(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する地板と、
前記地板に対して固定された第１軸を中心に旋回する部材であって、長孔を形成する摺動孔部を有するアームと、
前記アームに連結されており、前記アームの旋回に伴って移動することにより、前記開口が開放した全開状態と前記開口が閉じた全閉状態とに前記開口の状態を変化させる羽根と、
前記アームが旋回する力を提供するメインアクチュエータと、
前記アームの旋回を補助するためのサブアクチュエータと、を備え、
前記サブアクチュエータは、
前記第１軸と平行であって、前記第１軸とは異なる位置で前記地板に対して固定された第２軸を中心に回転する第２回転子と、
前記摺動孔部に収容されており、前記第２回転子の回転に伴って、前記全開状態および前記全閉状態の何れか一方に対応する第１位置から、前記全開状態および前記全閉状態の何れか他方に対応する第２位置へ前記地板に対して旋回する摺動部と、を備え、
前記摺動孔部は、前記摺動部が前記第１位置から前記第２位置へ移動する間に接触する第１曲壁を備え、
前記第１曲壁は、前記摺動部が前記第１位置から前記第２位置に移動する間に、前記摺動部が当接する位置における前記第１曲壁の接線方向と前記アームの旋回方向とのなす角度が、次第に小さくなるように湾曲する
カメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
【請求項２】
前記摺動部は、前記第２回転子の回転に伴って、前記第１位置から前記第２位置へ移動する場合の旋回方向とは逆の方向へ旋回することによって、前記地板に対して、前記第２位置から、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置に移動し、
さらに前記摺動部は、前記第２位置から前記第３位置へ移動するとき、前記摺動孔部の両端部のうち、前記第２位置に位置付けられた場合に近くに位置する一方の端部へさらに近づくように前記摺動孔部の内部を移動し、
前記摺動孔部は、前記第１曲壁に対面する第２曲壁のうち前記第３位置に位置付けられた前記摺動部が接触するロック面を含み、
前記ロック面は、前記第２軸に向かう力が前記摺動部に加わる方向へ前記第３位置に位置付けられた前記摺動部を押圧するように形成される
請求項１に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
【請求項３】
前記ロック面に接触する前記摺動部の前記第１位置へ向けた移動を規制するストッパ部を備え、
前記ロック面は、前記第２軸および前記ストッパ部それぞれに向かう分力が前記摺動部に加わる方向へ前記摺動部を押圧するように形成される
請求項２に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
【請求項４】
前記地板には、前記摺動部が挿通され、前記挿通された摺動部が移動するための長孔が形成され、
前記ストッパ部は、前記長孔の端部である
請求項３に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタを備える、
カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ用フォーカルプレーンシャッタおよびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ用フォーカルプレーンシャッタは、被写体からの光を固体撮像素子へ照射させるための開口が設けられた地板と、その開口を開閉可能に地板に取り付けられる複数の羽根とを備える。羽根を駆動するための機構として、種々の機構が提案されている。例えば、特許文献１に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタは、コイルと、そのコイルで発生した磁力により回転するロータ（回転子）とを備える。羽根は、ロータから駆動力を受けて、開口全体を露出させた全開位置と開口全体を閉鎖した全閉位置との間で往復動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１５６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の構成においては、コイルに通電した直後から、ロータを定格の速度で回転させることは困難であり、ロータは、コイルに電流が流されてから、次第に速く回転する。そのため、全開位置から全閉位置に向かって動き出した直後は、羽根の移動速度が遅い。その後、羽根が加速するにつれて羽根の移動速度は、次第に速くなる。このように、羽根の移動中に移動速度が変化すると、個体撮像素子の露光時間が、個体撮像素子の撮像面の領域によって変化する結果、撮影される画像の画質が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、羽根の移動中の速度変化を抑制することが可能なカメラ用フォーカルプレーンシャッタおよびカメラ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタは、
開口を有する地板と、
前記地板に対して固定された第１軸を中心に旋回する部材であって、長孔を形成する摺動孔部を有するアームと、
前記アームに連結されており、前記アームの旋回に伴って移動することにより、前記開口が開放した全開状態と前記開口が閉じた全閉状態とに前記開口の状態を変化させる羽根と、
前記アームが旋回する力を提供するメインアクチュエータと、
前記アームの旋回を補助するためのサブアクチュエータと、を備え、
前記サブアクチュエータは、
前記第１軸と平行であって、前記第１軸とは異なる位置で前記地板に対して固定された第２軸を中心に回転する第２回転子と、
