(57)【要約】【課題】  簡易な構造でシャッタスピードを高速化させつつ、良好な露光も得られる光学機器用シャッタ装置を提供する。【解決手段】  シャッタ開口４を開閉する回動自在な複数のセクタ１０，２０，３０を含む光学機器用のシャッタ装置１であって、前記セクタは２枚のシャッタ羽根１０，２０と、小絞り開口３３を備えた絞り羽根３０とを含み、前記シャッタ羽根１０，２０の開口形成縁１０ａ，２０ａは、ほぼ直線状に形成され、前記絞り羽根３０は、前記シャッタ羽根１０，２０が閉じるときに形成されるピンホールの位置を少なくとも含んだ所定領域をカバーして遮光する突出部３５を備えている。本シャッタ装置１は、ピンホール位置をシャッタ開口の端部から中央部側にさせることができ、シャッタスピードの高速化を図りつつ、良好な露光が得られる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッタ開口を開閉する回動自在な複数のセクタを含む光学機器用のシャッタ装置であって、
前記セクタは２枚のシャッタ羽根と、前記シャッタ開口よりも小径の小絞り開口を備えた絞り羽根とを含み、
前記シャッタ羽根の開口形成縁は、直線状に形成され、
前記絞り羽根は、前記シャッタ羽根が前記シャッタ開口を閉じるときに形成されるピンホールの位置を少なくとも含んだ所定領域をカバーして遮光する突出部を備えている、ことを特徴とする光学機器用シャッタ装置。
【請求項２】
前記所定領域は、前記シャッタ羽根が前記シャッタ開口を閉じる直前に該シャッタ羽根の先端部が通過する領域を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ装置。
【請求項３】
前記突出部は、前記シャッタ開口の一部を塞ぐように配置されたときに前記ピンホールの位置を前記シャッタ開口の中央部側にさせることを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ装置。
【請求項４】
前記シャッタ開口に前記小絞り開口を配置する位置と、前記シャッタ開口から前記小絞り開口を退避させた位置との中間位置で、前記突出部が前記シャッタ開口の一部を塞ぐ状態を形成するように、前記絞り羽根に当該突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ装置。
【請求項５】
前記シャッタ羽根を駆動する第１のアクチュエータ及び前記絞り羽根を駆動する第２のアクチュエータと、これらアクチュエータを制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記シャッタ羽根により前記シャッタ開口を閉じる時から時間幅をもって、前記突出部が前記シャッタ開口の一部を塞ぐように前記絞り羽根を移動させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器用シャッタ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の光学機器用シャッタ装置を含むことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学機器用のシャッタ装置に関する。より詳細には、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器に好適に使用できるシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラに使用されるシャッタ装置では、シャッタ羽根が撮影光路を中心へ絞り込むように閉じること、すなわちシャッタ開口を完全に閉じる直前の微小光路（以下、ピンホール）がシャッタ開口の中央部に来るようにしてシャッタ羽根を閉じることが望ましい。よって、シャッタ開口の中心に向けて同心円状にシャッタ羽根を閉じるように構成すると、良好な露光を得て撮像精度を上げることができる。これに関連する技術については、例えば特許文献１に開示がある。この特許文献１は、シャッタ羽根を閉じるときの形状（シャッタ羽根により囲まれた形状）がネコ目形状となる場合に、これを円形状に修正する技術を開示している。この特許文献１では、湾曲状のシャッタ羽根を複数組み合わせるとシャッタ羽根を閉じるときの形状がネコ目形状となってしまうので、その長手方向両端に絞り羽根を配置して円形に近い形状を得るようにしている。このようにすれば、撮影光路をシャッタ開口の中心へ向けて同心円状にして絞り込むことができる。
