JP4391305B2 - カメラ用羽根駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置などを、単独もしくは複数でユニット化するようにしたカメラ用羽根駆動装置に関する。

カメラに採用されているレンズシャッタ装置（以下、シャッタ装置という），絞り装置，フィルタ装置は、各々羽根部材を有していて、それらをアクチュエータによって往復作動させるようにしている。そして、シャッタ装置の場合には、シャッタ羽根を２枚としたものが多いが、レンズ口径の小さなカメラの場合には、１枚としたものもある。また、レンズ口径の小さなカメラに採用される絞り装置の場合には、小さな円形の開口部を有した１枚の絞り羽根を備え、必要に応じて、その開口部を撮影光路に進退させるようにしたものが多くなっている。

更に、フィルタ装置の場合には、上記の絞り羽根と類似の形状（但し、その開口部は、地板に形成された撮影光路規制用の開口部と略同じ大きさの場合もある）をした１枚の羽根部材に対して、その開口部の近傍位置にその開口部を覆うようにしてＮＤフィルタ板を取り付けたものをフィルタ羽根としたものが多いが、そのような開口部を有する羽根部材を２枚用意して、それらの間に、ＮＤフィルタ板のみで製作した羽根部材を重合させ、３枚の羽根部材を同時に同方向へ同角度だけ往復回転させるようにした構成のものも考えられている。そして、これらのようなシャッタ羽根，絞り羽根，フィルタ羽根は、最近では、夫々のアクチュエータによって往復作動をさせられるのが普通である。

また、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置は、各々単独でユニット化されることもあるが、それらの二つ以上の装置を一つのユニットとすることもある。更に、単独でユニット化する場合であっても、シャッタ装置の場合には、開き用のシャッタ羽根と閉じ用のシャッタ羽根とを、別々のアクチュエータで駆動するようにすることがある。また、絞り装置の場合には、異なる大きさの絞り開口を有する複数の絞り羽根を、別々のアクチュエータで駆動するようにすることがあるし、フィルタ装置の場合には、濃度の異なる複数のフィルタ羽根を、別々のアクチュエータで駆動するようにすることもある。そして、このようにユニット化された羽根駆動装置は、デジタルスチルカメラ，デジタルビデオカメラ，看視カメラ，携帯用も含めた情報端末装置用カメラなどのほかに、従来からの銀塩フィルムカメラやビデオカメラにも採用することが可能となっている。

ところで、このような各種の羽根駆動装置のユニットは、一つの地板に多くの部材を直接又は間接に取り付けて構成されている。そして、その地板は、最近では、低コスト化，軽量化に有利であることから、殆どの場合、合成樹脂製となっている。ところが、地板には、上記のような各種の羽根やそれを駆動するためのモータのほか、場合によってはレンズも取り付ける必要があることから、合成樹脂製の場合には、金属製の場合よりも、厚くならざるを得ないという実情がある。

他方、最近ではカメラの小型化に伴い、薄型化も急速に進んできており、撮影レンズを出来るだけ羽根の作動面に近接させて配置したいという要求がある。ところが、地板の厚さが余り大きいと、そのような要求に応じるのが困難になってしまう。特に、固体撮像素子を備えたカメラの場合には、薄型化を図るために、羽根駆動装置の一方の面に近付けて固体撮像素子を配置し、他方の面に近付けて撮影レンズを配置していることが多いが、そのようなカメラにおいて、レンズ口径を大きくせずに撮像面積を出来るだけ大きくするためには、羽根駆動装置に設けられていて固体撮像素子に対する撮影光の光路を規制している開口位置に、撮影レンズを、より接近させて配置させる必要がある。しかしながら、地板が厚い場合には、どうしてもその厚さに制約を受けてしまうことになる。

そこで、そのような制約をなくすために、地板の固体撮像素子側の面に、薄い板部材（以下、口径板という）を重ねて配置し、撮影光路規制用の開口部は、その口径板に形成するようにし、地板には、それよりもはるかに大きな開口部を形成することによって、撮影レンズの一部を挿入できるようにし、口径板に形成されている撮影光路規制用の開口部に近接させて配置できるようにした構成が、特許文献１で知られている。尚、特許文献１においては、口径板を、口径規制板と称している。
特開２００３−１３１２８５号公報

