(57)【要約】【課題】  移動子の移動速度が空間内の気体の抵抗を受けて低下することを防止できる静電駆動装置及びシャッタ装置を提供する。【解決手段】  移動子（２４ｂ）を駆動するための電極が設けられた面を有する固定子（１ｂ）と、固定子と対向して移動子を保護するための保護部材（２５）と、上記固定子の全周縁部に配されて、上記固定子と上記保護部材とに挟まれて密閉空間を形成する封止部材（３０）とを有し、上記密閉空間内には、上記移動子が移動する移動空間と、移動空間の他に上記移動子の移動に伴なって気体が移動する気体流路空間とが形成され、上記移動空間と上記気体流路空間とが連なっている静電駆動装置である。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電力によって移動子を駆動する静電駆動装置において、
該移動子を駆動するための電極が設けられた面を有する固定子と、
該固定子と対向して上記移動子を保護するための保護部材と、
上記固定子の全周縁部に配されて、上記固定子と上記保護部材とに挟まれて密閉空間を形成する封止部材とを有し、
上記密閉空間内には、上記移動子が移動する移動空間と、該移動空間の他に上記移動子の移動に伴なって気体が移動する気体流路空間とが形成され、上記移動空間と上記気体流路空間とが連なっていることを特徴とする静電駆動装置。
【請求項２】
上記密閉空間内には上記移動子の移動をガイドするためのガイド部材を有し、
上記ガイド部材は、上記移動空間と上記気体流路空間とを仕切り、上記移動空間と上記気体流路空間とが気体流路口によって連なっていることを特徴とする請求項１記載の静電駆動装置。
【請求項３】
上記気体流路空間は、上記移動空間の外部に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の静電駆動装置。
【請求項４】
上記ガイド部材には複数の気体流路口を有することを特徴とする請求項２記載の静電駆動装置。
【請求項５】
上記気体流路空間は、上記移動子の厚み方向の位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電駆動装置。
【請求項６】
フィルムをシャッタ幕として駆動するシャッタ装置において、
該フィルムを駆動するための電極が設けられた面を有する固定子と、
該固定子と対向して上記フィルムを保護するための保護部材と、
上記固定子の全周縁部に配されて、上記固定子と上記保護部材とに挟まれて密閉空間を形成する封止部材とを有し、
上記密閉空間内には、上記移動子が移動する移動空間と、該移動空間の他に上記移動子の移動に伴なって気体が移動する気体流路空間とが形成され、上記移動空間と上記気体流路空間とが連なっていることを特徴とするシャッタ装置。
【請求項７】
上記密閉空間内には上記フィルムの移動をガイドするためのガイド部材を有し、
上記ガイド部材は、上記移動空間と上記気体流路空間とを仕切り、上記移動空間と上記気体流路空間とが気体流路口によって連なっていることを特徴とする請求項６記載のシャッタ装置。
【請求項８】
上記気体流路空間は、上記移動空間の外部に設けられたことを特徴とする請求項６または７に記載のシャッタ装置。
【請求項９】
上記ガイド部材には複数の気体流路口を有することを特徴とする請求項７記載のシャッタ装置。
【請求項１０】
上記気体流路空間は、上記フィルムの厚み方向の位置に形成されていることを特徴とする請求項６記載のシャッタ装置。
【請求項１１】
上記固定子の上記シャッタ幕の走行する面の裏面に、更にフィルムをシャッタ幕として配置したことを特徴とする請求項６乃至９の内いずれか１項に記載のシャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトレットを移動子として用いた静電駆動装置及びシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトレットを移動子として用いた静電駆動装置は、移動子を軽量化することができ、移動子を低電圧で高速移動することが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１１２６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、エレクトレットを移動子として用いた静電駆動装置は、湿度によりエレクトレットの電荷量が低下することを防止するために密封構造とすることが好ましい。しかし、密封された空間内で移動子が高速に移動すると、空間内の気体の抵抗を受けるため移動速度が低下してしまうという問題が考えられる。
【０００４】
本発明は、かかる問題の解決を図るためになされたものであって、移動子の移動速度が空間内の気体の抵抗を受けて低下することを防止できる静電駆動装置及び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】
【０００５】
