(57)【要約】【課題】、シャッタ動作のばらつきが抑制されたフォーカルプレーンシャッタ及び光学機器を提供することを課題とする。【解決手段】フォーカルプレーンシャッタ１は、開口部１１を有した基板１０と、基板１０を開閉するための羽根２１ｂと、可動鉄片４７ｂを保持し揺動可能に支持され羽根２１ｂを駆動するための後幕駆動レバー４０ｂと、非通電状態で可動鉄片４７ｂを吸着可能であり通電状態で非通電状態での吸着力が弱まる自己保持型ソレノイド７０ｂと、自己保持型ソレノイド７０ｂから可動鉄片４７ｂが離れるように後幕駆動レバー４０ｂを付勢する付勢バネ６０ｂと、を備え、後幕駆動レバー４０ｂは、可動鉄片４７ｂと係合し非磁性材料から形成された係合ピン４８ｂを有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有した基板と、
前記基板を開閉するための羽根と
可動鉄片を保持し揺動可能に支持され前記羽根を駆動するための駆動レバーと、
非通電状態で前記可動鉄片を吸着可能であり通電状態で前記非通電状態での吸着力が弱まる自己保持型ソレノイドと、
前記自己保持型ソレノイドから前記可動鉄片が離れるように前記駆動レバーを付勢する付勢部材と、を備え、
前記駆動レバーは、前記可動鉄片と係合し非磁性材料から形成された係合部を有する、フォーカルプレーンシャッタ。
【請求項２】
前記係合部は、金属製である、請求項１のフォーカルプレーンシャッタ。
【請求項３】
前記羽根は、それぞれ複数の羽根から構成される先幕及び後幕、を含み、
前記駆動レバーは、前記先幕を駆動するための先幕駆動レバー、前記後幕を駆動するための後幕駆動レバーを含み、
前記自己保持型ソレノイドは、非通電状態で前記後幕駆動レバーが保持する前記可動鉄片を吸着可能である、請求項１又は２のフォーカルプレーンシャッタ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかのフォーカルプレーンシャッタを備えた光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカルプレーンシャッタ及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自己保持型ソレノイドを備えた絞り装置が開示されている。自己保持型ソレノイドは、ヨークと、ヨークを励磁するコイルと、ヨークに固定された永久磁石と、コイルが無通電状態のときに永久磁石の磁力によってヨークに吸着され、ヨークに作用する永久磁石の磁力が相殺するようにコイルを通電することによりヨークから離れる可動鉄片と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６３４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、フォーカルプレーンシャッタの駆動レバーに可動鉄片を設ける場合、可動鉄片は、駆動レバーに保持された係合部に係合させて保持させることが考えられる。この係合部が磁性材料により形成されている場合に、可動鉄片がヨークに吸着した状態で長期間経過すると、係合部が磁化するおそれがある。係合部が磁化すると、係合部が磁化していない場合と比較し、可動鉄片に作用する吸着力が増大する。
【０００５】
一方、駆動レバーは、ヨークから可動鉄片が離れるように付勢部材により一定の力で付勢されている。このため、可動鉄片に作用する吸着力にばらつきがあると、コイルへの通電を開始してからヨークに作用する永久磁石の磁力が相殺されるまでの期間にも、ばらつきが生じる。即ち、ヨークから可動鉄片が離れるときのタイミングが、係合部が磁化した場合と磁化していない場合とで異なる。これにより、駆動レバーが自己保持型ソレノイドから離れるタイミングにばらつきが生じる。従って、シャッタ動作のばらつきが大きくなるおそれがあり、これがシャッタスピードのばらつきの原因となっている。
【０００６】