ところで、カメラ用羽根駆動装置に、上記のような口径板を設ける場合には、地板に対して、その口径板を取り付ける必要があり、また、口径板との間に羽根室を構成するためのカバー板（補助地板などともいう）も地板に対して取り付ける必要がある。更に、羽根室を複数構成する場合には、口径板とカバー板との間に配置される中間板（仕切り板などともいう）も、地板に対して取り付ける必要がある。ところが、従来は、そのような口径板やカバー板を地板に対して取り付ける場合、夫々複数のねじによって取り付けるのが普通であったため、部品点数も組立工数も多くなって、コスト上で極めて不利であった。また、地板が合成樹脂製であることから、その一部を加熱変形させるだけで、口径板を取り付けるようにしたものもあるが、そのように熱溶着を行う場合であっても、部品点数は減るが、作業に慎重を期する必要があるため、コスト上ではそれほど効果的とはいえなかった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ねじのような専用の取付け部品を必要とすることなく、また、熱溶着のような特殊な加工を必要とすることなく、カバー板の形状を工夫することによって、地板に対して口径板を簡単に組み付けることができるようにした、コスト上で極めて有利なカメラ用羽根駆動装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、光路用の開口部を有していて外周面には複数の係止突起を形成している合成樹脂製の地板と、前記地板に重合されており前記開口部と対応する位置には円形をしていて前記開口部よりも小さな光路規制用開口部を有していると共に前記係止突起と対応する位置には複数の張出部を有している口径板と、前記口径板との間に羽根室を構成しており前記光路規制用開口部と対応する位置には前記光路規制用開口部より大きい開口部を有していると共に前記係止突起と対応する位置には前記地板側に折り曲げた形状の弾性を有する複数のフック部を有していて該フック部に形成された孔の一端が前記張出部を押して前記口径板を前記地板に押し付けた状態で該孔の他端を前記係止突起に掛け止めされているカバー板と、前記羽根室に配置されており駆動手段によって往復作動させられ前記光路規制用開口部に進退させられる少なくとも１枚の羽根と、を備えているようにする。

その場合、前記地板には、一体成形された少なくとも一つの軸が設けられており、該軸は、前記口径板に設けられた孔と前記羽根に設けられた孔とに嵌合しているようにすると、組立が容易に行え、コスト面で有利な構成になる。

本発明のカメラ用羽根駆動装置は、厚い合成樹脂製の地板のほかに薄い口径板を備えているので、地板に設けた開口部に撮影レンズの一部を挿入させることができるようになって、カメラ構成の薄型化に有利なものとなっているが、その口径板を地板に取り付けるに際しては、従来のように、ねじのような専用の取付け部品を用いたり、熱溶着のような特殊な加工をすることなく、カバー板を地板に取り付けるとき、地板に設けられた係止突起に対して掛け止めするために、カバー板のフック部に形成された孔の一端で口径板を地板に対して圧接させるようにしたものであるから、コスト的に極めて有利なものである。

本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。尚、図１は、シャッタ羽根の全開状態を示した平面図であり、図２は、図１の下側から見た図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は、シャッタ羽根の閉鎖状態を示した平面図である。また、本発明は、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置を夫々単独でユニット化した羽根駆動装置とすることも、それらのうちの複数をユニット化した羽根駆動装置とすることも可能であるが、実施例は、シャッタ装置だけをユニット化した羽根駆動装置である。更に、本発明は、銀塩フィルムカメラ用の羽根駆動装置とすることも、各種のデジタルカメラ用の羽根駆動装置とすることも可能であるが、実施例は、デジタルスチルカメラに採用されるものであることを前提にして説明することにする。

