JP7474086B2 - 羽根駆動装置及びこれを備えた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、羽根駆動装置及びこれを備えた撮像装置に係り、特にデジタルカメラなどのシャッタ羽根を駆動するための羽根駆動装置に関するものである。

デジタルカメラなどにおいては、シャッタ羽根を高速で移動させることによって露光開口を開閉し、撮像素子に対する露光を行っている。このようなシャッタ羽根を駆動する羽根駆動装置では、シャッタ羽根に取り付けられたアームや羽根と地板との摩擦などにより装置内に摩耗粉が発生することがある。また、装置内の他の部品からも粉塵が発生することがある。このような摩耗粉や粉塵がカメラの撮像素子に付着すると、撮像素子によって取得できる画像の品質が低下するため、発生した摩耗粉や粉塵が撮像素子に付着することを抑制するための様々な機構が考えられている（例えば、特許文献１参照）。

近年、デジタルカメラの撮像素子の画素数の増加に伴って、上記のような摩耗粉や粉塵が画像の品質に与える影響も大きくなってきている。また、シャッタスピードが速くなればなるほど、部材間の摩耗の程度も大きくなるため、より摩耗粉が生じやすくなってきている。このため、装置内で生じた摩耗粉や粉塵が拡散することを効果的に抑制できる技術が求められている。

特開２０１９－６６５８４号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、装置内で生じた摩耗粉や粉塵が拡散することを効果的に抑制できる羽根駆動装置及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、装置内で生じた摩耗粉や粉塵が拡散することを効果的に抑制できる羽根駆動装置が提供される。この羽根駆動装置は、開口が形成された地板と、上記開口を開閉するように移動可能な少なくとも１枚の羽根と、上記少なくとも１枚の羽根に連結された少なくとも１つのアームと、上記少なくとも１つのアームに取り付けられる第１のスリーブとを備える。上記第１のスリーブは、第１の軸を回転可能に支持する。上記羽根駆動装置は、当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能な第１のシリコン系液体粘着剤を備える。前記第１のシリコン系液体粘着剤は、上記第１のシリコン系液体粘着剤と上記第１の軸の外周面又は上記第１のスリーブの内周面との間及び、上記第１のスリーブの上記内周面と上記第１の軸の上記外周面との間に空間ができるように、前記第１のスリーブの上記内周面又は前記第１の軸の上記外周面に形成された少なくとも１つの第１の凹部の内部に充填される。上記第１のシリコン系液体粘着剤はフッ素を含有していてもよい。

このような構成によれば、アームや羽根と地板との摩擦などによって生じる摩耗粉や他の部材から生じる粉塵が粘性の高い第１のシリコン系液体粘着剤に吸着及び捕捉されるため、これらの摩耗粉や粉塵の装置内での拡散が抑制される。

第１の軸の製作を容易にするために、上記少なくとも１つの第１の凹部は単一の凹部であってもよいが、第１の軸が細い場合などには、第１の軸の強度の低下を抑制するために、上記第１の軸が延びる方向に沿って複数の第１の凹部を配置してもよい。

上記羽根駆動装置は、上記少なくとも１つのアームに取り付けられる第２のスリーブを備えていてもよい。上記第２のスリーブは、第２の軸を回転可能に支持する。上記羽根駆動装置は、当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能な第２のシリコン系液体粘着剤を備えていてもよい。前記第２のシリコン系液体粘着剤は、上記第２のシリコン系液体粘着剤と上記第２の軸の外周面又は上記第２のスリーブの内周面との間及び、上記第２のスリーブの上記内周面と上記第２の軸の上記外周面との間に空間ができるように、上記第２のスリーブの上記内周面又は上記第２の軸の上記外周面に形成された少なくとも１つの第２の凹部の内部に充填されてもよい。上記第２のシリコン系液体粘着剤はフッ素を含有していてもよい。この場合には、装置内で生じる摩耗粉や粉塵が粘性の高い第２のシリコン系液体粘着剤にも吸着及び捕捉されるため、これらの摩耗粉や粉塵の装置内での拡散がより効果的に抑制される。

第２の軸の製作を容易にするために、上記少なくとも１つの第２の凹部は単一の凹部であってもよいが、第２の軸が細い場合などには、第２の軸の強度の低下を抑制するために、上記第２の軸が延びる方向に沿って複数の第２の凹部を配置してもよい。

本発明の第２の態様によれば、装置内で生じた摩耗粉や粉塵が拡散することを効果的に抑制できる羽根駆動装置が提供される。この羽根駆動装置は、開口が形成された地板と、上記開口を開閉するように移動可能な少なくとも１枚の羽根と、上記少なくとも１枚の羽根に連結された少なくとも１つのアームと、上記少なくとも１つのアームに取り付けられる第１のスリーブとを備える。上記第１のスリーブは、第１の軸を回転可能に支持する。上記第１のスリーブの少なくとも一部は、当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能なプラスチックマグネット材料から形成される。

このような構成によれば、装置内で生じた摩耗粉や粉塵が金属を含む場合に、これらの摩耗粉や粉塵が磁力により第１のスリーブ中のプラスチックマグネット材料から形成される部分に吸着及び捕捉される。このため、これらの摩耗粉や粉塵の装置内での拡散が抑制される。

上記第１のスリーブは、上記第１の軸を回転可能に支持する金属製の第１の軸受部と、上記第１の軸受部の半径方向外側に形成され、上記プラスチックマグネット材料から形成される第１のスリーブカラーとを含んでいてもよい。

上記羽根駆動装置は、上記少なくとも１つのアームに取り付けられる第２のスリーブを備えていてもよい。上記第２のスリーブは、第２の軸を回転可能に支持する。上記第２のスリーブの少なくとも一部は、当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能なプラスチックマグネット材料から形成されていてもよい。この場合には、装置内で生じた金属を含む摩耗粉や粉塵が磁力により第２のスリーブ中のプラスチックマグネット材料から形成される部分に吸着及び捕捉される。このため、これらの摩耗粉や粉塵の装置内での拡散が抑制される。

