JP5134598B2 - カメラ用レンズシャッタ - Google Patents

Description

本発明は、露光開口の口径を規制するなどして、フィルムやＣＣＤなどに達する被写体光の光量を制限することが可能な光量制御手段を備えているカメラ用レンズシャッタに関する。

周知のように、カメラ用シャッタには、撮影レンズの近傍位置に配置されるレンズシャッタと、フィルムやＣＣＤなどの直前位置に配置されるフォーカルプレンシャッタとがある。そのうちレンズシャッタは、円形の露光開口を開閉するようになっているが、通常は、複数枚のシャッタ羽根が露光開口の中心から開いてゆき、中心に向けて閉じていくようになっている。しかしながら、シャッタ羽根が１枚だけ設けられており、露光開口の所定の周縁部から開いてゆき、全開後、その周縁部に向けて閉じていくようにしたものもある。

他方、カメラには、通常、撮影レンズの近傍位置に光量制御機構が配置されている。そして、そのような光量制御機構として一般に採用されているのは、絞り機構といわれているものであり、その中には、主に、二つのタイプのものがある。即ち、その一つは、複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させたり、同時に反対方向へ作動（回転作動を含む）させたりして、それらの羽根の協働によって略光軸を中心にして開口口径を連続的に変化させ得るようにしたものである。また、もう一つは、露光開口よりも直径の小さな円形の開口部を少なくとも一つ有した絞り部材を用意したり、該開口部を一つだけ有した複数の絞り部材を用意したりしておき、その開口部を撮影光路内に選択的に挿入し得るようにしたものである。

また、光量制御機構としては、上記の絞り機構のほかに、ＮＤフィルタを用いたものがある。そして、その場合には、所定の濃度を有する一つのＮＤフィルタを露光開口へ進退させるようにしたものと、濃度の異なる複数のＮＤフィルタを用意しておき、それらを露光開口へ選択的に進退させるようにしたものとがある。更に、このＮＤフィルタを用いたものの中には、上記の二つのタイプの絞り機構のうち、後者のタイプの絞り機構と組み合わせたものもある。そして、その一例としては、露光開口よりも直径の小さな円形の開口部をＮＤフィルタで覆うようにし、そのＮＤフィルタで覆われた開口部を露光開口へ進退させるようにしたものである。このような光量制御機構は、開口部を余り小さくしなくても被写体光量を大きく減じることができるので、回折の影響を受けないようにしたい場合に適している。

以上の説明からも分かるように、レンズシャッタ機構と光量制御機構とは、いずれも、フィルムやＣＣＤの直前位置には配置されず、撮影レンズの近傍位置に配置されるものである。そのため、それらの二つの機構を設けるカメラにおいては、従来、それらを一つのユニットとして製作するのが普通であった。そして、そのように構成した場合の一例が、特許文献１に記載されている。本発明は、このように、光量制御機構と共にユニット化されたカメラ用レンズシャッタに関するものである。

特開２００１−１１７１３５号公報

周知のように、これまでも、レンズシャッタ機構だけをユニット化する場合には、二つの板部材の間に形成された羽根室内で、シャッタ羽根が作動するように構成している。また、光量制御機構のみをユニット化する場合にも、二つの板部材の間に形成された羽根室内で、絞り羽根等が作動するように構成している。従って、それらの二つの機構を単純にユニット化した場合には、四つの板部材によって二つの部屋を形成した構成になってしまう。ところが、そのような構成は、ユニットの低コスト化、薄型化（光軸に沿った方向の寸法を小さくすること）にとって好ましいことではない。そのため、上記の公報にも記載されているように、従来は、三つの板部材によって二つの部屋を形成するのが普通であった。

ところで、この種のユニットはコンパクトカメラに用いられ、且つその殆どが電動化されるようになってきているが、最近では、デジタルカメラの急速な伸びに伴って、このようなユニットに対する低コスト化と小型化に対する要求が一段と大きくなっている。その中でも特に、この種のユニットが撮影レンズの近傍位置に配置されることから、撮影レンズと隣接する光軸を中心にした円形領域の薄型化が強く要求されている。

