(57)【要約】【課題】初期位置セット状態で先幕を重畳および展開状態に無通電状態で保持可能とする。【解決手段】開放レバー６と、閉鎖レバー５と、これらのレバーを初期位置にセットするセットレバー３とを備えたフォーカルプレーンシャッタにおいて、開放レバー６は第１開放レバー７と第２開放レバー８とを重ねて同軸支持としてある。第２開放レバー８は先幕１４の駆動用アーム１３を揺動可能に支持しているとともに、第１開放レバー７が先幕を重畳する方向に回動する際にはこれに従動可能としてある。第２開放レバー８は所定位置に無通電保持可能なアクチュエータ１７により揺動可能としてある。このアクチュエータ１７により第１開放レバー７をチャージ状態にしたまま、画枠１ａを全開にしておくことができる。消費電力を少なくできる上にタイムラグ及びノイズを小さくすることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重畳及び展開動作によりシャッタ基板の画枠を開閉する先幕及び後幕と、上記先幕を作動させる開放レバーと、上記後幕を作動させる閉鎖レバーと、上記開放レバーと上記閉鎖レバーとを初期位置にセットするセットレバーとを備え、
上記開放レバーは第１開放レバーと第２開放レバーとを重ねて同軸支持としてあり、上記第２開放レバーは上記先幕の駆動用アームを揺動可能に支持しているとともに、上記第１開放レバーが上記先幕を重畳する方向に回動する際にはこれに従動可能としてあり、さらに当該第２開放レバーを所定位置に無通電保持可能なアクチュエータにより揺動可能としてある
ことを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
【請求項２】
請求項１において、上記開放レバーが上記セットレバーによりセットされているとき、上記アクチュエータにより当該先幕は重畳又は展開可能にしてあることを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォーカルプレーンシャッタ、特にデジタルスチルカメラ（以下「デジタルカメラ」という。）に用いるフォーカルプレーンシャッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラには、被写体をファインダから覗くことができることはもとより、これを液晶パネルに表示して実際の画像を確認しながらシャッタを押すことができるようにしてあるものが多い。このように液晶パネルに画像を表示するためには、シャッタ開口を開放しておき、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の電子撮像素子に光を当てて画像をデジタル信号化する必要がある。このために、非撮影時にもシャッタ開口を開放しておき、被写体を液晶パネルで見て確認してから撮影のためにレリーズ釦を押すようにしてある。したがって、開放になっているシャッタ開口が一旦閉じた後、改めてシャッタが開閉動作し、シャッタ開口が全開になっている間に撮像素子上の画像を信号化するようになっているところがいわゆる銀塩フィルム式カメラ（以下「フィルム式カメラ」という。）と異なるものとなっている。
【０００３】
デジタルカメラの多くは、レンズシャッタを採用してあるが、近時、撮像画素数の厖大化にともない大きな画枠（シャッタ開口）を有するフォーカルプレーンシャッタを採用するものが現れている。これらのフォーカルプレーンシャッタは、フィルム式カメラのフォーカルプレーンシャッタを応用したものであるが、フィルム式カメラのフォーカルプレーンシャッタは既に多数の形態が提案されている。その第１例としては、電磁石による吸引力とばねの復帰力とを組み合わせることにより、先幕（開放羽根）及び後幕（閉鎖羽根）の展開（画枠開口閉鎖）及び重畳（画枠開口開放）動作を行わせるもの（例えば特許文献１）がある。第２例としては、永久磁石製の回転子と固定子コイルとを組み合わせてなるムービングモータにより、シャッタ羽根を開閉駆動するセクタアームを所定角度だけ揺動させることにより、開閉動作させるようにしたもの（例えば特許文献２）などがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１４６７１号公報  第３頁〜第４頁