上記第２のスリーブは、上記第２の軸を回転可能に支持する金属製の第２の軸受部と、上記第２の軸受部の半径方向外側に形成され、上記プラスチックマグネット材料からなる第２のスリーブカラーとを含んでいてもよい。

上記羽根駆動装置は、上記少なくとも１つのアームに連結されるアーム駆動軸を有し、駆動軸を中心として上記アーム駆動軸を回転移動させることができる駆動レバーをさらに備えていてもよい。この場合において、上記第１の軸は、上記駆動レバーの上記アーム駆動軸であってもよい。

上記羽根駆動装置は、駆動軸を中心として回転可能な駆動レバーと、上記駆動軸と同軸に上記地板に形成されたアーム支軸とをさらに備えていてもよい。この場合において、上記第１の軸は、上記アーム支軸であってもよい。

本発明の第３の態様によれば、簡易かつコンパクトな構成により羽根の動作速度を微調整することができる撮像装置が提供される。この撮像装置は、上述した羽根駆動装置と、上記羽根駆動装置の上記地板の上記開口を透過した光が結像する面に配置された撮像素子とを備える。このような構成によれば、上述のようにアームや羽根と地板との摩擦などによって生じる摩耗粉や他の部材から生じる粉塵が羽根駆動装置内で拡散することが抑制されるため、これらの摩耗粉や粉塵がカメラ内の撮像素子に付着することが抑制される。したがって、撮像装置により撮影される画像の品質が低下してしまうことを防止することができる。

本発明の一態様によれば、装置内で生じた摩耗粉や粉塵が拡散することを効果的に抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態における羽根駆動装置を示す斜視図である。 図２は、図１に示す羽根駆動装置の一部の構成要素を示す分解斜視図である。 図３は、図１に示す羽根駆動装置の一部の構成要素を示す分解斜視図である。 図４は、図１に示す羽根駆動装置における先羽根駆動レバー、先羽根ラチェット部材、後羽根駆動レバー、後羽根ラチェット部材、及びカム部材の露光動作の完了時における位置関係を示す模式図である。 図５は、図１に示す羽根駆動装置における先羽根駆動レバーのアーム駆動軸と先羽根アームとの連結部分を模式的に示す断面図である。 図６は、図５に示す構成の一変形例を模式的に示す断面図である。 図７は、図５に示す構成の他の変形例を模式的に示す断面図である。 図８は、図７に示す構成をアーム支軸と先羽根アームとの連結部分に適用した例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明に係る羽根駆動装置の実施形態について図１から図８を参照して詳細に説明する。図１から図８において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図８においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。以下の説明では、特に言及がない場合には、「第１」や「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用されているだけであり、特定の順位や順番を表すものではない。

図１は、本発明の一実施形態における羽根駆動装置１を示す斜視図、図２及び図３は、羽根駆動装置１の一部の構成要素を示す分解斜視図である。本実施形態における羽根駆動装置１は、カメラなどの光学機器に組み込まれるフォーカルプレーンシャッタであるものとして説明するが、これは例示に過ぎず、本発明に係る羽根駆動装置はこのようなシャッタの用途に限られるものではない。図１から図３は、カメラによる露光動作が完了したときの状態を示している。なお、本実施形態では、便宜的に、図１における＋Ｚ方向を「前」又は「前方」といい、－Ｚ方向を「後」又は「後方」ということとする。

図１から図３に示すように、本実施形態における羽根駆動装置１は、矩形状の開口（露光開口）Ｓが形成された地板１０と、地板１０の開口Ｓと略同一の形状の開口Ｕが形成されたカバー板２０と、地板１０とカバー板２０との間に形成される空間に収容される８枚の羽根２１～２８とを含んでいる。この羽根駆動装置１は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（図示せず）を備えた撮像装置に組み込まれるものである。被写体からの光は、地板１０の開口Ｓ及びカバー板２０の開口Ｕを通過して、羽根駆動装置１の後方に配置された撮像素子に入射するようになっている。

羽根２１～２８のそれぞれは、全体としてＸ方向に延びる薄板状の部材であり、本実施形態では８枚の羽根２１～２８が順番に重ねられている。本実施形態においては、８枚の羽根２１～２８のうち、羽根２１～２４がフォーカルプレーンシャッタの先幕を構成する先羽根であり、羽根２５～２８が後幕を構成する後羽根となっている。羽根駆動装置１は、先羽根２１～２４に連結される先羽根アーム３１，３２と、後羽根２５～２８に連結される後羽根アーム３３，３４とを含んでいる。

図２に示すように、先羽根２１は連結部１０１，１０２においてそれぞれ先羽根アーム３１，３２と連結され、先羽根２２は連結部１０３，１０４においてそれぞれ先羽根アーム３１，３２と連結され、先羽根２３は連結部１０５，１０６においてそれぞれ先羽根アーム３１，３２と連結され、先羽根２４は連結部１０７，１０８においてそれぞれ先羽根アーム３１，３２と連結されている。このように、それぞれの先羽根２１～２４と先羽根アーム３１，３２とによってリンク機構が構成されている。なお、地板１０とカバー板２０との間には図示しない中間板が配置されており、先羽根２１～２４は、この中間板と地板１０との間に形成される空間内に収容される。

また、図２に示すように、後羽根２５は連結部１１１，１１２においてそれぞれ後羽根アーム３３，３４と連結され、後羽根２６は連結部１１３，１１４においてそれぞれ後羽根アーム３３，３４と連結され、後羽根２７は連結部１１５，１１６においてそれぞれ後羽根アーム３３，３４と連結され、後羽根２８は連結部１１７，１１８においてそれぞれ後羽根アーム３３，３４と連結されている。このように、それぞれの後羽根２５～２８と後羽根アーム３３，３４とによってリンク機構が構成されている。なお、後羽根２５～２８は、中間板とカバー板２０との間に形成される空間内に収容される。

