JP6522403B2 - 羽根駆動装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、羽根を駆動する羽根駆動装置、及びこの羽根駆動装置を備えた撮像装置に関する。

従来から、光が通過する開口部を備えた地板に長孔を設け、羽根を回動するための回転子の出力ピンを長孔内で往復駆動させ、長孔内の出力ピンの往復動作によってシャッタ羽根を開口部に走行させる羽根駆動装置が知られている（特許文献１参照）

特開２００５−１０６９８７号公報

上述した特許文献１の羽根駆動装置では、回転子の回転動作によって出力ピンを長孔内で往復動作させる際に、出力ピンが長孔の端部に当接すると、そのときの衝撃によって回転子が逆方向に回動するバウンド動作が発生することがある。この回転子のバウンド動作に伴って開口部を覆うべき羽根も連動し、その結果、再露光が発生して画質低下を招くことがある。なお、羽根を大きくすれば、バウンドに起因した再露光の低減は可能であるが、羽根駆動装置が大型化してしまう。

本発明は、バウンドに伴う画質低下を効果的に防止し、小型化にも有利な羽根駆動装置及び撮像装置を提供する。

本発明の羽根駆動装置は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、前記開口形成部材に対して移動可能に保持された羽根と、前記開口形成部材に回動可能に設けられ、所定の範囲内で往復動作することにより、前記開口部に対して前記羽根を出入りさせる駆動アームと、前記駆動アームの回動軸と同軸で回動する回動リング部材と、を備え、前記開口形成部材は、前記開口部の外側に、往復動作する前記駆動アームの第１の部分が折り返し時にそれぞれ当接する一対の第１の当接部を有し、前記回動リング部材は、往復動作する前記駆動アームの第２の部分が折り返し時にそれぞれ当接する一対の第２の当接部を有し、往復動作する前記駆動アームの前記第１の部分が前記一対の第１の当接部にそれぞれ当接する前に、前記駆動アームの前記第２の部分が前記一対の第２の当接部にそれぞれ当接することを特徴とする。
かかる本発明の態様では、駆動アームのバウンドに伴う画質低下を効果的に防止できる。また、バウンドに伴う画質低下を防ぐために羽根を大型化しなくてもよいため、装置の小型化にも極めて有利である。

なお、本発明は上述した羽根駆動装置を備えた撮像装置にも広く適用可能である。
かかる本発明の態様によれば、バウンドに伴う画質低下を有効に防止した高信頼性の撮像装置を実現できる。

本発明によれば、バウンドに伴う画質低下を効果的に防止し、小型化にも有利な羽根駆動装置及び撮像装置を実現できる。

本発明の実施形態１に係る羽根駆動装置の分解斜視図。 実施形態１の羽根駆動装置の羽根開き状態を示す概略平面図。 実施形態１の羽根駆動装置の羽根閉じ動作を示す概略平面図。 実施形態１の羽根駆動装置の羽根閉じ状態を示す概略平面図。 実施形態１の羽根駆動装置の羽根開き動作を示す概略平面図。 本発明の実施形態２に係る羽根駆動装置の分解斜視図。 実施形態２の羽根駆動装置の羽根開き状態を示す概略平面図。 実施形態２の羽根駆動装置の羽根閉じ動作を示す概略平面図。 実施形態２の羽根駆動装置の羽根閉じ動作を示す概略平面図。 実施形態２の羽根駆動装置の羽根閉じ状態を示す概略平面図。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、１枚または複数枚の羽根に係合して動作する係合動作部を一対の当接端部に当接させて折返し往復動作させるにあたり、一対の当接端部に当接前の係合動作部に対して衝撃吸収部材を先立って当接させ、係合動作部が一対の当接端部に当接するときの衝撃を実質的に吸収するようにした点に特徴がある。

これにより、係合動作部が衝撃吸収部材への当接によって減速した後に一対の当接端部に当接することになるため、一対の当接端部に当接したときの係合動作部のバウンドを効果的に低減できることから、係合動作部に係合する羽根の走行を安定化できる。したがって、光が通過する開口部を羽根によって高精度に開閉できることから、バウンドに伴う画質低下を効果的に防止できる。

また、本発明は、上述したようにバウンド動作を効果的に低減できることから、例えば、バウンド防止のために羽根の外形を大きくしなくてもよいため、羽根駆動装置の小型化にも極めて有効である他、省エネ駆動を実現でき、駆動モータ等の動力源を小さくできる。なお、本発明は、光が通過する経路に出入りして遮光する遮光羽根、あるは、光学フィルタを羽根として、もしくは光学フィルタを装着した羽根等を駆動する際に適用可能である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について具体例を挙げて説明する。
＜実施形態１＞
図１には本発明の実施形態１に係る羽根駆動装置の分解斜視図を示し、図２〜図５には、図１の羽根駆動装置の開閉動作を示す概略平面図を示す。

