開口３と対向する位置にシャッタ開口（図示せず）が形成されている。基板４にも作動ピン９の揺動動作を許容する円弧状の開口が形成されている。図３では基板４の円弧状の開口４ａを示している。

なお、図２（Ａ）では、作動ピン９が移動する位置を９Ａ〜９Ｃで示している。９Ａの位置が図１に示す全開状態の位置であり、９Ｂが全閉状態（図４参照）、９Ｃが光量調整状態（図５参照）の位置である。作動ピン９の３つの位置９Ａ〜９Ｃは以下の説明で適宜に引用する。

図３で示すようにシャッタ基板４の所定位置には、３個の突起５、６、７が配置されている。これらの突起は各セクタ１０，２０，３０の支軸として形成されている。突起５は入射光量調整用セクタ１０の支軸となる。同様に突起６は第１の遮蔽用セクタ２０の支軸となり、突起７は第２の遮蔽用セクタ３０の支軸となる。セクタ押え板２は基板４に固定され、その間にセクタ１０、２０、３０が収納される。シャッタ基板４の所定位置には凹部４ｂが形成されている。この凹部４ｂは入射光量調整用セクタ１０に取付けられる減光フィルタとしてのＮＤフィルタ１５を傷付けないように形成されている。ＮＤフィルタ１５については後述する。

図２（Ｂ）〜（Ｄ）を参照して、基板４とセクタ押え板２との間の各セクタを順に説明する。基板４側に位置する入射光量調整用セクタ１０には支軸受け穴１１が形成されている。この支軸受け穴１１に基板４側の支軸５を嵌合させることで、入射光量調整用セクタ１０が支軸５を中心に揺動可能となる。また、この入射光量調整用セクタ１０にはカム穴１２が形成されている。このカム穴１２には前述した作動ピン９が係合する。作動ピン９の動作に連動して入射光量調整用セクタ１０が所定の軌跡を描いて揺動するようにカム穴１２の形状が規定されている。

図２（Ｂ）で示す入射光量調整用セクタ１０は、支軸受け穴１１に支軸５が嵌合し、カム穴１２には作動ピン９が係合した状態を示している。なお、図２の各図２（Ｂ）〜図２（Ｄ）は、全開状態（図１）にあるときの各セクタ１０、２０、３０を取出して示している。また、支軸５、６、７及び作動ピン９を確認し易いようにハッチングを入れて示している。

入射光量調整用セクタ１０にはシャッタ開口３より大きな開口部１３が形成されている。この開口部１３は、入射光量調整用セクタ１０が揺動する軌跡ＴＲに沿って延伸させた円弧状の長穴として形成されている。但し、図１及び図２（Ｂ）で示している開口部１３は僅かに延伸させた例を示しているので楕円に近い形状に見えるが、長く延伸させたときには軌跡ＴＲに沿った円弧状の長穴となる。開口部１３をこのような長穴形状に形成したことによる効果は後述する動作の説明で明らかとする。この開口部１３を覆うように基板４側からＮＤフィルタ１５が取付けられている。

次に、入射光量調整用セクタ１０の下に位置している第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０を図２（Ｃ），（Ｄ）を参照して説明する。第１の遮蔽用セクタ２０には支軸受け穴２１が形成されている。この支軸受け穴２１には基板４側の支軸６が嵌合する。この第１の遮蔽用セクタ２０にはカム穴２２が形成されている。このカム穴２２にも前記した作動ピン９が係合する。作動ピン９の動作に連動して第１の遮蔽用セクタ２０が所定の軌跡を描いて揺動するようにカム穴２２が形成されている。同様に、第２の遮蔽用セクタ３０にも支軸受け穴３１が形成されている。この支軸受け穴３１には基板４側の支軸７が嵌合する。この第２の遮蔽用セクタ３０にはカム穴３２が形成されている。このカム穴３２に作動ピン９が係合する。作動ピン９の動作に連動して第２の遮蔽用セクタ３０が所定の軌跡を描いて揺動するようにカム穴３２が形成されている。