図２に示すように、地板１０の－Ｚ方向側には、－Ｚ方向に延びるアーム支軸４１～４４が形成されている。また、地板１０には、アーム支軸４１を中心とする円弧に沿った円弧孔１４と、アーム支軸４２を中心とする円弧に沿った円弧孔１５とが形成されている。この円弧孔１４の＋Ｙ方向側の端部には衝撃吸収用のダンパ１７が設けられており、円弧孔１５の＋Ｙ方向側の端部には衝撃吸収用のダンパ１８が設けられている。

先羽根アーム３１の端部近傍には、地板１０のアーム支軸４１が挿通される軸孔３１２が設けられており、この軸孔３１２には円環状のスリーブ９１（第１のスリーブ又は第２のスリーブ）が装着されている。このスリーブ９１の半径方向内側にはアーム支軸４１が挿通され、スリーブ９１がアーム支軸４１を回転可能に支持するようになっている。これにより、先羽根アーム３１が地板１０のアーム支軸４１を中心として回転できるようになっている。また、先羽根アーム３１の軸孔３１２から少し離れた位置にはレバー連結孔３１４が形成されている。また、先羽根アーム３２の端部近傍には、地板１０のアーム支軸４３が挿通される軸孔３２２が形成されており、この先羽根アーム３２の軸孔３２２にアーム支軸４３が挿通されることで、先羽根アーム３２が地板１０のアーム支軸４３を中心として回転できるようになっている。

先羽根２１～２４は、－Ｚ方向に順番に重なった状態で先羽根アーム３１，３２に連結されている。したがって、先羽根アーム３１がアーム支軸４１を中心として回転し、先羽根アーム３２がアーム支軸４３を中心として回転すると、上述したリンク機構によって、先羽根２１～２４が互いに重なる領域を変化させつつ、主としてＹ方向に移動するようになっている。

また、後羽根アーム３３の端部近傍には、地板１０のアーム支軸４４が挿通される軸孔３３２が形成されている。この後羽根アーム３３の軸孔３３２にアーム支軸４４が挿通されることで、後羽根アーム３３が地板１０のアーム支軸４４を中心として回転できるようになっている。また、後羽根アーム３４の端部近傍には、地板１０のアーム支軸４２が挿通される軸孔３４２が設けられており、この軸孔３４２には円環状のスリーブ９２（第１のスリーブ又は第２のスリーブ）が装着されている。このスリーブ９２の半径方向内側にはアーム支軸４２が挿通され、スリーブ９２がアーム支軸４２を回転可能に支持するようになっている。これにより、後羽根アーム３４が地板１０のアーム支軸４２を中心として回転できるようになっている。また、後羽根アーム３４の軸孔３４２から少し離れた位置にはレバー連結孔３４４が形成されている。

後羽根２５～２８は、－Ｚ方向に順番に重なった状態で後羽根アーム３３，３４に連結されている。したがって、後羽根アーム３３がアーム支軸４４を中心として回転し、後羽根アーム３４がアーム支軸４２を中心として回転すると、上述したリンク機構によって、後羽根２５～２８が互いに重なる領域を変化させつつ、主としてＹ方向に移動するようになっている。

図３に示すように、地板１０の＋Ｚ方向側には、＋Ｚ方向に延びる先羽根駆動軸１１、後羽根駆動軸１２、及びカム軸１３が形成されている。先羽根駆動軸１１は上述したアーム支軸４１と同軸上に位置しており、本実施形態では、先羽根駆動軸１１とアーム支軸４１とは金属製のロッドによって一体的に形成されている。また、後羽根駆動軸１２は上述したアーム支軸４２と同軸上に位置しており、本実施形態では、後羽根駆動軸１２とアーム支軸４２とは金属製のロッドによって一体的に形成されている。

図１及び図３に示すように、羽根駆動装置１の地板１０の＋Ｚ方向側には支持板８０が取り付けられている。この支持板８０は、地板１０の表面１０Ａと略平行に延びる板部８８を有しており、この板部８８には、先羽根駆動軸１１、後羽根駆動軸１２、及びカム軸１３に対応して軸孔８１，８２，８３が形成されている。地板１０から延びる先羽根駆動軸１１、後羽根駆動軸１２、及びカム軸１３は、支持板８０の軸孔８１，８２，８３に保持される。

支持板８０の板部８８と地板１０の表面１０Ａとの間の空間には、地板１０の先羽根駆動軸１１に取り付けられる先羽根駆動レバー５１と、先羽根駆動レバー５１に装着される先羽根駆動バネ５２と、先羽根駆動レバー５１に装着される先羽根ラチェット部材５３と、地板１０の後羽根駆動軸１２に取り付けられる後羽根駆動レバー６１と、後羽根駆動レバー６１に装着される後羽根駆動バネ６２と、後羽根駆動レバー６１に装着される後羽根ラチェット部材６３と、地板１０のカム軸１３に取り付けられるカム部材７１と、カム部材７１に装着されるカムバネ７２とが収容されている。

図３に示すように、支持板８０は、先羽根駆動レバー５１を所定位置に保持する先羽根電磁マグネットを保持する保持片８６と、後羽根駆動レバー６１を所定位置に保持する後羽根電磁マグネットを保持する保持片８７とを有している。図２及び図３においては、理解を容易にするために、先羽根電磁マグネット及び後羽根電磁マグネットの図示を省略している。

図４は、上述した先羽根駆動レバー５１、先羽根ラチェット部材５３、後羽根駆動レバー６１、後羽根ラチェット部材６３、及びカム部材７１の露光動作の完了時における位置関係を示す模式図である。図４においても先羽根電磁マグネット及び後羽根電磁マグネットの図示は省略しているが、先羽根電磁マグネットの鉄心５Ａ及び後羽根電磁マグネットの鉄心５Ｂをそれぞれ点線で示している。