前記摺動孔部に収容されており、前記第２回転子の回転に伴って、前記全開状態および前記全閉状態の何れか一方に対応する第１位置から、前記全開状態および前記全閉状態の何れか他方に対応する第２位置へ前記地板に対して旋回する摺動部と、を備え、
前記摺動孔部は、前記摺動部が前記第１位置から前記第２位置へ移動する間に接触する第１曲壁を備え、
前記第１曲壁は、前記摺動部が前記第１位置から前記第２位置に移動する間に、前記摺動部が当接する位置における前記第１曲壁の接線方向と前記アームの旋回方向とのなす角度が、次第に小さくなるように湾曲する。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るカメラは、本発明の第１の観点に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、羽根の移動中の速度変化を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの機能的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るアクチュエータ、羽根およびアームの正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るシャッタ幕が全開位置にあるときのアクチュエータ、羽根およびアームの拡大正面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るシャッタ幕が移動している際のアクチュエータ、羽根およびアームの拡大正面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るシャッタ幕が全閉位置にあるときのアクチュエータ、羽根およびアームの拡大正面図である。
【図９】図８の第２回転子周辺の拡大図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るサブアクチュエータの伝達効率を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る制御回路の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタは、ディジタルカメラやスチルカメラ等のカメラに搭載される。
【００１１】
＜構成＞
図１に示すように、カメラ用フォーカルプレーンシャッタシステム１は、カメラ用フォーカルプレーンシャッタ（以下、単に「シャッタ」ともいう。）２と、シャッタ２を制御する制御装置３と、を備える。本実施の形態では、シャッタ２が、単幕式シャッタである例により説明する。
【００１２】
図２および図３に示すように、シャッタ２は、いわゆるスクエア型シャッタであって、開口２１１を有する地板２１０と、開口２１１を開閉するシャッタ幕１５０と、地板２１０およびシャッタ幕１５０を動作可能に連結する第１アーム１４１および第２アーム１４２と、シャッタ幕１５０に動作力を加えるメインアクチュエータ１１０と、そのメインアクチュエータ１１０を補助するためシャッタ幕１５０に動作力を加えるサブアクチュエータ１２０とを備える。
【００１３】
地板２１０は、略長方形板状に形成され、地板２１０の中央には、地板２１０の厚さ方向に貫通した長方形の開口２１１が形成されている。図４に示すように、地板２１０の上面には、開口２１１の短手方向に沿うように、直方形状のホルダ２２０が設けられている。ホルダ２２０は、上方が開放した箱状のホルダ本体２２０ａと、ホルダ本体２２０ａの上面に装着される蓋部２２０ｂとから構成されている。地板２１０の下面には、図示しない補助板が地板２１０と隙間を有するように重ねられている。
【００１４】
図４に示すように、ホルダ本体２２０ａの内部には、メインアクチュエータ１１０に対応した直方体をなす第１収納空間２２０ｅと、サブアクチュエータ１２０に対応した直方体をなす第２収納空間２２０ｆとが形成されている。第１収納空間２２０ｅおよび第２収納空間２２０ｆは、ホルダ本体２２０ａの長手方向に沿って配置されている。
【００１５】
第１収納空間２２０ｅにおけるホルダ本体２２０ａの内底面には、円柱状の軸部２２２が挿通する貫通孔２２０ｇが設けられ、第２収納空間２２０ｆにおけるホルダ本体２２０ａの内底面には、円柱状の軸部２２３が挿通する貫通孔２２０ｈが設けられている。これら軸部２２２，２２３は、地板２１０の上面に固定されている。
【００１６】
ホルダ本体２２０ａの側壁の下端は、地板２１０の上面に固定されており、ホルダ本体２２０ａの内底板は、地板２１０の上面に対して離間するように、これら側壁によって支持されている。ホルダ本体２２０ａは、メインアクチュエータ１１０およびサブアクチュエータ１２０を収容した状態で、その上方から蓋部２２０ｂが嵌め合わされる。
【００１７】
図４に示すように、メインアクチュエータ１１０は、第１収納空間２２０eに収納されるとともに、Ｕ字状の第１ヨーク１１２と、第１ヨーク１１２の一部に挿通された第１コイル１１１と、第１コイル１１１で発生する磁力により、軸部２２２を中心に回転する第１回転子１１３とを備える。
【００１８】
図３および図４に示すように、第１回転子１１３は、軸部２２２に挿通される円筒状の磁石から構成される。第１回転子１１３は、その周方向に沿って交互にＮ極およびＳ極が着磁されるとともに、第１コイル１１１が形成する磁場の変化によって回転軸Ｊ２１を中心に回転する。この回転軸Ｊ２１は、軸部２２２の中心を通過する。
【００１９】
図３に示すように、第１ヨーク１１２は、鉄等の磁性材料で形成される。第１ヨーク１１２は、第１回転子１１３の回転軸Ｊ２１に直交する方向に延びる一対の延出部１１２ａ，１１２ｂと、一対の延出部１１２ａ，１１２ｂを連結する連結部１１２ｃとにより全体がＵ字状に構成される。一対の延出部１１２ａ，１１２ｂは、第１回転子１１３の回転軸Ｊ２１に直交する方向に離間する。一対の延出部１１２ａ，１１２ｂの先端側内面には、第１回転子１１３の外周に対応する円弧状の凹部が形成されている。一対の延出部１１２ａ，１１２ｂの先端部の間には、第１回転子１１３が設けられている。