【特許文献２】
特開２００１−２１５５５６号公報  第３頁〜第５頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルカメラに上記第１例のフォーカルプレーンシャッタを採用すると、レリーズ前に先幕を退避させ、撮像素子に光を当てて被写体を液晶パネルに表示させることが困難となっている。これはデジタルカメラではレリーズ操作前に先幕を退避させておくことが要求されるのに対し、フィルム式カメラの場合は、レリーズ操作前はシャッタを完全に閉じておくことが要求されていることによる差異に由来するものである。
【０００６】
また、上記第２例では、ムービングモータのみで先幕を往復移動させるため、従来のバネ駆動のフォーカルプレーンシャッタに比べるとシャッタスピードを高速化しずらくなっている。
【０００７】
本発明の目的は、第１に、上述の実情に鑑み、上記第１例のフィルム式カメラ用のフォーカルプレーンシャッタをなるべく流用してデジタルカメラ用シャッタとして応用し、被写体を液晶パネルに表示可能とすることにある。第２に、先幕を重畳及び展開状態は無通電保持可能とすることにより消費電力の節減及びノイズの発生を抑制することにある。そして第３にレリーズ操作による先幕を迅速に往復動作可能とすることによりタイムラグの発生を防止し、シャッタチャンスを逸しないようにしたデジタルカメラを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るフォーカルプレーンシャッタは、重畳及び展開動作によりシャッタ基板の画枠を開閉する先幕及び後幕と、上記の先幕を作動させる開放レバーと、上記の後幕を作動させる閉鎖レバーと、開放レバーと閉鎖レバーとを初期位置にセットするセットレバーとを備えたフォーカルプレーンシャッタに以下の手段を採用したものである。すなわち、本発明は、上記の開放レバーを第１開放レバーと第２開放レバーとを重ねて同軸支持としてあり、第２開放レバーを先幕の駆動用アームを揺動可能に支持しているとともに、第１開放レバーが先幕を重畳する方向に回動する際にはこれに従動可能としてあり、さらに第２開放レバーを所定位置に無通電保持可能なアクチュエータにより揺動可能としてあるところに特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、上記の手段において、開放レバーが上記のセットレバーによりセットされているとき、先幕は上記のアクチュエータにより重畳又は展開可能にしてあるところに特徴がある。これまでのフォーカルプレーンシャッタの先幕が、電磁石とばねとの組み合わせにより開閉するようになっていたものに対し、本発明のフォーカルプレーンシャッタでは先幕の開閉動作を上記のように電磁石とばねの組み合わせにより行わせることが出来るようにしてあるほか、開放レバーがセットレバによってセットされている状態、すなわち、チャージされているときにも上記の駆動源とは別の駆動手段であるアクチュエータにより先幕を重畳又は展開可能としてある。このことは、セットレバーによってセットされている状態の下においても先幕を重畳又は展開することによりデジタルカメラ独自の機能に対応可能とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の一形態例について図面を参照して説明する。図１〜図３は本発明に係るフォーカルプレーンシャッタの要部を拡大して示したものであり、図４及び図５は図３の要部をさらに拡大して示したものである。これらの各図において、先幕（開放羽根）及び後幕（閉鎖羽根）については、実際には複数枚の羽根が重畳及び展開可能に設けたものからなるが、ここでは説明を容易とするためにそれぞれスリット形成羽根１枚だけを代表して図示してある。
