(57)【要約】【課題】シャッタ動作と小絞り動作を一つのアクチュエータで行なわせることによって、モータの個数を減らし低価格のデジタルカメラ用シャッタ装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラ用シャッタ装置は、レンズ開口３２が形成された基板３に配置さたシャッタ羽根２Ｌ，２Ｒと、これと連結してこれを開閉駆動する電磁アクチュエータ１とからなる。電磁アクチュエータ１は、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能なロータ１１と、ロータ１１が一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されたヨーク１２と、ヨーク１２に巻回され通電に応じてロータ１１を回動させるコイル１３とを備えている。シャッタ羽根２Ｌ，２Ｒは、ロータ１１の三点に応じて、レンズ開口３２を開く全開位置（Ａ）、これを閉じる全閉位置（Ｃ）及びこれを部分的に開く小絞り位置（Ｂ）の三点に移行可能である。【選択図】　　　図３
2004109933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラのレンズ開口を開閉するシャッタ羽根と、該シャッタ羽根に連結してこれを開閉駆動する電磁アクチュエータとからなり、
前記電磁アクチュエータは、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能な着磁されたロータと、該ロータが一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されたヨークと、該ヨークに巻回され通電に応じて該ロータを回動させるコイルとを備えており、
前記シャッタ羽根は、該ロータの三点の位置に応じて、該レンズ開口を開く全開位置、該レンズ開口を閉じる全閉位置、及び該レンズ開口を部分的に開く小絞り位置の三点に移行可能であることを特徴とするデジタルカメラ用シャッタ装置。
【請求項２】
前記シャッタ羽根は、ロータの一端位置に対応して全開位置に置かれ、ロータの中間位置に対応して小絞り位置に置かれ、ロータの他端位置に対応して全閉位置に置かれることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ用シャッタ装置。
【請求項３】
前記ロータは四極に着磁されており、前記ヨークは該ロータに対向した三本の磁極を有する略Ｅ字形を成し、前記コイルは該三本の磁極のうちの中間に位置する磁極に巻回されていることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ用シャッタ装置。
【請求項４】
前記ヨークは、互いに隣り合う磁極の角度間隔θ１が４５°＜θ１＜９０°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項３記載のデジタルカメラ用シャッタ装置。
【請求項５】
前記ヨークは、該ロータに対向する各磁極の対向面の角度幅θ２が０°＜θ２＜４５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項３記載のデジタルカメラ用シャッタ装置。
【請求項６】
前記ロータは、一端位置及び他端位置の各々と中間位置との間の回動角θ３がθ３＜θ１−４５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項４記載のデジタルカメラ用シャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にレンズシャッタと称されるタイプのデジタルカメラ用シャッタ装置に関する。より詳しくは、複数枚のシャッタ羽根がモータの往復回転動作に連動して開閉作動を行なうとともに、小絞り機能を持ち合わせたデジタルカメラ用シャッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラはレンズシャッタを備えており、全開状態にセットされた後露光秒時経過後全閉状態に移行することで、一回の撮影動作を行なう。その後、次の撮影に備えて全閉状態から全開状態にリセットされる。この様なデジタルカメラ用シャッタ装置は、複数枚のシャッタ羽根がレンズ開口を開閉可能な様にシャッタ基板上に配置されている。複数枚のシャッタ羽根を同時に開閉駆動する為、作動ピンを備えた開閉部材が用いられる。各シャッタ羽根に形成された長孔と開閉部材の作動ピンが係合している。この開閉部材をモータで往復駆動することにより、シャッタ羽根を開閉作動させる。開閉部材を介してシャッタ羽根を開閉駆動する為、一個の往復回転可能なモータが用いられている。従来のデジタルカメラは、シャッタ羽根に加えて絞り羽根を備えているものがある。絞り羽根もレンズ開口に対して開閉可能に配置されている。この絞り羽根もシャッタ羽根と同様な原理により開閉作動される。
