WO2005054943A1

WO2005054943A1 - シャッタ装置

Info

Publication number: WO2005054943A1
Application number: PCT/JP2004/017475
Authority: WO
Inventors: Hisashi Kawamoto; Kazuya Shioda
Original assignee: Seiko Precision Inc.
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2005-06-16
Also published as: US7572075B2; CN1886695A; JP4485177B2; JP2005164843A; CN1886695B; US20060250903A1

Abstract

　シャッタ開口４を備えた基板３と、支軸１１、２１，３１に揺動自在に軸支され前記シャッタ開口４を開閉する少なくとも２枚のセクタ１０，２０，３０とを備えたシャッタ装置１であって、一方のセクタの支軸１１の全高を低くして、他方のセクタ２０，３０の揺動範囲内に配置している。本シャッタ装置によると、一方のセクタの支軸を他方の揺動範囲に配置するので自由度を持ってセクタの配置設計を行うことができる。よって、シャッタスピードの高速化或いは小型化や組立効率の良い位置にセクタを配置したシャッタ装置を作製できる。　

Description

明細書

シャツタ装置

技術分野

[0001] 本発明は光学機器用のシャツタ装置に関する。より詳細にはデジタルカメラやビデォカメラ等の光学機器に好適に使用できるシャツタ装置に関する。背景技術

[0002] 近年、デジタルカメラ等に組み込まれるシャツタ装置は小型化と共に、シャツタスピードの高速ィ匕が図られている。例えば特許文献 1は、この種のシャツタ装置を開示している。特許文献 1で開示するシャツタ装置は、露光用の開口部を揺動により開閉する 2枚のシャツタ羽根を備えている。このシャツタ羽根はそれぞれが連結孔を備え、この連結孔に往復動される駆動ピンが挿通されており、駆動ピンの移動に伴ってシャツタ羽根が開口部を開閉するように構成されている。上記連結孔は、閉じ動作の際に駆動ピンが係合する閉じ側内縁部と、開き動作の際に駆動ピンが係合する開き側内縁部とが形成されている。そして、閉じ側内縁部には、閉じ方向と逆向きに後退する後退内縁部が形成されてヽる。

[0003] 上記のように後退内縁部を設けることによりシャツタ開口を高速で閉じることができるようにしている。さらに、上記閉じ側内縁部と開き側内縁部との間に、駆動ピンが遊動し得る遊び代 Wが形成されて、る。この遊び代 Wを設けることで駆動ピンの動き始めでの負荷を軽減し、駆動ピンが十分に加速して力もシャツタ羽根の閉じ動作を行う。上記のように特許文献 1のシャツタ装置では、後退内縁部や遊び代 Wを設けることで、シャツタスピードの高速化及び装置の小型化を図って!/、る。

[0004] 特許文献 1 :特開 2002— 162666号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、特許文献 1で開示するシャツタ装置は、各セクタの揺動中心となる支軸が他のセクタと干渉しない所に配置されている。すなわち、他のセクタの停止位置や通過領域に掛カないように、それぞれのセクタの支軸が配設されている。図 8は、従来において一般的なシャツタ装置 100での第 1セクタ 105の支軸 (ダボとも称される） 103の周部を拡大した側面図である。支軸 103は、基板 101と一体成形されて基板表面力も突出した状態に形成されている。この支軸 103の頭部側は支持板 102に形成した穴 107に差し込まれている。支軸 103はこのような構造で所定位置に固定されて、る。この支軸 103を中心にして第 1セクタ 105が揺動するように構成されて!、る

[0006] シャツタ装置 100の小型化のためには、例えば図 8の矢印 SP部分に支軸 103を配置することが望ましい。しかし、この位置は、第 2セクタ 106が揺動するため、支軸 10 3を配置することができな力つた。そこで、従来においては図 8に示すように、第 2セクタ 106と干渉する領域を避けた所に第 1セクタ 105の支軸 103が設定されていた。なお、図 8では第 1セクタ 105の支軸 103のみを例示した力第 2セクタ 106の支軸も第 1セクタ 105と干渉しな、場所に設定されて、る。

