JPH08220592A - カメラのシャッタ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡単な機構によってシャッタ羽根を開
閉することができ、しかも高精度な露出制御を行うこと
ができるカメラのシャッタ機構を提供する。 【構成】 ステータ１１に帯状電極１５、開口１３を設
け、このステータ１１に対向して高抵抗コーティング層
１９を有するスライダ１２を移動自在に設ける。帯状電
極１５に制御装置を接続して電圧を印加し、誘導電荷形
アクチュエータの動作原理を用いてスライダ１２を駆動
し、スライダ１２をシャッタ羽根として機能させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラのシャッタ機構
に関し、特に、シャッタ羽根の駆動機構に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラのシャッタ機構において
は、シャッタ羽根をステップモータで駆動する方式や、
スプリング力を利用してシャッタ羽根を開閉させる方式
のものが知られている。しかし、これらの方式によるも
のはシャッタ羽根を駆動する駆動装置の駆動力をシャッ
タ羽根に伝達するために複雑な構造を必要としていた。
そこで、この問題を解決するものとして、圧電素子を２
枚重ね合わせたバイモルフを用いて、２枚のシャッタ羽
根を相互に回転駆動する方式がある。図８はバイモルフ
方式によるシャッタ機構の構造を示した正面図であり、
図８（ａ）はシャッタ機構のシャッタ閉の状態を示す
図、図８（ｂ）はシャッタ機構のシャッタ開の状態を示
す図である。このバイモルフ方式によるシャッタ機構
は、電圧を印加されると変位する性質を有するバイモル
フ１と、電圧の印加によるバイモルフ１の変位をシャッ
タ羽根３に伝える伝達レバー２と、露出制御のために光
を遮光するシャッタ羽根３，３とからなり、バイモルフ
１に電圧を印加してその変位を利用してシャッタ羽根
３，３を駆動するものである。バイモルフ１の変位はバ
イモルフ１への電圧印加の時間に対応して変位量が変わ
るので、電圧の印加を制御することでシャッタ羽根３，
３の移動量を変化させて露出（開口径及びシャッタ速
度）の制御を行うことができる。このバイモルフ方式の
シャッタ機構によれば、シャッタ羽根をステッピングモ
ータで駆動したり、スプリング力を利用して駆動するも
のに比べて簡単な構成で、シャッタ機能を持たせること
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
イモルフ方式によるシャッタ機構においても、バイモル
フ１の変位は微細なものであるため、バイモルフ１の変
位を増幅してシャッタ羽根３，３に伝達する機構が必要
である。また、露光量を正確に制御するためには、伝達
機構を高精度に構成、制御する必要がある。本発明は、
上述した問題点を解決するためになされたものであり、
軽量化、低コスト化した極めて簡単な構造による機構に
よって、シャッタ羽根を開閉させることができ、しかも
高精度な露出制御を行うことが可能なカメラのシャッタ
機構を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のカメラのシャッタ機構は、カメラのシャッタ
を駆動する機構において、所定のピッチで並べられた帯
状電極を有すると共に、光を通過させる開口を有するス
テータと、ステータに対向して移動自在に設けられ、開
口を光学的に遮光又は光通過状態とし、かつ、該ステー
タの帯状電極に対向して抵抗体層を有したスライダと、
ステータの帯状電極に印加する電圧を変化させる制御手
段とを備え、制御手段によって、スライダの移動を制御
することにより、開口の光通過時間又は開口面積を制御
するように構成したものである。

【０００５】

【作用】上記構成を有する本発明に係るカメラのシャッ
タ機構においては、制御手段によりステータの帯状電極
に印加する電圧を変化させることにより、シャッタ羽根
となるスライダの移動を直接に制御することができ、ス
テータの開口における光通過時間又は開口面積を制御す
ることができる。そのため、簡単な機構によってシャッ
タの開閉を精度よく行うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるカメ
ラのシャッタ機構を示し、図１（ａ）はシャッタ機構に
おけるシャッタ閉の状態を示す斜視図、図１（ｂ）はシ
ャッタ機構におけるシャッタ開の状態を示す斜視図、図
１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ´線断面図である。本シ
ャッタ機構１０は、カメラ本体に固定されるステータ１
１と、このステータ１１に対向して移動自在に設けら
れ、光を遮光するフィルム状の部材でなるスライダ１２
とを備え、これらは誘導電荷形アクチュエータ（詳細は
後述）を構成している。ステータ１１には、光をフィル
ム（図示なし）へ通過させる円形の開口１３が形成さ
れ、この開口１３を挟んで、一方向に等間隔ピッチに並
べられた複数の帯状電極１５が設けられている。