先ず、本実施例の構成を説明する。図１は、本実施例のシャッタ装置をデジタルスチルカメラに装着したとき、固体撮像素子側から見た平面図である。そのため、以下においては、図１の表面側を固体撮像素子側といい、背面側を被写体側ということにする。地板１は、合成樹脂製であって、円形をした光路用の開口部１ａが形成されている。この地板１は、モータも含めて多くの部材を取り付ける必要があることから、比較的厚い部材となっている。また、通常は、地板１に形成されている開口部１ａを光路規制用の開口部（露光開口）とすることが多いが、本実施例の場合は、光路規制用の開口部を別に設けていることから、開口部１ａの直径は、その光路規制用の開口部よりも大きく形成されていて、被写体側に配置されている図示していない撮影レンズを、後述のシャッタ羽根に近接して配置することを可能にしている。従って、この開口部１ａの形状は、本実施例のように、必ずしも円形である必要はない。

この地板１には、その外周面から突き出すようにして、四つの係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅが形成されているが、それらの形状は同じであって、図２に示された係止突起１ｃ，１ｄ，１ｅから理解できるようになっている。また、地板１の被写体側には、その外周部に沿って壁１ｆが形成されていると共に、図示していない手段によってモータ枠２が取り付けられている。図１には、このモータ枠２の平面形状が明示されていないが、開口部１ａの左上から左下を通って右下にいたる形状をしており、地板１との間にモータ室を構成している。また、地板１の固体撮像素子側の面には、図１に示されているように、二つの軸１ｇ，１ｈと、二つのストッパ１ｉ，１ｊと、二つの台部１ｋ，１ｍが設けられている。

口径板３は、金属製の薄い板材で製作されていて、図１から分かるように、外形形状は地板１と類似の形状をしているが、地板１よりは若干小さく、しかも上記の台部１ｋ，１ｍを逃げた形状をしている。そして、この口径板３には、地板１の開口部１ａと対応する位置に、円形の開口部３ａが形成されているが、この開口部３ａは、地板１の開口部１ａよりも直径が小さく、撮影光の光路規制用開口部となっている。また、この口径板３は、地板１の係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと対応する位置に、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを有しているほか、三つの孔３ｆ，３ｇ，３ｈと、円弧状をした長孔３ｉを有していて、それらのうちの二つの孔３ｆ，３ｇを、地板１の軸１ｇ，１ｈに嵌合させ、残りの一つの孔３ｈを、地板１のストッパ１ｊに嵌合させている。尚、図１には明示していないが、地板１にも、長孔３ｉと対応する位置に、円弧状をした類似の形状の長孔が形成されている。

カバー板４は、金属製の薄い板材で製作されていて、口径板３との間に羽根室を構成しており、口径板３の開口部３ａと対応する位置には、その開口部３ａよりも直径の大きい開口部４ａを有しているが、この開口部４ａも地板１の開口部１ａと同様に、必ずしも円形である必要はない。また、このカバー板４は、地板１の係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと対応する位置、即ち口径板３の張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと対応する位置に、地板１側に折り曲げた形状をしているフック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを有しているほか、口径板３の三つの孔３ｆ，３ｇ，３ｈと対応する位置に、それらと同じ形状の三つの孔４ｆ，４ｇ，４ｈを有しており、また、口径板３の長孔３ｉと対応する位置には、円弧状をした類似の形状の長孔４ｉを有している。

そして、それらのうち、二つの孔４ｆ，４ｇは、上記の軸１ｇ，１ｈの先端を嵌合させていて、孔３ｈは、上記のストッパ１ｊの先端を嵌合させている。また、フック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、弾性を有していると共に、孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎを有している。そして、それらの孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎは、図２に示されている孔４ｍのように、長方形をしており、一端が、口径板３の張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを押して、口径板３を地板１に押し付けていて、他端が、地板１の係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに掛け止めされている。

口径板３とカバー板４の間に構成された羽根室には、２枚のシャッタ羽根５，６が配置されている。それらのうち、口径板３側に配置されているシャッタ羽根５は、長孔５ａを有していて、上記の地板１に設けられた軸１ｇに回転可能に取り付けられており、他方のシャッタ羽根６は、長孔６ａを有していて、上記の地板１に設けられた軸１ｈに回転可能に取り付けられている。