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、各々のモータによって作動されるシャッタ機構と光量制御機構とがユニット化されているにもかかわらず、少なくとも、撮影レンズに直面する領域が薄型化されるようにしたコンパクト化に適するカメラ用レンズシャッタを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用レンズシャッタは、両者間に一つの羽根室を構成し両者の開口部を重ねて円形の露光開口を形成している二つの地板と、前記羽根室の中に配置されていて前記露光開口の開閉作動を行う少なくとも１枚のシャッタ羽根と、前記羽根室の外で前記地板の一方に取り付けられており出力部が前記羽根室の中へと延在していて前記シャッタ羽根に開閉作動を行わせる第１モータと、前記羽根室の中に配置されていて相対的に回転する２枚の絞り羽根で構成されており隣接している前記シャッタ羽根とは如何なる作動状態でもその一部が重なるようにして前記露光開口に対して往復運動による進退作動を行い前記露光開口に進入させた状態においてはそれらの絞り羽根によって前記露光開口の面積を小さくする光量制御手段と、前記羽根室の外で前記地板の一方に取り付けられており出力部が前記羽根室の中へと延在していて前記光量制御手段に前記進退作動を行わせる第２モータと、を備えているようにする。

以上のように、本発明は、各々のモータによって作動されるシャッタ機構と光量制御機構とをユニット化する場合、従来のような二つの羽根室を仕切っていた板部材を不要にすることを可能としたため、撮影レンズに直面する領域を薄型化し、両者を接近して配置することが可能となり、カメラのコンパクト化に極めて有効なものである。

実施例１の初期状態を被写体側から視た平面図である。 実施例１の羽根室内を被写体側から視た平面図であって、図１と同じ初期状態を示したものである。 図２と同じようにして視た実施例１の平面図であって、図２の状態から絞り部材の開口部を露光開口に挿入した状態を示したものである。 図２及び図３と同じようにして視た実施例１の平面図であって、図３の状態からシャッタ羽根が閉じた状態を示したものである。 図２〜図４と同じようにして視た実施例１の平面図であって、図２の状態からシャッタ羽根が閉じた状態を示したものである。 実施例２の初期状態を第１実施例の図２と同じようにして示した平面図である。 図６と同じようにして視た実施例２の平面図であって、図６の状態から絞り部材の開口部を露光開口に挿入した状態を示したものである。 図６及び図７と同じようにして視た実施例２の平面図であって、図７の状態からシャッタ羽根が閉じた状態を示したものである。

本発明の実施の形態を、図示した二つの実施例によって説明する。また、それらの実施例は、フィルムを使用するカメラにもデジタルカメラにも用いることが可能な構成をしているが、説明の便宜上、デジタルカメラに適用した場合で説明する。尚、図１〜図５は実施例１を示したものであり、図６〜図８は実施例２を示したものであるが、いずれも被写体側から視た平面図であって、構成を説明する場合には、被写体側を表面側といい、撮像素子側を背面側ということにする。

本発明の実施例１を、図１〜図５を用いて説明する。尚、図１は、被写体側から視た本実施例の平面図であり、図２〜図５は、各作動状態における羽根室内を示した平面図である。そこで、先ず、図１及び図２を用いて、本実施例の構成を説明する。本実施例は、被写体側に配置された主地板１と撮像素子側に配置された補助地板２によって、それらの間に羽根室を形成している。二つの地板１，２は、いずれも合成樹脂製であって、殆ど同じ外形をしており、それらの略中央部に形成された円形の開口部１ａ，２ａによって、露光開口（最大口径）を規制している。尚、図２においては、主地板１の主な外形を二点鎖線で示しているが、このことは、図３〜図５の場合も同じである。

そこで、次に、主に図１を用いて主地板１の表面側の構成を説明する。先ず、開口部１ａを囲むようにして、カメラに取り付けるときに用いる三つの取付部１ｂ，１ｃ，１ｄが設けられている。また、二つのモータ３，４が、主地板１と一体的に成形されているフック部１ｅ，１ｆと、ビス５，６によって取り付けられている。これらのモータ３，４は、特開２０００−６００８８号公報などに記載のムービングマグネット型モータと称されているモータであって、その構成は周知であるため具体的な構成説明は省略するが、永久磁石製の回転子は所定の角度範囲でしか回転せず、それらから径方向へ張り出した部位に設けられている駆動ピン３ａ，４ａは、主地板１に形成された長孔１ｇ，１ｈから羽根室内に挿入されている。