【０００３】
ところで、近年のシャッタ装置ではシャッタスピードをより速くすること、即ちシャッタ羽根をより速く閉じることへの要求が大きくなっている。そのため、例えば特許文献２で開示されるように、シャッタ開口側の端部形状を直線状としたシャッタ羽根が採用されるようになっている。従来のシャッタ羽根ではシャッタ開口側の端部を湾曲させていたが、このように直線状にするとシャッタ羽根同士が早く重なり合うのでシャッタ開口を高速に閉じることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５０９２４号  公報
【特許文献２】特開２００２−１６２６６６号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された技術を採用すれば、撮影光路をシャッタ開口の中心へ向けて絞り込むことができる。しかし、この特許文献１で採用するシャッタ羽根は、開口側端部の形状が湾曲している従来型である。また、絞り羽根をシャッタ羽根に同期して駆動する必要もあるので制御が複雑化してしまう。よって、特許文献１で開示する技術では、前述したシャッタスピードの高速化への要請に対応できない。
【０００６】
一方、特許文献２で開示されたシャッタ羽根を採用すると、シャッタスピードを高速化できる。しかし、シャッタ羽根の向かい合う開口形成縁が直線状となっているのでシャッタ羽根を閉じて行くと撮影光路がシャッタ開口の端部に向けて絞り込まれ、最後のピンホールの位置はシャッタ開口中心から大きくずれる。すなわち、特許文献２で示すような端部が直線状である２枚のシャッタ羽根を閉じると、ハサミを閉じたときの様に重なり合う部分が前端部へと移動する。そのために、ピンホールの位置がシャッタ開口の端部となる。したがって、特許文献１で示すように撮影光路をシャッタ開口の中心へ向けて絞り込むことができないので良好な露光を得ることができない。
【０００７】
また、一般にシャッタ装置は所定位置にシャッタ羽根の移動を規制するストッパを備えている。よって、シャッタ装置では、このストッパにシャッタ羽根が強く当接してはね返される（バウンドする）ことがある。このようにシャッタ羽根がバウンドして戻されると、一度、閉じたシャッタ開口に再度、光が入る再露光の状態が発生する。このように再露光の状態となると撮影画像が劣化してしまう。
【０００８】
上記のように、従来のシャッタ装置では、良好な露光を得るための構造とシャッタスピードの高速化を図る構造とを両立させることが困難であった。そこで、本発明は、上記した課題を解決し、簡易な構造でシャッタスピードを高速化させつつ、良好な露光も得られる光学機器用シャッタ装置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】
【０００９】
上記目的は、シャッタ開口を開閉する回動自在な複数のセクタを含む光学機器用のシャッタ装置であって、前記セクタは２枚のシャッタ羽根と、前記シャッタ開口よりも小径の小絞り開口を備えた絞り羽根とを含み、前記シャッタ羽根の開口形成縁は、直線状に形成され、前記絞り羽根は、前記シャッタ羽根が前記シャッタ開口を閉じるときに形成されるピンホールの位置を少なくとも含んだ所定領域をカバーして遮光する突出部を備えている光学機器用シャッタ装置により達成できる。
【００１０】
本発明によると、シャッタ羽根によりシャッタ開口を閉じるときに、絞り羽根に形成した突出部を用いるようにしたのでピンホール位置をシャッタ開口の端部から中央部側へ移動させることができる。すなわち、本発明のシャッタ装置ではシャッタ羽根によりシャッタ開口を閉じる動作に入ったときに、絞り羽根を移動して突出部をシャッタ開口の一部を塞ぐように配置することで、突出部が所定領域をカバーして遮光する。これにより、ピンホール位置をシャッタ開口の端部から中央部側にさせることができる。よって、撮影光路をシャッタ開口の中央部に向けて絞り込む状態に修正できるので、良好な露光を得ることができる。よって、本発明によると、開口開口縁を直線状として高速化を図ったシャッタ羽根を用いても、良好な露光が得られるシャッタ装置を提供できる。