【００１１】
図１は、上記のフォーカルプレーンシャッタの一状態を示したものである。図１に示すように、実質的に四角形に形成されたシャッタ基板１の中央部右寄りの位置に画枠（シャッタ開口）１ａが設けてあり、この画枠の左方にシャッタ駆動機構２が設けてある。シャッタ駆動機構２は図面上、中央部左方に揺動自在に設けてあるセットレバー３、このセットレバーの下方に揺動自在に設けてある閉鎖レバー５及びセットレバー３の上方に設けてある開放レバー６を備えている。開放レバー６は同軸に支持された第１開放レバー７と第２開放レバー８とからなる複合レバーとしてある。
【００１２】
セットレバー３は、シャッタ基板１の前面（図面表面）に突設された突起からなる第１支軸１ｂに揺動自在に支持されており、図示していないシャッタチャージ部材により所定の角度範囲に回動可能となっている。セットレバー３は閉鎖レバー５及び開放レバー６を駆動する不図示のばねをチャージするためのものであり、セットレバー３の外周部には、閉鎖レバー５を初期位置にセットするための第１カム部３ｂ及び開放レバー６を初期位置にセットするための第２カム部３ｃが設けてある（図４参照）。このセットレバー３は、図１及び図３（図４）に示してある状態が閉鎖レバー５及び開放レバー６（後述の第１開放レバー７）を初期位置にチャージした状態であり、図２が上記のチャージ状態に対して約４５°だけ時計方向に回動することによりチャージ状態を解除してある状態を示している。このセットレバー３が図２に示す状態からシャッタチャージ部材により反時計方向に回動すると、閉鎖レバー５及び開放レバー６は再び図３に示す初期位置にセットされてシャッタチャージ状態となる。
【００１３】
図１〜図３に示すように、閉鎖レバー５は、実質的にＬ字形に形成された板状体からなり、長辺アーム部５ａと短辺アーム部５ｂとの交点で、シャッタ基板１の前面に突設された第２支軸１ｃにより揺動自在に支持されている。長辺部５ａの先端部下面にはシャッタ基板１に設けられた円弧状の第１溝部１ｄを通り抜けてシャッタ基板の背面側に突出する第１駆動ピン５ｃが設けてある。この第１駆動ピン５ｃはシャッタ基板１の背面側に揺動自在に設けてある後幕駆動アーム１１の係合孔（図示略）に係合している。この後幕駆動アーム１１は、閉鎖レバー５を揺動させることにより第２支軸１ｃの背面側に突出するピンを回転中心として遥動する。なお、後幕駆動アーム１１の上方にこれと平行するように補助アーム１１ａが設けてあり、駆動アーム１１及び補助アーム１１ａには複数枚の薄板状の羽根を重畳及び展開可能に後幕（閉鎖羽根）１２が設けてある。後幕１２は駆動アーム１１及び補助アーム１１ａによる平行リンク機構により重畳時には、図１に示してあるように、画枠１ａの下辺の下方に折り畳まれた状態で画枠１ａより退避しており、展開時には、図２に示してあるように、画枠１ａの上辺の上方まで展開して画枠１ａを完全に閉鎖する。
【００１４】
閉鎖レバー５の短辺アーム部５ｂの先端部には、軟磁性材からなる鉄片５ｄが設けてある。この鉄片５ｄは後幕１２の重畳時に、シャッタ基板１の上面に設けてある第１電磁石９の鉄心に吸着することにより重畳状態を保持可能とするものである。なお、第１電磁石９は図面上ではコイルの表示を省略してあるが、セットレバー３により閉鎖レバー５の係合状態を解除してある時に、コイルへの通電をオフにすると、閉鎖レバー５は図示していない付勢ばねのばね力で反時計方向へ回動して後幕１２を展開するようになっている。閉鎖レバー５の短辺アーム部５ｂの下面には、上述のセットレバー３の第１カム部３ｂと当接可能な従動子ピン（図示略）が設けてある。この従動子ピンは、セットレバー３の第１カム部３ｂとの当接により閉鎖レバー５のチャージ及びその解除動作を分担する役割を担っている。
【００１５】