【０００３】
【特許文献１】
実開平３−２９８３７号公報
【特許文献２】
実開平３−１０８２２９号公報
【特許文献３】
実開平１−１１６５８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の絞り機能を持ち合わせたデジタルカメラでは、シャッタ羽根を作動させるモータと絞り羽根を作動させるモータとで、少くとも二個のアクチュエータを使用しなければならなかった。この為、アクチュエータのコストが大きな部分を占める低価格デジタルカメラ用シャッタ装置においては、アクチュエータの個数がシャッタ装置の製造コストに大きな影響を与えていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はシャッタ動作と小絞り動作を一つのアクチュエータで行なわせることによって、モータの個数を減らし低価格のデジタルカメラ用シャッタ装置を提供することを目的とする。係る目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち、本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置は、デジタルカメラのレンズ開口を開閉するシャッタ羽根と、該シャッタ羽根に連結してこれを開閉駆動する電磁アクチュエータとからなり、前記電磁アクチュエータは、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能な着磁されたロータと、該ロータが一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されたヨークと、該ヨークに巻回され通電に応じて該ロータを回動させるコイルとを備えており、前記シャッタ羽根は、該ロータの三点の位置に応じて、該レンズ開口を開く全開位置、該レンズ開口を閉じる全閉位置、及び該レンズ開口を部分的に開く小絞り位置の三点に移行可能である。
【０００６】
好ましくは、前記シャッタ羽根は、ロータの一端位置に対応して全開位置に置かれ、ロータの中間位置に対応して小絞り位置に置かれ、ロータの他端位置に対応して全閉位置に置かれる。また、前記ロータは四極に着磁されており、前記ヨークは該ロータに対向した三本の磁極を有する略Ｅ字形を成し、前記コイルは該三本の磁極のうちの中間に位置する磁極に巻回されている。この場合、前記ヨークは、互いに隣り合う磁極の角度間隔θ１が４５°＜θ１＜９０°の範囲に設定されている。また、前記ヨークは、該ロータに対向する各磁極の対向面の角度幅θ２が０°＜θ２＜４５°の範囲に設定されている。更に、前記ロータは、一端位置及び他端位置の各々と中間位置との間の回動角θ３がθ３＜θ１−４５°の範囲に設定されている
【０００７】
本発明によれば、シャッタ羽根を絞り羽根に兼用している。そして一個の電磁アクチュエータのみで、シャッタ羽根の全開動作、小絞り動作及び全閉動作を行なわせる様にしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置の主要構成要素である電磁アクチュエータを示す模式的な平面図である。（Ａ）に示す様に、電磁アクチュエータ１は基本的にロータ１１とヨーク１２とコイル１３とで構成されている。ロータ１１は四極着磁された円筒型の磁石からなり、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能である。（Ａ）はロータ１１が中間位置にある状態を表わしている。ヨーク１２はロータが一端位置、中間位置及び他端位置の三点にある時磁気的な保持力が生じる位置に配されている。本実施形態では、ヨーク１２はロータ１１に対向した三本の磁極１２１，１２２，１２３を有した略Ｅ字形を成している。一本目のヨーク１２１のロータ１１に面した対向面１２１Ｆは凹湾曲面となっている。同様に、二本目の磁極１２２のロータ１１に面した対向面１２２Ｆも凹湾曲面に加工されている。同じく三本目の磁極１２３のロータ１１に面した対向面１２３Ｆも凹湾曲面となっている。これら三本の磁極１２１〜１２３の各対向面１２１Ｆ〜１２３Ｆは、いずれも同一の曲率を有し且つ同一の角度幅となっている。コイル１３はヨーク１２の三本の磁極のうちの中間に位置する磁極１２２に巻回されており、通電に応じてロータ１１を往復回動させる。
【０００９】
（Ａ）に示した状態では、四極着磁されたロータ１１のＮ極とＳ極の極間の中央位置が中間に位置する磁極１２２の中心線と一致しているので、ロータ１１の四極着磁された磁石とヨーク１２の三本の磁極は磁気的な均衡が取れており、無通電状態でロータ１１が中間位置に保持されている。尚、ロータ１１にはアーム１１Ｌを介して作動ピン１１Ｐが取り付けられている。作動ピン１１Ｐは、電磁アクチュエータ１を搭載した基板に形成されたストッパ孔３１に挿入されている。換言すると、作動ピン１１Ｐはストッパ孔３１を介して、電磁アクチュエータ１を搭載した基板の表側から裏側に貫通している。（Ａ）に示した中間位置では、長方形を有するストッパ孔３１のちょうど中間に作動ピン１１Ｐが位置している。
