KR20130111621A - 블레이드 구동 장치 및 광학 기기 - Google Patents

블레이드 구동 장치 및 광학 기기 Download PDF

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Abstract

블레이드 구동 장치는 블레이드와, 상기 블레이드에 의해 개폐되는 개구를 가진 기판과, 회전자를 포함하는 액추에이터와, 상기 회전자에 의해 구동하는 출력 부재와, 상기 출력 부재에 연동하여 상기 기판에 대해서 회전 가능한 구동 부재와, 상기 구동 부재에 연동하여 상기 블레이드를 구동하는 피구동 부재를 구비하고, 상기 구동 부재는 회전 가능하게 지지된 지지부, 상기 출력 부재에 연결한 제1연결부, 상기 피구동 부재에 연결한 제2연결부를 가지고, 상기 제1연결부는 상기 제2연결부와 상기 지지부 사이에 위치하고 있다.

Description

블레이드 구동 장치 및 광학 기기{BLADE DRIVE DEVICE AND OPTICAL EQUIPMENT}
본 발명은 블레이드 구동 장치 및 광학 기기에 관한 것이다.
특허문헌 1에는 회전자와, 회전자의 동력이 전달되는 구동 레버와, 구동 레버에 연동하여 회전하는 섹터(sector) 구동 레버와, 섹터 구동 레버에 의해 구동하는 암과, 암에 의해 구동하는 블레이드와, 블레이드에 의해 개폐되는 개구를 가진 기판을 구비한 장치가 개시되어 있다.
일본 특허공개 2004－325673호 공보
섹터 구동 레버는 기판에 대해서 회전 가능하게 지지하는 축부를 가지고 있다. 또, 섹터 구동 레버는 구동 레버에 맞물리는 기어부와, 암과 연결된 구동핀을 가지고 있다. 축부는 기어부와 구동핀 사이에 위치하고 있다. 이 때문에, 축부에는 큰 부하가 걸리기 때문에 축부의 직경을 작게 하는 것에는 문제가 있었다. 이 때문에, 축부를 소형화할 수 없고, 장치 전체로서도 소형화할 수가 없었다.
그래서 본 발명은, 소형화가 달성된 블레이드 구동 장치 및 그것을 구비한 광학 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은, 블레이드와, 상기 블레이드에 의해 개폐되는 개구를 가진 기판과, 회전자를 포함하는 액추에이터(actuator)와, 상기 회전자에 의해 구동하는 출력 부재와, 상기 출력 부재에 연동하여 상기 기판에 대해서 회전 가능한 구동 부재와, 상기 구동 부재에 연동하여 상기 블레이드를 구동하는 피구동 부재를 구비하고, 상기 구동 부재는 회전 가능하게 지지된 지지부, 상기 출력 부재에 연결한 제1연결부, 상기 피구동 부재에 연결한 제2연결부를 가지고, 상기 제1연결부는 상기 제2연결부와 상기 지지부 사이에 위치하고 있는 블레이드 구동 장치에 의해 달성할 수 있다.
이에 의해 축부에 걸리는 부하를 작게 할 수 있다. 따라서, 축부의 직경을 작게 할 수가 있다. 이에 의해 블레이드 구동 장치를 소형화할 수 있다.
상기 목적은, 블레이드에 의해 개폐되는 개구를 가진 기판과, 회전자를 포함하는 액추에이터와, 상기 회전자에 의해 구동하는 출력 부재와, 상기 출력 부재에 연동하여 상기 기판에 대해서 회전 가능하고 상기 블레이드를 구동하는 구동 부재를 구비하고, 상기 구동 부재는 회전 가능하게 지지된 지지부, 상기 출력 부재에 연결한 제1연결부, 상기 블레이드에 연결한 제2연결부를 가지고, 상기 제1연결부는 상기 제2연결부와 상기 지지부 사이에 위치하고 있는 블레이드 구동 장치에 의해서도 달성할 수 있다.