上記第１の遮蔽用セクタ２０と第２の遮蔽用セクタ３０とは全開状態（図１参照）のときに、シャッタ開口３を間にして退避した位置にあるように形成されている。そして、これらのセクタ２０，３０は作動ピン９が９Ａの位置から９Ｂの位置へ移動するのに伴って両側からシャッタ開口３を閉じるように設計されている。このようにシャッタ開口３の両側からセクタ２０，３０を閉じるように構成することでシャッタスピードを上げることができる。すなわち、シャッタ開口３を閉じ始めてから閉じ終わるまでの時間が短くなる。なお、第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０がシャッタ開口３を閉じるときには、外周から開口３の中心に向って閉じるようすると鮮明な撮像を得ることができる。そこで、第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０のそれぞれには、図２（Ｃ）、（Ｄ）で示すように、一部に円弧部２０ａ、３０ａが形成されている。これらの円弧部は、各セクタ２０，３０がシャッタ開口３を閉じる直前の位置でシャッタ開口３の外周とほぼ一致するようになる（図６参照）。そして、セクタ２０，３０がシャッタ開口３に掛かり始めると、外周から中心に向けてシャッタ開口３を閉じるように設定されている。

図１（全開状態）及び図４（全閉状態）、図５（光量調整状態）を参照して、セクタ駆動装置１の各セクタ１０，２０，３０の揺動する様子を順に説明する。図１で示す全開状態のときには作動ピン９が左端位置９Ａにあり、この作動ピン９が右端へ移動する途中の位置９Ｂで全閉状態（図４）が形成され、右端位置９Ｃに来たときには光量調整状態（図５）が形成される（図２参照）。

図１で示す全開状態のときには、全セクタ１０，２０，３０が退避位置にある。特に、第１の遮蔽用セクタ２０と第２の遮蔽用セクタ３０はシャッタ開口３を間にしてそれぞれの退避位置にある。図１の全開状態から作動ピン９が９Ｂの位置に移動すると図４に示した全閉状態となる。このとき第１の遮蔽用セクタセクタ２０と第２の遮蔽用セクタ３０とが両側に位置しているので、シャッタ開口３を高速に閉じることができる。また、前述したように第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０に円弧部２０ａ、３０ａを形成しておくと、シャッタ開口３に掛かる前の時間を長くとることができる。よって、遮蔽用セクタ２０、３０の移動スピードを十分に上げてから一気にシャッタ開口３を閉じることができる。

作動ピン９が９Ｂの位置から９Ｃの位置に移動すると、図５に示した光量調整状態となる。この光量調整状態では、第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０は再びそれぞれの退避位置に移動し、入射光量調整用セクタ１０がシャッタ開口３を閉じる位置にくる。そして、入射光量調整用セクタ１０の開口部１３がシャッタ開口３を塞ぐ状態（対向する状態）となる。この開口部１３はシャッタ開口３よりも大きいので、従来の小絞りセクタでシャッタ開口３を塞いだ場合のような絞り作用はない。しかし、この開口部１３にはＮＤフィルタ１５が取付けられているので、このＮＤフィルタ１５によりシャッタ開口３に入射する光量を低減できる。

すなわち、本セクタ駆動装置１は小絞り穴を用いることなくＮＤフィルタ１５によってシャッタ開口３に入射する光量を低減する。開口部１３はシャッタ開口３よりも大きいので、シャッタ開口３を小絞り穴で塞いだときのように回折の問題が発生することはない。なお、ＮＤフィルタ１５には、所望の減光効果が得られるフィルタ材を適宜に選択して使用すればよい。また、減光フィルタとしてＮＤフィルタを用いたが、減光フィルタはこれに限らず適宜変更可能である。

図６は、図５に示した光量調整状態から全閉状態（図４）へ移行している様子を示した図である。特に、この図６は第１の遮蔽用セクタ２０と第２の遮蔽用セクタ３０とがシャッタ開口３に掛かる直前の状態を図示している。この図６では、第１の遮蔽用セクタ２０の円弧部２０ａと第２の遮蔽用セクタ３０の円弧部３０ａとがシャッタ開口３の外周にほぼ沿った状態となっているのが確認できる。作動ピン９がこの状態を介して全閉を形成する位置９Ｂへ移動すると、中心に向ってシャッタ開口３を一気に閉じることができる。この点については前述した通りであり、このような動作によって鮮明な画像を得ることができる。なお、図６は光量調整状態から全閉状態への途中の状態を示したものであるが、全開状態（図１）から全閉状態（図４）へ移行する場合にも、上記円弧部２０ａ及び円弧部３０ａは同じ状態となってからシャッタ開口３を一気に閉じる。

さらに、図６を参照して、入射光量調整用セクタ１０の開口部１３を軌跡ＴＲに沿った長穴形状としている点について説明する。セクタ駆動装置１は、構成を簡素化するため、前述のように１個の作動ピン９によって全開（図１）、全閉（図４）、光量調整（図５）の各状態を形成する。より具体的には、作動ピン９が移動したときに全開、全閉及び光量調整の各状態が形成されるように各セクタ１０、２０、３０のカム穴１２、２２、３２の形状が設計されている。