次に、主地板１の背面側の構成を説明するが、先ず、図１に示されていて図２には示されていない部位について説明する。主地板１と補助地板２との相互の取付け方は、主地板１に設けられたフック部１ｉを補助地板２の縁に掛け、図示していないビスを、補助地板２の背面側から補助地板２の孔２ｂ（図２参照）に挿入し、主地板１の取付部１ｊに螺合させている。そして、この取付部１ｊは、主地板１と補助地板２との間のスペーサの役目もしているが、このほかにも主地板１には専用のスペーサ１ｋ，１ｍ，１ｎ，１ｐが設けられている。

また、図２においては、主地板１の背面側に設けられている部位が、上記した駆動ピン３ａ，４ａと共に、断面で示されている。そこで、先ず、主地板１には、後述する各作動部材のストッパ１ｑ，１ｒ，１ｓ，１ｔが設けられている。また、主地板１の背面側には、軸１ｕ，１ｖ，１ｗが設けられている。そのうち、軸１ｕにはシャッタ羽根７が回転可能に取り付けられ、軸１ｖにはシャッタ羽根８が回転可能に取り付けられている。そして、それらのシャッタ羽根７，８は、シャッタ羽根７が被写体側となるように配置されていて、それらに形成されている長孔７ａ，８ａには、周知のように上記の駆動ピン３ａが嵌合している。

もう一つの軸１ｗには、シャッタ羽根８よりも補助地板２側に配置されている絞り部材９が回転可能に取り付けられている。この絞り部材９は、長孔９ａと、露光開口（開口部１ａ，２ａ）よりも直径の小さな円形の開口部９ｂを有していて、その長孔９ａには上記の駆動ピン４ａが嵌合している。また、この絞り部材９の背面側には、シート状のＮＤフィルタ１０が取り付けられていて、開口部９ｂを覆っている。そして、そのＮＤフィルタ１０は、絞り部材９の作動中に補助地板２に摺接しないように、補助地板２に形成された凹部２ｃ内で作動するようになっている。

次に、図２〜図５を用いて、本実施例の作動を説明するが、既に説明したように、デジタルカメラに採用されている場合で説明する。図２は本実施例の初期状態を示している。即ち、このデジタルカメラはノーマルオープンタイプであって、電源がオンのときは、絞り部材９が露光開口から退去しており、シャッタ羽根７，８は露光開口を全開にしている。そのため、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可能となっている。また、このとき、モータ３，４には通電されていないが、周知のモータ構成によって、モータ３の回転子は反時計方向へ回転する力が付与され、モータ４の回転子は時計方向へ回転する力が付与されている。そのため、シャッタ羽根７，８はストッパ１ｑ、１ｔに接触させられ、絞り部材９はストッパ１ｓに接触させられている。

この状態においてシャッタボタンを押すと、被写体光の測定結果に基づいて、被写体の光量を減じて撮影するか減じないで撮影するかが決定される。そして、被写体の光量を減じて撮影することに決定された場合には、モータ４の回転子が反時計方向へ回転させられ、絞り部材９を時計方向へ回転させる。そして、絞り部材９は、シャッタ羽根８に対して摺動し、その先端がストッパ１ｒに当接して停止する。即ち、絞り部材９は、その作動開始から停止するまで、常にシャッタ羽根８との間に摺接関係が維持されている。このようにして停止した状態が図３に示されている。このとき、モータ４に対する通電は断たなくてもよいが、断ったとしても、周知のモータ構成によって、この状態は保たれる。尚、カメラの仕様によっては、カメラのレリーズによってこの状態が得られるのではなく、被写体光に応じて自動的に得られるようになっていても差し支えない。