【０００７】また、ステータ１１は、ガラスエポキシ基
板１４上に帯状電極１５が設けられ、この帯状電極１５
が設けられているガラスエポキシ基板１４の面は絶縁層
１６で覆われ、さらに、カバーフィルム１７によって保
護されている。スライダ１２は、面方向に均質で電極等
の歯構造を持たず、ステータ１１に対向する面に位置し
て遮光層となるベースフィルム１８と、高抵抗コーティ
ング層１９と、遮光層２０とからなる。遮光層２０を別
に設けたのは、高抵抗コーティング層１９と帯状電極１
５間の隙間を小さくして低電圧での駆動を可能とするた
めである。

【０００８】このように構成されたシャッタ機構１０は
誘導電荷形アクチュエータの動作原理により駆動される
ようになっている。図６は誘導電荷形アクチュエータの
基本的構成を、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はその動
作原理を示す図である。以下に、図６、図７を用いて、
誘導電荷形アクチュエータの構成及びその動作を説明す
る。この例では、ステータ１１の帯状電極１５は３相に
接続され、制御装置１０１により帯状電極１５に電圧が
印加される。駆動に当って、スライダ１２は初期状態で
は電荷を持たないので初期充電を行う。初期充電は、制
御装置１０１によって、図７（ａ）に示すように、ステ
ータ１１の帯状電極１５に正負の電圧を印加することに
より行う。これにより、スライダ１２の高抵抗コーティ
ング層１９に帯状電極１５と逆符号の電荷が現れ、図７
（ｂ）に示すように、スライダ１２はステータ１１の帯
状電極１５のパターンが転写されたように帯状に帯電
し、この状態ではスライダ１２はステータ１１に垂直に
吸引されて平衡状態となる。

【０００９】次に、図７（ｃ）に示すように制御装置１
０１により、第１、第２相の電圧印加を反転し、第３相
に負の電圧を印加すると、ステータ１１の帯状電極１５
の電荷は瞬時に入れ替わるが、スライダ１２の電荷は高
抵抗コーティング層１９に蓄積されているため、ステー
タ１１の帯状電極１５の電荷のように瞬時に入れ替わる
ことはない。そのため、電圧を切り替えた直後にはスラ
イダ１２の電荷は変化していないと考えられ、図７
（ｃ）に示す電荷配置になる。よって、スライダ１２の
電荷とその真下にある帯状電極１５の電荷は同符号とな
るので反発し、上向きの浮上力が発生する。また、第３
相の帯状電極１５とその右上の電荷は同符号なので反発
し、左上の電荷は異符号なので吸引することから、スラ
イダ１２には右向きの駆動力が発生する。

【００１０】従って、上記浮上力、駆動力により図７
（ｄ）に示すように、スライダ１２は帯状電極１５の約
１ピッチ分移動する。上記浮上力の発生により移動時の
摩擦が低減されるため、スライダ１２は容易に移動が可
能である。スライダ１２の駆動期間中に、スライダ１２
の電荷は、多少変化する。そこで、制御装置１０１は図
７（ａ）に対し、ステータ１１の帯状電極１５を１ピッ
チずらして再び充電を行う。駆動後にも電荷の大半は残
っているため、再充電は初期充電よりも短時間で行うこ
とができる。以上の操作を繰り返すことにより、スライ
ダ１２をステップ状に移動させることがでる。なお、図
７（ｃ）において、第３相の電圧を正にすれば、スライ
ダ１２を左へ移動させることもできる。以上の動作原理
を用いて、スライダ１２を図１（ａ）の状態から図１
（ｂ）の状態に移動させたことにより、開口１３を開く
ことができ、シャッタ機構２０におけるシャッタ開とな
り、また、図１（ｂ）の状態から図１（ａ）の状態に移
動させることにより、開口１３を閉じることができる。
これにより、シャッタ機構２０におけるシャッタの光通
過時間又は開口面積を適宜に制御できることになる。