本発明に係る請求項１に記載の静電駆動装置は、静電力によって移動子を駆動する静電駆動装置において、該移動子を駆動するための電極が設けられた面を有する固定子と、該固定子と対向して上記移動子を保護するための保護部材と、上記固定子の全周縁部に配されて、上記固定子と上記保護部材とに挟まれて密閉空間を形成する封止部材とを有し、上記密閉空間内には、上記移動子が移動する移動空間と、該移動空間の他に上記移動子の移動に伴なって気体が移動する気体流路空間とが形成され、上記移動空間と上記気体流路空間とが連なっている。
【０００６】
また本発明に係る請求項２に記載の静電駆動装置は、上記記載の発明である静電駆動装置において、上記密閉空間内には上記移動子の移動をガイドするためのガイド部材を有し、上記ガイド部材は、上記移動空間と上記気体流路空間とを仕切り、上記移動空間と上記気体流路空間とが気体流路口によって連なっている。
【０００７】
また本発明に係る請求項３に記載の静電駆動装置は、上記記載の発明である静電駆動装置において、上記気体流路空間は、上記移動空間の外部に設けられた。
【０００８】
また本発明に係る請求項４に記載の静電駆動装置は、上記記載の発明である静電駆動装置において、上記ガイド部材には複数の気体流路口を有する。
【０００９】
また本発明に係る請求項５に記載の静電駆動装置は、上記記載の発明である静電駆動装置において、上記気体流路空間は、上記移動子の厚み方向の位置に形成されている。
【００１０】
また本発明に係る請求項６に記載のシャッタ装置は、フィルムをシャッタ幕として駆動するシャッタ装置において、該フィルムを駆動するための電極が設けられた面を有する固定子と、該固定子と対向して上記フィルムを保護するための保護部材と、上記固定子の全周縁部に配されて、上記固定子と上記保護部材とに挟まれて密閉空間を形成する封止部材とを有し、上記密閉空間内には、上記移動子が移動する移動空間と、該移動空間の他に上記移動子の移動に伴なって気体が移動する気体流路空間とが形成され、上記移動空間と上記気体流路空間とが連なっている。
【００１１】
また本発明に係る請求項７に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記密閉空間内には上記フィルムの移動をガイドするためのガイド部材を有し、上記ガイド部材は、上記移動空間と上記気体流路空間とを仕切り、上記移動空間と上記気体流路空間とが気体流路口によって連なっている。
【００１２】
また本発明に係る請求項８に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記気体流路空間は、上記移動空間の外部に設けられた。
【００１３】
また本発明に係る請求項９に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記ガイド部材には複数の気体流路口を有する。
【００１４】
また本発明に係る請求項１０に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記気体流路空間は、上記フィルムの厚み方向の位置に形成されている。
【００１５】
また本発明に係る請求項１１に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記固定子の上記シャッタ幕の走行する面の裏面に、更にフィルムをシャッタ幕として配置した。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、移動子の移動速度が空間内の気体の抵抗を受けて低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
はじめに、図１及び２を用いて本発明に係るシャッタ装置におけるシャッタ機構の駆動原理を説明する。
【００１８】
本シャッタ機構は、基本的に固定子１と移動子２とを備え、移動子２は固定子１に対して左右方向に移動自在に構成されている。そして、固定子１には、被写体からの光像を撮像素子（不図示）に導くための開口部３が設けられ、更に、帯状の複数の駆動電極４が所定の間隔で互いに平行に並べられている。移動子２は、遮光性を有する部材であり、後述する永久分極された誘導体（以下、エレクトレットという）の部位を複数備えている。
【００１９】
このような構成において駆動電極４に周波電圧を印加すると、駆動電極４と上述のエレクトレットとの間に吸引力もしくは反発力が発生し、結果的に移動子２が固定子１に対して相対移動する。
【００２０】
したがって、移動子２が固定子１の開口部３を開放もしくは遮蔽するように移動可能にしておけば、これによってシャッタ機構を構成できる。図１の（１）は、シャッタが開の状態を示し、図１の（２）は、シャッタが閉の状態を示している。
【００２１】
なお、固定子１には開口部３は必ずしも必要でなく、固定子１を透過部材とし、図１の（１）に示すように駆動電極４が設けられていない領域、即ち、透過領域を形成しても良い。以下、これを便宜的に開口部と称する。また、本構成に係るシャッタ機構を「エレクトレットシャッタ」と称す。
【００２２】
図２の右には、エレクトレットシャッタの断面を模式的に示している。固定子１に並べられたそれぞれの駆動電極４には、駆動回路１０からの電圧信号線が接続されている。この電圧信号線には４相の電圧信号が印加され、従って、駆動電極４には、４本毎に同一の電圧信号が印加される。図２では、駆動電極４にＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの符号を付してこの電圧信号を区別している。