そこで本発明は、シャッタ動作のばらつきが抑制されたフォーカルプレーンシャッタ及び光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、開口部を有した基板と、前記基板を開閉するための羽根と、可動鉄片を保持し揺動可能に支持され前記羽根を駆動するための駆動レバーと、非通電状態で前記可動鉄片を吸着可能であり通電状態で前記非通電状態での吸着力が弱まる自己保持型ソレノイドと、前記自己保持型ソレノイドから前記可動鉄片が離れるように前記駆動レバーを付勢する付勢部材と、を備え、前記駆動レバーは、前記可動鉄片と係合し非磁性材料から形成された係合部を有する、フォーカルプレーンシャッタによって達成できる。
【０００８】
係合部が非磁性材料から形成されていることにより、係合部が磁化することを防止できる。これにより、係合部が磁化し得る材料により形成された場合に起こり得る、シャッタ動作のばらつきを抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シャッタ動作のばらつきが抑制されたフォーカルプレーンシャッタ及び光学機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施例に係るフォーカルプレーンシャッタの正面図。
【図２】フォーカルプレーンシャッタの一部の構成のみを示した正面図。
【図３】フォーカルプレーンシャッタの一部の構成のみを示した正面図。
【図４】フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図。
【図５】フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図。
【図６】フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図。
【図７】フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図。
【図８】フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図。
【図９】自己保持型ソレノイドの上面図。
【図１０】自己保持型ソレノイドの側面図。
【図１１】図１１Ａは、可動鉄片に作用する吸着力と後幕駆動レバーに作用する付勢力との関係を示したグラフ、図１１Ｂは、自己保持型ソレノイドのコイルの通電状態を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例を説明する。
図１は、本実施例に係るフォーカルプレーンシャッタの正面図である。図２、３は、フォーカルプレーンシャッタの一部の構成のみを示した正面図である。尚、図１〜３には一部の部材のみ符号を付している。
【００１２】
図１に示すように、フォーカルプレーンシャッタ１は、基板１０、羽根２１ａ、２１ｂ〜２４ｂ、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、電磁石７０ａ、自己保持型ソレノイド７０ｂ等を有している。基板１０は、樹脂により成形して作られている。そして、基板１０には、矩形状の開口部１１を有している。
【００１３】
後幕２０Ｂは、４枚の羽根２１ｂ〜２４ｂから構成される。先幕２０Ａも同様に、４枚の羽根から構成されるが、図１、２に示すように、１枚の羽根２１ａのみを示している。図１〜３は、先幕２０Ａが重畳状態であり後幕２０Ｂが展開状態の場合を示している。図１〜３の場合には、先幕２０Ａは開口部１１から退避し、後幕２０Ｂが開口部１１を閉鎖している。
【００１４】
図２に示すように、先幕２０Ａはアーム３１ａ、３２ａに連結されている。後幕２０Ｂは、アーム３１ｂ、３２ｂに連結されている。これらアーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂは、それぞれ基板１０に揺動自在に支持されている。アーム３１ａ、３１ｂには、それぞれ嵌合孔３３ａ、３３ｂが形成されている。
【００１５】