図５の光量調整状態から図４の全閉状態へ移行するときには、シャッタ開口３を塞ぐ位置に入射光量調整用セクタ１０の開口部１３を維持して、第１の遮蔽用セクタ２０及び第２の遮蔽用セクタ３０だけに閉じ動作をさせればよい。よって、入射光量調整用セクタ１０のカム穴１２は、作動ピン９が移動しても入射光量調整用セクタ１０が定位置にあるように設定されている。しかし、入射光量調整用セクタ１０の位置を完全に定位置に維持することは困難である。すなわち、図５の光量調整状態から図４の全閉状態となるときに、入射光量調整用セクタ１０は僅かであるが移動してしまう。また、このように入射光量調整用セクタ１０が移動すると、遮蔽用セクタ２０、３０でシャッタ開口３を閉じる前に入射光量調整用セクタ１０の一部がシャッタ開口３に掛かってしまう場合がある。この場合には鮮明な撮像を行う上での障害となる。

そこで、上記のように入射光量調整用セクタ１０が僅かに移動することを考慮して、開口部１３の形状が設計されている。すなわち、開口部１３は前述したように軌跡ＴＲに沿って延伸させた長穴状に形成されている。このように構成することで入射光量調整用セクタ１０が少々動いても、全閉状態が完全に形成されるまで開口部１３とシャッタ開口３とが重なる状態を維持できる。その結果、全閉状態が完了するまでシャッタ開口３をＮＤフィルタ１５で覆うことでき、また、入射光量調整用セクタ１０の一部がシャッタ開口３に掛かる事態を防止できる。

以上説明したセクタ駆動装置１は、光量調整状態では入射光量調整用セクタ１０の開口部１３がシャッタ開口３を塞ぐ位置にくる。この開口部１３はシャッタ開口３よりも大きな径に形成されているので回折が発生することがない。そして、この開口部１３にはＮＤフィルタ１５が取付けられているので、シャッタ開口３への入射光量を調整することができる。

更にセクタ駆動装置１は、１つの作動ピン９によって全開、全閉、光量調整の各状態を順に形成できるように形成されているので、構成が簡単で回折の問題が無いセクタ駆動装置として提供できる。

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。

全開状態にある実施形態のセクタ駆動装置を示した図である。 図１に示したセクタ駆動装置の各部を取出して図であり、（Ａ）はセクタ押え板、（Ｂ）は入射光量調整用セクタ、（Ｂ）は第１の遮蔽用セクタ、（Ｃ）は第２の遮蔽用セクタを示している。 セクタ駆動装置の一部を示した断面図である。 セクタ駆動装置の全閉状態を示す図である。 セクタ駆動装置の光量調整状態を示す図である。 図５の光量調整状態から図４の全閉状態へ移行したときの様子を示した図である。

符号の説明

１ セクタ駆動装置
２ セクタ押え板
３ シャッタ開口
４ シャッタ基板
５、６、７ 支軸
８ モータ
９ 作動ピン
１０ 入射光量調整用セクタ
１３ 開口部
１４ ＮＤフィルタ
２０ 第１の遮蔽用セクタセクタ
３０ 第２の遮蔽用セクタセクタ
ＴＲ 入射光量調整用セクタの軌跡

Claims (2)

1. シャッタ開口を開閉する遮蔽用セクタと、前記シャッタ開口を塞ぐ位置にきたときに該シャッタ開口への入射光量を調整する入射光量調整用セクタとを備え、
   前記入射光量調整用セクタには前記シャッタ開口よりも大きな開口部が形成されており、該開口部には減光フィルタが取付けられており、
   前記遮蔽用セクタが前記シャッタ開口を閉じる位置と該シャッタ開口から退避した位置との間を揺動する第１の遮蔽用セクタ及び第２の遮蔽用セクタを含み、該第１の遮蔽用セクタと第２の遮蔽用セクタを平面視した場合に該第１の遮蔽用セクタと第２の遮蔽用セクタとが前記シャッタ開口を間にして両側に配置されており、
   前記第１の遮蔽用セクタ、前記第２の遮蔽用セクタ及び前記入射光量調整用セクタのそれぞれが、支軸を中心にして揺動自在に配置されると共に作動ピンが係合するカム穴を有し、
   前記作動ピンの動作に連動して前記３枚のセクタそれぞれが所定軌跡で揺動して、全開、全閉及び光量調整の状態を形成することを特徴とすることを特徴とするセクタ駆動装置。
2. 前記開口部は、前記入射光量調整用セクタが移動する軌跡に沿って延伸させた長穴形状であることを特徴とする請求項１に記載のセクタ駆動装置。

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