【００２３】
移動子２には、固定子１との対向面に永久分極された誘導体（エレクトレット）５を複数備えている。
【００２４】
なお、この図はあくまでも模式図であり、実際のエレクトレットシャッタにおける電極やエレクトレット部位の数や配置間隔は、シャッタ機構の大きさ、開口部の面積、エレクトレット部位の極性、その配置形態、シャッタ機構として要求される駆動分解能、シャッタ最高速度等の様々な要因によって適宜決定されるものである。また、このエレクトレットシャッタの場合、正負の極性を有するエレクトレット化部位が交互に配置されたタイプであるが、いずれか一方の極性だけでも実現可能である。
【００２５】
図２の左には、エレクトレットシャッタに印加する電圧信号を発生する駆動回路１０の構成を示している。パルス発生回路１２で生成した矩形波列（駆動パルス信号）は、昇圧回路１４と位相器１５に供給される。昇圧回路１４では、入力した矩形波列を、１００Ｖ程度まで昇圧するとともに、２つの極性を有する電圧信号に分岐して、駆動電極Ａ及びＣに供給する。
【００２６】
一方、位相器１５に入力した矩形波列は、９０°位相が遅れた波形となり、その後、昇圧回路１４に入力されて、上述と同様の２つの矩形波列となり、駆動電極Ｂ及びＤに供給される。
【００２７】
駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４に印加される電圧信号列を図３に示す。電圧電極４の電圧の状態は、ｔ１〜ｔ４の４つの状態が時間経過に対応して繰り返して変化する。
【００２８】
図４は、エレクトレットシャッタの動作を説明する図である。
【００２９】
図４の（１）は、ｔ１に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。エレクトレット５ａは、駆動電極Ａから反発力を受け、駆動電極Ｂから吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ｃから反発力を受け、駆動電極Ｄから吸引力を受ける。このため、移動子２は図の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ移動する。
【００３０】
図４の（２）は、ｔ２に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。エレクトレット５ａは、駆動電極Ａから反発力を受け、駆動電極Ｂから吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ｃから反発力を受け、駆動電極Ｄから吸引力を受ける。このため、移動子２は図の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ移動する。
【００３１】
図４の（３）は、ｔ３に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示し、図４の（４）は、ｔ４に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。上述の動作と同様に移動子２は１つの駆動電極ピッチｄ移動する。そして、この動作が繰り返されることで、移動子２は図の右方向に移動する。なお、移動子２を図の左方向に移動するためには、駆動電極４に印加する電圧の極性を逆に切り替えればよい。
【００３２】
図５は、本発明に係るシャッタ装置の構成を示す斜視図であり、図６の（ａ）は、シャッタ装置の正面図、図６の（ｂ）は、シャッタ装置の断面図である。
【００３３】
本シャッタ装置２１は、独立して走行する遮光幕（先幕）２４ａと、遮光幕（後幕）２４ｂを有するフォーカルプレーンシャッタである。この遮光幕２４ａ、２４ｂは、上述のエレクトレット５（不図示）を備えている。そして、それぞれのエレクトレット５の対向面側には複数の駆動電極４ａ、４ｂと開口部（または透過部）を設けた固定子１ａ、１ｂが配設されている。
【００３４】
さらに、シャッタ装置２１の被写体側にはカバーガラス２５が封止部材３０を介してシャッタ装置２１の前面を覆うように固設されている。同様に、固定子１ａと固定子１ｂの間にも封止部材３０が配されており、また、固定子１ａの後面にはカバーガラス２９が設けられている。この封止部材３０によってシャッタ内部の空間は、外気から遮断され密封されている。そして、封止部材３０が形成するそれぞれの空間内を、遮光幕２４ａ、２４ｂが上下に設けられたガイド３１、３２に沿って図中左右に滑動する。この封止部材３０により、外部からの塵埃等が上記空間内の開口部面に付着することを防止している。
【００３５】
このガイド３１、３２は遮光幕２４ａ、２４ｂが移動する際、上下に大きくずれて移動することがないように規制する役割を担っている。また、ガイド３１、３２の両端部と、封止部材３０との間には空間が形成されている。なお、ガイド３１、３２の長さは、遮光幕２４ａ、２４ｂが移動中に上下に変動しないように必要な長さが確保されている。
【００３６】