図３に示すように、基板１０には、アーム３１ａ、３１ｂをそれぞれ駆動するための先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂが設けられている。先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、それぞれ、軸部４５ａ、４５ｂを有している。軸部４５ａ、４５ｂは、基板１０に対して回転可能に支持されている。これにより、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、基板１０に所定範囲を揺動可能に支持されている。先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂには、それぞれ駆動ピン４３ａ、４３ｂが設けられている。基板１０には、駆動ピン４３ａ、４３ｂの移動をそれぞれ逃す逃げ孔１３ａ、１３ｂが設けられている。逃げ孔１３ａ、１３ｂは、それぞれ円弧状である。駆動ピン４３ａ、４３ｂは、それぞれアーム３１ａの嵌合孔３３ａ、アーム３１ｂの嵌合孔３３ｂと嵌合している。先幕駆動レバー４０ａが揺動することにより、アーム３１ａが揺動し、これにより先幕２０Ａが移動する。同様に、後幕駆動レバー４０ｂが揺動することにより、アーム３１ｂが揺動し、これにより後幕２０Ｂが移動する。
【００１６】
先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、それぞれ可動鉄片４７ａ、４７ｂを保持している。先幕駆動レバー４０ａは、可動鉄片４７ａが電磁石７０ａに当接した位置から、可動鉄片４７ａが電磁石７０ａから退避した位置の間を揺動可能である。後幕駆動レバー４０ｂについても同様である。軸部４５ａ、４５ｂには、それぞれコイル状の付勢バネ６０ａ、６０ｂが嵌合している。付勢バネ６０ａは、可動鉄片４７ａが電磁石７０ａから離れる方向に先幕駆動レバー４０ａを付勢している。付勢バネ６０ｂも同様に、可動鉄片４７ｂが自己保持型ソレノイド７０ｂから離れる方向に後幕駆動レバー４０ｂを付勢している。
【００１７】
軸部４５ａ、４５ｂには、それぞれラチェット車５０ａ、５０ｂが係合している。ラチェット車５０ａは、付勢バネ６０ａの一端が係合している。付勢バネ６０ａの他端は先幕駆動レバー４０ａに係合している。ラチェット車５０ａの回転量を調整することにより、付勢バネ６０ａの付勢力を調整することができる。ラチェット車５０ｂも、ラチェット車５０ａと同様の機能を有している。
【００１８】
電磁石７０ａは、通電されることにより、可動鉄片４７ａを吸着可能となる。自己保持型ソレノイド７０ｂは、詳しくは後述するが無通電状態で可動鉄片４７ｂを吸着可能となり通電状態で無通電状態における可動鉄片４７ｂへ作用する吸着力が弱まる。
【００１９】
セットレバー９０は、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂを所望の位置に位置付けるためのものである。セットレバー９０は、基板１０に回転可能に支持された軸部９５を有している。セットレバー９０には、セットレバー９０を初期位置に復帰するための復帰バネ８０が取り付けられている。復帰バネ８０は、軸部９５に嵌合している。復帰バネ８０は、一端が基板１０に形成された突起部１８に当接している。復帰バネ８０の他端は、セットレバー９０に形成された突起部９８に当接している。
【００２０】
次に、フォーカルプレーンシャッタ１の動作について説明する。図４〜８は、フォーカルプレーンシャッタ１の動作の説明図である。尚、図４〜８においては、一部構成を省略してある。図１〜３は、露光作動終了直後の状態を示している。露光作動終了直後の状態において、可動鉄片４７ａと電磁石７０ａとが当接した状態から先幕駆動レバー４０ａが付勢バネ６０ａの付勢力によって時計方向へ回転して、可動鉄片４７ａは電磁石７０ａから離れる。この際、先幕２０Ａは重畳されて、開口部１１から退避する。また、可動鉄片４７ｂと自己保持型ソレノイド７０ｂとが当接した状態から後幕駆動レバー４０ｂが付勢バネ６０ｂの付勢力によって時計方向へ回転し、可動鉄片４７ｂは自己保持型ソレノイド７０ｂから離れる。これにより、後幕２０Ｂは展開されて開口部１１を閉鎖する。