[0007] 上記のように、従来のシャツタ装置では一方のセクタの支軸が他方のセクタと干渉しないように配置されている。よって、従来のシャツタ装置は、小型化や組立効率の観点、或、はシャツタスピードを上げると!、う観点力も支軸を配置した、場所があっても、他のセクタとの干渉を回避するため設置位置が制限されるという問題があった。

[0008] そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、セクタ配置の自由度を向上させたシャッタ装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0009] 上記目的は、シャツタ開口を備えた基板と、支軸に揺動自在に軸支され前記シャツタ開口を開閉する少なくとも 2枚のセクタとを備えたシャツタ装置であって、一方のセクタの支軸を、他方のセクタの揺動範囲内に配置したシャツタ装置により達成できる。本発明によると、一方のセクタの支軸を他方の揺動範囲に配置できるので自由度を持ってセクタの配置設計を行うことができる。よって、シャツタスピードの高速ィ匕或いは小型化や組立効率の良、位置にセクタを配置したシャツタ装置を作製できる。

[0010] 前記一方のセクタの支軸は、他方のセクタが揺動する高さ位置よりも全高が低くなるようにして、前記基板上に棒状部を形成したピンを採用することができる。このようなピンは全高が低いので、他のセクタの揺動動作の障害とならないので、制限なく配置できる。そして、前記ピンは、頭部にセクタ抜落ち防止用の鍔部を備えていることが望ましい。また、前記揺動範囲には、前記他方のセクタが全閉、全開或いは小絞りを形成するために停止する位置及び該セクタが通過する領域を含めることができる。

[0011] また、ァクチユエータに接続されて移動する作動部材を含み、前記セクタは前記作動部材が係合する貫通孔を備え、該貫通孔は前記作動部材を無負荷で移動させる加速領域と、該加速領域に連続して形成され、前記作動部材の移動に伴って前記セクタが所定軌跡で揺動するように形成したカム溝を備えた揺動領域とを含んで、る構造を採用すれば高速化も図ったシャツタ装置とすることができる。また、前記セクタは、前記シャツタ開口を閉じる位置に移動したときに該シャツタ開口に掛力ない領域に肉抜き穴 (軽量穴）を有していてもよい。このようなセクタを採用しても高速化も図つたシャツタ装置とすることができる。前述したシャツタ装置を含む光学機器は小型化や低コストィ匕を図ることができる。

発明の効果

[0012] 以上説明したように、本発明によれば、一方のセクタの支軸を他方のセクタの揺動範囲内に配置するのでシャツタ装置で設計の自由度が向上する。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明に係るシャツタ装置が全開状態にあるときの様子を示した図である。

[図 2] (A)、（B)、（C)、（D)は、図 1のシャツタ装置に含まれる構成の一部を取り出して示した図である。

[図 3]図 1のシャツタ装置の第 1セクタ（一方のセクタ）の支軸と他のセクタ (他方のセクタ）との関係を示した図である。

[図 4]図 1のシャツタ装置が備えるシャツタ基板とモータとの配置関係を平面視により示した図である。

[図 5]シャツタ装置が全閉状態にあるときの様子を示した図である。

[図 6]シャツタ装置が小絞り状態にあるときの様子を示した図である。

[図 7] (A)、（B)、（C)、（D)は、第 1セクタの貫通孔及び第 2セクタの貫通孔と、駆動ピンとの位関係を示した図である。

[図 8]—般的なシャツタ装置に関するセクタの支軸の周部を拡大した側面図である。発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、図面に基づいて一実施形態のシャツタ装置を説明する。図 1は本発明に係るシャツタ装置 1が全開状態にあるときの様子を示した図である。図 2は、図 1のシャツタ装置 1に含まれる構成の一部を取り出して示した図である。図 3は図 1のシャツタ装置の第 1セクタ（一方のセクタ）の支軸と他のセクタ (他方のセクタ）との関係を示した図である。図 4は、図 1のシャツタ装置が備えるシャツタ基板とモータとの配置関係を平面視により示した図である。さらに、図 5はシャツタ装置 1が全閉状態にあるときの様子を示した図である。図 6はシャツタ装置 1が小絞り状態にあるときの様子を示した図である。