상기 목적은, 상기의 블레이드 구동 장치를 구비한 광학 기기에 의해서도 달성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소형화가 달성된 블레이드 구동 장치 및 그것을 구비한 광학 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예의 블레이드 구동 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 실시예의 블레이드 구동 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 회전자, 구동 부재, 출력 부재의 확대도이다.
도 4는 리딩 블레이드(leading blade), 구동 부재, 출력 부재, 액추에이터 주변의 단면도이다.
도 5 (A), 도 5 (B)는 구동 부재에 작용하는 부하의 설명도이다.
도 6은 구동 부재, 출력 부재, 회전자를 개구의 축방향으로부터 본 투시도이다.
도 7은 변형예에 관계되는 블레이드 구동 장치의 단면도이다.
도 1, 2는 본 실시예의 블레이드 구동 장치(1)의 분해 사시도이다. 블레이드 구동 장치(1)는 초점면 셔터라고도 칭해진다. 블레이드 구동 장치(1)는 디지털 카메라나 스틸(still) 카메라 등의 광학 기기에 채용된다. 블레이드 구동 장치(1)는 기판(10, 10A, 10B), 리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(trailing blade)(20B), 암(31a, 32a, 31b, 32b), 액추에이터(70a, 70b) 등을 가지고 있다. 기판(10, 10A, 10B)은 각각 개구(11, 11A, 11B)를 가지고 있다. 리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(20B)는 이들 개구(11, 11A, 11B)를 개폐한다. 액추에이터(70A, 70B)는 각각 리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(20B)를 구동한다.
리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(20B)는 각각 복수매의 블레이드로 구성된다. 리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(20B)는 각각, 복수의 블레이드가 겹친 중첩 상태, 복수의 블레이드가 펼쳐진 펼침 상태로 이행 가능하다. 이들 복수의 블레이드는, 중첩 상태에서는 개구(11)로부터 퇴피하여 개구(11)를 전개(全開) 상태로 하고, 펼침 상태에서는 개구(11)를 폐쇄하여 개구(11)를 전폐(全閉) 상태로 한다. 도 1, 2에서는 전개 상태에서의 블레이드 구동 장치(1)가 나타나 있다.
리딩 블레이드(20A)는 암(31a, 32a)에 연결되어 있다. 트레일링 블레이드(20B)는 암(31b, 32b)에 연결되어 있다. 도 2에 나타내듯이, 암(31a, 32a, 31b, 32b)은 기판(10)에 설치된 축(14a, 15a, 14b, 15b)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
구동 부재(40a, 40b)는 각각 암(31a, 31b)을 구동한다. 따라서, 암(31a, 31b)은 각각, 구동 부재(40a, 40b)에 의해 구동함과 아울러 리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(20B)를 구동하는 피구동 부재에 상당한다. 구동 부재(40a, 40b)에는 각각 암(31a, 31b)에 연결된 구동핀(43a, 43b)이 설치되어 있다. 기판(10, 10A, 10B)에는 각각, 구동핀(43a)의 이동을 허용하기 위한 이스케이프 슬롯(escape slot)(13a, 13aA, 13aB)이 설치되어 있고, 마찬가지로 구동핀(43b)의 이동을 허용하기 위한 이스케이프 슬롯(13b, 13bA, 13bB)이 설치되어 있다. 구동 부재(40a, 40b)에 대해서는, 상세하게는 후술한다.
기판(10)에는 액추에이터(70a, 70b)를 보지(保持)하는 홀더(80, 90)가 조립되어 있다. 홀더(80)는 액추에이터(70a, 70b)를 각각 지지하는 지지벽(81a, 81b)이 형성되어 있다. 홀더(80)는 기판(10)에 고정된다. 홀더(80, 90)는 서로 고정된다. 홀더(90)에는 복수의 걸어맞춤 발톱(engaging claw)(98)이 설치되어 있다. 홀더(80)에는 걸어맞춤 발톱(98)에 걸어맞춰지는 걸어맞춤부(88)가 복수 설치되어 있다. 걸어맞춤 발톱(98), 걸어맞춤부(88)가 걸어맞춰짐으로써 홀더(80, 90)는 서로 고정된다. 홀더(80, 90)는 합성수지제이다.
