JP6560024B2 - 羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光が通過する経路に出入りする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シャッタ装置、並びに羽根駆動装置を備えた撮像装置に関する。

カメラ用レンズシャッタとしては、シャッタ羽根が撮影レンズの近接位置に配置され、円形の撮影光路用開口をシャッタ羽根によって開閉する構造が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１のカメラ用羽根駆動機構では、主地板に長孔が設けられ、その長孔内を回転子の出力ピンが往復動作して、その出力ピンに係合したシャッタ羽根が主地板上を往復動作し、シャッタ羽根の閉じ作動又は開き作動の各終了段階においてシャッタ羽根をストッパに当接させて静止させる構造を有する。

特開２００５−２４６４０号公報

上記特許文献１のようなカメラ用羽根駆動装置では、主地板に設けられた長孔の端部に出力ピンを当接させる構造であるため、その当接時の衝撃がシャッタ羽根に伝達されてシャッタ羽根の動作が安定しない、いわゆるバウンド動作が発生してしまう。

本発明は、バウンド動作を低減した羽根駆動を実現できる羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに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、前記開口部に対して出入りする羽根と、回動中心軸を中心に回動し、前記羽根が有する長孔に係合して前記羽根に動力を伝達する駆動ピンが設けられた駆動伝達部材と、前記回動中心軸を中心に回動可能に設けられ、前記駆動伝達部材と弾性部材を介して連結され、前記駆動伝達部材の回動に伴って従動する従動部材と、を備え、前記開口形成部材には、前記羽根の走行停止のために前記駆動ピンが当接する第１当接部と、前記駆動ピンが前記第１当接部に当接する前の段階で前記従動部材が当接する第２当接部とが設けられ、前記従動部材が前記第２当接部に当接した後に、前記駆動伝達部材は前記弾性部材の弾性力に抗して回動し、前記駆動ピンが前記第１当接部に当接することを特徴とする。かかる本発明の態様によれば、駆動ピンが第１当接部に当接する前の段階において、従動部材が第２当接部に当接したときに従動部材を通じて駆動伝達部材に従動負荷を生じさせ、これによって駆動ピンが第１当接部に当接する際の衝撃を緩和することにより、バウンド動作が効果的に低減される。

また、上記本発明では、前記弾性部材は、凸部を有し、前記回動中心軸の周囲に配置された環状部材から成り、前記従動部材は前記環状部材の周囲を取り囲んで配置されて、前記環状部材に対向する内周面に設けられた凹部が前記凸部に係合することにより、前記環状部材と連結されたことを特徴としてもよい。かかる本発明の態様によれば、駆動伝達部材と従動部材との間に環状部材を介在させるだけで、その環状部材によって駆動伝達部材と従動部材との間に所定の従動負荷を確実に発生させることができる。

また、上記本発明では、前記開口形成部材には前記駆動ピンが挿入されて往復動作する細長の貫通孔が設けられ、前記貫通孔の長手方向両端部が前記第１当接部となり、前記開口形成部材のうち前記駆動伝達部材が配置される面上に突出して設けられた壁部である前記第２当接部が、往復動作する前記駆動伝達部材の移動方向両側において前記第１当接部のそれぞれに対応して設けられたことを特徴としてもよい。かかる本発明の態様によれば、駆動伝達部材の移動方向両側のそれぞれでバウンド動作を低減できる。

また、上記本発明では、前記羽根は、１つの前記開口部に対して複数枚設けられ、１つの前記駆動ピンに対して前記羽根のそれぞれの前記長孔が共通して挿通されたことを特徴としてもよい。かかる本発明の態様によれば、１つの駆動ピンによって複数の羽根に対し、バウンド動作を低減した動力伝達が可能となる。

なお、本発明は、上述した羽根駆動装置と前記駆動伝達部材を駆動する駆動手段とを備えたシャッタ装置、あるいは上述した羽根駆動装置を備えた撮像装置に対しても広く適用できる。かかる本発明の態様によれば、シャッタ装置又は撮像装置において、優れた走行安定性を有する羽根駆動を実現できる。