[0015] 図 1に示すように、本シャツタ装置 1はセクタ 3枚構成のシャツタ装置である。シャツタ装置 1は、シャツタ基板 3と、 3枚のセクタ 10、 20、 30を備えている。第 1セクタ 10は第 1シャツタ羽根であり、第 2セクタ 20は小絞り穴を備えた小絞り羽根である。第 3セクタ 30は第 2シャツタ羽根である。この図 1では、各セクタを確認し易いように、第 1セクタ 10に関する部分を実線、第 2セクタ 20に関する部分を長い破線、第 3セクタに関する部分を点線で示している。なお、シャツタ基板 3の中央には、シャツタ開口 4が形成されている。

[0016] 第 1セクタ 10は、支軸 11を中心に揺動自在に構成され、貫通孔 12を備えている。

第 2セクタ 20は、支軸 21を中心に揺動自在に構成され、貫通孔 22を備えると共に小絞り開口 23を有している。第 3セクタ 30は、支軸 31を中心に揺動自在に構成され、貫通孔 32を備えている。上記 3個の貫通孔 12、 22、 32には、ァクチユエータとしてのステップモータ（図 4参照）によって、円弧状の軌跡を描いて揺動する作動部材としての駆動ピン 5が係合している。すなわち、 1つの駆動ピン 5が 3個の貫通孔 12、 22、 3 2を貫通し、この駆動ピン 5の移動により全てのセクタ 10、 20、 30が所定位置に移動されるように構成されて、る。

[0017] 図 2は、図 1に示した各部構成が確認し易いように取り出して示した図である。 (A) は第 1セクタ 10、（B)は第 2セクタ 20、（C)は第 3セクタ 30を示している。また、（D)は円弧状の軌跡を描、て移動する駆動ピン 5の移動範囲を拡大して示して、る。 5—1 の位置が図 1に示した全開の位置である。 5—2の位置が、この後に図 5で示す全閉位置である。 5— 3の位置力この後に図 6で示す小絞り位置である。本シャツタ装置 1 では、駆動ピン 5がー方向へ移動する間に各セクタ 10、 20, 30により全開、全閉、小絞りの状態が形成される。

[0018] 特に、第 1セクタ 10及び第 2セクタ 20の貫通孔 12、 22は、加速領域を備えており、図 1に示した全開状態で駆動ピン 5が移動を開始したときに無負荷状態の駆動を可能とする。これにより十分に加速した駆動ピン 5が揺動領域へと入って、シャツタ開口 4を高速に閉じるという動作が実行される。なお、図 2 (D)は、駆動ピン 5を駆動するステツプモータ 7及びこのステップモータ 7から延びたアーム部 8を示して!/、る。駆動ピン 5はアーム部 8の他端に固定されている。よって、ステップモータ 7のロータ軸が所定範囲で回転すると、アーム部 8先端の駆動ピン 5が図示のように円弧上を揺動する

[0019] 図 3は、本シャツタ装置 1の第 1セクタ 10の支軸 11と他のセクタ 20, 30との関係を示した側面図である。本シャツタ装置 1では、第 1セクタ 10の支軸 11が、第 2セクタ 20 及び第 3セクタ 30の揺動範囲内に配置されている。なお、ここで言う揺動範囲は、セクタ 20, 30が全閉、全開或いは小絞りを形成するために停止する位置及びセクタ 20 , 30が通過する領域を含んでいる。

[0020] 図 3は、第 1セクタ 10の支軸 11の周部を拡大して示している。この支軸 11は、榭脂材料を用いて基板 3を形成するときに一体成形することができる。この場合、基板 3の所定位置に設けた棒状部としてのピンを支軸 11とすることができる。この支軸 11に第 1セクタ 10を差し込んで回動自在に保持する。支軸 11は榭脂製であるので、熱をカロえながら頭部を押し込んで熱カシメ処理することによって頭部に鍔部 1 laを形成できる。このように鍔部 11aが形成されているので、セクタ 10は支軸 (ピン） 11から抜け落ちることがない。この支軸 11を中心にして第 1セクタ 10が揺動する。この支軸 11は、従来のように支持板 6まで延在しておらず全高が低ぐセクタ 20、 30の揺動の障害とならないように形成される。