ここで、固定子１ａ、１ｂは、ガラスを基板として、その表面に駆動電極４ａ、４ｂを形成し、さらに駆動電極４ａ、４ｂ上に絶縁膜を設けている。一方、遮光幕２４ａ、２４ｂは、ポリイミドやテフロンを基材として用い、その一方の面にコロナ放電法により複数のエレクトレットを形成する（エレクトレット化する）。そして本実施の形態においては、正負の極性を有するエレクトレット部位が交互に配置されている。
【００３７】
更に、遮光幕２４ａ、２４ｂは素材として樹脂材料を用いることができるため軽量である。例えば、遮光幕２４ａ、２４ｂは、１０〜２０μの薄い膜（フィルム）で形成することが可能である。そして、このシャッタ装置２１の後方、正確にはカバーガラス２９の後方には開口部を通過してきた光束を受光する撮像素子（不図示）が配置されている。
【００３８】
続いて、図７、図８を参照しつつ、シャッタ装置２１の動作について説明する。
【００３９】
図７の（ａ）に示す初期状態では、シャッタ装置２１は全閉状態となっている。即ち、先幕２４ａが露光開口全体を覆って遮光している。このとき後幕２４ｂは、退避位置にある。動作の開始指示に応じて、図７の（ｂ）に示すように、先幕２４ａは図中の左方向に駆動されて退避位置に移動し、露光開口は全開状態となる。
【００４０】
この先幕２４ａの移動に伴って押される気体は、気体流路４１、４２を通って流路４３、４４に流れ込む。このように、先幕２４ａの先端部分で押出された気体と同量の気体が先幕２４ａの後端部分に流れ込むことになるため気体の抵抗が極めて小さくなり、先幕２４ａの移動速度の低下を防止することができる。
【００４１】
次に、所定時間が経過したときに、図８の（ａ）に示すように、後幕２４ｂが図中の矢印方向に駆動を開始する。そして、図８の（ｂ）に示すように、後幕２４ｂが露光開口全体を覆って遮光する。
【００４２】
この後幕２４ｂの移動に伴って押される気体は、気体流路４１’、４２’を通って流路４３’、４４’に流れ込む。このように、後幕２４ｂの先端部分で押出された気体と同量の気体が後幕２４ｂの後端部分に流れ込むことになるため気体の抵抗が極めて小さくなり、後幕２４ｂの移動速度の低下を防止することができる。
【００４３】
［バリエーション］
図９は、シャッタ装置のバリエーションの構成を示す正面図である。本バリエーションでは、ガイド３１に複数の貫通路４６を設けた点が異なっている。遮光幕２４ａ、２４ｂの移動に伴って、気体はこの貫通路４６を通って循環するため、上述のように気体の抵抗が極めて小さくなり、遮光幕２４ａ、２４ｂの移動速度の低下を防止することができる。
【００４４】
なお、貫通路４６は、ガイド３２にのみ設けても良く、ガイド３１と３２に共に設けても良い。また、ガイド３１、３２の両端部と封止部材３０との間に空間が形成されていなくても良い。
【００４５】
［他のバリエーション］
図１０は、シャッタ装置２の他のバリエーションの構成を示す縦断面図である。本バリエーションでは、固定子１ｂに複数の貫通孔４７を設けた点が異なっている。遮光幕２４ａ、２４ｂの移動に伴って、気体はこの貫通孔４７を通って循環するため、上述のように気体の抵抗が極めて小さくなり、遮光幕２４ａ、２４ｂの移動速度の低下を防止することができる。なお、固定子１ｂに貫通孔４７を設けずに、移動子の厚み方向にスペースを確保して、そのスペースを気体が循環する流路としても良い。
【００４６】
なお、本実施の形態のシャッタ装置２１は、移動子と固定子がそれぞれ２つで構成されているが、移動子と固定子の１組で構成しても良い。この場合は、例えば、図５のシャッタ装置は、基本的にはカバーガラス２５、遮光幕２４ｂ、固定子１ｂで構成される。
【００４７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るシャッタ装置のシャッタ機構を示す図。
【図２】エレクトレットシャッタの基本構成を示す図。
【図３】駆動電極に印加される電圧信号列を示す図。
【図４】エレクトレットシャッタの動作を説明する図。
【図５】シャッタ装置の構成を示す図。
【図６】シャッタ装置の構成を示す図。
【図７】シャッタ装置の動作を説明する図。
【図８】シャッタ装置の動作を説明する図。
【図９】シャッタ装置のバリエーションの構成を示す図。
【図１０】シャッタ装置のバリエーションの構成を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１…固定子、２…移動子、３…開口部（透過部）、４…駆動電極、５…エレクトレット、１０…駆動回路、１２…パルス発生回路、１４…昇圧回路、２０…撮像モジュール、２１…シャッタ装置、２２…イメージャユニット、２３…筐体、２４…遮光幕、２５…カバーガラス、２６…光学フィルタ、２９…カバーガラス、３０…封止部材、３１…ガイド、３２…ガイド、４１…流路、４２…流路、４３…流路、４４…流路、４６…貫通路、４７…貫通孔。
【図１】
2005278374.tif 000003
【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】
2005278374.tif 000011
【図１０】
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