本発明によれば、バウンド動作を低減した羽根駆動を実現できる羽根駆動装置及びシャッタ装置並びに撮像装置を実現できる。

本発明の一実施形態に係る羽根駆動装置（シャッタ装置）を示す分解図。 一実施形態に係る図１のシャッタ全開状態を示す平面図。 一実施形態に係る図２の回転子部分の拡大図。 一実施形態に係る図１のシャッタ閉じ動作の途中状態を示す平面図。 一実施形態に係る図４の回転子部分の拡大図。 一実施形態に係る図１のシャッタ閉じ動作の終了状態を示す平面図。 一実施形態に係る図６の回転子部分の拡大図。 一実施形態に係る図１のシャッタ開き動作の途中状態を示す平面図。 一実施形態に係る図８の回転子部分の拡大図。

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明は、光が通過する開口形成部材の開口部に出入りする羽根の駆動装置に関し、羽根に係合する駆動ピンを有する動力伝達部材の動作に従動部材を従動させ、羽根の走行停止のために駆動ピンを当接部に当接させる前に、従動部材と駆動伝達部材との間で駆動伝達部材に従動負荷を発生させ、バウンド動作を低減するものである。

例えば、開口形成部材に細長の貫通孔を設け、その貫通孔に動力伝達部材の駆動ピンを挿入して駆動ピンを貫通孔の長手方向に往復移動させるようにし、その駆動ピンに羽根を係合させることで、羽根に対する動力伝達を行う。

この場合、駆動ピンは、細長の貫通孔のうち両端部にそれぞれ当接させて往復動作の折返しを行うが、そのときの衝撃を緩和するため、例えば、駆動伝達部材と開口形成部材との間には、駆動伝達部材の駆動に従動する従動部材と、この従動部材に従動負荷を生じさせるバネ部材等の弾性変形を許容する環状部材とを介在させる。

より詳細には、開口形成部材の一方面側には、駆動伝達部材の回転軸が立設され、その回転軸回りには環状部材が固定され、更にその環状部材の周囲には、上記回転軸周りに回動可能な従動部材を配置する。この従動部材は、駆動伝達部材の駆動に伴って従動回転するが、その従動過程において、従動部材と環状部材との間で一時的な係合関係が成立するようにする。

ここで、「一時的」に係合するとは、例えば、駆動ピンが貫通孔の両端部に当接する場合にはその当接直前のタイミングだけ従動部材と環状部材とがそれぞれ係合することを示すが、駆動ピンが貫通孔の一端部のみに当接する場合にはその当接直前のタイミングで従動部材と環状部材とが係合することを示す。このような従動部材と環状部材との一時的な係合によって駆動伝達部材と従動部材との間に一時的な従動負荷を生じさせ、駆動伝達部材の駆動ブレーキ、すなわち、駆動伝達部材を減速駆動させる。

なお、従動部材と環状部材との一時的な係合関係とは、例えば、互いの凹凸を使った物理的な係合でもよいし、磁石等の磁力を使った磁気的な係合でもよい。また、ここでは、従動部材と環状部材とを係合させたが、本発明はこれに限定されず、例えば、環状部材に相当する構成を動力伝達部材側に設け、従動部材と動力伝達部材とを直接的に係合させるようにしてもよい。

いずれにしても、駆動ピンが貫通孔の少なくとも一端部に当接する前に、駆動ピンを有する駆動伝達部材の動作に従動する従動部材を通じて駆動伝達部材に従動負荷を生じさせ、これによって駆動伝達部材の駆動に実質的なブレーキ（減速作用）がかかり、駆動ピンが貫通孔の少なくとも一端部に当接したときの衝撃が事前に緩和されるため、羽根のバウンド動作を有効に低減できる。このようなバウンド低減効果は、例えば、羽根を高速動作させる場合において特に有効である他、往復動作のときに駆動ピンが当接する場合においても有効である。