図３に示すように、先羽根駆動レバー５１は、地板１０から延びる先羽根駆動軸１１が挿通される軸部５１１と、軸部５１１から半径方向外側に延びる腕部５１２と、腕部５１２の半径方向外側の端部から－Ｚ方向に延び、上述した先羽根アーム３１に連結される先羽根アーム駆動軸５１３とを有している。先羽根駆動レバー５１の軸部５１１に地板１０の先羽根駆動軸１１が挿通されることで、先羽根駆動レバー５１が先羽根駆動軸１１を中心として回転できるようになっている。

先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３は、地板１０の円弧孔１４を通って地板１０の－Ｚ方向に突出するように配置される。したがって、先羽根駆動レバー５１が先羽根駆動軸１１を中心として回転すると、先羽根アーム駆動軸５１３が円弧孔１４内を移動するようになっている。

図３に示すように、地板１０の円弧孔１４を通って地板１０の－Ｚ方向側に突出する先羽根アーム駆動軸５１３の先端には円環状のスリーブ９３（第２のスリーブ又は第１のスリーブ）が取り付けられており、このスリーブ９３は、先羽根アーム３１のレバー連結孔３１４（図２）に隙間なく嵌合している。スリーブ９３は、先羽根アーム駆動軸５１３の先端を回転可能に支持している。上述したように、地板１０のアーム支軸４１は先羽根駆動軸１１と同軸上に位置しているため、先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３が先羽根駆動軸１１を中心として回転すると、先羽根アーム３１はアーム支軸４１を中心として回転する。これにより、上述したリンク機構を介して、先羽根アーム３２がアーム支軸４３を中心として回転し、先羽根２１～２４が互いに重なる領域を変化させつつ主としてＹ方向に移動する。

本実施形態においては、先羽根駆動バネ５２はねじりコイルバネで構成されており、先羽根駆動バネ５２のコイル部５２１は、先羽根駆動レバー５１の軸部５１１の周囲に配置される。先羽根駆動バネ５２の一端部５２２は、先羽根駆動レバー５１のバネ係合部５１４（図３参照）に係合しており、他端部５２３は、後述するように先羽根ラチェット部材５３に係合している。

また、先羽根駆動レバー５１は、金属片５１５と、この金属片５１５を収容する凹部が形成された収容部５１６とを有している。金属片５１５は、図示しないバネにより付勢された状態で収容部５１６内に収容されており、先羽根電磁マグネットの磁力により鉄心５Ａ（図４）に吸着されるようになっている。

先羽根ラチェット部材５３の中心には、地板１０の先羽根駆動軸１１が挿通される軸孔５３１が形成されており、先羽根ラチェット部材５３は地板１０の先羽根駆動軸１１に回転可能に取り付けられている。図３に示すように、先羽根ラチェット部材５３は、外周部に形成された２段のラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂを有している。ラチェット歯５３２Ａは先羽根ラチェット部材５３の回転軸を中心として等角度間隔Ｑ（等ピッチ）で並んでおり、ラチェット歯５３２Ｂは先羽根ラチェット部材５３の回転軸を中心としてラチェット歯５３２Ａと同一の角度間隔Ｑで並んでいる。これらのラチェット歯５３２Ａとラチェット歯５３２Ｂとは周方向に半ピッチ（Ｑ／２）ずれるように配置されている。これらのラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂの歯面は方向性を持つように傾斜している。

図３に示すように、先羽根ラチェット部材５３に対応して、支持板８０には弾性変形可能な爪部８４が形成されている。この爪部８４は、先羽根ラチェット部材５３のラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂに係合するようになっている。このような構成により、図４における反時計回りの回転に対しては、爪部８４がラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂの表面を摺動して先羽根ラチェット部材５３が回転するが、時計回りの回転に対しては、爪部８４がラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂに引っ掛かって先羽根ラチェット部材５３が回転しないようになっている。

ここで、先羽根ラチェット部材５３の－Ｚ方向側には凹部（図示せず）が形成されており、この凹部には先羽根駆動バネ５２の＋Ｚ方向側の部分が収容されるようになっている。そして、先羽根ラチェット部材５３には、この凹部に連通する切欠きが形成されており、この切欠きに先羽根駆動バネ５２の端部５２３が係合している。

先羽根駆動バネ５２は、先羽根ラチェット部材５３の切欠きと先羽根駆動レバー５１のバネ係合部５１４との間で、図４において先羽根駆動軸１１を中心として先羽根駆動レバー５１を反時計回りに付勢するようにねじられた状態で配置されている。先羽根ラチェット部材５３を反時計回りに回転させると、先羽根駆動バネ５２のねじり角度がより大きくなるため、先羽根駆動バネ５２の付勢力が増加する。本実施形態における先羽根ラチェット部材５３は、ラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂが半ピッチ（Ｑ／２）ずれた状態で構成されているため、先羽根ラチェット部材５３を半ピッチに相当する回転角度ずつ回転させることが可能である。したがって、半ピッチに相当する回転角度ずつ先羽根駆動バネ５２のねじり角度を調整することが可能となり、先羽根駆動バネ５２の付勢力を段階的に調整することができる。

図３に示すように、後羽根駆動レバー６１は、地板１０の後羽根駆動軸１２が挿通される軸部６１１と、軸部６１１から半径方向外側に延びる腕部６１２と、腕部６１２の半径方向外側の端部から－Ｚ方向に延び、上述した後羽根アーム３４に連結される後羽根アーム駆動軸６１３とを有している。後羽根駆動レバー６１の軸部６１１に地板１０の後羽根駆動軸１２が挿通されることで、後羽根駆動レバー６１が地板１０の後羽根駆動軸１２を中心として回転できるようになっている。