【００１１】図２（ａ）は本発明の他の実施例によるシ
ャッタ機構２０を示した斜視図、図２（ｂ）は図２
（ａ）のＢ−Ｂ´線断面図である。ステータ２１は開口
２４を有し、ステータ２１の一方の面に帯状電極２５が
開口２４を挟んで一方向に一定ピッチで設けられ、他方
の面に同様の帯状電極２６が設けられ、帯状電極２６は
帯状電極２５よりも外側に開口２４を挟んで位置する。
このように配置することによって、帯状電極２５，２６
が互いに干渉することを避けることができる。これらの
帯状電極２５，２６には上述と同様の制御装置１０１が
接続され、上記シャッタ機構１０と同様に電圧が印加さ
れる。また、これら帯状電極２５，２６の各々に対向し
て、第１及び第２のスライダ２２，２３が設けられてい
る。これらのスライダ２２，２３はステータ２１の静電
気力により吸着され、帯状電極２５，２６により駆動さ
れる。スライダ２２は、開口２４側の一辺を三角形型に
切り込んだ五角形状とされ、スライダ２３は帯状電極２
６と対向し得るようにスライダ２２と相似形でそれより
も大形に形成されている。ステータ２１は、両面に帯状
電極２５，２６が設けられたガラスエポキシ基板２７
と、帯状電極２５，２６及びガラスエポキシ基板２７を
覆うように設けられた絶縁層２８，３１と、絶縁層２
８，３１を覆うカバーフィルム２９，３２とからなる。
スライダ２２，２３は、光を遮光するベースフィルム３
３と、その外側面に設けられた高抵抗コーティング層３
４からなる。

【００１２】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は上記構成でなる
シャッタ機構２０の動作を示す図であり、図３（ａ）は
開口２４が完全に開かれ、光を通過させる状態を示し、
図３（ｂ）は開口２４の中心部の一部が開かれた状態を
示し、図３（ｃ）は開口２４が完全に閉じられ、遮光す
る状態を示す。シャッタ機構２０は上記シャッタ機構１
０と同様に誘導電荷形アクチュエータの動作原理により
駆動される。スライダ２２，２３は開口２４に対向する
辺が三角形状に切り込みが入った形をしているので、帯
状電極２５，２６への電圧印を制御することにより、図
２（ｃ）に示すように、完全に光を遮光する状態からの
スライダ２２，２３の移動量を制御することができ、図
３（ｂ）に示すように光が開口２４の中心の一部のみを
通過する状態になるようにスライダ２２，２３を移動さ
せることも可能である。なお、上記二つの実施例におい
て、スライダ１２はステータ１１に、スライダ２２，２
３は各々ステータ２１にスライド移動されるようにガイ
ド部材（図示なし）により案内された構成とする。ま
た、シャッタ機構１０，２０のステータ１１，２１に
は、スライダ１２，２２，２３の移動を円滑に行うため
に帯状電極１５等を開口１３，２４の両側に設けている
が、この帯状電極１５等は開口１３，２４の片側のみに
設けられる構成としてもよい。

【００１３】図４は本発明のさらに他の実施例によるシ
ャッタ機構４０を示す正面図であり、図４（ａ）は開口
が光を通過させる状態を示し、図４（ｂ）は光が遮光さ
れた状態を示す。図５（ａ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ´線
断面図、図５（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ´線断面図で
ある。シャッタ機構４０は、ステータ４１と、このステ
ータ４１の両側面に回転自在に設けられたスライダ４
２，４３とからなり、スライダ４２，４３はステータ４
１に設けられた回転軸４８に軸支されている。ステータ
４１の一方の面には帯状電極４５が、他方の面には帯状
電極４６が回転軸４８を中心として放射状に設けられ、
スライダ４２，４３は各々帯状電極４５，４６に対向す
るように設けられている。ステータ４１には開口４４が
設けられ、この開口４４は帯状電極４５，４６と回転軸
４８間に設けられている。スライダ４２，４３は、開口
４４側の辺を「く」の字型に切り込んだ形状とされ、ス
ライダ４２とスライダ４３との重なりにより、開口４４
の開口時間又は面積を適宜に変えることができるように
構成されている。

【００１４】ステータ４１は、ガラスエポキシ基板５１
の両面に帯状電極４５，４６が設けられ、このガラスエ
ポキシ基板５１と帯状電極４５，４６を絶縁層５２，５
３で覆い、さらに、カバーフィルム５４，５５を設けた
構成とされている。スライダ４２，４３は光を遮光する
ベースフィルム５６，５７と、高抵抗コーティング層５
８，５９とから構成されている。スライダ４２，４３
は、高抵抗コーティング層５８，５９が外側に位置し
て、ベースフィルム５６，５７がカバーフィルム５４，
５５に対向するように配設される。