以下、図１乃至図９を参照して、本発明の一実施形態に係る羽根駆動装置について詳細に説明する。なお、図１は本発明の一実施形態に係る羽根駆動装置（シャッタ装置）を示す分解図であり、図２はこの図１のシャッタ全開状態図であり、図３は図２の回転子部分の拡大図であり、図４は図１のシャッタ閉じ動作の途中状態図であり、図５は図４の回転子部分の拡大図であり、図６は図１のシャッタ閉じ動作の終了状態図であり、図７は図６の回転子部分の拡大図であり、図８は図１のシャッタ開き動作の途中状態図であり、図９は図８の回転子部分の拡大図である。

図１乃至図９に示すように、本実施形態のシャッタ装置は、同じ（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２，３（以下、羽根ともいう）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、このような本実施形態のシャッタ装置は、例えば、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。

本実施形態の開口形成部材となる地板１は、合成樹脂製であって、その略中央部に円形をした被写体光路用の開口部１ｂが形成されている。また、この地板１には、所定の間隔を空けて他の開口形成部材となるカバー板４が取り付けられ、両者の間に一つの羽根室を形成している。この羽根室は、シャッタ羽根２，３が走行する空間となる。

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、本実施形態では、カバー板４の開口部よりも上記の地板１の開口部１ｂの直径が小さいため、本実施形態における露光開口は、開口部１ｂによって規定される。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。

また、図１に示すように、地板１の羽根室外側、すなわち、カバー板４側とは反対の面側には、例えば、羽根駆動ユニットを構成する、電磁アクチュエータである回転子７、バネ部材５、ブレーキ部材６、ヨーク８、コイル９、固定枠１０がそれぞれ取り付けられている。なお、ヨーク８とコイル９とで駆動源を構成し、この駆動源によって回転子７を回転駆動する。

さらに、本実施形態の回転子７は、シャッタ羽根２，３に回転動力を伝達する駆動伝達部材を構成する。具体的には、この回転子７は、径方向に２極に着磁された円筒状の永久磁石７ｂと、その永久磁石７ｂに一体化された合成樹脂製の駆動ピン部７ａから構成され、地板１に回転可能に取り付けられている。なお、本実施形態では、駆動ピン７ａが合成樹脂製であるが、それらを永久磁石製にすることも可能である。

また、リング状のバネ部材５は、弾性変形を許容する金属製の環状部材から形成され、地板１の面上に固定され、回転子７の回動に従動するブレーキ部材（従動部材）６に対して実質的に回動負荷を生じさせる部材となる。詳細には、ブレーキ部材６の内面側には、所定の間隔をあけて２つの溝６ｄ，６ｅが設けられている。一方、このブレーキ部材６の内面側に配置されたバネ部材５は、径方向外側（ブレーキ部材６側）に突出した突起５ａが設けられている。この突起５ａは、ブレーキ部材６の内面に設けられた２つの溝６ｄ,６ｅのそれぞれにかみ合うように設けられている。すなわち、ブレーキ部材６は、地板１に実質的に固定され、その周囲を、回転子７の回動に伴ってブレーキ部材６が従動する際に、突起５ａと２つの溝６ｄ，６ｅとが一時的に係合する。この係合関係が一時的に成立する際に、突起５ａと各溝６ｄ，６ｅとの間に摩擦が生じることで、これが回転子７に対する負荷となり、回転子７が一時的に減速することになる。

一方、このような回転子７の駆動ピン７ａは、地板１に円弧状に形成された細長の貫通孔である回転子ストッパ１ａから羽根室内に向けて挿入され、シャッタ羽根２，３を貫通して係合した先端部を、カバー板４の同じ形状をした孔に挿入している。これにより、回転子７が回転駆動すると、駆動ピン７ａが回転子ストッパ１ａの長手方向に往復移動し、その折返し時点においては、駆動ピン７ａが回転子ストッパ１ａの両端部に当接する。そして、本実施形態では、このように駆動ピン７ａが回転子ストッパ１ａの両端部に当接する前のタイミングで、上記ブレーク部材６で回転負荷（摩擦力）を一時的に生じさせて、回転子７の回動動作を一時的に減速させて、回転子７の駆動ピン７ａを回転子ストッパ１ａの両端部に当接させるようになっている。