後羽根駆動レバー６１の後羽根アーム駆動軸６１３は、地板１０の円弧孔１５を通って地板１０の－Ｚ方向に突出するように配置される。したがって、後羽根駆動レバー６１が後羽根駆動軸１２を中心として回転すると、後羽根アーム駆動軸６１３が円弧孔１５内を移動するようになっている。

図３に示すように、地板１０の円弧孔１５を通って地板１０の－Ｚ方向側に突出する後羽根アーム駆動軸６１３の先端には円環状のスリーブ９４（第２のスリーブ又は第１のスリーブ）が取り付けられており、このスリーブ９４は、後羽根アーム３４のレバー連結孔３４４（図２）に隙間なく嵌合している。スリーブ９４は、後羽根アーム駆動軸６１３の先端を回転可能に支持している。上述したように、地板１０のアーム支軸４２は後羽根駆動軸１２と同軸上に位置しているため、後羽根駆動レバー６１の後羽根アーム駆動軸６１３が後羽根駆動軸１２を中心として回転すると、後羽根アーム３４はアーム支軸４２を中心として回転する。これにより、上述したリンク機構を介して、後羽根アーム３４がアーム支軸４２を中心として回転し、後羽根２５～２８が互いに重なる領域を変化させつつ主としてＹ方向に移動する。

本実施形態においては、後羽根駆動バネ６２はねじりコイルバネで構成されており、後羽根駆動バネ６２のコイル部６２１は、後羽根駆動レバー６１の軸部６１１の周囲に配置される。後羽根駆動バネ６２の一端部６２２は、後羽根駆動レバー６１のバネ係合部６１４（図４）に係合しており、他端部６２３は、後述するように後羽根ラチェット部材６３に係合している。

また、後羽根駆動レバー６１は、金属片６１５と、この金属片６１５を収容する凹部が形成された収容部６１６とを有している。金属片６１５は、図示しないバネにより付勢された状態で収容部６１６内に収容されており、後羽根電磁マグネットの磁力により鉄心５Ｂ（図４）に吸着されるようになっている。

後羽根ラチェット部材６３の中心には、地板１０の後羽根駆動軸１２が挿通される軸孔６３１が形成されており、後羽根ラチェット部材６３は地板１０の後羽根駆動軸１２に回転可能に取り付けられている。図３に示すように、後羽根ラチェット部材６３は、外周部に形成された２段のラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂを有している。ラチェット歯６３２Ａは後羽根ラチェット部材６３の回転軸を中心として等角度間隔Ｐ（等ピッチ）で並んでおり、ラチェット歯６３２Ｂは後羽根ラチェット部材６３の回転軸を中心としてラチェット歯６３２Ａと同一の角度間隔Ｐで並んでいる。これらのラチェット歯６３２Ａとラチェット歯６３２Ｂとは周方向に半ピッチ（Ｐ／２）ずれるように配置されている。これらのラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂの歯面は方向性を持つように傾斜している。なお、後羽根ラチェット部材６３のラチェット歯６３２Ａ，６３２ＢのピッチＰは、上述した先羽根ラチェット部材５３のラチェット歯５３２Ａ，５３２ＢのピッチＱと同一であってもよいし、異なっていてもよい。

図３に示すように、後羽根ラチェット部材６３に対応して、支持板８０には弾性変形可能な爪部８５が形成されている。この爪部８５は、後羽根ラチェット部材６３のラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂに係合するようになっている。このような構成により、図４における反時計回りの回転に対しては、爪部８５がラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂの表面を摺動して後羽根ラチェット部材６３が回転するが、時計回りの回転に対しては、爪部８５がラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂに引っ掛かって後羽根ラチェット部材６３が回転しないようになっている。

ここで、後羽根ラチェット部材６３の－Ｚ方向側には凹部（図示せず）が形成されており、この凹部には後羽根駆動バネ６２の＋Ｚ方向側の部分が収容されるようになっている。そして、後羽根ラチェット部材６３には、この凹部に連通する切欠き６３４（図３）が形成されており、この切欠き６３４に後羽根駆動バネ６２の端部６２３が係合している。

後羽根駆動バネ６２は、後羽根ラチェット部材６３の切欠き６３４と後羽根駆動レバー６１のバネ係合部６１４との間で、図４において後羽根駆動軸１２を中心として後羽根駆動レバー６１を反時計回りに付勢するようにねじられた状態で配置される。後羽根ラチェット部材６３を反時計回りに回転させると、後羽根駆動バネ６２のねじり角度がより大きくなるため、後羽根駆動バネ６２の付勢力が増加する。本実施形態における後羽根ラチェット部材６３は、ラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂが半ピッチ（Ｐ／２）ずれた状態で構成されているため、後羽根ラチェット部材６３を半ピッチに相当する回転角度ずつ回転させることが可能である。したがって、半ピッチに相当する回転角度ずつ後羽根駆動バネ６２のねじり角度を調整することが可能となり、後羽根駆動バネ６２の付勢力を段階的に調整することができる。

図３に戻って、カム部材７１は、地板１０のカム軸１３が挿通される軸部７１１と、軸部７１１から半径方向外側に延びる操作部７１２と、操作部７１２とは異なる方向で軸部７１１から半径方向外側に延びる先羽根カム片７１３と、操作部７１２及び先羽根カム片７１３とは異なる方向で軸部７１１から半径方向外側に延びる後羽根カム片７１４と、カムバネ７２の端部７２２が係合するバネ係合部７１５とを有している。このカム部材７１の軸部７１１に地板１０のカム軸１３が挿通されることで、カム部材７１が地板１０のカム軸１３を中心として回転できるようになっている。

本実施形態においては、カムバネ７２はねじりコイルバネで構成されており、カムバネ７２のコイル部７２１は、カム部材７１の軸部７１１の周囲に配置される。カムバネ７２の一方の端部７２２はカム部材７１のバネ係合部７１５に係合しており、他方の端部７２３は支持板８０に形成されたバネ係合部８９（図１及び図４参照）に係合している。このカムバネ７２は、図４においてカム軸１３を中心としてカム部材７１を時計回りに付勢するようにねじられた状態で配置されている。