【００１０】
（Ａ）に示した状態でコイル１３に通電すると、（Ｂ）に示す様にヨーク１２の中央の磁極１２２にＮ極が発生するとともに、両側の二本の磁極１２１，１２３に反対のＳ極が発生する。これにより、反発と吸引との相互作用にてロータ１１に回転力が発生し、反時計方向に回転する。この回転に伴い作動ピン１１Ｐはストッパ孔３１を移動しその一端に接触して停止する。これにより、電磁アクチュエータ１のロータ１１は中間位置から一端位置に回動したことになる。この後コイル１３への通電を遮断しても、ロータ１１に対してヨーク１２の三本の磁極から保持力が作用し、更に反時計方向への回転力が働いた状態で図示の停止状態を維持可能である。
【００１１】
一方（Ａ）に示した中間状態又は（Ｂ）に示した一端に停止した状態から逆方向にコイル１３を通電すると、ヨーク１２の中央の磁極１２２にＳ極が発生するとともに、両側の磁極１２１，１２３にＮ極が発生する。これによりロータ１１に回転力が発生し、時計方向にロータ１１が回動する。ここで後述する長パルスが印加されると作動ピン１１Ｐがストッパ孔３１の他端に接触するまで回動して停止状態に至る。このロータ１１の位置が（Ｃ）に示す他端位置である。この後コイル１３に対する通電を遮断しても、ロータ１１とヨーク１２の三本の磁極１２１〜１２３との間に保持力が働き、更に時計方向への回転力が働いた状態でロータ１１は図示の他端位置で静止可能である。尚、（Ｂ）に示した一端位置及び（Ｃ）に示した他端位置でロータ１１が静止する条件は、いずれもロータ１１の回転角度が±４５°以下の場合である。
【００１２】
図２は、図１に示した電磁アクチュエータの具体的な実施例を示す模式的な平面図である。図２はロータが中間位置にある状態を表わしている。ロータ１１の磁極を四分割している直線をＸ軸及びＹ軸で表わしてある。ヨーク１２の第一の磁極１２１の対向面１２１Ｆの中心を通る直線を▲１▼で表わしている。又、ヨーク１２側にあるロータ１１のＮ極の中心を通る直線を▲２▼で表わしてある。本実施例は、Ｙ軸から直線▲１▼までの角度が２５．７５°に設定されている。又、直線▲１▼と直線▲２▼の間の角度間隔は１９．２５°に設定されている。ヨーク１２の中間の磁極１２２の対向面１２２Ｆの中心を通る直線はＸ軸と一致している。第一の磁極１２１と第二の磁極１２２との間の角度間隔は直線▲１▼とＸ軸との間のなす角θ１で表わされる。本実施例はθ１が６４．２５°に設定されている。ここでヨーク１２は、互いに隣り合う磁極１２１，１２２の角度間隔θ１が、４５°＜θ１＜９０°の範囲に設定されている。これは、第二の磁極１２２と第三の磁極１２３との間の角度間隔θ１についても同様である。又、第一の磁極１２１の対向面１２１Ｆの角度幅θ２は本実施例の場合２６．５°に設定されている。また、ヨーク１２は、ロータ１１に対向する各磁極１２１，１２２，１２３の対向面１２１Ｆ，１２２Ｆ，１２３Ｆの角度幅θ２が、０°＜θ２＜４５°の範囲に設定されている。ヨーク１２が上記のθ１及びθ２に関する角度条件を満たすことで、三点位置における無通電保持（静止）が可能となる。
【００１３】
一方、ロータ１１の回転角度に着目すると、一端位置と中間位置との間の回転角θ３は本実施例の場合１７．５°に設定されている。同様に、中間位置と他端位置との間の回動角も１７．５°に設定されている。更に、回動角θ３は、θ３＜θ１−４５°の範囲に設定されている。θ３がこの条件を満たさないと、中間位置における無通電保持が実現されない恐れがあるとともに、後述にて詳しく説明するように、一端位置から中間位置に移行したり、一端位置から他端位置に移行することが困難になる恐れがある。
【００１４】
図３は本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置を示す模式的な平面図である。（Ａ）に示す様に、本デジタルカメラ用シャッタ装置は基板３を用いて組み立てられている。基板３には前述したストッパ孔３１とレンズ開口３２とが形成されている。基板３の表側には図１及び図２に示した電磁アクチュエータ１が搭載されている。その際、ロータ１１に取り付けられた作動ピン１１Ｐはストッパ孔３１を介して基板３の表側から裏側に貫通している。
【００１５】
基板３の裏側には一対のシャッタ羽根２Ｌ，２Ｒが搭載されている。シャッタ羽根２Ｌ，２Ｒは、基板３に形成されたレンズ開口３２を開閉可能な様に取り付けられている。具体的には、一方のシャッタ羽根２Ｌは基板３に植設されたピン２１Ｌを中心として回動可能に取り付けられている。他方のシャッタ羽根２Ｒも同じく基板３に植設されたピン２１Ｒを中心にして回動可能に取り付けられている。一方のシャッタ羽根２Ｌには長孔２２Ｌが形成されている。同様に、他方のシャッタ羽根２Ｒにも長孔２２Ｒが形成されている。これらの長孔２２Ｌ，２２Ｒには電磁アクチュエータ１１の作動ピン１１Ｐが係合している。