[0021] 上記のように図 3に示した支軸 11は第 2セクタ 20及び第 3セクタ 30が揺動しても干渉することがないので、第 2セクタ 20及び第 3セクタ 30の揺動範囲に設定できる。このように本シャツタ装置 1では、所望位置にセクタ 10の支軸 11を配置できるので、セクタ設計の自由度が向上する。よって、本シャツタ装置 1は従来にあっては配置できな力つた場所に支軸を配置できるので、小型化や組立て効率に基づ!/、たセクタ設計が可能となる。なお、上記支軸 11は前述したように基板 3と一体成形することなぐ棒状部材を準備して基板 3に固定するようにしてもよい。

[0022] 図 4は、図 1に示したシャツタ装置 1が備えるシャツタ基板 3とステップモータ 7との配置関係を平面視で模式的に示した図である。ステップモータ 7は、ロータ 702、この外周に U字状のステータ 703を備えている。図 4は、このステータ 703の端部側を示している。このステータ 703には 2個のコイル 704、 705が卷回されている。これらのコィノレ 704、 705は制御回路 706により,駆動制御されている。

[0023] シャツタ基板 3は、上記のようにシャツタ開口 4を備えているがこの図 4では示されていない。シャツタ基板 3の前面側には前記した 3枚のセクタ 10、 20、 30が基板面に沿うように配置されている。これらのセクタは、シャツタ基板 3側から第 1セクタ 10、第 2セクタ 20、第 3セクタ 30である。シャツタ基板 3の背面側には上記ステップモータ 7が配置されている。

[0024] この図 4では穴の位置は確認できないが、第 1セクタ 10は基板 3に設けた支軸 11に係合する穴、及びステップモータ 7のロータ軸 707に接続された駆動ピン 5に係合する貫通孔を備えている。また、第 2セクタ 20は基板 3に設けた支軸 21に嵌合する穴、及び上記駆動ピン 5に係合する貫通孔を備えている。同様に、第 3セクタ 30も基板 3 に設けた支軸 31に嵌合する穴、及び上記駆動ピン 5に係合する貫通孔を備えている。本シャツタ装置 1では、前述のように第 1セクタ 10の支軸 11を熱カシメ処理で全高が低く形成されている。一方、第 2セクタ 20の支軸 21及び第 3セクタ 30の支軸 31は、従来と同様に他のセクタの揺動範囲とならない位置に配置されている。セクタ 10, 2 0、 30は駆動ピン 5の移動に伴ってそれぞれが独自の軌跡を描いて揺動する。

[0025] 基板 3の背面側に配置しているステップモータ 7のロータ軸 707には、半径方向に延出したアーム部 8が接続されている。このアーム部 8の端部からはシャツタ基板 3側に設けた扇形状の開口 708を通り反対側まで延在した駆動ピン 5が接続されている。前面側に出たこの駆動ピン 5に、セクタ 10、 20、 30のそれぞれに設けた貫通穴が係合している。よって、ステップモータ 7のロータ軸 707が回動したときには、駆動ピン 5 力れに伴って移動し、さらにセクタ 10, 20,30が所定の軌跡で揺動する。

[0026] 図 1 (全開）、図 5 (全閉)及び図 6 (小絞り）を参照して、それぞれの状態での第 1セクタ 10の支軸 11と第 2セクタ 20及び第 3セクタ 30との位置関係を確認する。図 1の全開状態では、第 1セクタ 11の支軸 11上方に、第 2セクタ 20及び第 3セクタ 30が停止している。この全閉状態から、第 2セクタ 20及び第 3セクタ 30は全閉及び小絞り状態を形成するためそれぞれが所定の軌跡を描いて揺動するが、支軸 11の全高が低いのでこれらセクタ 20, 30とは干渉しない。以上説明したように支軸 11が上記のように形成されているので、本シャツタ装置 1は従来よりも自由度をもってセクタを配置することができる。よって、小型化、組立て効率或いはシャツタスピードが得られるようなセクタ設計が可能となる。