カム部材７１の操作部７１２は、カメラ本体側に設けられた駆動部材（図示せず）によって押されるように構成されている。カム部材７１の操作部７１２に駆動部材から力が作用していないときには、図４に示すように、カム部材７１がカムバネ７２の付勢力によって地板１０に形成されたストッパ１０Ｂに当接した状態となり、カム部材７１の時計回りの回転が規制される。

図５は、先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３と先羽根アーム３１との連結部分を模式的に示す断面図である。図５に示すように、先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３は、地板１０の円弧孔１４を通って－Ｚ方向に延びているが、先羽根アーム駆動軸５１３の先端の外周面には、周方向に沿って延びる凹部５１３ＡがＺ方向に沿って複数個形成されている。そして、これらの凹部５１３Ａの内部にはシリコン系液体粘着剤９５が充填されている。このようなシリコン系液体粘着剤９５としては、例えば株式会社ハーベス製のダストトラップ（商標）のようなフッ素を含むシリコン系液体粘着剤を用いることができる。

このような構成により、先羽根アーム３１や先羽根２１～２４と地板１０との摩擦などによって生じる摩耗粉や他の部材から生じる粉塵が粘性の高いシリコン系液体粘着剤９５に吸着及び捕捉されるため、これらの摩耗粉や粉塵の装置内での拡散が抑制される。したがって、摩耗粉や粉塵がカメラ内の撮像素子に付着することが抑制され、画像の品質が低下してしまうことを防止することができる。

図５に示す例では、先羽根アーム駆動軸５１３の外周面に凹部５１３Ａを形成しているが、先羽根アーム駆動軸５１３の外周面には凹部を形成せずに、スリーブ９３の内周面に凹部５１３Ａを形成し、これらの凹部５１３Ａの内部にシリコン系液体粘着剤９５を充填することとしてもよい。

また、図５に示す例では、先羽根アーム駆動軸５１３の先端の外周面に複数の凹部５１３Ａを形成しているが、先羽根アーム駆動軸５１３の製作を容易にするためには、図６に示すように、先羽根アーム駆動軸５１３の先端の外周面に単一の凹部５１３Ｂを形成し、この凹部５１３Ｂの内部にシリコン系液体粘着剤９５を充填してもよい。ただし、先羽根アーム駆動軸５１３が細い場合には、図６に示す構成では、先羽根アーム駆動軸５１３の凹部５１３Ｂが形成されている箇所の強度が低くなる場合があるが、図５に示すように、軸方向に沿って複数の凹部５１３Ａを配置すれば、先羽根アーム駆動軸５１３の強度の低下を抑制することができる。また、上記と同様に、先羽根アーム駆動軸５１３の外周面には凹部を形成せずに、スリーブ９３の内周面に単一の凹部５１３Ｂを形成し、この凹部５１３Ｂの内部にシリコン系液体粘着剤９５を充填してもよい。

また、装置内で生じる摩耗粉や粉塵が金属を含む場合には、図５に示す構成に代えて、図７に示すような構成を採用することができる。図７に示す例では、先羽根アーム駆動軸５１３の先端には凹部が形成されていないが、先羽根アーム駆動軸５１３を回転可能に支持するスリーブ９３が、金属製の軸受部９３Ａと、軸受部９３Ａの半径方向外側に形成されるスリーブカラー９３Ｂとを含んでいる。先羽根アーム駆動軸５１３は、スリーブ９３の軸受部９３Ａの半径方向内側に回転可能に支持される。スリーブカラー９３Ｂはプラスチックマグネット材料から形成されている。このような軸受部９３Ａとスリーブカラー９３Ｂとを含むスリーブ９３は例えば二体成形法により作製することができる。

このような構成によれば、金属を含む摩耗粉や粉塵がプラスチックマグネット材料から形成されるスリーブカラー９３Ｂに磁力により吸着及び捕捉されるため、これらの摩耗粉や粉塵の装置内での拡散が抑制される。したがって、摩耗粉や粉塵がカメラ内の撮像素子に付着することが抑制され、画像の品質が低下してしまうことを防止することができる。なお、スリーブ９３は、図７に示すように金属製の軸受部９３Ａとプラスチックマグネット材料から形成されるスリーブカラー９３Ｂとを含む構成に限られるものではなく、スリーブ９３の少なくとも一部がプラスチックマグネット材料から形成されていればよい。

図５から図７に示す構成は、先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３と先羽根アーム３１との連結部分だけではなく、他の連結部分にも適用することが可能である。例えば、図５又は図６に示す構成をアーム支軸４１と先羽根アーム３１との連結部分に適用する場合には、アーム支軸４１の先端の外周面又はスリーブ９１の内周面に１以上の凹部を形成し、この凹部にシリコン系液体粘着剤を充填する。また、図５又は図６に示す構成を後羽根駆動レバー６１の後羽根アーム駆動軸６１３と後羽根アーム３４との連結部分に適用する場合には、後羽根アーム駆動軸６１３の外周面又はスリーブ９４の内周面に１以上の凹部を形成し、この凹部にシリコン系液体粘着剤を充填する。さらに、図５又は図６に示す構成をアーム支軸４２と後羽根アーム３４との連結部分に適用する場合には、アーム支軸４２の外周面又はスリーブ９２の内周面に１以上の凹部を形成し、この凹部にシリコン系液体粘着剤を充填する。

