(57)【要約】【課題】フォーカルプレンシャッタにおいて、羽根の走行速度を安定的に調整可能な構成とする。【解決手段】フォーカルプレンシャッタにおいて、露光用の開口部を有する地板と、前記開口部の開閉状態を切り替えるよう動作する羽根と、付勢力によって前記羽根を駆動する駆動レバーと、前記駆動レバーの回転中心となる回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、一端が前記駆動レバーに連結され、前記駆動レバーに付勢力を与える巻きばねと、前記巻きばねの他端に連結された調速ギアと、前記調速ギアに噛み合って連結された調速ウォームと、前記調速ウォームを回動させる駆動部と、を備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用の開口部を有する地板と、
前記開口部の開閉状態を切り替えるよう動作する羽根と、
付勢力によって前記羽根を駆動する駆動レバーと、
前記駆動レバーの回転中心となる回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、一端が前記駆動レバーに連結され、前記駆動レバーに付勢力を与える巻きばねと、
前記巻きばねの他端に連結された調速ギアと、
前記調速ギアに噛み合って連結された調速ウォームと、
前記調速ウォームを回動させる駆動部と、を備える、
フォーカルプレンシャッタ。
【請求項２】
前記駆動部がモータである、
請求項１に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項３】
前記モータがステッピングモータである、
請求項２に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項４】
前記羽根は、先羽根及び後羽根を含み、
前記駆動レバー、前記回転軸、前記巻きばね、前記調速ギア、前記調速ウォーム、及び前記駆動部は、前記先羽根及び前記後羽根にそれぞれ設けられる、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフォーカルプレンシャッタと、
撮像素子と、を備える、
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、カメラに用いられるフォーカルプレンシャッタなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
羽根によって開口部（露光開口、または画枠とも称する）を開閉することで撮像素子またはフィルムに対する露光を行うフォーカルプレンシャッタでは、地板と補助地板との間に形成された羽根室に配置された羽根を駆動機構により駆動することで開口部の開閉状態を変化させ、露光が行われる構成となっている。このようなフォーカルプレンシャッタでは、一般的には羽根の動作速度は一定であるが、レリーズ時の振動や騒音を抑制するために羽根の動作速度を遅くする場合がある。また、特許文献１に記載されているように、先幕及び後幕の走行速度のバランスを取るために、検出手段及び幕速調整手段を有する構成としたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の従来の構成では、幕速調整のために圧電素子を用いており、幕速を安定的に調整することが困難であった。また、その他の従来構成でも、羽根の動作速度を安定的に調整することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
露光用の開口部を有する地板（１）と、
前記開口部の開閉状態を切り替えるよう動作する羽根（２、３）と、
付勢力によって前記羽根を駆動する駆動レバー（４ａ、４ｂ）と、
前記駆動レバーの回転中心となる回転軸（６ａ、６ｂ）と、
前記回転軸に取り付けられ、一端が前記駆動レバーに連結され、前記駆動レバーに付勢力を与える巻きばね（５２ａ、５２ｂ）と、
前記巻きばねの他端に連結された調速ギア（５１ａ、５１ｂ）と、
前記調速ギアに噛み合って連結された調速ウォーム（５３ａ、５３ｂ）と、
前記調速ウォームを回動させる駆動部（５４ａ、５４ｂ）と、を備える、
フォーカルプレンシャッタである。