図示するように、本実施形態の羽根駆動装置は、シャッタ羽根を２枚備えたシャッタ装置である。具体的には、１つの駆動手段によって同時に相反する方向へ往復作動させられる２枚のシャッタ羽根が、開き作動を行う場合には露光開口の中央部から開き始め、閉じ作動を行う場合には露光開口の中央部を最後にして閉じるように構成したシャッタ装置である。

なお、この種のシャッタ装置は、銀塩フィルムを使用するカメラにも、各種情報端末機器用カメラを含むデジタルカメラにも採用することが可能であるが、本実施形態の作動は、デジタルカメラに採用された場合で説明する。

先ず、主に図１を用いて、本実施形態の構成を説明する。本実施形態の地板１は、合成樹脂製であって、図１に示すように、その略中央部に円形をした被写体光路用の開口部１ｂを形成している。また、この地板１には、所定の間隔を空けてカバー板４が取り付けられ、両者の間に一つの羽根室を構成している。

このカバー板４は、図１にだけ示してあり、以降の図においては省略してあるが、平面形状は地板１と略同じ形状をしており、その略中央部には円形をした被写体光路用の開口部を形成している。なお、その開口部よりも上記の開口部１ｂの方が、直径が小さいため、本実施形態における露光開口は、開口部１ｂによって規制されている。また、このカバー板４は、図示はしていないが複数箇所でビスにより、地板１に取り付けられている。

図１に示すように、地板１の羽根室外側には、回動リング部材５、電磁アクチュエータである回転子６、ヨーク７、コイル８、固定枠９が取り付けられている。本実施形態の回転子６は、径方向に２極に着磁された円筒状の永久磁石６ｄと、その永久磁石に一体化された合成樹脂製の駆動ピン部６ａ、当接ピン６ｂとからなっていて、孔６ｃと地板１の軸１ｈとが嵌合し、回転可能に取り付けられている。

そして、駆動ピン６ａは、地板１に円弧状に形成された周知の孔１ａから羽根室内に挿入され、その先端を、カバー板４の同じ形状をした孔に挿入している。尚、本実施形態では、駆動ピン６ａが合成樹脂製になっているが、それらを永久磁石製にすることも知られている。

回動リング部材５は、孔５ａ有し、孔５ｂと地板１の軸１ｇとが嵌合し、回動可能なように取り付けられている。ここで、地板１の軸１ｇと１ｈは同軸であるため、駆動ピン6と回動リング５は同軸で回動することになる。ヨーク７は、平面形状が示されていないが、ヨークのように略Ｕ字形をしており、二つの脚部の一方をコイル８の中空部に挿入しており、固定枠９により地板１に固定されている。

地板１の羽根室側の面には、二つの羽根軸１ｃ，１ｃと、２つのストッパ軸１ｅ，１ｆと、が一体成形により立設されている。また、羽根室内には、２枚のシャッタ羽根２、３が配置されている。それらのうち、地板１側に配置されているシャッタ羽根２は、長孔２aを有していて、孔２ｂと羽根軸１ｄが嵌合し、回転可能に取り付けられている。

一方、カバー板４側に配置されているシャッタ羽根３は、長孔３ａを有していて、孔３ｂと羽根軸１ｃが嵌合し、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２、３の長孔２ａ，３ａには、上記の回転子６の駆動ピン６ａが嵌合されている。

次に、本実施形態の作動を説明する。図２は、撮影待機状態を示す模式図であって、シャッタ羽根２，３は、開口部１ｂを全開にしている。そのため、図示していない固体撮像素子には被写体光が当たっており、撮影者は、モニターによって被写体像を観察することが可能になっている。

また、このとき、電磁アクチュエータのコイル８には通電されていない。ところが、周知のように、このとき、回転子６は、その永久磁石６ｄの磁極とヨーク７の二つの磁極部との対向配置関係によって反時計方向へ回転するように付勢されており、それによって、駆動ピン６ａには、図２において略下方へ移動し、シャッタ羽根２，３を相反する方向へ回転させる力が与えられている。シャッタ羽根２，３が、ストッパ軸１ｇ，１ｈに接触し、さらに図２のように駆動ピン６ａが地板１の孔１ａに接触し、その回転を阻止されているため、この状態が維持されている。