このようにして、図３の状態が得られると、次に、撮像装置に撮影開始の信号が与えられる。そして、所定の撮影時間が経過すると、制御回路からモータ３に通電され、回転子が時計方向へ回転させられる。そのため、シャッタ羽根７，８は相反する方向へ回転するが、このときシャッタ羽根８は絞り部材９に対して摺動することになる。そして、開口部９ｂを閉鎖した後、ストッパ１ｔ，１ｑに当接して停止する。即ち、シャッタ羽根８は、その作動開始から停止するまで、常に絞り部材９との間に摺接関係が維持されている。そして、その停止状態が図４に示されている。

その後、この閉鎖状態で撮像情報が記憶装置に転送されると、あい前後してモータ３，４に通電される。しかし、このときには上記の場合とは異なり、電流が逆方向へ供給されるため、シャッタ羽根７，８と絞り部材９は、いずれも上記とは反対方向へ回転させられるが、このときにもシャッタ羽根８と絞り部材９との摺接関係は、最初から最後まで維持される。そして、シャッタ羽根７，８はストッパ１ｑ，１ｔに当接し、絞り部材９はストッパ１ｓに当接して停止させられ、その直後に、モータ３，４に対する通電が断たれて図２の初期状態に復帰する。

また、被写体光が比較的明るくなくて、上記のように開口部９ｂを用いないで撮影する場合は、図２の状態において、モータ４に通電することなく撮影を開始する。そして、所定の撮影時間が経過すると、制御回路からモータ３に通電されて、回転子が時計方向へ回転させられる。そのため、シャッタ羽根７，８は相反する方向へ回転するが、このときシャッタ羽根８は絞り部材９に対して摺動する。そして、最後に、シャッタ羽根７，８は、既に説明したようにして、図５に示した状態で停止させられるが、その間、シャッタ羽根８と絞り部材９との摺接関係は終始維持されている。従って、説明するまでもなく、その後、シャッタ羽根７，８は図２の状態に復帰することになるが、そのときにも、シャッタ羽根８と絞り部材９との摺接関係は維持されている。

このように、本実施例によれば、いかなる作動状態においても、シャッタ羽根８の一部と絞り部材９の一部が、常に接触状態を保ち、且つそれらの接触領域が連続的に変わっていくように構成されているので、シャッタ羽根８と絞り部材９が噛み合うようなことがなく、ましてや、シャッタ羽根８の被写体側に配置されていてシャッタ羽根８とその一部が常に接触しているシャッタ羽根７と絞り部材９とが噛み合ってしまうようなこともない。そのため、上記の公報に記載されているように、板部材（中間板）によって二つの羽根室に仕切る必要がないため、露光開口の近傍領域を、少なくともその板部材（中間板）の分だけ薄型化することが可能になるし、また、そのような板部材（中間板）が不要となることによって低コスト化も可能になる。

尚、本実施例においては、絞り部材９に、露光開口よりも小さな口径の開口部９ｂを形成し、それをＮＤフィルタ１０で覆うようにしているが、カメラの仕様によっては、ＮＤフィルタ１０を用いず開口部９ｂを形成しただけのものであっても構わない。また、その場合、絞り部材９に、露光開口よりも小さくて、異なる口径の複数の開口部を形成し、それをステッピングモータによって回転させて、所望の口径を選択できるようにしてもよい。また、その上に、それらの一部の開口部をＮＤフィルタで覆うようにしても差し支えないし、その場合において、ＮＤフィルタで覆う開口部が複数あるときは、同じ大きさの開口部を濃度の異なるＮＤフィルタで覆っても構わない。

更に、本実施例のように、絞り部材９に開口部９ｂを設けず、絞り部材９をＮＤフィルタのシート材料だけで製作するようにしても差し支えない。しかし、そのように構成した場合には、光量制御部材ではあるが、もはや、絞り部材とは言えない。また、周知の絞り機構には複数の絞り羽根によって口径を制御するようにしたものがあるが、その場合であっても、一番シャッタ羽根側にある絞り羽根が、如何なる作動状態にあっても常に隣接するシャッタ羽根との摺接関係を維持しているようにすれば、本発明の目的は達成することができる。また、本実施例においては２枚のシャッタ羽根７，８が採用されているが、シャッタ羽根が１枚のものであっても本発明を適用することが可能である。