詳細には、上記のブレーキ部材６は、径方向外側に向けて突出した一対の突起部６ａ，６ｂがそれぞれ設けられ、その内側に形成された孔６ｃと回転子７の軸７ｃとが嵌合し、回動可能に取り付けられている。つまり、このブレーキ部材６は、回転子７に従動して回動するが、その従動過程において、一対の突起部６ａ，６ｂが、地板１に設けられた壁部（第２当接部）であるブレーキ部材ストッパ１ｈ，１ｇに当接する。これら各当接によって、ブレーキ部材６の回動が停止されるが、回転子７の回動は継続されるため、上記バネ部材５の突起５ａがブレーキ部材６の各溝６ｄ，６ｅとの間を行き来し、その際、突起５ａがブレーキ部材６の各溝６ｄ，６ｅの間の突起を乗り越えて、その後、一時的な係合関係が成立する。

このようなバネ部材５の突起５ａとブレーキ部材６の各溝６ｄ，６ｅとの係合関係から、ブレーキ部材６によって回転子７の回動速度が減速、すなわち、ブレーキがかかり、その後、回転子７の駆動ピン７ａが回転子ストッパ１ａに当接するため、バウンド動作が実質的に低減される。なお、ここでのブレーキ力は、突起５ａ又はブレーキの各溝６ｄ，６ｅの形状等を変更することにより調整可能である。

なお、このような回転子７を駆動するための駆動源を構成するヨーク８は、平面形状が示されていないが、詳細は図示しないが略Ｕ字形（鍬形形状）をしており、二つの脚部の一方をコイル９の中空部に挿入しており、固定枠１０により地板１に固定されている。

また、本実施形態では、図２に示されているように、地板１の羽根室側の面には、二つの羽根取り付け軸１ｃ，１ｄと、２つの羽根ストッパ１ｅ,１ｆと、が一体成形で立設されている。さらに、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、上記の羽根取り付け軸１ｄに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、上記の羽根取り付け軸１ｃに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７の駆動ピン７ａが嵌合されている。

次に、本実施形態のシャッタ作動を説明する。図２は、撮影待機状態を示したものであり、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９には通電されていない。このとき、回転子７は、その永久磁石７ｄの磁極とヨーク８の二つの磁極部との対向配置関係によって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７ａ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。このとき、シャッタ羽根２，３が、羽根ストッパ１ｅ，１ｆに接触し、さらに図３のように駆動ピン７ａが地板１の回転子ストッパ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。

次いで、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９に対して順方向の電流が供給される。そのため、回転子７は、バネ部材５、ブレーキ部材６と一体となって反時計方向へ回転させられ、駆動ピン７ａ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は時計方向へ回転され、シャッタ羽根３は反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４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、図５のようにブレーキ部材６は、突起部６ａが地板１のブレーキ部材ストッパ１ｇに当接することにより停止する。

このとき、回転子７は回転を続け、バネ部材５が実質的に変形をすることで、バネ部材５の突起５ａがブレーキ部材６の溝６ｄから６ｅに移動しながら回転子７は回転を続ける。このとき回転子7は摩擦力を受けて減速をする。

次いで、図７のように回転子７の駆動ピン７aが地板１の回転子ストッパ１ａに当接して停止させられ、同時に図６のようにシャッタ羽根２，３も減速されながら地板１の羽根ストッパ１ｅ、１ｆに当接することにより回転が停止させられる。このとき、上述したように回転子７は、回転が停止する前に、ブレーキ部材６から負荷を受けて減速した状態となる。このため、回転子７が停止したときのバウンド動作が低減される。