【００１１】
また、前記所定領域は、前記シャッタ羽根が前記シャッタ開口を閉じる直前に該シャッタ羽根の先端部が通過する領域を含んでいるように設定すればよい。このように所定領域を突出部でカバーして遮光するようにすればシャッタ羽根が閉じた後に開く場合があっても再露光の問題を抑制できる。ここで、シャッタ開口を閉じる直前の状態とは、例えばシャッタ羽根によりシャッタ開口の半分以上が遮光されたとき、あるいはそれ以後のときである。また、例えばシャッタ羽根同士の重なり部分の先端がシャッタ開口の中央近くに来たときに撮影光路を遮光できる形状に突出部を形成すれば、ピンホール位置をシャッタ開口の中央部側へ確実に修正できる。
【００１２】
すなわち、前記突出部は、前記シャッタ開口の一部を塞ぐように配置されたときに前記ピンホールの位置を前記シャッタ開口の中央部側にさせれば良好な露光を得ることができる。
【００１３】
また、前記シャッタ開口に前記小絞り開口を配置する位置と、前記シャッタ開口から前記小絞り開口を退避させた位置との中間位置で、前記突出部が前記シャッタ開口の一部を塞ぐ状態を形成するように、前記絞り羽根に当該突出部が形成されているように、前記絞り羽根に当該突出部が形成されていることがより望ましい。このように突出部が形成されていれば、絞り羽根を効率よく移動して突出部を所定位置に配置できる。
【００１４】
そして、前記シャッタ羽根を駆動する第１のアクチュエータ及び前記絞り羽根を駆動する第２のアクチュエータと、これらアクチュエータを制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記シャッタ羽根により前記シャッタ開口を閉じる時から時間幅をもって、前記突出部が前記シャッタ開口の一部を塞ぐように前記絞り羽根を移動させてもよい。突出部はシャッタ開口の一部を塞ぐように配置する時期は、シャッタ羽根の駆動と対応する。ただし、絞り羽根を駆動する時期は、前後に所定の時間幅をもたせることができる。上記のような光学機器用シャッタ装置を含んでいる光学機器であれば鮮明で、良好な撮影画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、シャッタスピードの高速化及び良好な露光を得ることができる光学機器用のシャッタ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の最良の形態に係るシャッタ装置を説明する。図１は、実施形態に係るシャッタ装置１のセクタが全開状態にあるときの様子を示した図である。この図に基づいてシャッタ装置１に含む構成を説明する。
【００１７】
本シャッタ装置１は、シャッタ基板３に３枚のセクタ１０、２０、３０が回動自在に配置されている。シャッタ基板３の中央には、シャッタ開口４が形成されている。第１セクタ１０は第１シャッタ羽根であり、第２セクタ２０は第２シャッタ羽根である。これらのシャッタ羽根１０、２０について、その開口形成縁１０ａ、２０ａは図示のように直線状に形成されている。よって、シャッタ羽根の開口形成縁を湾曲で形成した場合と比較して、これらシャッタ羽根１０，２０を用いるとシャッタ開口４を高速で閉じることができる。
【００１８】
上記第１シャッタ羽根１０は、シャッタ基板３に設けられた固定軸１１回りに回動自在に構成され、係合凹部１２を備えている。同様に第２シャッタ羽根２０は、シャッタ基板３に設けられた固定軸２１回りに回動自在に構成され、係合凹部２２を備えている。これら第１シャッタ羽根１０の係合凹部１２及び第２シャッタ羽根２０の係合凹部２２は、共に作動ピン４２に係合している。この作動ピン４２は所定範囲を揺動するアーム４１の一端に固定されている。アーム４１の基点はアクチュエータとしてのステップモータ４０のロータ軸に固定されている。よって、ステップモータ４０の駆動に基づいて、第１シャッタ羽根１０及び第２シャッタ羽根２０はシャッタ開口４を開閉する。