次に、図６〜図８を用いて本発明の実施例２を説明する。本実施例が実施例１と大きく異なる点は、実施例１における絞り部材９の代わりに、絞り部材１１と遮光部材１２が設けられていることである。それに伴い、他の構成部材の形状にも若干異なる点が存在するが、実質的に同じ部材，部位には同じ符号を付け、それらについての詳細な説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

そこで、先ず、図６を用いて本実施例に固有の構成を説明する。絞り部材１１は、長孔１１ａと、露光開口よりも小さな口径の開口部１１ｂとを有していて、軸１ｗに回転可能に取り付けられている。しかし、その開口部１１ｂは、実施例１の開口部９ｂのように、ＮＤフィルタ１０で覆われていないので、補助地板２には、実施例１のような凹部２ｃが形成されていない。また、本実施例の絞り部材１１は、実施例１の絞り部材９と、その外形形状が異なっているが、図６を見ただけではその差が分かりにくいので、後述の作動説明で分かるようにする。

本実施例の主地板１には、羽根室側に軸１ｘが設けられている。また、絞り部材１１より補助地板２側に配置されている遮光部材１２が、その軸１ｘに回転可能に取り付けられている。そして、モータ４の駆動ピン４ａは、絞り部材１１の長孔１１ａと遮光部材１２の長孔１２ａの両方に嵌合している。そのため、絞り部材１１と遮光部材１２とは、モータ４によって同時に回転させられるが、両者は、それらの長孔１１ａ，１２ａから軸１ｗ，１ｘまでの距離が異なるため、回転角度が異なるようになっている。

次に、作動説明をするが、本実施例の場合もノーマルオープンタイプのデジタルカメラに採用されている場合で説明する。図６は本実施例の初期状態を示している。即ち、少なくとも電源がオンのときは、絞り部材１１と遮光部材１２が露光開口から退去しており、シャッタ羽根７，８は露光開口を全開にしている。そのため、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可能となっている。この状態においてシャッタボタンを押すと、被写体光の測定結果に基づいて、被写体の光量を減じて撮影するか減じないで撮影するかが決定される。そして、被写体の光量を減じないで撮影する場合は、シャッタ羽根７，８を作動させるだけであるから、第１実施例の場合と全く同じである。従って、その場合の説明は省略することにする。

そこで、被写体の光量を減じて撮影することに決定された場合には、モータ４の回転子が反時計方向へ回転させられ、絞り部材１１と遮光部材１２を同時に時計方向へ回転させる。そして、絞り部材１１は、シャッタ羽根８に対して摺動し、その先端がストッパ１ｒに当接して停止する。このようにして停止した状態が図７に示されているが、このとき、遮光部材１２は、絞り部材１１よりも作動角度が小さいので、その一部だけが露光開口部内に臨んだ状態となっている。このことから分かるように、本実施例の絞り部材１１は、露光開口に開口部１１ｂを臨ませてはいるが、第１実施例の絞り部材９のように、露光開口のその他の領域を完全に覆ってはおらず、その覆いきれなかった図７の左下の領域を遮光部材１２が覆っている。

このことは、本実施例の絞り部材１１が、実施例１の絞り部材９よりも小さいことを意味しており、それによって、主地板１の直径を小さくし、ユニット全体の小型化が可能となっている。そのため、詳細に対比すれば分かるように、シャッタ羽根７，８の形状も僅かに変わっているが、モータ３，４は、その構成と、光軸中心に対する取付位置を変えておらず、撮影レンズとの配置関係は、実施例１の場合と同一条件が得られるようになっている。しかしながら、撮影レンズとの関係でモータ３，４の配置位置を若干でも移動させることが可能であれば、更に小型化が可能となる。尚、この程度の小型化は、一見、たいしたものではないように思われるかも知れないが、実際のユニットの直径が３０〜３５ｍｍの世界では、０．５〜１ｍｍの小型化は極めて貴重である。