また、図７に示す構成をアーム支軸４１と先羽根アーム３１との連結部分に適用する場合には、スリーブ９１の少なくとも一部をプラスチックマグネット材料から形成する。図７に示す構成を後羽根駆動レバー６１の後羽根アーム駆動軸６１３と後羽根アーム３４との連結部分に適用する場合には、スリーブ９４の少なくとも一部をプラスチックマグネット材料から形成する。図７に示す構成をアーム支軸４２と後羽根アーム３４との連結部分に適用する場合には、スリーブ９２の少なくとも一部をプラスチックマグネット材料から形成する。また、図５から図７に示すような構成をアーム支軸４３と先羽根アーム３２との連結部分やアーム支軸４４と後羽根アーム３３との連結部分に適用してもよい。

露光動作が完了した状態からセット動作を開始する際には、カメラ本体側に設けられた駆動部材を駆動して、カム部材７１の操作部７１２をカムバネ７２の付勢力に抗して図４において反時計回りに回転させる。カム部材７１が反時計回りに回転すると、カム部材７１の先羽根カム片７１３が先羽根駆動レバー５１に接触して、カム部材７１の回転とともに、先羽根駆動レバー５１が先羽根駆動バネ５２の付勢力に抗して時計回りに回転する。上述したように、先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３は、スリーブ９３によって先羽根アーム３１に回転可能に連結されているため、先羽根駆動レバー５１の時計回りの回転に伴い、先羽根アーム３１はアーム支軸４１を中心として回転する。これにより、上述したリンク機構を介して、先羽根アーム３２もアーム支軸４３を中心として回転し、先羽根２１～２４が互いに重なる領域を変化させつつ主として－Ｙ方向に移動して地板１０の開口Ｓ内に進入する。

さらにカム部材７１が反時計回りに回転すると、カム部材７１の後羽根カム片７１４が後羽根駆動レバー６１に接触して、カム部材７１の回転とともに、後羽根駆動レバー６１が時計回りに回転する。上述したように、後羽根駆動レバー６１の後羽根アーム駆動軸６１３は、スリーブ９４によって後羽根アーム３４に回転可能に連結されているため、後羽根駆動レバー６１の時計回りの回転に伴い、後羽根アーム３４はアーム支軸４２を中心として回転する。これにより、上述したリンク機構を介して、後羽根アーム３３もアーム支軸４４を中心として回転し、後羽根２５～２８が互いに重なる領域を変化させつつ主として－Ｙ方向に移動して地板１０の開口Ｓの外側に退避する。

このようにカム部材７１が反時計回りに回転することによりセット動作が完了する。このとき、先羽根２１～２４は－Ｙ方向に移動して地板１０の開口Ｓを覆っており、後羽根２５～２８は－Ｙ方向に移動して地板１０の開口Ｓの外側に位置している。このとき、先羽根駆動レバー５１の金属片５１５は先羽根電磁マグネットの鉄心５Ａに当接し、後羽根駆動レバー６１の金属片６１５は後羽根電磁マグネットの鉄心５Ｂに当接するようになっている。先羽根駆動レバー５１の金属片５１５は、バネを介して収容部５１６に保持されているため、先羽根電磁マグネットの鉄心５Ａに適切に当接するように収容部５１６内で移動できるようになっている。同様に、後羽根駆動レバー６１の金属片６１５は、バネを介して収容部６１６に保持されているため、後羽根電磁マグネットの鉄心５Ｂに適切に当接するように収容部６１６内で移動できるようになっている。

この状態でカメラのレリーズボタンが押されると、先羽根電磁マグネットのコイル及び後羽根電磁マグネットのコイルに電流が供給される。これにより、先羽根駆動レバー５１の金属片５１５が磁力により先羽根電磁マグネットの鉄心５Ａに吸着され、先羽根駆動レバー５１がこのチャージ位置に保持される。同様に、後羽根駆動レバー６１の金属片６１５が磁力により後羽根電磁マグネットの鉄心５Ｂに吸着され、後羽根駆動レバー６１がこのチャージ位置に保持される。また、レリーズボタンの押下により、カム部材７１を回転させていた駆動部材が元の位置に戻る。これにより、カム部材７１は、カムバネ７２の付勢力によって地板１０のストッパ１０Ｂに当接するまで時計回りに回転する。このとき、先羽根駆動レバー５１及び後羽根駆動レバー６１は、電磁マグネットによりそれぞれチャージ位置に保持されたままである。

露光動作を開始する際は、先羽根電磁マグネットのコイルへの電流の供給を止めることにより、先羽根電磁マグネットによる先羽根駆動レバー５１の電磁吸着が解除され、先羽根駆動レバー５１が先羽根駆動バネ５２の付勢力によりチャージ位置から反時計回りに回転する。これに伴い、先羽根駆動レバー５１の先羽根アーム駆動軸５１３に連結された先羽根アーム３１と上述したリンク機構を介して、先羽根２１～２４が互いに重なる領域を変化させつつ主として＋Ｙ方向に移動する。

露光動作開始から所望の露光時間経過後、後羽根電磁マグネットのコイルへの電流の供給を止めることにより、後羽根電磁マグネットによる後羽根駆動レバー６１の電磁吸着が解除され、後羽根駆動レバー６１が後羽根駆動バネ６２の付勢力によりチャージ位置から反時計回りに回転する。これに伴い、後羽根駆動レバー６１の後羽根アーム駆動軸６１３に連結された後羽根アーム３４と上述したリンク機構を介して、後羽根２５～２８が互いに重なる領域を変化させつつ主として＋Ｚ方向に移動する。

このような露光動作によって、先羽根２１と後羽根２８との間に形成される露光用の間隙が地板１０の開口Ｓの下方から上方に向かって移動し、撮像素子に対する露光が行われる。先羽根駆動レバー５１及び後羽根駆動レバー６１の回転が終了することで露光動作が完了し、図４に示す状態となる。

上述の実施形態では、先羽根ラチェット部材５３は２段のラチェット歯５３２Ａ，５３２Ｂを含んでおり、後羽根ラチェット部材６３は２段のラチェット歯６３２Ａ，６３２Ｂを含んでいるが、先羽根ラチェット部材５３及び後羽根ラチェット部材６３に形成されるラチェット歯は１段であってもよく、あるいは３段以上であってもよい。