[0027] さらに、本シャツタ装置 1は、第 1セクタ 10及び第 2セクタ 20を高速で動作させるための構成を備えている。この点ついて説明する、第 1セクタ 10と第 2セクタ 20とが備える貫通孔 12、 22は、加速領域と揺動領域を備えている。なお、第 3セクタ 30の貫通孔 32は駆動ピン 5の移動方向と交差する方向へ延びている力この貫通孔 32の形状は直線状であり駆動ピン 5への負荷が少ない形状とされている。図 1 (全開）、図 5 ( 全閉)及び図 6 (小絞り）を参照して説明する。

[0028] 図 1の全開状態では駆動ピン 5が移動範囲の右端にある。このときには各セクタ 10 、 20、 30は貫通孔 12、 22、 32の形状に基づいて、シャツタ開口 4を開く位置に移動される。貫通孔 12、 22のそれぞれに注目すると、駆動ピン 5が移動する方向へ円弧状の加速域が形成されている。この点については、図 7を示して説明する。

[0029] 図 7 (A)は、図 1で示す全開状態での第 1セクタ 10の貫通孔 12及び第 2セクタ 20の貫通孔 22と、駆動ピン 5との位置関係を拡大して示した図である。図 7 (B)は図 5で示す全閉状態での第 1セクタ 10の貫通孔 12及び第 2セクタ 20の貫通孔 22と、駆動ピン 5との位置関係を拡大して示した図である。また、図 7 (C)は全開状態と全閉状態とで変化が確認できるように第 1セクタ 10の貫通孔 12と駆動ピン 5とでの相対位置関係を示した図である。同様に図 7 (D)は全開状態と全閉状態とで変化が確認できるように第 2セクタ 20の貫通孔 22と駆動ピン 5とでの相対位置関係を示した図である。

[0030] 図 7 (A)の全閉状態では、駆動ピン 5が右端に位置している。第 1セクタ 10の貫通孔 12及び第 2セクタ 20の貫通孔 22ともに駆動ピン 5に負荷を掛けない形状に成形されている。図 7 (C)において αで示す領域が貫通孔 12の加速領域、図 7 (D)において j8で示す領域が貫通孔 22の加速領域であり、これらの加速領域は駆動ピン 5の移動軌跡に対応した形状に成形されている。よって、駆動ピン 5は位置（5—1)を初期位置として、無負荷の状態で移動を開始できる。

[0031] 駆動ピン 5は加速が十分につ、た状態で、加速領域 ex、 βに連続する揺動領域に進入することができる。図 7 (C)において γで示す領域が貫通孔 12の第 1の揺動領域、図 7 (D)において δで示す領域が貫通孔 22の第 1の揺動領域である。すなわち、図 7 (C)及び (D)で示すように駆動ピン 5は矢印の経路を迪ることで、加速した状態で第 1の揺動領域 0、 δに入る。この第 1の揺動領域 γ、 δには、セクタ 10及びセクタ 20をシャツタ開口へ誘導するカム溝が形成されている。よって、セクタ 10, 20を高速に揺動して、図 7 (Α)の全開状態力も 7 (Β)の全閉状態へと素早く変化させることができる。なお、本シャツタ装置 1では第 3セクタ 30を備えているので、実際の全閉状態では 3枚のセクタが協働して図 5に示す全閉状態が形成される。