【００１５】上記のように構成されたシャッタ機構４０
の動作を説明する。シャッタ機構４０も上記のシャッタ
機構１０，２０と同様に誘導電荷形アクチュエータの動
作原理により駆動され、帯状電極４５，４６に電圧が印
加されることでスライダ４２，４３は帯状電極４５，４
６上を回転軸４８の周りに回転移動を行う。これによ
り、スライダ４２，４３はシャッタ羽根の作用をし、開
口４４の開閉制御が可能となる。

【００１６】上記の各実施例によるシャッタ機構によれ
ば、ステータ１１等に印加する電圧を制御することによ
り、電圧誘導電荷形アクチュエータの原理を用いて、ス
ライダ１２をシャッタ羽根として直接に駆動することが
でき、シャッタ羽根駆動のための機械的機構は簡易なも
ので足り、シャッタ機構の軽量化、低コスト化を図るこ
とができ、また、高精度な構成、制御を必要とせずに正
確なシャッタ機構２０におけるシャッタ制御が可能で、
高精度な露出制御を行うことができる。

【００１７】なお、本発明は上記実施例構成に限られず
種々の変形が可能である。例えば、上記実施例ではシャ
ッタ機構２０におけるスライダ２２，２３及びシャッタ
機構４０におけるスライダ４２，４３の形状は、スライ
ダ２２等を移動させることにより開口２４等を通過する
光の量を制御できるものであれば、必ずしも上記の形状
に限られるものではない。また、スライダ１１等は、常
時は開口１３等がスライダ１１等により閉じられた状態
となるように、ばね等により付勢したものとしてもよ
く、スライダ１１等における遮光層は、必ずしもガラス
エポキシ基板１４等によるものに限られず、光を遮光で
きるフィルム状の軽量のものであれば、他の素材による
ものであってもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明に係るカメラのシャ
ッタ機構によれば、開口を有し、帯状電極の設けられた
ステータと、このステータに対向して移動自在に設けら
れたスライダとを用いて誘導電荷形アクチュエータの動
作原理により、スライダを駆動し、ステータの開口の光
通過時間又は開口面積を制御するようにしたので、極め
て簡単な機構によってスライダをシャッタ羽根として直
接駆動することができ、軽量化、低コスト化を図ること
ができる。また、精度よくスライダを駆動することがで
きるので、高精度な露出制御を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるカメラのシャッタ機構
を示し、（ａ）はシャッタ機構の開口が閉じられた状態
を示す斜視図、（ｂ）はシャッタ機構の開口が開けられ
た状態を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ´線断面
図である。

【図２】（ａ）は本発明の他の実施例によるシャッタ機
構の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ´線断面図であ
る。

【図３】（ａ）は上記実施例のシャッタ機構において開
口が完全に開かれ、光を通過させる状態を示す図、
（ｂ）は開口の中心部の一部が開かれ、光を通過させる
状態を示す図、（ｃ）は開口が完全に閉じられ、光を遮
光した状態を示す図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例によるシャッタ機構
を示す正面図であり、（ａ）は開口が光を通過させる状
態を示す図、（ｂ）はスライダに光が遮光された状態を
示す図である。

【図５】（ａ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ´線断面図、
（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ´線断面図である。

【図６】本発明のシャッタ機構の原理構成を示す図であ
る。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明のシャッタ
機構の動作原理を示す図である。

【図８】（ａ）はバイモルフ方式によるシャッタ機構の
シャッタ閉の状態を示す図、（ｂ）はシャッタ機構のシ
ャッタ開の状態を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０，４０ シャッタ機構 １１，２１，４１ ステータ １２，２２，２３，４２，４３ スライダ １３，２４，４４ 開口 １５，２５，２６，４５，４６ 帯状電極 １０１ 制御装置（制御手段）

フロントページの続き (72)発明者 大塚 博司 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 桑名 稔 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 湯川 和彦 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 谷井 純一 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラのシャッタを駆動する機構におい
   て、 所定のピッチで並べられた帯状電極を有すると共に、光
   を通過させる開口を有するステータと、 前記ステータに対向して移動自在に設けられ、前記開口
   を光学的に遮光又は光通過状態とし、かつ、該ステータ
   の帯状電極に対向して抵抗体層を有したスライダと、 前記ステータの帯状電極に印加する電圧を変化させる制
   御手段とを備え、 前記制御手段によって、前記スライダの移動を制御する
   ことにより、前記開口の光通過時間又は開口面積を制御
   するように構成したことを特徴とするカメラのシャッタ
   機構。