上述した実施形態においては、フォーカルプレーンシャッタの先幕として４枚の先羽根２１～２４を用い、後幕として４枚の後羽根２５～２８を用いた例を説明したが、先幕を構成する先羽根及び後幕を構成する後羽根の枚数はそれぞれ１枚以上であれば何枚であってもよい。

なお、本明細書において使用した位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１ 羽根駆動装置
１０ 地板
１１ 先羽根駆動軸
１２ 後羽根駆動軸
１３ カム軸
１４，１５ 円弧孔
２０ カバー板
２１～２４ 先羽根
２５～２８ 後羽根
３１，３２ 先羽根アーム
３３，３４ 後羽根アーム
４１～４４ アーム支軸
５１ 先羽根駆動レバー
５２ 先羽根駆動バネ
５３ 先羽根ラチェット部材
６１ 後羽根駆動レバー
６２ 後羽根駆動バネ
６３ 後羽根ラチェット部材
７１ カム部材
７２ カムバネ
８０ 支持板
９１～９４ スリーブ
９１Ａ，９３Ａ 軸受部
９１Ｂ，９３Ｂ スリーブカラー
９５ シリコン系液体粘着剤
３１２，３２２，３３２，３４２ 軸孔
３１４，３４４ レバー連結孔
５１１，６１１ 軸部
５１２，６１２ 腕部
５１３ 先羽根アーム駆動軸
５１３Ａ，５１３Ｂ 凹部
６１３ 後羽根アーム駆動軸

Claims (13)

1. 羽根駆動装置であって、
   開口が形成された地板と、
   前記開口を開閉するように移動可能な少なくとも１枚の羽根と、
   前記少なくとも１枚の羽根に連結された少なくとも１つのアームと、
   前記少なくとも１つのアームに取り付けられる第１のスリーブであって、第１の軸を回転可能に支持する第１のスリーブと、
   当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能な第１のシリコン系液体粘着剤と
   を備え、
   前記第１のシリコン系液体粘着剤は、前記第１のシリコン系液体粘着剤と前記第１の軸の外周面又は前記第１のスリーブの内周面との間及び、前記第１のスリーブの前記内周面と前記第１の軸の前記外周面との間に空間ができるように、前記第１のスリーブの前記内周面又は前記第１の軸の前記外周面に形成された少なくとも１つの第１の凹部の内部に充填される、羽根駆動装置。
2. 前記少なくとも１つの第１の凹部は、前記第１の軸が延びる方向に沿って配置される複数の第１の凹部を含む、請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記第１のシリコン系液体粘着剤は、フッ素を含有する、請求項１又は２に記載の羽根駆動装置。
4. 前記少なくとも１つのアームに取り付けられる第２のスリーブであって、第２の軸を回転可能に支持する第２のスリーブと、
   当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能な第２のシリコン系液体粘着剤と
   をさらに備え、
   前記第２のシリコン系液体粘着剤は、前記第２のシリコン系液体粘着剤と前記第２の軸の外周面又は前記第２のスリーブの内周面との間及び、前記第２のスリーブの前記内周面と前記第２の軸の前記外周面との間に空間ができるように、前記第２のスリーブの前記内周面又は前記第２の軸の前記外周面に形成された少なくとも１つの第２の凹部の内部に充填される、請求項１から３のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
5. 前記少なくとも１つの第２の凹部は、前記第２の軸が延びる方向に沿って配置される複数の第２の凹部を含む、請求項４に記載の羽根駆動装置。
6. 前記第２のシリコン系液体粘着剤は、フッ素を含有する、請求項４又は５に記載の羽根駆動装置。
7. 羽根駆動装置であって、
   開口が形成された地板と、
   前記開口を開閉するように移動可能な少なくとも１枚の羽根と、
   前記少なくとも１枚の羽根に連結された少なくとも１つのアームと、
   前記少なくとも１つのアームに取り付けられる第１のスリーブであって、第１の軸を回転可能に支持する第１のスリーブと
   を備え、
   前記第１のスリーブの少なくとも一部は、当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能なプラスチックマグネット材料から形成される、
   羽根駆動装置。
8. 前記第１のスリーブは、
   前記第１の軸を回転可能に支持する金属製の第１の軸受部と、
   前記第１の軸受部の半径方向外側に形成され、前記プラスチックマグネット材料から形成される第１のスリーブカラーと
   を含む、
   請求項７に記載の羽根駆動装置。
9. 前記少なくとも１つのアームに取り付けられる第２のスリーブであって、第２の軸を回転可能に支持する第２のスリーブをさらに備え、
   前記第２のスリーブの少なくとも一部は、当該羽根駆動装置内の摩耗粉及び粉塵を吸着可能なプラスチックマグネット材料から形成される、
   請求項７又は８に記載の羽根駆動装置。
10. 前記第２のスリーブは、
    前記第２の軸を回転可能に支持する金属製の第２の軸受部と、
    前記第２の軸受部の半径方向外側に形成され、前記プラスチックマグネット材料からなる第２のスリーブカラーと
    を含む、
    請求項９に記載の羽根駆動装置。
11. 前記少なくとも１つのアームに連結されるアーム駆動軸を有し、駆動軸を中心として前記アーム駆動軸を回転移動させることができる駆動レバーをさらに備え、
    前記第１の軸は、前記駆動レバーの前記アーム駆動軸である、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
12. 駆動軸を中心として回転可能な駆動レバーと、
    前記駆動軸と同軸に前記地板に形成されたアーム支軸と
    をさらに備え、
    前記第１の軸は、前記アーム支軸である、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の羽根駆動装置と、
    前記羽根駆動装置の前記地板の前記開口を透過した光が結像する面に配置された撮像素子と
    を備えた、撮像装置。

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