【００１６】
（Ａ）に示した状態では、電磁アクチュエータ１１が一端位置に静止している。作動ピン１１Ｐが長方形のストッパ孔３１の下辺に当接している。この時、作動ピン１１Ｐと連動する一対のシャッタ羽根２Ｌ，２Ｒはそれぞれレンズ開口３２から左右に退避しており、全開状態となっている。
【００１７】
ここでコイル１３に短パルスを印加するとロータ１１は時計方向に回転し、（Ｂ）に示す様に一端位置から中間位置に移行する。この状態で、ロータ１１はヨーク１２の保持力によって無通電保持される。作動ピン１１Ｐが一端位置から中間位置に移動すると、シャッタ羽根２Ｌ，２Ｒが連動してレンズ開口３２に部分的に介入する。この結果、図示の小絞り状態が得られる。
【００１８】
（Ａ）に示した全開状態あるいは（Ｂ）に示した小絞り状態から長パルスを印加すると、ロータ１１は一端位置もしくは中間位置から他端位置に移行し、（Ｃ）に示した状態となる。この時、一対のシャッタ羽根２Ｌ，２Ｒは作動ピン１１Ｐに連動して作動し、レンズ開口３２を完全に遮断する。これによりシャッタ装置の全閉状態が得られる。以上の説明から明らかな様に、（Ａ）の全開状態から一旦（Ｂ）の小絞り状態に移行する為には、短パルスをコイルに印加する必要がある。一方、（Ａ）の全開状態から直接（Ｃ）の全閉状態に移行する時には、コイルに長パルスを印加すればよい。
【００１９】
最後に図４を参照して、図３に示したデジタルカメラ用シャッタ装置の露光動作を説明する。（Ａ）は全開状態から全閉状態に移行する通常の露光動作を表わしている。デジタルカメラでは初期状態でシャッタ装置は全開に置かれる。ここでレリーズボタンを押し所定の露光秒時期間Ｔ１が経過すると、長パルスが印加される。そのパルス幅Ｔ２は例えば４０ｍｓに設定されている。この長パルスをコイルに印加することで、シャッタ羽根は全開位置から全閉位置に移行し、一回の撮影動作が完了する。その後期間Ｔ３でパルス印加を解除された後も、シャッタ羽根は無通電で全閉状態に置かれる。その後逆極性のパルスを印加することで、シャッタ羽根は全閉状態から全開状態に復帰する。このリセットパルスも長パルスでその幅Ｔ４は例えば４０ｍｓである。この後リセットパルスを解除した期間Ｔ５でもシャッタ羽根は無通電で全開位置に保持され、次の撮影動作の待機状態になる。
【００２０】
（Ｂ）はレンズ開口を小絞りにした状態で撮影動作を行なう場合のタイミングチャートを表わしている。期間Ｔ０で被写体情報を集め、その結果絞りをかける必要があると判断された場合には、短パルスを印加し、シャッタ羽根を全開位置から小絞り位置に移行する。短パルスの幅ＴＸは例えば５〜１０ｍｓである。この様に、全開状態から印加するパルスの時間幅を選択することで、次の小絞り位置あるいは全閉位置を選択する構成としている。小絞り状態にセットした後、所定の露光秒時Ｔ１が経過すると、コイルに長パルスが印加され、シャッタ羽根は小絞り状態から全閉状態に移行し、一回の撮影動作が終了する。この時印加する長パルスの時間幅Ｔ２は例えば３０ｍｓである。この後期間Ｔ３で全閉状態を無通電保持した後期間Ｔ４で逆極性のパルスを印加し、シャッタ羽根を全閉位置から全開位置にリセットする。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、デジタルカメラ用シャッタ装置は、複数のシャッタ羽根によって全開作動及び全閉作動を行なうとともに、小絞り機能も持ち合わせている。係るデジタルカメラ用シャッタ装置を一つのアクチュエータで駆動することで、シャッタ羽根の全閉作動、全開作動及び小絞り口径のセット／リセットを行なわせることが可能となる。従来二個のモータが必要であったのに対し、本発明ではモータを一個に削減可能であり、製造コストを従来に比べて３〜４割削減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置に組み込まれる電磁アクチュエータを示す模式的な平面図である。
【図２】図１に示した電磁アクチュエータの具体的な構成例を示す平面図である。
【図３】本発明に係るデジタルカメラ用シャッタ装置を示す模式的な平面図である。
【図４】図３に示したデジタルカメラ用シャッタ装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・電磁アクチュエータ、２Ｌ・・・シャッタ羽根、２Ｒ・・・シャッタ羽根、３・・・基板、１１・・・ロータ、１２・・・ヨーク、１３・・・コイル、３１・・・ストッパ孔、３２・・・レンズ開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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