地板１とモータ枠２の間に構成されたモータ室には、シャッタ羽根５，６を往復回転させるためのアクチュエータが取り付けられている。そのアクチュエータは、特開２００３−１８６０７９号公報などで周知の電流制御式のモータ（ムービングマグネット型モータなどと称されている）であって、固定子コイルに対する通電方向に対応して、永久磁石製の回転子が、所定の角度範囲内でだけ往復回転するモータであるが、本発明は、そのようなモータの構成自体には直接関係がないので、図１においては、その回転子７のみを示している。そして、回転子７は、その出力ピン７ａを、地板１に形成されている図示していない円弧状の長孔と、口径板３の長孔３ｉとを貫通させて、羽根室内で、シャッタ羽根５，６の長孔５ａ，６ａに挿入し、その先端をカバー板４の長孔４ｉに挿入させている。

本実施例はこのような構成をしているが、ここで、地板１に対する、口径板３、シャッタ羽根５，６、カバー板４の取り付け方を説明する。先ず、地板１に対して口径板３を取り付けるが、その場合には、口径板３に設けられている三つの円形の孔３ｆ，３ｇ，３ｈを地板１の軸１ｇ，１ｈ，１ｊに嵌合させ、長孔３ｉに出力ピン７ａを挿入させる。それによって、口径板３は、軸１ｈに対して若干回転することが可能な状態となって、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを、地板１の係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに対応した位置の近傍に位置付ける。従って、この時点では、口径板３は、その張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと共に平板状のままである。その後、シャッタ羽根５の孔（符号なし）を軸１ｇに嵌合させ、長孔５ａに出力ピン７ａを挿通させ、その次に、シャッタ羽根６の孔（符号なし）を軸１ｈに嵌合させ、長孔６ａに出力ピン７ａを挿通させる。

そして、最後に、カバー板４を取り付けるが、この場合には、予め、先ず、地板１の係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと口径板３の張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅとの位置合わせをしておいてから、カバー板４のフック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの先端を張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの上に載せ、地板１側へ押していく。そのため、フック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを図２の下方へ変形させつつ、自己の弾性を利用して外側に開いていく。そして、孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎが張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと対向する状態になると、フック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、自己の弾性によって原形に復帰し、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの中に入った状態となる。

そこで、さらにカバー板４を地板１側へ移動させて、三つの円形の孔４ｆ，４ｇ，４ｈを地板１の軸１ｇ，１ｈ，１ｊに嵌合させていくと、フック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの先端が係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの斜面に案内されて、再び自己の弾性を利用して外側に開いていく。そして、それらの斜面部との摺接が終了すると、その直後に、カバー板４は地板１の台部１ｋ，１ｍに接触し、図２において孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの上端が、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅに接触するので、それ以後は、カバー板４の板面を撓ませてフック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを移動させ続けることになり、今度は、孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの上端が、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを再度変形させていくことになる。

そして、最後に、孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎが係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに嵌まり得る移動位置に達すると、フック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、自己の弾性によって再度原形に復帰し、係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅが孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの中に入った状態となる。そのため、その後、カバー板４を押していた力を解除すると、カバー板４の板面が原形に復帰しようとするので、その過程で、図２に示すように、孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの下端が、係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに掛け止めされた状態になる。そして、その状態では、長方形をした孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの短辺の長さが、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅや係止突起１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの幅の寸法と略同じであることから、地板１の中心を略中心とした、口径板３とカバー板４の回り止めにもなっている。

また、上記のような取り付け過程において、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは、２回にわたって変形をさせられる。そのため、組み付け完了時においては、図２に示されているように、口径板３が当初のような平板状に復帰していない場合もある。しかしながら、そのような場合であっても、図３に示したように、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの一部が、孔４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎの上端に押されるので、口径板３が地板１に押し付けられた状態を得ることは可能である。尚、本実施例の場合には、口径板３とカバー板４を金属製としているが、張出部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅやフック部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに所定の弾性が得られ、しかも、地板１への取付け状態が確実に得られるのであれば、合成樹脂製としても一向に差し支えない。