액추에이터(70a)는 홀더(80)에 회전 가능하게 지지된 회전자(72a), 여자됨으로써 회전자(72a)와의 사이에서 자력이 작용하는 고정자(74a), 고정자(74a)를 여자하기 위한 리딩 블레이드 코일(76a)을 구비하고 있다. 회전자(72a)에는, 상세하게는 후술하는 출력 부재(50a)가 끼워맞춰진다. 출력 부재(50a)는 구동 부재(40a)와 연결된다. 이에 의해 회전자(72a)가 회전함으로써 출력 부재(50a), 구동 부재(40a)가 구동하여 암(31a), 리딩 블레이드(20A)가 구동한다. 액추에이터(70b)에 대해서도 마찬가지다. 액추에이터(70b)의 회전자(72b)가 회전함으로써 구동 부재(40b)가 회전하고 트레일링 블레이드(20B)가 구동한다.
홀더(80)의 지지벽(81a, 81b)에는 각각 이스케이프 슬롯(85a, 85b)이 형성되어 있다. 이스케이프 슬롯(85a)은 구동 부재(40a)와 출력 부재(50a)의 연결 부분을 수용한다. 마찬가지로, 이스케이프 슬롯(85b)은 구동 부재(40b)와 출력 부재(50b)의 연결 부분을 수용한다. 홀더(80)에는, 각각 회전자(72a, 72b)를 회전 가능하게 지지하는 축부(87a, 87b)가 형성되어 있다. 홀더(90)의 상부에는 프린트 기판(100)이 고정된다. 프린트 기판(100)은 코일(76a, 76b)에 전력을 공급한다.
도 3은 회전자(72a), 구동 부재(40a), 출력 부재(50a)의 확대도이다. 또한, 도 3은 회전자(72a), 구동 부재(40a), 출력 부재(50a)가 블레이드 구동 장치(1)에 조립된 상태를 나타내고 있다. 구동 부재(40a)는 판상의 암부(41a), 암부(41a)의 일단에 형성되고 회전의 지점(支點)으로 되는 지지공(42a), 암부(41a)의 타단에 형성되고 소정 방향으로 뻗어있는 구동핀(43a)을 가지고 있다. 또, 암부(41a)의 상부에는 기어부(45a)가 형성되어 있다. 회전자(72a)는 통부(72a3), 통부(72a3)에 끼워맞춰진 링상의 영구자석(72a1)을 가지고 있다. 영구자석(72a1)은 둘레 방향으로 다른 극성으로 착자되어 있다. 통부(72a3)의 상측에 통부(72a3)에 대해서 영구자석(72a1)이 회전 불능으로 끼워맞춰져 있다. 통부(72a3)의 하측에 통부(72a3)에 대해서 회전 불능으로 출력 부재(50a)가 끼워맞춰져 있다. 따라서, 출력 부재(50a)는 회전자(72a)와 함께 회전한다. 영구자석(72a1), 통부(72a3)는 일체성형되어 있다.
출력 부재(50a)는 통부(72a3)에 끼워맞춰진 대략 원통상의 통부(52a), 통부(52a)로부터 직경 방향 외측으로 돌출한 돌출부(54a), 돌출부(54a)의 선단에 형성된 기어부(55a)를 가지고 있다. 출력 부재(50a)의 기어부(55a)와 구동 부재(40a)의 기어부(45a)가 맞물린다. 이에 의해 출력 부재(50a)의 동력이 구동 부재(40a)에 전달된다. 따라서, 구동 부재(40a)의 기어부(45a)는 출력 부재(50a)에 연결한 제1연결부에 상당한다.