【００２１】
次に、図４に示すように、図示しないカメラ側の部材により、セットレバー９０が復帰バネ８０の付勢力に抗して、図１〜３に示された初期状態から時計方向へ回転させられる。これにより、セットレバー９０は、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂのそれぞれに設けられたローラ４９ａ、４９ｂに当接して、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂを反時計方向に回転させる。これにより、先幕２０Ａは展開され開口部１１を閉鎖し、後幕２０Ｂは開口部１１から退避する。尚、図４においては、先幕２０Ａについて羽根２１ａのみを示し、後幕２０Ｂについて羽根２１ｂのみを示している。この状態において、可動鉄片４７ａ、４７ｂは、それぞれ電磁石７０ａ、自己保持型ソレノイド７０ｂに当接する。
【００２２】
次に、電磁石７０ａのコイルが通電され、電磁石７０ａと可動鉄片４７ａとの間には磁気的吸着力が生じる。その後、セットレバー９０が復帰バネ８０の付勢力に従って時計方向に回転し、図５に示すように、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂから退避する。この際自己保持型ソレノイド７０ｂは、無通電で可動鉄片４７ｂを吸着している。図５は、セット作動の完了状態を示している。
【００２３】
その後、撮影に際して、カメラのレリーズボタンが押されると、電磁石７０ａのコイルの通電が遮断され、先幕駆動レバー４０ａは付勢バネ６０ａの付勢力に従って時計方向に回転する。これにより、先幕２０Ａは開口部１１から退避する。また、後幕２０Ｂは開口部１１から退避した状態に維持される。これにより、開口部１１は開いた状態となる。図６は、露出中の状態を示している。
【００２４】
レリーズボタンが押されてから所定期間経過後に自己保持型ソレノイド７０ｂのコイルが通電され、自己保持型ソレノイド７０ｂと可動鉄片４７ｂとの間に作用する磁気的吸着力が弱まり、付勢バネ６０ｂの付勢力により後幕駆動レバー４０ｂが時計方向に回転する。これにより、後幕２０Ｂは開口部１１を閉鎖する。図７は、露光作動を終了した直後の状態を示しており、図１と同様の図である。これにより１回の撮影が終了する。自己保持型ソレノイド７０ｂのコイルへの通電は、通電開始から所定期間経過後に遮断される。図６に示した、開口部１１を全開にした状態は、写真撮影時のみならず、例えば動画撮影時においてもこのような状態が形成される。
【００２５】
図８は、高速撮影時でのフォーカルプレーンシャッタ１の状態を示している。高速撮影時においては、図５に示したセット動作の完了状態から、電磁石７０ａのコイルの通電を遮断して先幕２０Ａが開口部１１から退避し終わる前に、自己保持型ソレノイド７０ｂのコイルへ通電して後幕２０Ｂを走行させる。これにより、図８に示すように、羽根２１ａ、２１ｂは、開口部１１の大きさよりも狭い間隔を維持しつつ開口部１１を横断する。
【００２６】
次に、自己保持型ソレノイド７０ｂについて説明する。図９は、自己保持型ソレノイド７０ｂの上面図、図１０は、自己保持型ソレノイド７０ｂの側面図である。図９、１０は、可動鉄片４７ｂが自己保持型ソレノイド７０ｂに当接した状態での自己保持型ソレノイド７０ｂを示している。尚、図９には、後幕駆動レバー４０ｂも示している。
【００２７】