次に、本実施例の作動を簡単に説明する。本実施例の羽根駆動装置は、デジタルスチルカメラに採用して好適となるように構成したものであって、図１はその初期状態、即ち撮影の待機状態を示したものである。そのため、このとき、シャッタ羽根５，６は、開口部３ａを全開にした状態になっているため、固体撮像素子は被写体光にさらされており、被写体像をモニターで観察することが可能になっている。また、このとき、モータの固定子コイルには通電されていないが、上記の特開２００３−１８６０７９号公報にも記載されているように、固定子のヨークの先端と回転子７との位置関係によって、回転子７には時計方向へ回転する力が働いており、シャッタ羽根６がストッパ１ｉに接触させられことによって、この停止状態が確実に維持されるようになっている。

撮影に際してレリーズボタンを押すと、固体撮像素子に蓄積されていた電荷が放出され、あらたな電荷の蓄積開始によって撮影が開始する。その後、所定の時間が経過すると、露光制御回路からの信号によって、固定子コイルに通電され、回転子７が反時計方向へ回転させられる。そのため、シャッタ羽根５，６は、相反する方向へ回転させられ、開口部３ａを閉じていく。そして、開口部３ａを完全に閉鎖した直後に、シャッタ羽根６がストッパ１ｊに当接して停止する。その状態が図４に示された状態である。

このようにして開口部３ａが閉鎖すると、その状態において撮像情報が記憶装置に転送される。そして、その転送が終了すると、固定子コイルに対して、上記の場合とは逆方向の通電が行われる。そのため、回転子７は時計方向へ回転してシャッタ羽根５，６に開き作動を行わせる。その後、シャッタ羽根５，６が開口部３ａを全開にすると、その直後に、シャッタ羽根６がストッパ１ｉに当接して停止する。そして、固定子コイルに対する通電を断つと、図１に示した初期状態に復帰したことになる。

尚、本実施例を銀塩フィルムカメラに採用した場合には、図４に示した状態が初期状態となり、撮影に際しては、図１に示した状態になってから図４の状態に復帰させるようにすることは、言うまでもない。また、本実施例においては、アクチュエータとして、ムービングマグネット型モータなどと称されている電流制御式のモータを用いているが、本発明の駆動手段は、そのようなモータにに限定されず、ステップモータなどの他の電磁駆動手段としても差し支えない。また、本実施例は、シャッタ装置だけをユニット化したものであるが、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、シャッタ装置，絞り装置,フィルタ装置を夫々単独でユニット化したものであっても、それらの二つ以上をユニット化したものであっても差し支えない。

シャッタ羽根の全開状態を示した実施例の平面図である。 図１の下側から見た図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 シャッタ羽根の閉鎖状態を示した実施例の平面図である。

符号の説明

１ 地板
１ａ，３ａ，４ａ 開口部
１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 係止突起
１ｆ 壁
１ｇ，１ｈ 軸
１ｉ，１ｊ ストッパ
１ｋ，１ｍ 台部
２ モータ枠
３ 口径板
３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ 張出部
３ｆ〜３ｈ，４ｆ〜４ｈ，４ｊ，４ｋ，４ｍ，４ｎ 孔
３ｉ，４ｉ，５ａ，６ａ 長孔
７，８ 回転子
４ カバー板
４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ フック部
５，６ シャッタ羽根
７ 回転子
７ａ 出力ピン

Claims (2)

1. 光路用の開口部を有していて外周面には複数の係止突起を形成している合成樹脂製の地板と、前記地板に重合されており前記開口部と対応する位置には円形をしていて前記開口部よりも小さな光路規制用開口部を有していると共に前記係止突起と対応する位置には複数の張出部を有している口径板と、前記口径板との間に羽根室を構成しており前記光路規制用開口部と対応する位置には前記光路規制用開口部より大きい開口部を有していると共に前記係止突起と対応する位置には前記地板側に折り曲げた形状の弾性を有する複数のフック部を有していて該フック部に形成された孔の一端が前記張出部を押して前記口径板を前記地板に押し付けた状態で該孔の他端を前記係止突起に掛け止めされているカバー板と、前記羽根室に配置されており駆動手段によって往復作動させられ前記光路規制用開口部に進退させられる少なくとも１枚の羽根と、を備えていることを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
2. 前記地板には、一体成形された少なくとも一つの軸が設けられており、該軸は、前記口径板に設けられた孔と前記羽根に設けられた孔と前記カバー板に設けられた孔とに嵌合していることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用羽根駆動装置。