【００２０】
図３および図４に示すように、第１コイル１１１は、矩形筒状のボビン１１１ａと、そのボビン１１１ａの外周に巻き付けられる銅等の導電性材料の巻き線１１１ｂとを備える。図１に示すように、巻き線１１１ｂから第１コイル１１１の外側に２本の導電線Ｌ１１、Ｌ１２が延出し、導電線Ｌ１１、Ｌ１２は、制御装置３に接続されている。第１コイル１１１は、第１ヨーク１１２におけるシャッタ幕１５０と遠い方の延出部１１２ａに挿通されている。
【００２１】
図４に示すように、第１回転子１１３の下端には、第１回転子１１３と一体回転し、シャッタ幕１５０に回転力を付与する回動部１１６が装着されている。回動部１１６は、第１回転子１１３と一体回転可能に、第１回転子１１３の径方向に延出している。詳しくは、回動部１１６は、第１回転子１１３をその下端から保持する保持部１１６ａと、第１回転子１１３の径方向に延び、その先端から地板２１０に向かって直角に屈曲した先端部１１６ｂとを備える。図４に示すように、回動部１１６は、ホルダ本体２２０ａの内底板に形成される貫通孔２２０ｇを通じて、ホルダ本体２２０ａの下側に延出する。回動部１１６の保持部１１６ａは、ホルダ本体２２０ａと地板２１０との間を、第１回転子１１３の回転軸Ｊ２１を中心に回動する。
【００２２】
図３および図４に示すように、サブアクチュエータ１２０は、第２収納空間２２０ｆに収納されるとともに、メインアクチュエータ１１０と同様に、Ｕ字状の第２ヨーク１２２と、第２ヨーク１２２の一部に挿通された第２コイル１２１と、第２コイル１２１で発生する磁力により、軸部２２３を中心に回転する第２回転子１２３とを備える。サブアクチュエータ１２０とメインアクチュエータ１１０とは、第１収納空間２２０ｅおよび第２収納空間２２０ｆの間を第１回転子１１３の回転軸Ｊ２１に直交する方向に延びる対称軸を中心に線対称に構成されている。サブアクチュエータ１２０の各部の構成は、メインアクチュエータ１１０と同様であるため、共通する部分についてはその説明を省略し、メインアクチュエータ１１０と異なる箇所についてのみ説明する。
【００２３】
図４に示すように、第２回転子１２３の下端には、第２回転子１２３と一体回転し、シャッタ幕１５０に回転力を付与する回動部１２６が装着されている。回動部１２６は、第２回転子１２３の下端に装着される保持部１２６ａと、第２回転子１２３の径方向に延出するとともにその先端部が地板２１０に向かって直角に屈曲した円柱状の摺動部１２６ｂとを備える。保持部１２６ａは、第２回転子１２３を下側から保持可能に円筒状に形成されている。摺動部１２６ｂは、保持部１２６ａと一体で樹脂成形されてもよいし、保持部１２６ａと別体で金属で形成されてもよい。摺動部１２６ｂは、保持部１２６ａと別体で形成される場合、摺動部１２６ｂは、ねじまたは接着剤等によって保持部１２６ａに固定される。回動部１２６は、ホルダ本体２２０ａの内底板に形成される貫通孔２２０ｈ（を通じて、ホルダ本体２２０ａ下側に延出し、回動部１２６の保持部１２６ａはホルダ本体２２０ａと地板２１０との間を回動する。
【００２４】
図４に示すように、地板２１０には、地板２１０の厚さ方向に貫通する第１長孔２１３および第２長孔２１４が形成されている。第１長孔２１３は、回動部１１６の先端部１１６ｂが上方から挿通可能に形成されるとともに、第１回転子１１３の回転に伴う先端部１１６ｂの移動軌跡に応じた円弧状をなしている。また、第２長孔２１４は、回動部１２６の摺動部１２６ｂが上方から挿通可能に形成されるとともに、第２回転子１２３の回転時における第２アーム１４２に対する摺動部１２６ｂの相対的移動軌跡に応じた円弧状をなしている。なお、本実施形態では、この第２長孔２１４の開口２１１側の端部２１４ａがストッパ部の一例である。
【００２５】
図３および図５に示すように、第１アーム１４１は、地板２１０の内面に位置し、回動部１１６の先端部１１６ｂと羽根１５１，１５２，１５３，１５４との間を動作可能に連結している。第２アーム１４２は、地板２１０の内面に位置し、回動部１２６の摺動部１２６ｂと羽根１５１，１５２，１５３，１５４との間を動作可能に連結している。第１アーム１４１および第２アーム１４２は、その厚さ方向からみて、その先端が屈曲した形状を有する。なお、第１アーム１４１と回動部１１６との連結部分および第２アーム１４２と回動部１２６との連結部分の構成については後で詳述する。
【００２６】
図３に示すように、シャッタ幕１５０は、４枚の羽根１５１，１５２，１５３，１５４から構成される。各羽根１５１，１５２，１５３，１５４は、略長方板状に形成されている。図２および図５に示すように、シャッタ幕１５０は、地板２１０の内面側に配置され、開口２１１を開閉可能に構成される。具体的には、図８に示すように、４枚の羽根１５１，１５２，１５３，１５４は、第１アーム１４１および第２アーム１４２にピン１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄを通じて回転可能に連結されている。第１アーム１４１に関する４つのピン１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄは、第１アーム１４１の先端側から順に配列され、同様に、第２アーム１４２に関する４つのピン１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄは、第２アーム１４２の先端側から順に配列されている。
【００２７】