[0032] また、第 1、第 2セクタ 10、 20の貫通孔 12、 22の第 1揺動領域 γ、 δに連続して、図 6に示す小絞り状態を形成するための第 2の揺動領域がさらに形成されている。この第 2の揺動領域には小絞り状態を形成するため、第 1、第 2セクタ 10、 20を揺動するカム溝が形成されている。よって、駆動ピン 5が図 7 (B)に示す位置（5— 2)力も位置 (5— 3)へと進むと図 6に示した小絞り状態が形成される。なお、図 7から確認できるように、全閉から小絞りへと駆動ピン 5を誘導する貫通孔 12、 22の形状は、通常のカム溝形状となっている。これは、全閉から小絞りへの移行ではシャツタスピードが要求されないためである。

[0033] さらに、図 7 (C) , (D)を参照して、全閉状態力も全開状態へ戻る際の駆動ピン 5の経路について説明する。図 5の全閉状態力図 1の全開状態へと戻る場合、駆動ピン 5が図 7 (C) , (D)で右図から左図の状態へ戻ることになる。その際、両貫通孔 12、 22で斜線の部分 121、 221で駆動ピン 5への負荷が大きくとなる。そこで、本シャツタ装置 1ではこの部分 121, 221を削り落して溝幅を拡大している。よって、駆動ピン 5 は円滑に往復動できる。 [0034] さらに本シャツタ装置 1はセクタ移動の高速ィ匕を図るための他の構成を含んでいる。この点について説明する。図 3 (B)示した第 2セクタ 20は、小絞り開口 23とは別に、セクタを切り欠いて形成した肉抜き穴 (軽量穴） 25が形成されている。この肉抜き穴 2 5は、図 1 (全開）、図 5 (全閉）、図 6 (小絞り）とセクタ 20が揺動しても、シャツタ開口の開閉ゃ絞りに影響しな、領域に形成されて、る。このように肉抜き穴 25をセクタ 20に形成することで、重量を低減して移動の高速ィ匕を図ることができる。特にセクタ 20は小絞り開口 23を設けるために一定の面積が必要となり、他のセクタと比較して重量が大きくなる傾向がある。しかし、このように肉抜き穴を形成することで重量の増加を抑制できる。もちろん、他のセクタに上記と同様の肉抜き穴を形成してもよい。

[0035] 以上のようにシャツタ装置 1は、セクタ 10の支軸 11をセクタ 20, 30の揺動範囲に配置しているのセクタ設計の自由度を向上することができる。よって、小型化や組立て効率の向上図ることできる。また、貫通孔内に加速領域と揺動領域とを備えた場合にはシャツタスピードの高速ィ匕を図ることもできる。また、セクタに肉抜き穴を設けることによってもシャツタスピードの高速ィ匕を図ることもできる。このようなシャツタ装置 1を内蔵する光学機器であれば、鮮明な撮影画像を得ることができる。

[0036] 以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述した力本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形 ·変更が可能である。

Claims

請求の範囲

[1] シャツタ開口を備えた基板と、支軸に揺動自在に軸支され前記シャツタ開口を開閉する少なくとも 2枚のセクタとを備えたシャツタ装置であって、

一方のセクタの支軸を、他方のセクタの揺動範囲内に配置したことを特徴とするシャッタ装置。

[2] 前記一方のセクタの支軸は、他方のセクタが揺動する高さ位置よりも全高が低くなるようにして、前記基板上に棒状部を形成したピンであることを特徴とする請求項 1に記載のシャツタ装置。

[3] 前記ピンは、頭部にセクタ抜落ち防止用の鍔部を備えていることを特徴とする請求項

2に記載のシャツタ装置。

[4] 前記揺動範囲には、前記他方のセクタが全閉、全開或いは小絞りを形成するために停止する位置及び該セクタが通過する領域を含むことを特徴とする請求項 1に記載のシャツタ装置。

[5] ァクチユエータに接続されて移動する作動部材を含み、

前記セクタは前記作動部材が係合する貫通孔を備え、該貫通孔は前記作動部材を無負荷で移動させる加速領域と、該加速領域に連続して形成され、前記作動部材の移動に伴って前記セクタが所定軌跡で揺動するように形成したカム溝を備えた揺動領域とを含んでいることを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載のシャツタ装置。

[6] 請求項 1から 5のいずれかに記載のシャツタ装置を含むことを特徴とする光学機器。