図４に示すように、開放レバー６は既述の通り、シャッタ基板１に突設された第３支軸１ｅに支持されることによって揺動自在に設けてある第１開放レバー７と、この第１開放レバー７と重なった状態で独立して揺動自在に設けてある第２開放レバー８とからなる。第１開放レバー７は、第３支軸１ｅに支持された軸受部からほぼ９０°に広がる扇形に形成した板状体からなり、一方の端部の下面にはセットレバー３の第２カム部３ｃと係合可能なストッパ部７ｂが設けてある。また、第１開放レバー７の他方の端部には、外方へやや突出するように延出部が形成してあり、この延出部の後側（図面下部）には第２開放レバー８を反時計方向へ回動するときのみ従動させる係止部７ｃが下方に向けて垂設してある（図５参照）。また、この延出部の先端部には軟磁性材からなる鉄片７ｄが設けてある。この鉄片７ｄはシャッタ基板１の上面に設けてある第２電磁石１０の鉄心に吸着することにより第１開放レバー７をチャージ状態に保持可能とするものである。なお、第２電磁石１０もコイルの図示を省略してあるが、コイルへの通電オフにより第１開放レバー７は、第３支軸１ｅに嵌め込んであるコイルばねからなる付勢ばね１５（図５参照）により反時計方向へ回転するように付勢されている。
【００１６】
上記の付勢ばね１５は、コイルばねのねじり力によるトルクを利用するものであり、図５に示すように、開放レバー６を支持している第３支軸１ｅを上方（図面右方）へ延伸してなる支柱部に挿通することにより取り付けてある。付勢ばね１５の下端部（図５左端部）は、第１開放レバー７の上面に固定されており、上端部は調整ダイアル１９の下面に固定されている。なお、この調整ダイアル１９は、このシャッタを装着したカメラの組み立ての際に付勢ばねの強さを調整するためのものである。
【００１７】
図４に示すように、第２開放レバー８は、ピストル形に形成した板状体からなり、上述の第１開放レバー７と同軸の第３支軸１ｅに揺動自在に支持されている。第２開放レバー８のレバー部８ａの先端部下面には、シャッタ基板１に設けられた円弧状の第２溝部１ｆを貫通して、シャッタ基板１の背面に突出するように第２駆動ピン８ｂが設けてある。この第２駆動ピン８ｂは第２溝部１ｆに沿って摺動自在であるため、第２開放レバー８は第２溝部１ｆの範囲で揺動可能となっている。第２駆動ピン８ｂは第２溝部１ｆを貫通して基板１の背面に突出しており、シャッタ基板１の背面に揺動自在に設けてある開放羽根アーム１３の係合孔部１３ｂに嵌合している。この開放羽根アーム１３は第２開放レバー８を揺動させることにより第３支軸１ｅの背面側に突出するピンを回転中心として揺動する。
【００１８】
なお、開放羽根アーム１３の図面下方には、これと平行するように補助アーム１３ａが設けてあり、開放羽根アーム１３及び補助アーム１３ａには複数枚の薄板状の羽根を重畳及び展開可能に先幕（開放羽根）１４が設けてある。先幕１４は開放羽根アーム及び補助アーム１３ａによって平行リンク機構を構成している。この平行リンク機構により開放羽根アーム１３の揺動動作は、第２開放レバー８が時計方向へ回動する場合には、先幕１４を展開して画枠１ａを閉鎖し、反時計方向へ回動する場合にはこの先幕を重畳して画枠を開放するようになっている。第２開放レバー８の他の外周部分には、二股の間に溝部を設けてなるフォーク部８ｃが設けてある。このフォーク部８ｃには、開放レバー６の左方に設けてあるアクチュエータ１７の摺動ピン１７ｅ（図５参照）がフォーク部の溝部に沿って摺動自在に係合している。
【００１９】
アクチュエータ１７の構成は、図４，５に示すように、ステータ１７ｂ，コイル１７ｃ及びロータ１７ｄを含むものからなるが、従来技術の欄で説明した公知のムービングモータと同様の構成のものである。このアクチュエータ１７は、ロータ１７ｄを取り囲むステータ１７ｂに２つの無通電保持位置を設け、２極の永久磁石製ロータと組み合わせることにより、電流信号が入力するとステータ１７ａに磁極が生じることにより、ロータ１７ｄが回転するようになっている。ステータ１７ｂの２つの無通電保持位置のうち一方の位置になったときは、先幕１４が重畳状態となるように、他方の位置になったときは、先幕１４が展開状態となるように駆動レバー１７ａはロータ１７ｄに設けられている。