図８に示すように、羽根１５１は、２つのピン１４１ａ，１４２ａを介して各第１アーム１４１および第２アーム１４２に回転可能に連結されている。羽根１５２は、２つのピン１４１ｂ，１４２ｂを介して第１アーム１４１および第２アーム１４２に回転可能に連結されている。羽根１５３は、２つのピン１４１ｃ，１４２ｃを介して第１アーム１４１および第２アーム１４２に回転可能に連結されている。羽根１５４は、２つのピン１４１ｄ，１４２ｄを介して第１アーム１４１および第２アーム１４２に回転可能に連結されている。
【００２８】
シャッタ幕１５０は、メインアクチュエータ１１０およびサブアクチュエータ１２０の駆動により、第１アーム１４１および第２アーム１４２を介して地板２１０の開口２１１に対して全開状態と全閉状態との間で変化する。シャッタ幕１５０が全開状態にあるとき、複数の羽根１５１，１５２，１５３，１５４は全開位置に存在し、シャッタ幕１５０が全閉状態にあるとき、複数の羽根１５１，１５２，１５３，１５４は全閉位置に存在する。図２および図６に示すように、全開位置においては、複数の羽根１５１，１５２，１５３，１５４は、地板２１０の厚さ方向からみて地板２１０の開口２１１の下側縁部（メインアクチュエータ１１０側の縁部）に退避した状態で互いに重なり合っている。複数の羽根１５１，１５２，１５３，１５４が全開位置にあるとき、開口２１１の全域が外部に露出している。
【００２９】
羽根１５１，１５２，１５３，１５４は、全開位置から順に、地板２１０の開口２１１の上側縁部（サブアクチュエータ１２０側の縁部）に向かって移動する。これにより、開口２１１が羽根１５１，１５２，１５３，１５４によって閉じられていく。図８に示すように、羽根１５１が地板２１０の開口２１１の上側縁部に当接すると、シャッタ幕１５０は全閉位置となる。全閉位置においては、複数の羽根１５１，１５２，１５３，１５４が地板２１０の開口２１１の全域を覆う。
【００３０】
次に、第１アーム１４１と回動部１１６との連結部分および第２アーム１４２と回動部１２６との連結部分の構成について説明する。
【００３１】
図７に示すように、第１アーム１４１の基端部には、第１アーム１４１の厚さ方向に貫通する長方形状の嵌合孔１４１ｅが形成されている。嵌合孔１４１ｅには、回動部１１６の先端部１１６ｂが嵌合されている。
【００３２】
第２アーム１４２の基端部には、軸部１４３が挿通される軸通孔１４２ｅが形成されている。第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３(第１軸)は、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２（第２軸）と異なる位置、本実施形態では、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２に対して第２アーム１４２と離間する方向に位置する。
【００３３】
図６に示すように、第２アーム１４２の基端部には、上記軸通孔１４２ｅとは別に第２アーム１４２の厚さ方向に貫通した長孔を有する摺動孔部１４５が形成されている。摺動孔部１４５は、第２アーム１４２の厚さ方向からみて、概ね円弧状に延びる長孔を形成する。摺動孔部１４５は、第２アーム１４２と第２回転子１２３の摺動部１２６ｂとの連動を可能にするために、第２アーム１４２に対する摺動部１２６ｂの相対移動の軌跡に沿うように形成されている。詳しくは、摺動孔部１４５は、互いに離間して位置する第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂと、これら第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂをそれらの両端で連結する第１端壁１４５ｃおよび第２端壁１４５ｄとから構成される。第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂは、それぞれ湾曲した壁面からなるとともに、回動部１２６の摺動部１２６ｂの直径より大きい距離だけ離間しつつ対面している。各端壁１４５ｃ，１４５ｄは、回動部１２６の摺動部１２６ｂの外周に対応した半円状の壁面をなす。第１端壁１４５ｃは、摺動孔部１４５における第２回転子１２３の径方向の外側に向かう側の端部に位置し、第２端壁１４５ｄは、摺動孔部１４５における第２アーム１４２が延出する側の端部に位置する。摺動孔部１４５には、地板２１０の内側に位置する摺動部１２６ｂが挿通されている。
【００３４】
図１に示すように、制御装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）からなる制御回路３ａと、メモリからなる記憶部３ｂと、ハードウェアタイマまたはソフトウェアタイマから構成されるタイマ３ｃとを備える。制御回路３ａには、ユーザの押し操作に基づき操作信号を出力する入力部５が接続されている。
【００３５】
＜制御手順＞
制御回路３ａは、入力部５から操作信号を受けると、記憶部３ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、シャッタ２を動作させる。以下、このプログラムについて、図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。このプログラムは、シャッタ幕１５０を全開位置から全閉位置に変位させるために実行される。
【００３６】
シャッタ幕１５０が全開位置にあるとき、制御回路３ａは、入力部５から操作信号を受けると、導電線Ｌ１１、Ｌ１２を介して第１コイル１１１へ第１方向の電流を供給するとともに、導電線Ｌ２１、Ｌ２２を介して第２コイル１２１へ第１方向の電流を供給する（ステップＳ１０１）。このとき、図１１に示すように、第１コイル１１１および第２コイル１２１が電磁石として第１回転子１１３および第２回転子１２３の周囲に磁極を形成する。これにより、第１回転子１１３および第２回転子１２３は、対応する第１コイル１１１および第２コイル１２１が形成する磁極との間で生じる反発力または吸引力を受けて図７の時計回りの第１方向Ｂ１で回転する。