【０００７】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、巻きばねの他端の位置を変化させて巻き量を調整することで駆動レバーに与える付勢力を調整することで羽根の走行速度（動作速度）を調整する構成において、調速ギア、調速ウォーム、及び駆動部を用いている。このように、調速ギアと駆動部との間に調速ウォームを配置した構成にすることで、従来構成よりも安定的に、巻きばねの巻き量を調整可能な構成とすることができる。また、巻きばねの巻き量は任意に調整可能であるため、撮影者の目的に応じて任意に羽根の走行速度を調整することが可能となる。
【０００８】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記駆動部がモータである。
【０００９】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、モータによって、比較的容易に巻きばねの巻き量を調整することが可能となる。
【００１０】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記モータがステッピングモータである。
【００１１】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、ステッピングモータによって、比較的容易かつ安定的に巻きばねの巻き量を調整することが可能となる。
【００１２】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記羽根は、先羽根（２）及び後羽根（３）を含み、
前記駆動レバー、前記回転軸、前記巻きばね、前記調速ギア、前記調速ウォーム、及び前記駆動部は、前記先羽根及び前記後羽根にそれぞれ設けられる。
【００１３】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、先羽根及び後羽根のそれぞれの動作速度を独立して調整可能な構成とすることができる。
【００１４】
また、本発明は、上記いずれかのフォーカルプレンシャッタと撮像素子とを備える、カメラなどの撮像装置を含む。
【００１５】
上記構成の撮像装置によれば、羽根の動作速度を安定的に調整可能な撮像装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態のフォーカルプレンシャッタにおいて、羽根走行速度を遅く設定した羽根走行前の状態を示す平面図である。
【図２】図２は、本実施形態のフォーカルプレンシャッタにおいて、羽根走行速度を遅く設定した羽根走行後の状態を示す平面図である。
【図３】図３は、本実施形態のフォーカルプレンシャッタにおいて、羽根走行速度を速く設定した羽根走行前の状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項
【００１８】
＜１．実施形態＞
本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、ばねの付勢力によって羽根を動作（走行）させる構成であって、調速ギア、調速ウォーム、及びモータなどの付勢力調整機構によってばねの付勢力を調整することで羽根の走行速度を調整する構成としている点を特徴のひとつとしている。以下、本実施形態のフォーカルプレンシャッタについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１９】
図１〜図３は、本実施形態のフォーカルプレンシャッタ１０の平面図である。図１及び図２では、羽根の走行速度を比較的遅く設定しており、図１は羽根走行前の状態、図２は羽根走行後の状態を示している。図３は、羽根の走行速度を、図１及び図２よりも速く設定したときの、羽根走行前の状態を示している。
【００２０】
図１〜図３に示されるように、本実施形態のフォーカルプレンシャッタ１０は、地板１、先羽根２、及び後羽根３を含む。フォーカルプレンシャッタ１０は、先羽根２の駆動機構として、駆動レバー４ａ、回転軸６ａ、巻きばね５２ａ、及び電磁石７ａを含む。フォーカルプレンシャッタ１０は、巻きばね５２ａの付勢力調整機構として、調速ギア５１ａ、調速ウォーム５３ａ、及びステッピングモータ５４ａを含む。同様に、フォーカルプレンシャッタ１０は、後羽根３の駆動機構として、駆動レバー４ｂ、回転軸６ｂ、巻きばね５２ｂ、及び電磁石７ｂを含む。フォーカルプレンシャッタ１０は、巻きばね５２ｂの付勢力調整機構として、調速ギア５１ｂ、調速ウォーム５３ｂ、及びステッピングモータ５４ｂを含む。先羽根２用の駆動機構及び付勢力調整機構と、後羽根３用の駆動機構及び付勢力調整機構とは、それぞれ対応する構成と機能を有しているため、以下の説明ではいずれか一方の説明のみを行い、他方の説明を省略する場合がある。