【００２０】
アクチュエータ１７による駆動力の第２開放レバー８への出力は、ロータ１７ｄと一体のロータ軸１７ｆに設けられた駆動レバー１７ａを介して行われる。すなわち、第２開放レバー８は、駆動レバー１７ａの先端部に設けてある駆動ピン１７ｅが、第２開放レバー８のフォーク部８ｃの溝部に係合しているために、ロータ１７ｄの回動により揺動可能となっている（図５参照）。このアクチュエータ１７は後述するように、第１開放レバー７をチャージ状態にしたまま、次の露出動作に備えて第２開放レバー８を回動させて先幕１４を展開可能とする。
【００２１】
次に、本発明に係るフォーカルプレーンシャッタの動作について、図６に示すシーケンスチャートに沿って説明する。この図に表示してあるシャッタチャージ部材とは、上記各図への図示を省略してあるが、セットレバー３をセットするための部材を指しており、カメラ本体に設けてある図示していないモータによりセットレバー３を所定の角度範囲に回動可能に設けてある。また、シャッタ幕スリットとは、後幕１２及び先幕１４の位置関係を示すものであり、後幕１２が画枠１ａの下辺（Ｙ：−）よりも外に位置しているとともに、先幕１２が画枠１ａの上辺（Ｙ：＋）よりも外に位置しているときにはシャッタ全開であり、逆に後幕１２又は先幕１４のいずれかが、画枠１ａの対辺の外に達する位置まで展開しているときにはシャッタ全閉となることを示している。
【００２２】
この線図の横軸は時間（ｔ）を示しているが、カメラの不使用時及びカメラのスイッチをオンにした状態の下では、セットレバー３により閉鎖レバー５及び第１開放レバー７が初期位置にセットされた状態になっている（図３参照）。また、この時、ロータ１７ｄはステータ１７ｂの一方の無通電保持位置に位置しており第２開放レバー８は、アクチュエータ１７により第２駆動ピン８ｂが第２溝部１ｆの上端部に位置して無通電保持されている。さらにこの時には後幕１２及び先幕１４はともに重畳した状態となっているため、画枠１ａは全開となっている。したがって、カメラのレンズを通して画枠１ａから撮像素子に光が入るため、この時にカメラの液晶パネルのスイッチがオンになっていればこれに画像が映し出されることになる。
【００２３】
次にレリーズ釦を全押しすると（ｔ０）、カメラのＣＰＵが働いて時刻ｔ１で後幕電磁石９及び先幕電磁石１０に通電されるため、各電磁石に閉鎖レバー５の鉄片５ｄ及び第１開放レバー７の鉄片７ｄが吸着される。次に所定時間の経過により時刻ｔ２になると、上記のＣＰＵによりアクチュエータ１７に１パルスの電流が通電され、アクチュエータのロータ１７ｄが反時計方向へ回転する。これにともない第２開放レバー８がフォーク部８ｃを介して時計方向に回動して先幕１４を展開させる。このため時刻ｔ３では、画枠１ａが全閉となる（図１参照）。この時、アクチュエータ１７は、ロータ１７ｄの磁極が、ステータ１７ｂの他方の無通電保持位置と一致することにより静的安定位置に固定される。このため第２開放レバー８は、先幕１４が展開した状態で無通電保持される。
【００２４】
ここで上記のシャッタチャージ部材により、セットレバー３が時計方向に約４５°回転し、閉鎖レバー５及び開放レバー６のセット状態が解除される（図２参照）。セット状態が解除されても後幕電磁石９及び先幕電磁石１０により閉鎖レバー５及び第１開放レバー７が吸着固定されているので、後幕１２及び先幕１４は現位置を保持される。次に時刻ｔ４になると、先幕電磁石１０への通電がオフになり、第１開放レバー７の固定状態が解除されるため、付勢ばね１５（図５参照）のばね力により第１開放レバーが反時計方向へ回動する。この時には第２開放レバー８も第１開放レバー７の係止部７ｃによりこれに従動して反時計方向へ回動させられる。このため、第２開放レバー８は、上記のアクチュエータ１７の磁気的保持力に抗して回動し、先幕１４を重畳動作させることにより画枠１ａが開放されて露光が行われる。次に露光時間が経過して時刻ｔ５になると、こんどは上記のＣＰＵにより後幕電磁石９への通電がオフされる。このため、閉鎖レバー５の鉄片５ｄが後幕電磁石９から離反し、図示していない復帰ばねの付勢力により後幕１２が展開し、画枠１ａを閉鎖する（図２参照）ことにより露光が終了する。