도 4는 리딩 블레이드(20A), 구동 부재(40a), 출력 부재(50a), 액추에이터(70a) 주변의 단면도이다. 또한, 도 4는 개구(11)의 축방향에 직교하는 방향으로부터 블레이드 구동 장치(1)를 본 경우의 단면도이다. 도 4에서는 기판(10A)은 생략하고 있다. 홀더(80)의 축(84a)에 구동 부재(40a)의 지지공(42a)이 회전 가능하게 끼워맞춰져 있다. 이에 의해 구동 부재(40a)는 회전 가능하게 지지된다. 따라서, 지지공(42a)은 구동 부재(40a)를 회전 가능하게 지지하는 지지부에 상당한다. 구동핀(43a)은 소정 방향으로 뻗어있고, 기판(10, 10B)의 사이에 배치된 암(31a)에 연결되어 있다. 따라서, 구동 부재(40a)의 구동핀(43a)은 암(31a)에 연결한 제2연결부에 상당한다. 상술한 것처럼 암(31a)은 리딩 블레이드(20A)에 연결되어 있다. 출력 부재(50a)와 구동 부재(40a)의 연결은 이스케이프 슬롯(85a)을 통해 확보되어 있다. 상세하게는, 기어부(45a, 55a)는 이스케이프 슬롯(85a) 내에 위치하고 있다.
또, 도 3, 4에 나타내듯이, 구동 부재(40a)의 기어부(45a)의 위치는 지지공(42a)과 구동핀(43a) 사이에 있다. 이에 의해 지지공(42a)에 끼워맞춰지는 축(84a)에의 부하를 작게 할 수 있고, 축(84a)의 직경을 종래보다 작게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이하에 구동 부재(40a)에 작용하는 부하에 대해 설명한다.
도 5 (A), 5 (B)는 구동 부재(40a)에 작용하는 부하의 설명도이다. 도 5 (A)는 본 실시예의 구동 부재(40a)에 작용하는 부하의 설명도이고, 도 5 (B)는 본 실시예와는 다른 구조의 구동 부재에 작용하는 부하의 설명도이다. 본 실시예의 구동 부재(40a)의 암부(41a)에는, 암(31a)에 끼워맞춰진 구동핀(43a), 축(84a)에 끼워맞춰진 지지공(42a)이 형성되어 있다. 이 때문에, 구동 부재(40a)의 암부(41a)는, 도 5 (A)에 나타내듯이, 점 A2, A3에 의해 지지된 양단지지빔 B로 간주할 수가 있다. 점 A3은 지지공(42a)에 상당한다. 점 A2는 구동 부재(40a)와 암(31a)이 연결한 제2연결부에 상당한다. 여기서, 출력 부재(50a)로부터 동력이 전달되는 암부(41a) 상의 기어부(45a)는, 빔 B에 작용하는 하중 P라고 생각할 수가 있다. 빔 B의 길이를 2L로 하고, 하중 P가 작용하는 점 A1을 빔 B의 중심으로 한다. 점 A1은 구동 부재(40a)와 출력 부재(50a)가 연결된 제1연결부에 상당한다. 이 경우, 점 A3에 작용하는 전단력의 크기는 P/2이다. 점 A3에 작용하는 휨 모멘트(bending moment)는 0이다.
이에 반해, 도 5 (B)에서는, 하중이 걸리는 점 A1은 점 A3보다 외측에 위치하고 있고, 점 A3이 점 A1과 점 A2 사이에 위치하고 있다. 즉, 도 5 (B)는 본 실시예에 있어서의 지지공(42a)의 위치가 구동 부재(40)의 기어부(45a)와 구동핀(43a) 사이에 있는 종래의 구조를 나타내고 있다. 상술한 것처럼, 점 A3은 구동 부재(40a)가 회전 가능하게 지지되어 있는 지점(支點)을 의미한다. 이 때문에, 점 A1로부터 점 A3까지의 구간에서의 빔 B는 점 A3으로 지지된 캔틸레버빔(cantilever beam)으로 간주할 수가 있다. 여기서, 점 A3에 작용하는 전단력은 P이다. 점 A3에 작용하는 휨 모멘트는 PL이다. 이와 같이 도 5 (A)의 빔 B의 점 A3에 작용하는 전단력, 휨 모멘트는, 도 5 (B)의 빔 B의 점 A3에 작용하는 전단력, 휨 모멘트보다도 작은 값이다.