撮影に際してレリーズボタンが押されると、固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出させて、撮影が開始され、新たな電荷が固体撮像素子に蓄積されていく。そして、所定の時間が経過すると、露光時間制御回路からの信号によって、コイル８に対して順方向の電流が供給される。

そのため、回転子６は、時計方向へ回転させられ、駆動ピン６ａを、図２において略上方へ移動させていくので、シャッタ羽根２は反時計方向へ回転され、シャッタ羽根３は時計方向へ回転される。それによって、２枚のシャッタ羽根２，３は、開口部１ｂを閉じていく。

その後、図３のようにシャッタ羽根２，３が開口部１ｂの中央部を覆い終わると、回転子６は、当接ピン６ｂと回動リング部材５の孔５ａが当接することにより、回転速度を減速されながら回動リング部材５と一体となって回転する。その後、図４のように回転子６の駆動ピン６ａが地板１の孔１ａに当接して停止させられ、シャッタ羽根２，３も減速されながら地板１のストッパ部１ｅ，１ｆに当接することにより回転が停止させられる。

このようにして、図４に示された状態になると、固体撮像素子に蓄積された電荷が、撮像情報として記憶装置に転送される。そして、その転送が終わると、コイル８に対して上記とは異なり逆方向の電流が供給されるため、回転子６は、反時計方向へ回転させられ、その駆動ピン６ａを、図４において略下方へ移動させていく。

そのため、シャッタ羽根２、３は、相反する方向へ回転させられ、開口部１ｂをその略中央部から開放していく。そして、図５のようにシャッタ羽根２、３が開口部１ｂを全開にすると、図５のように駆動ピン６ａは、当接ピン６ｂと回動リング部材５の孔５ａが当接することにより、回転速度を減速されながら回動リング部材５と一体となって回転する。その後、回転子６および羽根２，３は減速されながらも回転を続け、それぞれ地板の孔１ａ、ストッパ部１ｅ，１ｆに当接することで停止し、図２の状態に復帰することになる。

尚、本実施形態のように回転子６の当接ピン６ｂは、回動リング部材５に当接する際の衝撃力を弱めるために、駆動ピン６ａよりも孔６ｃ側に配置されるのが望ましい。

また、本実施形態の作動はデジタルカメラに採用された場合で説明したが、銀塩フィルムカメラに採用された場合には、図４に示された状態が撮影待機状態になって、シャッタ羽根２、３の開閉作動によって撮影が行われる。

このように、本実施形態によれば、シャッタ羽根２，３が回動リング部材５により減速されながら地板１のストッパ１ｅ，１ｆに当接するため、衝撃力を低減させることができ、シャッタ羽根２、３の耐久性およびバウンドに有利である。尚、羽根２、３が回動リング部材５により減速されるのは、シャッタ閉じ動作においては、羽根２、３が地板１の開口部１ｂを遮蔽し終わった後であり、シャッタ開き動作においては、羽根２、３が地板１の開口部１ｂを全開にした後であるため、シャッタスピードへの影響は無い。

＜実施形態２＞
本実施形態の羽根駆動措置は、図６に示すように、２つの回動リング部材５，１０を２枚重ねて使用していること以外は実施形態１と同様である。その他の構成については実施形態１と同様であるため、その説明は省略する。

次に、本実施形態の作動を説明する。図７は、撮影待機状態を示す模式図である。図６に示したように、回動リング部材５、１０が重なった状態で配置されており、紙面奥側が回動リング部材１０、手前側が回動リング部材５である。尚、本実施形態の特徴として、回動リング部材１０の孔１０ａは回動リング部材５の孔５ａよりも狭くなっている。このとき、電磁アクチュエータのコイルには通電されていないが、実施形態１と同様に、回転子６は、その永久磁石６ｄの磁極とヨーク７の二つの磁極部との対向配置関係によって反時計方向へ回転するように付勢されており、それによって、駆動ピン６ａには、図７において略下方へ移動し、さらに図７のように駆動ピン６ａが地板１の孔１ａに接触し、その回転を阻止されているため、この状態が維持されている。

撮影指示に応じてコイルに順方向の電流が供給されると、回転子６は、時計方向へ回転させられ、駆動ピン６ａを、図７において略上方へ移動させていき、シャッタ羽根が開口部１ｂを閉じていく。その後、シャッタ羽根が開口部１ｂの中央部を覆い終わると、図８のように、回転子６は、当接ピン６ｂと回動リング部材１０の孔１０ａが当接することにより、回転速度を減速されながら回動リング部材１０と一体となって回転する。