このようにして、図６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９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７は、ブレーキ部材６、バネ部材５と一体となって時計方向へ回転させられ、その駆動ピン７ａを、図６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８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９のようにブレーキ部材６は、突起部６ｂが地板１のブレーキ部材ストッパ１ｈに当接することにより停止する。

また、回転子7は回転を続け、バネ部材５が変形をすることで、バネ部材５の突起5ａがブレーキ部材６の溝６ｅから６ｄに移動しながら回転子７は回転を続ける。この際、回転子７は減速をする。その後、図３の状態に復帰することになる。同時にシャッタ羽根２，３も減速されながら地板１の羽根ストッパ１e、１fに当接することにより回転が停止させられ、図２の状態に復帰することになる。なお、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６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、羽根２，３がブレーキ部材６、バネ部材５により減速されながら地板１のシャッタ羽根ストッパ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。なお、シャッタ羽根２，３がブレーキ部材６、バネ部材５により減速されるのは、シャッタ閉じ動作においては、シャッタ羽根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、シャッタ羽根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。

以上、本発明を一実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した一実施形態では、従動部材と回動軸との間に環状部材を配置して従動負荷を生じさせる構造について例示して説明したが、本発明は勿論これに限定されず、例えば、従動部材と駆動伝達部材とが一時的に係合して駆動伝達部材に負荷を生じさせる構造としてもよい。

１・・・地板
１ａ・・・回転子ストッパ
１ｂ・・・開口部
１ｃ，１ｄ・・・羽根取り付け軸
１ｃ，１ｆ・・・羽根ストッパ
１ｇ，１ｈ・・・ブレーキ部材ストッパ
２・・・羽根
２ａ・・・長孔
３・・・羽根
３ａ・・・長孔
４・・・カバー板
５・・・バネ部材
５ａ・・・突起
６ａ・・・ブレーキ部材
６ａ，６ｂ・・・突起
６ｃ・・・孔
６ｄ，６ｅ・・・溝
７・・・回転子
７ａ・・・駆動ピン
７ｂ・・・永久磁石
７ｃ・・・軸
７ｄ・・・孔
８・・・ヨーク
９・・・コイル
９ａ・・・巻き線
１０・・・固定枠

Claims (6)

1. 光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、
   前記開口部に対して出入りする羽根と、
   回動中心軸を中心に回動し、前記羽根が有する長孔に係合して前記羽根に動力を伝達する駆動ピンが設けられた駆動伝達部材と、
   前記回動中心軸を中心に回動可能に設けられ、前記駆動伝達部材と弾性部材を介して連結され、前記駆動伝達部材の回動に伴って従動する従動部材と、
   を備え、
   前記開口形成部材には、前記羽根の走行停止のために前記駆動ピンが当接する第１当接部と、前記駆動ピンが前記第１当接部に当接する前の段階で前記従動部材が当接する第２当接部とが設けられ、
   前記従動部材が前記第２当接部に当接した後に、前記駆動伝達部材は前記弾性部材の弾性力に抗して回動し、前記駆動ピンが前記第１当接部に当接することを特徴とする羽根駆動装置。
2. 前記弾性部材は、凸部を有し、前記回動中心軸の周囲に配置された環状部材から成り、前記従動部材は前記環状部材の周囲を取り囲んで配置されて、前記環状部材に対向する内周面に設けられた凹部が前記凸部に係合することにより、前記環状部材と連結されたことを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記開口形成部材には前記駆動ピンが挿入されて往復動作する細長の貫通孔が設けられ、前記貫通孔の長手方向両端部が前記第１当接部となり、
   前記開口形成部材のうち前記駆動伝達部材が配置される面上に突出して設けられた壁部である前記第２当接部が、往復動作する前記駆動伝達部材の移動方向両側において前記第１当接部のそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の羽根駆動装置。
4. 前記羽根は、１つの前記開口部に対して複数枚設けられ、１つの前記駆動ピンに対して前記羽根のそれぞれの前記長孔が共通して挿通されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項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と、前記駆動伝達部材を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするシャッタ装置。
6. 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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