【００２１】
＜地板１＞
地板１は、フォーカルプレンシャッタ１０の基板部分であって、露光開口（画枠）として機能する矩形状の開口部１ａが形成されている。地板１上の開口部１ａの側方には、先羽根２用の駆動機構及び付勢力調整機構、並びに後羽根３用の駆動機構及び付勢力調整機構が搭載される。図１では省略されているが、地板１と対向する位置にはカバー板が配置されており、地板１とカバー板との間の空間に羽根室が形成されている。羽根室には、先羽根２及び後羽根３、並びに先羽根及び後羽根とそれぞれの駆動機構とを連結するアーム（符号省略）などが配置される。カバー板は、地板１と同様の開口部を有しており、地板１の開口部１ａ及びカバー板の開口部によって、露光開口の外縁が定められる。なお、地板１及びカバー板に加え、同様に開口部を有する中間板を配置しても良い。この場合、地板１、カバー板、及び中間板の開口部の重なりによって露光開口の外縁が定められる。
【００２２】
＜先羽根２、後羽根３＞
先羽根２及び後羽根３は、それぞれアーム（符号省略）を介して、駆動機構の駆動レバー４ａ及び４ｂに連結される。先羽根２及び後羽根３は、上記のように、地板１とカバー板との間に形成された羽根室に配置される。先羽根２及び後羽根３は、それぞれ複数枚の略矩形状で板状の羽根部材により構成されている。先羽根２は先羽根群と、後羽根３は後羽根群と呼ばれることがある。本実施形態では、先羽根２及び後羽根３はそれぞれ４枚の羽根部材を含むが、先羽根２及び後羽根３を構成する羽根部材の数は任意に決定可能である。
【００２３】
先羽根２及び後羽根３は、それぞれアーム介して駆動レバー４ａ及び４ｂにより駆動され、露光開口（画枠）を開閉するよう動作する。
【００２４】
アームは、先羽根２及び後羽根３と駆動レバー４ａ及び４ｂを連結し、駆動レバー４ａ及び４ｂの駆動力を先羽根２及び後羽根３に伝達する。
【００２５】
＜駆動レバー４ａ、４ｂ＞
駆動レバー４ａ及び４ｂは、アームを介してそれぞれ先羽根２及び後羽根３に連結される。駆動レバー４ａ及び４ｂは、金属などの磁性体、または永久磁石を含んで構成されており、電磁石７ａ及び７ｂにより発生する磁力と、巻きばね５２ａ及び５２ｂの付勢力とによって駆動される。駆動レバー４ａ及び４ｂは、回転軸６ａ及び６ｂにそれぞれ連結されており、回転軸６ａ及び６ｂを中心に回動可能である。
【００２６】
駆動レバー４ａ及び４ｂには、巻きばね５２ａ及び５２ｂの端部５２１ａ及び５２１ｂが連結されており、巻きばね５２ａ及び５２ｂから付勢力を受ける。駆動レバー４ａ及び４ｂは、電磁石７ａ及び７ｂから離れる方向へ、巻きばね５２ａ及び５２ｂから付勢力を受けている。駆動レバー４ａ及び４ｂが巻きばね５２ａ及び５２ｂから受ける付勢力は、駆動レバー４ａ及び４ｂが電磁石７ａ及び７ｂから受ける吸着力よりも弱い。
【００２７】
＜電磁石７ａ、７ｂ＞
電磁石７ａ及び７ｂは、鉄芯及びコイルを含んで構成される。電磁石７ａ及び７ｂは、それぞれ外部からコイルに対して電力（電圧）を与えられることで励磁され、磁力を帯びる。磁力を帯びた電磁石７ａ及び７ｂは、駆動レバー４ａ及び４ｂとの間で磁力による吸着力を発生させる。電磁石７ａ及び７ｂは地板１上の位置が固定されているため、電磁石７ａ及び７ｂが通電されると、発生した吸着力によって、電磁石７ａ及び７ｂの位置に駆動レバー４ａ及び４ｂが移動する。
【００２８】
＜巻きばね５２ａ、５２ｂ＞
巻きばね５２ａ及び５２ｂは、それぞれ回転軸６ａ及び６ｂの周囲を覆うように配置されており、円筒状である。巻きばね５２ａは端部５２１ａ及び５２２ａを有し、巻きばね５２ｂは端部５２１ｂ及び５２２ｂを有する。巻きばね５２ａの端部５２１ａは駆動レバー４ａに連結され、端部５２２ａは調速ギア５１ａに連結されている。同様に、巻きばね５２ｂの端部５２１ｂは駆動レバー４ｂに連結され、端部５２２ｂは調速ギア５１ｂに連結されている。なお、巻きばね５２ａ及び５２ｂの各端部は、それぞれ腕部とも呼ばれる。
【００２９】