【００２５】
露光終了後、時刻ｔ６になると、上記のＣＰＵからの信号発信によりシャッタチャージ部材を介してセットレバー３が反時計方向へ回動して閉鎖レバー５及び第１開放レバー７を初期位置に復帰する。つまり、セットレバー３は、第１カム部３ｂにより閉鎖レバー５を時計方向に回動し、鉄片５ｄが後幕電磁石９に吸着可能な位置にセットされる。また、第１開放レバー７もセットレバーの第２カム部３ｃにより時計方向に回動し、同様に鉄片７ｄが先幕電磁石１０に吸着可能な位置にセットされる。こうして時刻ｔ７になって後幕１２が完全に重畳することにより撮影によるシャッタの１動作が終了する。なお、この時、第２開放レバー８は、アクチュエータの無通電保持力により突部８ｂが第２溝部１ｆの上端に残されるため、先幕１４は重畳状態を維持して画枠１ａを全開し液晶パネルへ画像を表示可能状態に維持する。また、アクチュエータ１７を利用して、シャッタスピードの高速化又は先幕１４の重畳時の衝撃緩和又はバランド防止を行うこともできる。例えば先幕電磁石１０への通電がオフになり、付勢ばね１５のばね力により第１開放レバー７が回動し、先幕１４が動き始めるタイミングでアクチュエータ１７に先幕１４をばね力と同じ方向、すなわち先幕１４の重畳方向に作動させる駆動パルスを与えると、付勢ばね１５のばね力にアクチュエータ１７の駆動力が加わり先幕１４の作動速度を上げて高速化を実現したり、先幕１４の走行終了直前にアクチュエータ１７に先幕１４の走行方向とは逆向きに作動させる駆動パルスを与えてブレーキ力とし、先幕１４の走行終了時の衝撃を緩和させたり、先幕１４の走行終了直後にアクチュエータ１７に先幕１４の走行方向と同じ向きに作動させる駆動パルスを与えて先幕１４の走行終了時のバランドを防止させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、第２開放レバーを所定位置に無通電保持可能なアクチュエータで揺動可能な構成とすることにより、省電力で先幕を重畳又は展開位置で保持することができる。
また、セットレバーによりセットされているときに先幕を重畳状態又は展開状態とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】先幕の展開により画枠が閉じている状態を示す正面図である。
【図２】後幕の展開により画枠が閉じている状態を示す正面図である。
【図３】画枠が全開になっている状態を示す正面図である。
【図４】図３に示した開放レバーの駆動機構の拡大図である。
【図５】図４の拡大断面図である。
【図６】本発明に係るフォーカルプレーンシャッタのシーケンス線図である。
【符号の説明】
１            シャッタ基板
１ａ          画枠（シャッタ開口）
３            セットレバー
５            閉鎖レバー
５ｄ，７ｄ    鉄片
６            開放レバー
７            第１開放レバー
８            第２開放レバー
９，１０      電磁石
１２          後幕（閉鎖羽根）
１３          駆動用アーム
１４          先幕（開放羽根）
１７          アクチュエータ
【図１】
2004317589.tif 000003
【図２】
2004317589.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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