このようにして、図７の状態が得られると、次に、撮像装置に撮影開始の信号が与えられ、所定の撮影時間経過後にはモータ３に通電され、回転子が時計方向へ回転させられる。そのため、シャッタ羽根７，８は相反する方向へ回転して、開口部１１ｂを閉鎖した後、ストッパ１ｔ，１ｑに当接して停止する。その停止状態が図８に示されている。その後、この閉鎖状態で撮像情報が記憶装置に転送されると、モータ３，４に対し逆方向への電流が供給され、シャッタ羽根７，８と、絞り部材１１と、遮光部材１２とは、いずれも上記とは反対方向へ回転させられる。そして、シャッタ羽根７，８は、ストッパ１ｑ，１ｔに当接して停止させられ、絞り部材１１と遮光部材１２は、絞り部材１１がストッパ１ｓに当接して停止させられる。また、その直後に、モータ３，４に対する通電が断たれて図６の初期状態に復帰する。

以上のように、本実施例によれば、いかなる作動状態においても、シャッタ羽根８の一部と絞り部材１１の一部が、常に接触状態を保ち、且つそれらの接触領域が連続的に変わっていくように構成されているため、上記の公報に記載されているような、二つの羽根室に仕切るための板部材（中間板）が不要となる。従って、本実施例によれば、少なくとも露光開口の近傍領域を、その分だけ薄型化することが可能になるし、また、そのような板部材（中間板）が不要となることによってコスト的に有利となるほか、実施例１の場合よりもユニットの平面面積を小型化することが可能になる。尚、本実施例においては、絞り部材１１の開口部１１ｂが、ＮＤフィルタによってカバーされていないが、実施例１と同様にカバーするような構成にしても差し支えない。また、シャッタ羽根については、本実施例の構成に限定されない。

尚、上記の各実施例においては、絞り部材９，１１が露光開口から退去している状態を初期状態としたが、それらが露光開口に挿入されている状態を初期状態としても差し支えない。また、シャッタ羽根７，８は、カメラの不使用時においては閉鎖状態とし、電源をオンにすると全開状態となるようにしてもよく、そのようにすると、撮像素子の性能の劣化を防ぐことが可能になる。更に、フィルム使用のカメラに適用する場合は、撮影をしていないときには、電源のオン・オフに関係なくシャッタ羽根７，８を閉鎖状態にしておき、シャッタのレリーズによって、先ず光量制御機構を機能させてから、シャッタ羽根７，８の開閉作動を行わせるようにすればよい。

１ 主地板
１ａ，２ａ，９ｂ，１１ｂ 開口部
１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｊ 取付部
１ｅ，１ｆ，１ｉ フック部
１ｇ，１ｈ，７ａ，８ａ，９ａ，１１ａ，１２ａ 長孔
１ｋ，１ｍ，１ｎ，１ｐ スペーサ
１ｑ，１ｒ，１ｓ，１ｔ ストッパ
１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘ 軸
２ 補助地板
２ｂ 孔
２ｃ 凹部
３，４ モータ
３ａ，４ａ 駆動ピン
５，６ ビス
７，８ シャッタ羽根
９，１１ 絞り部材
１０ ＮＤフィルタ
１２ 遮光部材

Claims (1)

1. 両者間に一つの羽根室を構成し両者の開口部を重ねて円形の露光開口を形成している二つの地板と、
   前記羽根室の中に配置されていて前記露光開口の開閉作動を行う少なくとも１枚のシャッタ羽根と、
   前記羽根室の外で前記地板の一方に取り付けられており出力部が前記羽根室の中へと延在していて前記シャッタ羽根に開閉作動を行わせる第１モータと、
   前記羽根室の中に配置されていて相対的に回転する２枚の絞り羽根で構成されており隣接している前記シャッタ羽根とは如何なる作動状態でもその一部が重なるようにして前記露光開口に対して往復運動による進退作動を行い前記露光開口に進入させた状態においてはそれらの絞り羽根によって前記露光開口の面積を小さくする光量制御手段と、
   前記羽根室の外で前記地板の一方に取り付けられており出力部が前記羽根室の中へと延在していて前記光量制御手段に前記進退作動を行わせる第２モータと、
   を備えていることを特徴とするカメラ用レンズシャッタ。

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