巻きばね５２ａにおいて、羽根走行時には端部５２２ａは固定され、端部５２１ａが駆動レバー４ａに連結されることで付勢力を与える。巻きばね５２ｂにおいても同様である。
【００３０】
＜調速ギア５１ａ、５１ｂ＞
調速ギア５１ａ及び５１ｂは、それぞれ回転軸６ａ及び６ｂを中心に取り付けられた円板状の部材であり、外周部にギア（歯車）を有している。調速ギア５１ａ及び５１ｂは、巻きばね５２ａの端部５２２ａ及び巻きばね５２ｂの端部５２２ｂに連結される。調速ギア５１ａ及び５１ｂの外周部のギアは、調速ウォーム５３ａ及び５３ｂの軸部ギア５３２ａ及び５３２ｂに噛み合ってそれぞれ連結される。調速ギア５１ａ及び５１ｂは、調速ウォーム５３ａ及び５３ｂによって回動される。
【００３１】
＜調速ウォーム５３ａ、５３ｂ＞
調速ウォーム５３ａ及び５３ｂは、それぞれステッピングモータ５４ａ及び５４ｂと調速ギア５１ａ及び５１ｂとの間に配置され、ステッピングモータ５４ａ及び５４ｂから与えられる駆動力によって回転し、調速ギア５１ａ及び５１ｂに回転力を伝達する。
【００３２】
調速ウォーム５３ａは、頭部ギア５３１ａ及び軸部ギア５３２ａを含んで構成される。頭部ギア５３１ａ及び軸部ギア５３２ａは、それぞれ円筒状であって、外周にギアを有するねじの形状である。頭部ギア５３１ａは、軸部ギア５３２ａよりも大きな径を有している。軸部ギア５３２ａは調速ギア５１ａに噛み合っており、頭部ギア５３１ａはステッピングモータ５４ａのギア５４１ａに噛み合っている。調速ウォーム５３ｂは、調速ウォーム５３ａと同様の構成である。
【００３３】
＜ステッピングモータ５４ａ、５４ｂ＞
ステッピングモータ５４ａ及び５４ｂは、外部から与えられる電力（電圧）によって駆動されるステッピングモータである。ステッピングモータ５４ａ及び５４ｂのシャフトには、それぞれギア５４１ａ及び５４１ｂが連結されている。外部から与えられた電力によって回転するステッピングモータ５４ａ及び５４ｂは、ギア５４１ａ及び５４１ｂから、回転力を調速ウォーム５３ａ及び５３ｂに伝達する。
【００３４】
＜羽根の走行動作＞
フォーカルプレンシャッタ１０を搭載する撮像装置でレリーズが行われると、撮像素子に露光させるため、先羽根２及び後羽根３が走行動作を行う。まず、外部から電磁石７ａ及び７ｂに電力が与えられ、電磁石７ａと駆動レバー４ａとの間、及び電磁石７ｂと駆動レバー４ｂとの間にそれぞれ吸着力を発生させ、駆動レバー４ａ及び４ｂの位置を羽根走行前の位置で保持する。この状態では、駆動レバー４ａ及び４ｂには、電磁石７ａ及び７ｂとの間で発生する吸着力よりも弱い付勢力が、巻きばね５２ａ及び５２ｂから与えられている。この状態が、図１に示された、羽根走行前の状態である。
【００３５】
次に、電磁石７ａへの電力の供給が停止すると、電磁石７ａと駆動レバー４ａとの間の吸着力が消滅する。すると、駆動レバー４ａは、巻きばね５２ａの付勢力によって、電磁石７ａから離間する方向へ移動する。駆動レバー４ａが移動すると、先羽根２が走行する。先羽根２が走行を開始したら、所定時間遅延して、電磁石７ｂへの電力の供給が停止し、後羽根３が先羽根２と同様に走行する。先羽根２及び後羽根３が走行完了した状態が、図２に示された羽根走行後の状態である。
【００３６】
＜付勢力調整の動作＞
次に、巻きばね５２ａから駆動レバー４ａに与えられる付勢力調整の動作について説明する。なお、巻きばね５２ｂから駆動レバー４ｂに与えられる付勢力調整の動作は、以下と同様であるためその説明を省略する。
【００３７】
既に説明したように、図１は、羽根の走行速度を比較的遅く設定した状態を示しており、図３は、羽根の走行速度を比較的速く設定した状態を示している。上記の羽根走行動作において、先羽根２及び後羽根３の走行は、巻きばね５２ａ及び５２ｂの付勢力によって行われるため、付勢力が強ければ速く走行し、付勢力が弱ければ遅く走行する。
【００３８】
ステッピングモータ５４ａが動作すると、ギア５４１ａが回転し、ギア５４１ａに噛み合った調速ウォーム５３ａの頭部ギア５３１ａが回転する。頭部ギア５３１ａが回転すると軸部ギア５３２ａも回転し、軸部ギア５３２ａに噛み合った調速ギア５１ａが回転する。調速ギア５１ａが回転すると、調速ギア５１ａに連結された巻きばね５２ａの端部５２２ａの位置が変化する。すると、巻きばね５２ａの巻き量が変化し、巻きばね５２ａの端部５２１ａに発生する付勢力が変化する。このようにして、図１及び図３の状態に示されるように、巻きばね５２ａ端部５２１ａの位置が変化し、これによって巻きばね５２ａから駆動レバー４ａに与えられる付勢力が変化する。