図１０に示すように、自己保持型ソレノイド７０ｂは、側面から視てコ字状のヨーク７１ｂ、ヨーク７１ｂに取り付けられたコイルボビン７８ｂ、コイルボビン７８ｂに巻回されたコイル７９ｂ、ヨーク７１ｂに固定された永久磁石７５ｂ、を含む。尚、コイルボビン７８ｂは、図１〜９においては図示していないプリント基板１００に固定されている。コイル７９ｂは、プリント基板１００に接続されている。自己保持型ソレノイド７０ｂは、アーム部７２ｂ、７３ｂを有している。アーム部７３ｂに、コイルボビン７８ｂが嵌合している。永久磁石７５ｂは、アーム部７２ｂとアーム部７３ｂとを連結する部分の略中央に固定されている。永久磁石７５ｂは、アーム部７２ｂ側はＮ極に着磁されておりアーム部７３ｂ側がＳ極に着磁されている。コイル７９ｂが無通電の状態では、永久磁石７５ｂの影響により、アーム部７２ｂはＮ極に励磁され、アーム部７３ｂはＳ極に励磁されている。これにより、コイル７９ｂが無通電の状態でもヨーク７１ｂは磁石として機能して可動鉄片４７ｂを吸着保持することが可能となる。
【００２８】
永久磁石７５ｂの影響により生じた極性を相殺するように、コイル７９ｂが通電される。このようにコイル７９ｂが通電されることにより、無通電状態の可動鉄片４７ｂへ作用する吸着力が弱まる。後幕駆動レバー４０ｂは、付勢バネ６０ｂにより自己保持型ソレノイド７０ｂから可動鉄片４７ｂを離す方向に付勢されているので、吸着力が付勢バネ６０ｂの付勢力よりも弱まると、後幕駆動レバー４０ｂは付勢バネ６０ｂの付勢力に従って回転する。このようにして、可動鉄片４７ｂを吸着していた自己保持型ソレノイド７０ｂから可動鉄片４７ｂが離れる。
【００２９】
図９、１０に示すように、可動鉄片４７ｂには貫通孔４７ｂ１が形成されている。貫通孔４７ｂ１には、係合部４８ｂが貫通している。係合部４８ｂはピン状である。尚、図１０においては、係合部４８ｂは省略してある。係合部４８ｂは、胴部４８ｂ１、胴部４８ｂ１の基端側に形成された細軸部４８ｂ３、胴部４８ｂ１の先端側に形成された鍔部４８ｂ２、を有している。細軸部４８ｂ３は、胴部４８ｂ１よりも細く形成されている。細軸部４８ｂ３は、後幕駆動レバー４０ｂの保持部４６ｂに形成された孔に嵌合して固定されている。貫通孔４７ｂ１に胴部４８ｂ１が嵌合している。鍔部４８ｂ２は、胴部４８ｂ１から可動鉄片４７ｂが抜け落ちることを防止している。このように、可動鉄片４７ｂは、係合部４８ｂと係合している。係合部４８ｂは、金属製であり非磁性材料により形成されている。例えば、係合部４８ｂは、銅、アルミニウム、又は磁化しないステンレス製であってもよい。係合部４８ｂが非磁性材料により形成されているので、係合部４８ｂが磁化することが防止されている。
【００３０】
次に、上記の係合部が磁性材料で形成されている場合に起こり得る問題点について説明する。図１１Ａは、可動鉄片４７ｂに作用する吸着力と後幕駆動レバー４０ｂに作用する付勢力との関係を示したグラフ、図１１Ｂは、自己保持型ソレノイド７０ｂのコイル７９ｂの通電状態を示したグラフである。図１１Ａは、縦軸に力を示しており横軸は経過時間を示している。図１１Ｂは、縦軸が自己保持型ソレノイド７０ｂのコイル７９ｂに流れる電流を示しており横軸は経過時間を示している。
【００３１】
図１１Ａには、係合部が磁化していない場合での可動鉄片４７ｂに作用する吸着力ＭＦ１、係合部が磁化した場合での可動鉄片４７ｂに作用する吸着力ＭＦ２を示している。また、図１１Ａには、付勢バネ６０ｂ付勢力ＳＦも示している。尚、付勢力ＳＦの方向と、吸着力ＭＦ１、ＭＦ２の方向とは逆である。
【００３２】
係合部が磁石した場合について説明する。無通電状態で可動鉄片４７ｂがヨーク７１ｂに吸着された状態から、コイル７９ｂに電流Ａが流れると、吸着力ＭＦ１は徐々に低下して、吸着力ＭＦ１が付勢力ＳＦを下回る時に、付勢バネ６０ｂの付勢力に従って可動鉄片４７ｂはヨーク７１ｂから離れる。その後、コイル７９ｂに流れる電流Ａの値は、予め設定された値に到達する。コイル７９ｂへの通電が開始されてから吸着力ＭＦ１が付勢力ＳＦを下回る時までの期間をｔ１とする。
【００３３】
次に、係合部が磁化した場合について説明する。係合部が磁性材料により形成されている場合、可動鉄片４７ｂがヨーク７１ｂに長期間吸着されていると、係合部は磁化する。係合部が磁化すると、可動鉄片４７ｂに作用する吸着力ＭＦ２は、係合部が磁化していない場合での吸着力ＭＦ１よりも大きくなる。このような状態でコイル７９ｂに電流Ａが流されると、吸着力ＭＦ２が徐々に低下し吸着力ＭＦ２が付勢力ＳＦを下回る。コイル７９ｂへの通電が開始されてから吸着力ＭＦ２が付勢力ＳＦを下回る時までの期間をｔ２とする。