【００１９】
また、第３セクタ３０はシャッタ開口４よりも小径の小絞り開口を備えた絞り羽根である。この絞り羽根３０は、シャッタ基板３に設けられた固定軸３１回りに回動自在に構成され、カム穴３２を備えると共に小絞り開口３３を有している。上記カム穴３２には、ステップモータ５０によって所定範囲で駆動される作動ピン５２が係合している。カム穴３２に係合する作動ピン５２は、所定範囲を揺動するアーム５１の一端に固定されている。アーム５１の基点はアクチュエータとしてのステップモータ５０のロータ軸に固定されている。よって、ステップモータ５０の駆動に基づいて、絞り羽根３０はシャッタ開口４に小絞り開口３３を配置する位置及びこれを退避させる位置との間を往復移動される。
【００２０】
本シャッタ装置１の絞り羽根３０は、特殊な形状を有しており、この点について説明する。絞り羽根３０は、シャッタ開口４から退避した状態のとき、シャッタ開口４側に向いて延びている突出部３５を備えている。この突出部３５は絞り羽根３０を回動したときに、シャッタ開口４の一部を塞ぐことができる形状に形成されている。例えば、突出部３５は、シャッタ開口４の一部を塞ぐように配置した状態で、シャッタ開口４を閉じる直前に前記シャッタ羽根１０、２０の先端部ＴＰ，ＴＰが通過する領域を少なくとも含んだ領域（所定領域）をカバーするようにして遮光する。突出部３５が、カバーするこの所定領域にはシャッタ羽根１０、２０がシャッタ開口４を閉じるときのピンホールが含まれることになる。そして、この突出部３５は、シャッタ羽根１０、２０の重なり部分の先端ＦＷがシャッタ開口４の中央部近くに来たとき、これより下部の撮影光路を遮光できるような形状である。突出部３５がこのような輪郭を備えていればピンホール位置をシャッタ開口４の中央部の近い位置へ移動することができる。
【００２１】
上記絞り羽根３０は固定軸３１回りに回動自在であり、小絞り開口３３を前記シャッタ開口４に配置する位置から、小絞り開口３３をシャッタ開口４から退避させた位置まで移動される。絞り羽根３０が移動する中間位置で、前述したように上記突出部３５がシャッタ開口４の一部を塞ぐ状態が形成される。このように構成すると、絞り羽根３０を大きく動かすことなく突出部３５によりシャッタ開口４の一部を塞いだ状態を形成できる。この突出部３５を用いた事による効果については、後述する動作の説明において更に詳細に説明する。
【００２２】
また、本シャッタ装置１は、上記シャッタ羽根１０、２０を駆動する第１のステップモータ４０と絞り羽根３０を駆動する第２のステップモータ５０とを備えている。これらのステップモータ４０、５０はＣＰＵ等で構成される制御回路６０により、独立に駆動が制御される。この制御回路６０は、シャッタ羽根１０、２０によりシャッタ開口４を閉じるようにステップモータ４０を駆動するときに、絞り羽根３０を駆動して突出部３５が前述したシャッタ開口４の一部を塞ぐ状態を形成する。制御回路６０による、より詳細な制御については後述する。
【００２３】
以下、さらに図２から図５を参照して、本シャッタ装置１による動作を説明する。図２は、図１で示した全開状態に対して、全閉状態のシャッタ装置１を示した図である。図３は小絞り状態のシャッタ装置１を示した図である。図４は絞り羽根３０の突出部３５をシャッタ開口４の一部を塞ぐように配置した状態でシャッタ羽根１０、２０を閉じるときの様子を示した図である。図５は図４に示した後にシャッタ羽根１０、２０が完全に閉じた状態を示した図である。
【００２４】
本シャッタ装置１は、制御回路６０によりシャッタ羽根１０、２０と、絞り羽根３０が独立の駆動が可能である。よって、図１の全開状態から図２で示すように全てのセクタ１０、２０、３０をシャッタ開口４に位置させる全閉状態、及び図３に示すように絞り羽根３０の小絞り開口３３をシャッタ開口４に位置させる小絞り状態を形成できる。すなわち、本シャッタ装置１の場合も、図１から図３に示すように、従来のシャッタ装置と同様に全閉、全開、小絞りの状態を形成できる。