【００３７】
図１１に示すように、制御回路３ａは、タイマ３ｃを通じて、第１コイル１１１および第２コイル１２１への通電開始から一定時間Ｔ１が経過するのを待つ（ステップＳ１０２でＮＯ）。この一定時間Ｔ１は、シャッタ幕１５０が全開位置から全閉位置に達するまでに要する時間に予め設定される。制御回路３ａは、一定時間Ｔ１が経過した旨判断すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、第１コイル１１１への通電を停止するとともに、第２コイル１２１への通電方向を切り替える（ステップＳ１０３）。すなわち、第２コイル１２１へ上記第１方向とは反対の第２方向の電流を供給する。そして、制御回路３ａは、第２コイル１２１への第２方向への通電開始から一定時間Ｔ２が経過するのを待つ（ステップＳ１０４でＮＯ）。この一定時間Ｔ２は、図８を参照しつつ後述するように、回動部１２６の摺動部１２６ｂが摺動孔部１４５内で第２位置Ｐｂから第３位置Ｐｃに移動するまでに要する時間に設定されている。制御回路３ａは、一定時間Ｔ２が経過した旨判断すると（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、第２コイル１２１への通電を停止する（ステップＳ１０５）。以上で、制御回路３ａは、シャッタ幕１５０を全開位置から全閉位置に変位させ、さらに、その全閉位置においてシャッタ幕１５０をロックすることができる。
【００３８】
今度は反対にシャッタ幕１５０を全閉位置から全開位置に移動させるため、制御回路３ａは、まず一定時間Ｔ２に亘って第２コイル１２１へ第１方向の電流を供給し、その後、第１コイル１１１および第２コイル１２１へ一定時間Ｔ１に亘って第２方向の電流を供給する。これにより、回動部１２６の摺動部１２６ｂが摺動孔部１４５内で第３位置Ｐｃから第２位置Ｐｂに移動した後に第１位置Ｐａに向かって移動する。このため、シャッタ幕１５０が全閉位置から全開位置に移動する。なお、制御回路３ａは、シャッタ幕１５０を全閉位置から全開位置に移動させる際、第２コイル１２１への通電を行わなくてもよい。
【００３９】
＜動作＞
ここでは、まず、シャッタ幕１５０が移動する際の摺動孔部１４５の動きについて説明し、その後に上記プログラムが実行される際のシャッタ２の動作について説明する。
【００４０】
図６〜図８に示すように、摺動孔部１４５は、その摺動孔部１４５が形成される第２アーム１４２とともにその回転軸Ｊ２３を中心に回転し、回動部１２６の摺動部１２６ｂは、第２回転子１２３とともにその回転軸Ｊ２２を中心に回転する。このため、第２アーム１４２および第２回転子１２３の回転位置に応じて、摺動孔部１４５は第２回転子１２３に対する姿勢を変化させるように構成されている。
【００４１】
具体的には、図６に示すように、シャッタ幕１５０が全開位置にあるとき、摺動孔部１４５は、第２回転子１２３を挟んで第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３と対向するように位置する。このとき、第１端壁１４５ｃ側の第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂは第２アーム１４２の旋回方向Ａ１に直交し、第２端壁１４５ｄ側の第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂは第２アーム１４２の旋回方向Ａ１に沿う。
【００４２】
図７に示すように、シャッタ幕１５０が全開位置から全閉位置に向かって所定距離だけ移動したときには、摺動孔部１４５は、第２回転子１２３を挟んで第１回転子１１３と対向するように位置する。そして、図８に示すように、シャッタ幕１５０が全閉位置に達したとき、摺動孔部１４５は、第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３を挟んで第１回転子１１３と対向するように位置する。シャッタ幕１５０が全閉位置に向かって移動するにつれて、摺動孔部１４５は、時計回りに自転しつつ、第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３を中心に公転する。
【００４３】
次に、上記プログラムが実行される際のシャッタ２の機械的な動作について説明する。
【００４４】
図６に示すように、シャッタ幕１５０が全開位置にあるとき、第１コイル１１１および第２コイル１２１への通電により、第１回転子１１３および第２回転子１２３が図６の時計回りの第１方向Ｂ１に回転する。第１回転子１１３の回転力は、回動部１１６を通じて第１アーム１４１および各羽根１５１，１５２，１５３，１５４に伝達される。第２回転子１２３の回転力は、第１回転子１１３の回転力を補助するため、回動部１２６の摺動部１２６ｂを介して第１アーム１４１、各羽根１５１，１５２，１５３，１５４に伝達される。各羽根１５１，１５２，１５３，１５４は、第１アーム１４１および第２アーム１４２の回転に伴い、全開状態と全閉状態との間で変化する。
【００４５】
例えば、図６に示すように、シャッタ幕１５０が全開位置にあるとき、回動部１２６の摺動部１２６ｂは、摺動孔部１４５内における第１端壁１４５ｃに当接した第１位置Ｐａに位置する。このとき、第１端壁１４５ｃ側の第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂは第２アーム１４２の旋回方向Ａ１に直交するように位置する。よって、回動部１２６が第２回転子１２３とともに第１方向Ｂ１に回転したとき、回動部１２６の摺動部１２６ｂが、第１曲壁１４５ａに、摺動部１２６ｂが当接する位置における壁面の接線方向に直交する方向へ力Ｆ１を加える。この力Ｆ１は、第２アーム１４２の旋回方向Ａ１と一致した方向に作用する。このため、図１０に示すように、シャッタ幕１５０が全開状態にある時刻ｔ０においては、第２回転子１２３の回転力が、第２アーム１４２の回転力として最大の伝達効率Ｅｍで第２アーム１４２に伝達される。