따라서, 본 실시예에서는, 구동 부재(40a)의 지지공(42a)에 회전 가능하게 끼워맞춰지는 축(84a)에는 큰 부하가 걸리지 않는다. 이 때문에, 축(84a)의 직경은, 지지공(42a)이 기어부(45a)와 구동핀(43a) 사이에 있는 종래의 구조보다 작게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이에 의해 평면 방향에서의 블레이드 구동 장치(1)의 크기가 소형화된다.
또, 도 4에 나타내듯이, 구동 부재(40a)의 기어부(45a)와 출력 부재(50a)의 기어부(55a)는 홀더(80)의 이스케이프 슬롯(85a) 내에 위치하고 있다. 이 때문에 블레이드 구동 장치(1)가 박형화되어 있다.
또, 이스케이프 슬롯(85a)의 크기는 기어부(45a, 55a)끼리의 연결을 가능하게 하는 정도의 크기로 설정되어 있다. 이 때문에 이스케이프 슬롯(85a)은 비교적 크게 형성되어 있다. 이 때문에 홀더(80)는 경량화되어 있다.
또, 이스케이프 슬롯(85a) 내에서 기어부(45a, 55a)끼리가 연결되어 있으므로, 구동 부재(40a)와 출력 부재(50a)를 접근시켜 배치할 수가 있다. 이 때문에 구동 부재(40a) 및 출력 부재(50a) 전체의 크기를 소형화할 수 있다. 이에 의해 구동 부재(40a) 및 출력 부재(50a) 전체가 경량화되어 있다. 따라서, 블레이드 구동 장치(1)는 경량화되어 있다.
도 6은 구동 부재(40a), 출력 부재(50a), 회전자(72a)를 개구(11)의 축방향으로부터 본 투시도이다. 환언하면, 도 6은 구동 부재(40a)와 출력 부재(50a)와 회전자(72a)를 회전자(72a)의 축방향으로부터 본 투시도이다. 도 6에 나타내듯이, 구동핀(43a)은 회전자(72a)에 겹쳐 있다. 상세하게는, 구동핀(43a)의 이동 궤적의 일부가 회전자(72a)에 겹친다. 이와 같이 회전자(72a), 구동 부재(40a)가 배치되어 있으므로, 평면 방향에서의 블레이드 구동 장치(1)의 소형화가 달성되어 있다. 또한, 도 6에 나타내듯이, 지지공(42a)의 중심과 구동핀(43a)의 중심을 잇는 직선 상에 기어부(45a)가 설치되어 있다.
도 7은 변형예에 관계되는 블레이드 구동 장치(1′)의 단면도이다. 도 7은 도 4에 대응하고 있다. 구동 부재(40a′)는 지지축(42a′)을 가지고 있고, 지지축(42a′)은 홀더(80′), 기판(10)에 각각 형성된 구멍에 회전 가능하게 끼워맞춰져 있다. 따라서, 지지축(42a′)은 구동 부재(40a)를 회전 가능하게 지지하는 지지부에 상당한다. 이와 같이 지지축(42a′)에 의해 회전 가능한 구동 부재(40a′)라도 좋다. 이러한 구성에 의해서도 지지축(42a′)에 작용하는 부하는 작으므로, 지지축(42a′)의 직경을 작게 할 수 있고, 블레이드 구동 장치(1′)를 소형화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서는, 블레이드 구동 장치(1)로서 초점면 셔터를 이용하여 설명하였다. 본 발명의 초점면 셔터는 리딩 블레이드(20A), 트레일링 블레이드(20B)의 구동원으로서 스프링을 이용하는 타입은 아니고, 전자(electromagnetic) 액추에이터(70a, 70b)를 이용하는 타입이다. 일반적으로 초점면 셔터에 있어서는, 리딩 블레이드, 트레일링 블레이드를 구동하기 위한 기구인 막구동 기구부를 구성 가능한 공간은, 본 실시예에 있어서의 기판(10) 상의 개구(11)의 단변측의 일방의 영역, 즉 기판(10) 상의 홀더(80, 90)로 획정되는 영역 내로 한정된다.