【００２５】
そして、本シャッタ装置１は、絞り羽根３０の小絞り開口３３をシャッタ開口４へ移動させるまでの中間位置で、突出部３５をシャッタ開口４の一部を塞ぐ状態を形成できる。この点を図４から図５を参照して詳細に説明する。シャッタ羽根１０、２０の開口形成縁１０ａ、２０ａ（図１参照）は直線状であるので、素早くシャッタ開口４を閉じることができる。このとき、シャッタ羽根１０、２０は、互いに重なり合う部分を増やすようにしてシャッタ開口４を閉じる。すなわち、図４で示すように、シャッタ羽根１０、２０の重なり部分の先端ＦＷに着目すると、この先端ＦＷは上から下に向けて移動する。
【００２６】
この先端ＦＷは最終的にシャッタ開口４の周部（端部）に至り、針の先端で穴を開けたような小さい穴となって消滅する。この小さな穴がピンホールであり、このピンホールが消滅したときにシャッタ開口４が閉じられたこととなる（図５のＰＨ参照）。よって、最後に遮光される部分はシャッタ開口４の下端部となる。このような状態ではピンホールがシャッタ開口４の端部となるので、先に指摘したように良好な露光を得ることができない。
【００２７】
本シャッタ装置１は良好な露光が得られるようにするため、前述の突出部３５を絞り羽根３０に備えている。この突出部３５は、少なくともシャッタ羽根１０、２０がシャッタ開口４を完全に閉じる前にシャッタ開口４の下端の一部を塞ぐように配置される。具体的には、制御回路６０はステップモータ４０を駆動してシャッタ羽根１０、２０によりシャッタ開口４を閉じるとき、これと対応してステップモータ５０を駆動して突出部３５を図４で示す中間位置に移動する。
【００２８】
図４は、シャッタ羽根１０、２０がシャッタ開口４を閉じるときの直前の状態を示している。（Ａ）から（Ｂ）に向かって、シャッタ羽根１０、２０が閉じる状態が進行する。そして、最終的に図５で示す状態となる。ここでシャッタ羽根１０、２０が閉じられるに従って、撮影光路を絞り込む領域ＴＨ（光を通過させる領域で最後にピンホールとなる領域）が下に下がって行く。しかし、本シャッタ装置１では遮光性のある突出部３５が存在するために、図４（Ｂ）に示すようにピンホールＰＨが中央部側に移動する。
【００２９】
すなわち、突出部３５が存在しない場合は、絞り込む領域ＴＨは２枚のシャッタ羽根１０、２０とシャッタ開口４により規定され、最終的にシャッタ開口４の端部に収束する。図５において参照符号ＰＨで示す位置がピンホールとなるのである。ところが、本シャッタ装置１の場合は所定形状を備え、遮光性がある突出部３５が中間位置に存在しているので、図４（Ｂ）に示すようにピンホールＰＨを開口中央部側に移動することができるのである。
【００３０】
この突出部３５によって、直線状の端部を有する２枚のシャッタ羽根を用いた不都合が解消される。すなわち、本シャッタ装置１ではシャッタ羽根１０、２０を高速対応の形状としても良好な露出を得ることができる。
【００３１】
上記突出部３５の形状（輪郭）については、特に限定は無いが図４のように絞り羽根３０を中間位置に停止した状態で、シャッタ開口４を閉じようとするシャッタ羽根１０、２０の先端部ＴＰ，ＴＰが通過する所定領域をカバーし遮光できる面積を有していればよい。特に、シャッタ羽根１０、２０の先端部ＴＰ，ＴＰが通過する領域より上方の形状を適宜設計して、シャッタ羽根１０、２０が閉じるときに絞り込む領域ＴＨがシャッタ開口４の中心部に移動するような輪郭であることが望ましい。
【００３２】
以上のようにシャッタ装置１では、絞り羽根３０に突出部３５を備えているので、シャッタ羽根１０、２０が閉じるときにその先端部側の遮光が行なえ、実質的に撮影光路をシャッタ開口４の中心へ向けて絞り込むことができる。よって、良好な露光を得ることができるようになる。すなわち、シャッタ開口側の端部を直線状とした高速型のシャッタで、良好な露光を得て、撮像精度を上げることができる。しかも、このように突出部３５を補助的に用いることで、シャッタ開口４を遮光するために費やす時間が短縮化されている。よって、シャッタスピードを実際に上げることなく、実質的にシャッタスピードをより高速化した効果が得られる。