【００４６】
図７に示すように、第２アーム１４２が回転軸Ｊ２３を中心に回転し、かつ第１アーム１４１が回転軸Ｊ２１を中心に回転するにつれて、羽根１５１，１５２，１５３，１５４が展開していく。ここで、第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３と、回動部１２６の回転軸Ｊ２２とが異なるため、第２アーム１４２の回動に伴い、第２アーム１４２の摺動孔部１４５内で、回動部１２６の摺動部１２６ｂが移動する。言い換えると、摺動孔部１４５内で回動部１２６の摺動部１２６ｂが移動することで、回転軸の異なる第２アーム１４２と回動部１２６との連動が可能となる。
【００４７】
図７に示すように、第２コイル１２１への通電により回動部１２６の摺動部１２６ｂが第１位置Ｐａから第１方向Ｂ１に回転したとき、第１アーム１４１および第２アーム１４２の回転とともに、回動部１２６の摺動部１２６ｂが摺動孔部１４５内における第１端壁１４５ｃ（第１端部）に当接した第１位置Ｐａから、第２端壁１４５ｄ（第２端部）に向かって第１曲壁１４５ａに沿って摺動する。第１曲壁１４５ａおよび第２曲壁１４５ｂは、それぞれ第２端壁１４５ｄに向かうにつれて、第２アーム１４２の旋回方向Ａ１に沿う方向に傾斜していくように形成されている。よって、摺動部１２６ｂが第１位置Ｐａからその第２端壁１４５ｄ側に位置する第２位置Ｐｂに移動するにつれて、摺動部１２６ｂが接触する位置における第１曲壁１４５ａの接線方向と第２アーム１４２の旋回方向Ａ１とがなす角度が小さくなっていく。これに伴い、回動部１２６の摺動部１２６ｂが第１曲壁１４５ａに加える力Ｆ１のベクトルは、第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３に向かう方向に回転していく。このため、摺動部１２６ｂが第１曲壁１４５ａに加える力Ｆ１を成分分解したとき、第２アーム１４２の旋回方向Ａ１に作用する分力Ｆ２が減少し、第２アーム１４２の回転軸Ｊ２３の方向に作用する分力Ｆ３が増加していく。したがって、図１０に示すように、時刻ｔ０からシャッタ幕１５０の展開が進むにつれて、第２回転子１２３の回転力が、第２アーム１４２の回転力として第２アーム１４２に伝達される伝達効率Ｅが序々に低下する。この伝達効率Ｅの低下に伴い、第１アーム１４１および第２アーム１４２、ひいてはシャッタ幕１５０の過度な増速が抑制される。
【００４８】
図８に示すように、シャッタ幕１５０が全閉位置に達したとき、回動部１２６の摺動部１２６ｂは、摺動孔部１４５の延出方向の中央やや第２端壁１４５ｄ寄りの第２位置Ｐｂに位置する。摺動部１２６ｂが第２位置Ｐｂにあるとき、摺動部１２６ｂと摺動孔部１４５の第２曲壁１４５ｂとの間には隙間があるため、摺動部１２６ｂは、反時計回りの第２方向Ｂ２に回転可能である。言い換えると、摺動孔部１４５は、第２位置Ｐｂから第２方向Ｂ２に向かって、第２端部１４５ｄ側に延出している。摺動部１２６ｂが第２位置Ｐｂから第２方向Ｂ２に回転すると、回動部１２６の摺動部１２６ｂは、摺動孔部１４５内を第２端壁１４５ｄ側に移動しながら、第１曲壁１４５ａに接する位置から第２曲壁１４５ｂに接する第３位置Ｐｃに移動する。このとき、摺動部１２６ｂのみが停止した第２アーム１４２の摺動孔部１４５内を移動しているため、回動部１２６は、第２アーム１４２に何らの力も与えない。第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２からみると、第３位置Ｐｃは、第１位置Ｐａと第２位置Ｐｂとの間に位置する。
【００４９】
図９に拡大して示すように、第３位置Ｐｃにおいて、回動部１２６の摺動部１２６ｂは、摺動孔部１４５のロック面１４５ｅに当接するとともに、図４に示すストッパ部の一例として地板２１０に形成される第２長孔２１４の端部２１４ａに当接する。ロック面１４５ｅは、第２端壁１４５ｄ側の第１曲壁１４５ａの一部である。摺動部１２６ｂが第３位置Ｐｃに達したとき、ロック面１４５ｅの垂線（図９の力Ｆａの線上に延びる線）は、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２よりもシャッタ幕１５０側を通過する。第２長孔２１４の端部２１４ａは、第３位置Ｐｃにおける摺動部１２６ｂが第２方向Ｂ２（第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２からみて第１位置Ｐａへの方向）へ移動することを、摺動部１２６ｂとの接触を通じて規制する。摺動部１２６ｂが第３位置Ｐｃにあるとき、摺動部１２６ｂと摺動孔部１４５の第２端壁１４５ｄとの間には隙間が形成されている。
ここで、羽根１５１，１５２，１５３，１５４が全閉位置に達したとき、羽根１５１は所定の速度で開口２１１の縁部に衝突する。これにより、羽根１５１，１５２，１５３，１５４、第１アーム１４１および第２アーム１４２には全開位置に向かってバウンド力Ｆ４が作用する。回動部１２６の摺動部１２６ｂが第３位置Ｐｃにあるときに、このバウンド力Ｆ４が第２アーム１４２に加わると、第２アーム１４２の回転力を、ロック面１４５ｅを介して回動部１２６の摺動部１２６ｂが受ける。このとき、ロック面１４５ｅは、摺動部１２６ｂを第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２よりもシャッタ幕１５０側に力Ｆａで押圧する。この摺動部１２６ｂに加わる力Ｆａは、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２に向かう分力Ｆｂと、摺動孔部１４５の第２端壁１４５ｄに向かう分力Ｆｃとに分解される。分力Ｆｂによっては第２回転子１２３を回転させる力は生じず、分力Ｆｃによっては摺動部１２６ｂがより地板２１０に形成される第２長孔２１４の端部２１４ａに強く押し当てられる。よって、バウンド力Ｆ４が加わった場合であっても、摺動部１２６ｂが第３位置Ｐｃに維持される。