【００３９】
すなわち、本実施形態のフォーカルプレンシャッタ１０では、回転軸６ａに取り付けられ、一方の端部５２１ａが駆動レバー４ａに連結され、他方の端部５２２ａが調速ギア５１ａ及び調速ウォーム５３ａを介してステッピングモータ５４ａに連結されている。このような構成にすることで、巻きばね５２ａの巻き量を調整することで付勢力を調整し、これによって先羽根２の走行速度を調整可能としている。また、調速ギア５１ａとステッピングモータ５４ａとの間に調速ウォーム５３ａを配置した構成にすることで、従来構成よりも安定的に、巻きばね５２ａの巻き量を調整可能な構成とすることができている。
【００４０】
なお、後羽根３用の駆動機構及び付勢力調整機構についても同様である。ただし、本実施形態の駆動機構及び付勢力調整機構は、必ずしも先羽根２及び後羽根３の双方に設けられる必要はなく、先羽根２または後羽根３のいずれか一方のみが、本実施形態の駆動機構及び付勢力調整機構を有する構成としても良い。このような構成では、先羽根２または後羽根３の一方のみの走行速度を調整可能となるが、先羽根２及び後羽根３の一方に対して他方の走行速度を同期させたい場合などに有用である。
【００４１】
一方で、先羽根２及び後羽根３について、それぞれが駆動レバー４ａ及び４ｂ、回転軸６ａ及び６ｂ、巻きばね５２ａ及び５２ｂ、調速ギア５１ａ及び５１ｂ、調速ウォーム５３ａ及び５３ｂ、並びにステッピングモータ５４ａ及び５４ｂを有する構成とすると、先羽根２及び後羽根３の走行速度を独立して調整可能な構成とすることができる。
【００４２】
また、本実施形態のフォーカルプレンシャッタ１０では、調速ウォーム５３ａ及び５３ｂがステッピングモータ５４ａ及び５４ｂに連結された構成について説明したが、ステッピングモータ５４ａ及び５４ｂに代えて、他のモータまたはアクチュエータなどの駆動部を有する構成としても良い。ただし、ステッピングモータを採用すると、比較的容易かつ安定的に、巻きばね５２ａ及び５２ｂの巻き量を調整することが可能となるため好ましい。
【００４３】
本実施形態のフォーカルプレンシャッタ１０は、露光開口として機能する開口部１ａの先の位置に撮像素子を配置したカメラなどの撮像装置として利用される。撮像素子は、例えばＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤなどの、照射された光を電気信号としての画像データに変換する光電変換素子である。撮像装置は、フォーカルプレンシャッタ及び撮像素子の他に、レンズを保持するレンズ鏡筒などの構成を含む。このような撮像装置では、先羽根２及び後羽根３の少なくとも一方の動作速度を安定的に調整可能な構成にすることができる。
【００４４】
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、同様の技術思想に基づいて当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００４５】
上記実施形態における先羽根２及び後羽根３の動作はあくまで一例であって、巻きばね５２ａ及び５２ｂの付勢力により駆動される構成であれば、別の構成を採用してもよい。例えば、先羽根２及び後羽根３の走行を係止する構成を備え、係止が解除されることで、巻きばね５２ａ及び５２ｂの付勢力で先羽根２及び後羽根３が走行するような構成などを採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のフォーカルプレンシャッタは、撮像装置用のシャッタ装置などとして利用される。
【符号の説明】
【００４７】
１…地板
１ａ…開口部
２…先羽根
３…後羽根
４ａ、４ｂ…駆動レバー
５１ａ、５１ｂ…調速ギア
５２ａ、５２ｂ…巻きばね
５３ａ、５３ｂ…調速ウォーム
５４ａ、５４ｂ…ステッピングモータ
６ａ、６ｂ…回転軸
７ａ、７ｂ…電磁石
１０…フォーカルプレンシャッタ
【図１】
2019015784.tif 000003
【図２】
2019015784.tif 000004
【図３】
2019015784.tif 000005