【００３３】
また、シャッタ羽根１０、２０を高速で閉じたときにストッパに当接してバウンドしシャッタ羽根１０、２０が再度開くような事態が発生しても、これらシャッタ羽根の先端が通過する領域をカバーするように上記突出部３５が位置しているので、シャッタ開口４に光が再進入するという状態を防止できる。よって、本シャッタ装置１では、再露光の状態が発生することを抑制できる。このように、本シャッタ装置１では、シャッタ羽根が閉じた後に開く状態が仮に発生しても突出部３５により再露光が防止できる構造であるので、シャッタ羽根をより軽量化してシャッタスピードをより高速化することも可能となる。
【００３４】
以上のように、本シャッタ装置１では、絞り羽根３０の一部に突出部３５を付加するという簡単な構成でシャッタスピードの高速化を図りつつ、良好な露光が得られる。したがって、本シャッタ装置１を一部として含んだデジタルスチルカメラ等の光学機器によれば鮮明な画像を撮影できる。
【００３５】
なお、図６はシャッタ羽根１０、２０を駆動してシャッタ開口４を閉じるときに、絞り羽根３０を中間位置に移動させるタイミングについて示したチャートである。この図６に示す駆動制御は、図１に示した、ステップモータ４０及びステップモータ５０を制御する制御回路６０によって実行される。図６に示すように、シャッタ羽根１０、２０を駆動するタイミングＴ１とすると、絞り羽根３０を駆動するタイミングは時間幅Ｗを持って設定することができる。すなわち、シャッタ羽根１０、２０が完全に閉じる直前に、少なくとも突出部３５が前記中間位置に存在していればよい。より望ましいタイミングは、シャッタ羽根１０、２０の重なり部分の先端ＦＷ（図４（Ａ）参照）がシャッタ開口の中央に来る前に、突出部３５が中間位置に存在するように設定する。このように設定するとピンホール位置をシャッタ開口４の中央部側に移動させて、より好ましい露光を得ることができる。
【００３６】
以上、本発明の好ましい一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、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態に係るシャッタ装置のセクタが全開状態にあるときの様子を示した図である。
【図２】シャッタ装置のセクタが全閉状態にあるときの様子を示した図である。
【図３】シャッタ装置のセクタが小絞り状態にあるときの様子を示した図である。
【図４】絞り羽根の突出部をシャッタ開口の一部を塞ぐように配置した状態で、２枚のシャッタ羽根を閉じるときの様子を示した図である。
【図５】図４に示した後にシャッタ羽根が完全に閉じた状態を示した図である。
【図６】２枚のシャッタ羽根を駆動してシャッタ開口を閉じるときに、絞り羽根を中間位置に移動させるタイミングについて示したチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１                シャッタ装置
３                シャッタ基板
４                シャッタ開口
１０              第１シャッタ羽根
１０ａ            第１シャッタ羽根の開口側の端部
２０              第２シャッタ羽根
２０ａ            第２シャッタ羽根の開口側の端部
３０              絞り羽根
３３              小絞り開口
３５              突出部
４０              ステップモータ
５０              ステップモータ
６０              制御回路
【図１】
2005077535.tif 000003
【図２】
2005077535.tif 000004
【図３】
2005077535.tif 000005
【図４】
2005077535.tif 000006
【図５】
2005077535.tif 000007
【図６】
2005077535.tif 000008