【００５０】
＜効果＞
上記実施形態にかかるカメラ用フォーカルプレーンシャッタは、以下のような効果を奏する。
【００５１】
（１）第１曲壁１４５ａは、摺動部１２６ｂが第１位置Ｐａから第２位置Ｐｂに向かうにつれて、摺動部１２６ｂが接触する位置における第１曲壁１４５ａの接線方向と第２アーム１４２の旋回方向Ａ１とがなす角度が小さくなるように湾曲する。例えば、シャッタ幕１５０が全開位置にあるとき、摺動部１２６ｂが接触する位置における第１曲壁１４５ａの接線方向と第２アーム１４２の旋回方向Ａ１とがなす角度は９０°である。このとき、第２アーム１４２の旋回方向Ａ１と、摺動部１２６ｂが第２アーム１４２へ伝える力Ｆ１の方向とが一致する。このため、第１曲壁１４５ａは、サブアクチュエータ１２０による摺動部１２６ｂの回転力を、第２アーム１４２の回転力として第２アーム１４２に高効率で伝達できる。よって、サブアクチュエータ１２０は、羽根１５１，１５２，１５３，１５４が動き出した直後におけるシャッタ幕１５０を迅速に増速することができる。
【００５２】
また、シャッタ幕１５０が展開するにつれて、サブアクチュエータ１２０の摺動部１２６ｂが摺動孔部１４５内を第１端壁１４５ｃ側の第１位置Ｐａから第２端壁１４５ｄ側の第２位置Ｐｂに向かって移動する。これにより、摺動部１２６ｂが接触する位置における第１曲壁１４５ａの接線方向と第２アーム１４２の旋回方向Ａ１とがなす角度は次第に小さくなる。したがって、サブアクチュエータ１２０の摺動部１２６ｂが第２アーム１４２に加える力Ｆ１のうち、第２アーム１４２の旋回方向に作用する分力Ｆ２が小さくなっていく。よって、シャッタ幕１５０が展開して、羽根１５１，１５２，１５３，１５４が増速するにつれて、サブアクチュエータ１２０が第２アーム１４２に加える回転力は序々に小さくなる。このため、シャッタ幕１５０が所望の速度を超えて移動することが抑制される。
【００５３】
以上のように、サブアクチュエータ１２０から第２アーム１４２へ伝達される回動力をシャッタ幕１５０の展開位置に応じて変化させることで、羽根１５１，１５２，１５３，１５４の移動中の速度変化を抑制することが可能となる。
さらに、シャッタ幕１５０が全閉位置に近づいた際、シャッタ幕１５０の過度な増速が抑制されるため、シャッタ幕１５０が全閉位置に達したときにシャッタ幕１５０が開口２１１の縁部に衝突することによりシャッタ幕１５０に加わるバウンド力Ｆ４を低減させることもできる。
【００５４】
（２）第１曲壁１４５ａは、シャッタ幕１５０が全閉位置にあるとき、第２回転子１２３の第２方向Ｂ２（図９の反時計回り）への回転に伴い摺動部１２６ｂが当接するロック面１４５ｅを含む。摺動部１２６ｂがロック面１４５ｅに当接した状態において、上記バウンド力Ｆ４によって第２アーム１４２へ回転力が加わった場合、ロック面１４５ｅは、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２の方向に分力Ｆｂが作用するように、摺動部１２６ｂを押圧する。このため、摺動部１２６ｂが第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２を中心に回転することが抑制され、バウンド力Ｆ４が羽根１５１，１５２，１５３，１５４を介して、第２アーム１４２に加わった場合であっても、第２アーム１４２の回転が規制され、その第２アーム１４２に連結される羽根１５１，１５２，１５３，１５４のバウンドを抑制することができる。
【００５５】
（３）ストッパ部の一例である第２長孔２１４の端部２１４ａは、第３位置Ｐｃにおける摺動部１２６ｂが第２方向Ｂ２へ移動することを、摺動部１２６ｂとの接触を通じて規制する。摺動部１２６ｂがロック面１４５ｅに当接した状態において、上記バウンド力Ｆ４によって第２アーム１４２へ回転力が加わった場合、ロック面１４５ｅは、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２と第２長孔２１４の端部２１４ａとにそれぞれ分力Ｆｂ，Ｆｃが加わるように摺動部１２６ｂを力Ｆａで押圧する。分力Ｆｂによっては第２回転子１２３を回転させる力は生じず、分力Ｆｃによって摺動部１２６ｂがより地板２１０に強く押し当てられる。このため、バウンド力Ｆ４が加わった場合であっても、摺動部１２６ｂが第３位置Ｐｃに維持され、その摺動部１２６ｂによって第２アーム１４２の回転が規制される。
【００５６】
（４）第２長孔２１４の端部２１４ａは、第３位置Ｐｃにおける摺動部１２６ｂが第２方向Ｂ２に向かって移動することを、摺動部１２６ｂとの接触を通じて規制するストッパ部の一例として構成される。このように、地板２１０にストッパ部を設けることで、より高い精度で、摺動部１２６ｂを第３位置Ｐｃに停止させることができる。
【００５７】
また、摺動部１２６ｂが第３位置Ｐｃに達したとき、摺動部１２６ｂが摺動孔部１４５の第２端壁１４５ｄより先に第２長孔２１４の端部２１４ａに当接する。このため、摺動部１２６ｂを第３位置Ｐｃに停止させるために、第２アーム１４２の摺動孔部１４５に高い形状精度および組み付け精度が要求されず、製造容易性が向上する。
【００５８】
（５）本実施形態では、機械的構成、例えば摺動部１２６ｂおよび摺動孔部１４５の形状および配置によって、サブアクチュエータ１２０から第２アーム１４２へ伝達される回動力の調整が行われている。よって、制御装置３の制御が複雑になることはない。
【００５９】