その後、図９のように、回転子６は、当接ピン６ｂと回動リング部材５の孔５ａが当接することにより、更に回転速度を減速されながら回動リング部材５、１０と一体となって回転する。その後、図１０のように回転子６の駆動ピン６ａが地板１の孔１ａに当接して停止させられ、シャッタ羽根も減速されながら地板１のストッパ部に当接することにより回転が停止させられる。

このようにして、図１０に示された状態になると、固体撮像素子に蓄積された電荷が、撮像情報として記憶装置に転送される。そして、その転送が終わると、コイルに対して上記とは異なり逆方向の電流が供給されるため、回転子６は、反時計方向へ回転させられ、その駆動ピン６ａを、図１０において略下方へ移動させていく。そのため、シャッタ羽根は、相反する方向へ回転させられ、開口部１ｂをその略中央部から開放していく。

そして、シャッタ羽根が開口部１ｂを全開にすると、駆動ピン６は、当接ピン６ｂと回動リング部材１０の孔１０ａが当接することにより、回転速度を減速されながら回動リング部材１０と一体となって回転する。その後、回転子６は、当接ピン６ｂと回動リング部材５の孔５ａが当接することにより、更に回転速度を減速されながら回動リング部材５、１０と一体となって回転する。

その後、図１０のように回転子６の駆動ピン６ａが地板１の孔１ａに当接して停止させられ、シャッタ羽根も減速されながら地板１のストッパ部に当接することにより回転が停止させられ、図７の状態に復帰することになる。

このように、本実施形態によれば、シャッタ羽根が回動リング部材５、１０により二段階に減速されながら地板１のストッパに当接するため、衝撃力を低減させることができ、シャッタ羽根の耐久性およびバウンドに有利である。尚、シャッタ羽根が回動リング部材５、１０により減速されるのは、シャッタ閉じ動作においては、羽根が地板１の開口部１ｂを遮蔽し終わった後であり、シャッタ開き動作においては、シャッタ羽根が地板１の開口部１ｂを全開にした後であるため、シャッタスピードへの影響は無い。

１・・・地板
１ａ・・・孔
１ｂ・・・開口部
1ｃ，１ｄ・・・羽根軸
１ｅ，１ｆ・・・羽根ストッパ軸
１ｇ，１ｈ・・・軸
２・・・羽根
２ａ・・・長孔
２ｂ・・・孔
３・・・羽根
３ａ・・・長孔
３ｂ・・・孔
４・・・カバー板
５・・・回動リング部材
５ａ，５ｂ・・・孔
６・・・回転子
６ａ・・・駆動ピン
６ｂ・・・当接ピン
６ｃ・・・孔
６ｄ・・・永久磁石
７・・・ヨーク
８・・・コイル
８ａ・・・巻き線
９・・・固定枠
１０・・・回動リング部材
１０ａ，１０ｂ・・・孔

Claims (5)

1. 光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、
   前記開口形成部材に対して移動可能に保持された羽根と、
   前記開口形成部材に回動可能に設けられ、所定の範囲内で往復動作することにより、前記開口部に対して前記羽根を出入りさせる駆動アームと、
   前記駆動アームの回動軸と同軸で回動する回動リング部材と、を備え、
   前記開口形成部材は、前記開口部の外側に、往復動作する前記駆動アームの第１の部分が折り返し時にそれぞれ当接する一対の第１の当接部を有し、
   前記回動リング部材は、往復動作する前記駆動アームの第２の部分が折り返し時にそれぞれ当接する一対の第２の当接部を有し、
   往復動作する前記駆動アームの前記第１の部分が前記一対の第１の当接部にそれぞれ当接する前に、前記駆動アームの前記第２の部分が前記一対の第２の当接部にそれぞれ当接することを特徴とする羽根駆動装置。
2. 前記駆動アームの第２の部分は当接ピンから成り、前記一対の第２の当接部は、前記回動リング部材に形成された長孔の両端から成ることを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記当接ピンは、前記駆動アームの第１の部分よりも前記駆動アームの回転軸寄りに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の羽根駆動装置。
4. 前記回動リング部材を２枚重ねて備え、一方の回動リング部材の前記長孔は、他方の回動リング部材の前記長孔よりも小さく形成され、
   前記当接ピンは、前記一方の回動リング部材の前記長孔の端部に当接した後に、前記他方の回動リング部材の前記長孔の端部に当接し、その後、前記駆動アームの第１の部分が前記一対の第１の当接部のうちの一方に当接することを特徴とする請求項２または３に記載の羽根駆動装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置を備えたことを特徴とする撮像装置。

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