【００３４】
図１１Ａに示すように、期間ｔ２は、期間ｔ１よりも長い。即ち、係合部が磁化した場合と磁化していない場合とで、ヨーク７１ｂから可動鉄片４７ｂが離れるタイミングが異なってくる。このため、後幕駆動レバー４０ｂの作動にばらつきが生じる。
【００３５】
例えば、係合部が磁化した後にシャッタ動作が行なわれると、コイル７９ｂへの通電が開始されてからヨーク７１ｂから可動鉄片４７ｂが離れるまでの期間はｔ２である。この際、コイル７９ｂへの通電により、ヨーク７９ｂ、可動鉄片４７ｂ、係合部は、消磁される。このため、係合部が消磁された後に再度セット作動が行なわれて、可動鉄片４７ｂがヨーク７１ｂに吸着し係合部が磁化する前にシャッタ動作が行なわれると、この際のコイル７９ｂへの通電が開始されてからヨーク７１ｂから可動鉄片４７ｂが離れるまでの期間はｔ１である。これにより、後幕２０Ｂの動作タイミングにばらつきが生じ、露出時間となるシャッタスピードにもばらつきが生じる。
【００３６】
しかしながら、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ１においては、係合部４８ｂは非磁性材料に形成されているため磁化しない。このため、上記のような後幕駆動レバー４０ｂの作動のばらつきを抑制できる。これにより、シャッタ動作のばらつきが抑制される。
【００３７】
また、係合部４８ｂは金属製である。例えば係合部４８ｂを合成樹脂により形成した場合、係合部４８ｂは金属製である可動鉄片４７ｂと係合しているので、係合部４８ｂが可動鉄片４７ｂにより削られてゴミが発生する恐れがある。係合部４８ｂを金属製にすることにより、このような問題が防止されている。
【００３８】
また、自己保持型ソレノイド７０ｂは、無通電で後幕２０Ｂを開口部１１から退避した状態に維持することができる。従って、電磁石７０ａ、自己保持型ソレノイド７０ｂの何れも無通電状態で、図６に示した露出状態を維持することができる。これにより、１の消費電力が抑制される。特に、撮像素子からの出力を液晶モニター等にリアルタイムに映し出すライブビューモード時や露出状態が長期間維持される動画撮影時などにおいて、消費電力が抑制される。
【００３９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、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、変形・変更が可能である。
【００４０】
上記実施例において、可動鉄片を保持する係合部は駆動レバーとは別体であるがこのような構成に限定されない。例えば、可動鉄片を保持する係合部を駆動レバーと一体に設けてもよい。
【００４１】
また、係合ピン４８ｂは金属製であるが、合成樹脂製であってもよい。
【００４２】
本実施例のフォーカルプレーンシャッタ１を備えた光学機器は、例えば一眼レフカメラやデジタルカメラ等である。
【符号の説明】
【００４３】
１  フォーカルプレーンシャッタ
１０  基板
２０Ａ  先幕
２０Ｂ  後幕
２１ａ、２１ｂ〜２４ｂ  羽根
３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ  アーム
４０ａ  先幕駆動レバー
４０ｂ  後幕駆動レバー
４７ａ、４７ｂ  可動鉄片
４８ｂ  係合部
７０ａ  電磁石
７０ｂ  自己保持型ソレノイド
７１ｂ  ヨーク
７２ｂ、７３ｂ  アーム部
７５ｂ  永久磁石
７８ｂ  コイルボビン
７９ｂ  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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