（６）サブアクチュエータ１２０によってシャッタ幕１５０の移動速度が制御される。このため、シャッタ幕１５０の移動速度を制御するために、メインアクチュエータ１１０の出力を抑制する必要がなく、シャッタ幕１５０の移動速度を高めることができる。
【００６０】
（変形例）
上記実施形態では、バウンド抑制のため、摺動孔部１４５にはロック面１４５ｅが形成されていたが、このロック面１４５ｅを省略してもよい。この場合、摺動孔部１４５は、その第２端壁１４５ｄ側の一部が省略された形状となる。この構成では、制御回路３ａは、図１１のステップＳ１０１，Ｓ１０２の後、ステップＳ１０３に代えて第１コイル１１１および第２コイル１２１への通電を停止する。その後、ステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理を実行することなく、シャッタ幕１５０を展開するためのプログラムを終了する。
【００６１】
上記実施形態では、カメラ用フォーカルプレーンシャッタは、１枚のシャッタ幕を備える単幕式シャッタであったが、例えば、カメラ用フォーカルプレーンシャッタは、２枚のシャッタ幕を備える二幕式のフォーカルプレーンシャッタであってもよい。
【００６２】
例えば、図１２に示すように、二幕式のフォーカルプレーンシャッタは、１つの地板２１０に対して後幕装置３００および先幕装置４００が配置されている。後幕装置３００および先幕装置４００は、それぞれ同一の構成を有しており、具体的には、上記実施形態のシャッタ２と同様の構成である。先幕装置４００は、後幕装置３００に対して、第２回転子１２３の回転軸Ｊ２２を回転中心として１８０°回転させた向きに配置されている。先幕装置４００のシャッタ幕１５０と後幕装置３００のシャッタ幕１５０とは、開口２１１を挟んで対向するように配置される。この構成において、制御回路は、まず、先幕装置４００のシャッタ幕１５０を全開状態から全閉状態にし、その後再び全開状態にする。その後、制御回路は、予め設定された時間が経過すると、後幕装置３００のシャッタ幕１５０を全開状態から全閉状態にし、その後再び全開状態にする。例えばカメラ用フォーカルプレーンシャッタの開口２１１に撮像装置を対向配置した場合、撮像装置は、先幕装置４００のシャッタ幕１５０が全閉状態から全開状態になった後、後幕装置３００のシャッタ幕１５０が全閉状態になるまでの間の時間に画像を取り込むことができる。
【００６３】
上記実施形態では、シャッタ幕１５０が４枚の羽根１５１，１５２，１５３，１５４から構成される例について説明したが、シャッタ幕を構成する羽根の枚数は４枚に限定されるものではなく、例えば４枚よりも少なくてもよいし、４枚よりも多くてもよい。
【００６４】
上記実施形態では、１つのシャッタ幕１５０が後幕として機能する例について説明したが、例えば、１つのシャッタ幕１５０を先幕として駆動させた後、後幕として駆動させるものであってもよい。
【００６５】
上記実施形態では、制御回路３ａは、全開位置にあるシャッタ幕１５０の移動開始から一定時間Ｔ１の経過により、シャッタ幕１５０が全閉位置に達した旨判断していたが、その他の方法によりシャッタ幕１５０が全閉位置に達した旨判断してもよい。例えば、シャッタ幕１５０が全閉位置に達したとき、そのシャッタ幕１５０により押圧される検出スイッチをシャッタ２に新たに設ける。制御回路３ａは、その検出スイッチの検出結果に基づき、シャッタ幕１５０が全閉位置に達した旨判断してもよい。
【００６６】
上記実施形態では、２つのアームが設けられていたが、アームの数はこれに限定されず、単数であってもよいし、３つ以上であってもよい。アームが単数の場合、メインアクチュエータ１１０およびサブアクチュエータ１２０は、それぞれ単一のアームに回転力を付与するように構成される。
【００６７】
上記実施形態では、第２長孔２１４の端部２１４ａが第３位置Ｐｃの摺動部１２６ｂからの力の一部を受けて、摺動部１２６ｂの第２方向Ｂ２への移動を規制するストッパ部の一例を構成していたが、この第２長孔２１４の端部２１４ａに代えて、またはこの端部２１４ａとともに摺動孔部１４５の第２端壁１４５ｄがストッパ部を構成してもよい。さらに、このストッパ部を省略してもよい。この場合であっても、ロック面１４５ｅは、第３位置Ｐｃの摺動部１２６ｂを、第２回転子１２３に向かって押圧する。これにより、摺動部１２６ｂの回転が抑制される。
上記実施形態では、シャッタ幕１５０が全開位置から全閉位置に移動する際に、サブアクチュエータ１２０によって第２アーム１４２への回転力を補助可能に構成されていた。しかし、反対に、シャッタ幕１５０が全閉位置から全開位置に移動する際に、サブアクチュエータ１２０によって第２アーム１４２への回転力を補助可能に構成されてもよい。この場合、図７のアームの位置でシャッタ幕１５０が全閉状態となり、図８のアームの位置でシャッタ幕１５０が全開状態となるように構成される。
【符号の説明】
【００６８】
１…カメラ用フォーカルプレーンシャッタシステム、２…シャッタ、３…制御装置、３ａ…制御回路、３ｂ…記憶部、３ａ…制御回路、３ｃ…タイマ、１１０…メインアクチュエータ、１１１…第１コイル、１１２…ヨーク、１１３…第１回転子、１２０…サブアクチュエータ、１２１…第２コイル、１２２…ヨーク、１２３…第２回転子、１２６…回動部、１２６ａ…保持部、１２６ｂ…摺動部、１４１…第１アーム、１４５…摺動孔部、１４５ａ…第１曲壁、１４５ｂ…第２曲壁、１４５ｃ…第１端壁、１４５ｄ…第２端壁、１４５ｅ…ロック面、１５０…シャッタ幕、１５１，１５２，１５３，１５４…羽根、２１０…地板、２１１…開口。
【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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【図１２】
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