본 실시예와 같이, 전자 액추에이터(70a, 70b)를 이용하여 리딩 블레이드, 트레일링 블레이드를 구동하는 타입의 초점면 셔터의 경우, 요즈음의 고속화에 대응하기 위해, 코일 공간이 필요하게 되어 막구동 기구부가 커져 버릴 우려가 있다. 본 실시예의 초점면 셔터는, 구동 부재(40a)의 기어부(45a)의 위치가 지지공(42a)과 구동핀(43a) 사이에 있고, 축(84a)에 큰 부하가 걸리지 않기 때문에, 축(84a)의 직경을 작게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 구동핀(43a)의 이동 궤적의 일부가 회전자(72a)에 겹치는 구성으로 되어 있기 때문에 막구동 기구부의 평면 방향에서의 크기를 소형화할 수 있다. 또한, 구동 부재(40a)의 기어부(45a)와 출력 부재(50a)의 기어부(55a)는 홀더(80)의 이스케이프 슬롯(85a) 내에 위치하고 있기 때문에 막구동 기구부의 두께 방향, 즉 축(84a)의 방향으로 막구동 기구부를 박형화할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 블레이드 구동 장치(1)인 초점면 셔터는 축(84a)에 평행한 광축 방향으로 박형화되고, 또 광축에 대해서 수직인 방향으로 소형화되어 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상술했지만, 본 발명은 관련된 특정의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서 변형·변경이 가능하다.
상기 실시예에서는 블레이드 구동 장치의 일례로서 초점면 셔터를 예로 설명하였다. 그렇지만, 블레이드 구동 장치는 초점면 셔터 이외의 것이라도 좋다. 예를 들면, 구동 부재(40a)의 구동핀(43a)에 직접 블레이드가 연결되어 있어도 좋다. 또, 블레이드는 직선상으로 이동하는 것에 한정되지 않고, 회전, 요동하는 것이라도 좋다.

Claims (7)

  1. 블레이드와,
    상기 블레이드에 의해 개폐되는 개구를 가진 기판과,
    회전자를 포함하는 액추에이터와,
    상기 회전자에 의해 구동하는 출력 부재와,
    상기 출력 부재에 연동하여 상기 기판에 대해서 회전 가능한 구동 부재와,
    상기 구동 부재에 연동하여 상기 블레이드를 구동하는 피구동 부재를 구비하고,
    상기 구동 부재는 회전 가능하게 지지된 지지부, 상기 출력 부재에 연결한 제1연결부, 상기 피구동 부재에 연결한 제2연결부를 가지고,
    상기 제1연결부는 상기 제2연결부와 상기 지지부 사이에 위치하고 있는 블레이드 구동 장치.
  2. 블레이드와,
    상기 블레이드에 의해 개폐되는 개구를 가진 기판과,
    회전자를 포함하는 액추에이터와,
    상기 회전자에 의해 구동하는 출력 부재와,
    상기 출력 부재에 연동하여 상기 기판에 대해서 회전 가능하고 상기 블레이드를 구동하는 구동 부재를 구비하고,
    상기 구동 부재는 회전 가능하게 지지된 지지부, 상기 출력 부재에 연결한 제1연결부, 상기 블레이드에 연결한 제2연결부를 가지고,
    상기 제1연결부는 상기 제2연결부와 상기 지지부 사이에 위치하고 있는 블레이드 구동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터를 보지하는 홀더를 구비하고,
    상기 홀더에는 이스케이프 슬롯이 설치되어 있고,
    상기 제1연결부는 상기 이스케이프 슬롯 내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 블레이드 구동 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회전자의 축방향으로부터 본 경우에, 상기 제2연결부의 궤적의 적어도 일부는 상기 회전자에 겹치는 것을 특징으로 하는 블레이드 구동 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1연결부는 상기 출력 부재에 맞물리는 기어부인 것을 특징으로 하는 블레이드 구동 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1연결부는 상기 제2연결부와 상기 지지부를 잇는 직선 상에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 블레이드 구동 장치.
  7. 제1항 또는 제2항의 블레이드 구동 장치를 구비한 광학 기기.
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