(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出用開口を遮蔽する閉鎖位置と前記露出用開口を開口する全開位置との間を往復作動可能なシャッタ羽根と，前記シャッタ羽根を開閉駆動する電磁アクチュエータを備えるカメラ用シャッタ装置において，
前記シャッタ羽根を開口方向に付勢する付勢手段を具備するとともに，
前記電磁アクチュエータは，所定の角度範囲内で往復回転可能であるとともに回転運動を前記シャッタ羽根に伝達する動力出力点を有するロータと，該ロータの周囲に配設され該駆動電流の方向に応じて前記ロータに対して往復両方向の回転力を与えるステータとを具備し，
前記電磁アクチュエータに対して，開口電流を供給した時の前記ロータの開口方向への回転が前記シャッタ羽根の全開位置を超過した位置まで行われその回転に追従して前記付勢手段の付勢力によって前記シャッタ羽根を開口駆動し，前記開口電流とは逆方向の閉鎖電流を供給した時の前記ロータの閉鎖方向への回転により前記付勢手段の付勢力に抗して前記シャッタ羽根を閉鎖駆動する様になすとともに，
前記電磁アクチュエータに対する非通電状態での前記ステータと前記ロータ間に生じる磁気吸引力が，前記ロータが前記シャッタ羽根の全開位置を超過して開口方向に作動した状態では開口方向に向き，前記ロータが前記シャッタ羽根の閉鎖位置から全開位置に至る状態では閉鎖方向に向く様に前記ロータと前記ステータとを関連付け，且つ，閉鎖位置での前記ステータと前記ロータ間に生じる磁気吸引力が前記付勢手段の付勢力よりも大きいことを特徴とするカメラ用シャッタ装置。
【請求項２】
請求項１記載のカメラ用シャッタ装置において，
前記電磁アクチュエータは，所定の角度範囲内で往復回転可能な電磁石と該電磁石の回転運動を前記シャッタ羽根に伝達する動力出力点とを有するロータと，該ロータの周囲に配設され駆動電流を通電すると該駆動電流の方向に応じて前記ロータに対して往復両方向の回転力を与えるステータとを具備することを特徴とするカメラ用シャッタ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のカメラ用シャッタ装置において，
一端が前記シャッタ羽根と係合され，他端が前記ロータの動力出力点と当接する連結レバーを設け，
該連結レバーは，前記ロータが前記開口電流により回転する時には前記ロータが有する動力出力点に追従して作動するとともに前記ロータが前記閉鎖電流により回転する時には前記ロータが有する動力出力点に係合されて作動することを特徴とする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】
本発明はモータを駆動源とするカメラ用シャッタ装置に関し，特に長時間露光時の電源消費量を低減することができるシャッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一定の角度範囲で弧回するモータを駆動源としてシャッタ羽根を開閉駆動するカメラ用シャッタが知られている。この種のシャッタ装置は不用意な漏光を防止するために一般的にシャッタ羽根を閉鎖方向に向けて付勢しておき，モータ通電に伴い上記付勢力に抗してシャッタ羽根を開口させた後に所望の露出秒時が経過するとモータ通電を遮断して上記付勢力によってシャッタ羽根を閉鎖駆動する様にしたものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記の様な機構においてシャッタ羽根を閉鎖方向の付勢力に抗して開口状態を維持するためにはシャッタ羽根の開口時間全域に亘ってモータに通電しなければならず，特に長時間露光時における電力消費が増大するという問題がある。この様な問題点を解決するための手法として，シャッタ羽根が全開状態に置かれた時にモータのロータが有する磁極が正対する位置及びシャッタ羽根が閉鎖状態に置かれた時にモータのロータが有する磁極が正対する位置に各々鉄等の磁性材料で形成されたピンを配設し，上記の鉄ピンとロータの磁極間に生じる磁気的な吸引力によって非通電状態でもシャッタ羽根を全開位置或いは閉鎖位置で保持できる様にしたものが提案されている。しかしながら，この様な手法の場合にはロータの近傍に鉄ピン等の部材を追加しなければならないという問題があり，更に，ロータの磁極が上記のピンの位置を通過する前後でモータのトルクが変動してしまい，安定した開閉特性を得るのが困難であるという問題もある。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり，非通電状態でのシャッタ羽根を開口状態及び閉鎖状態の双方で保持することが可能となるとともに，モータが備える要素以上に開口状態保持あるいは閉鎖状態保持のための特別な追加部材を必要とせず，且つ，安定した閉鎖特性を得ることができるモータを駆動源とするカメラ用シャッタ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るカメラ用シャッタ装置は：露出用開口（ＡＰ）を遮蔽する閉鎖位置と前記露出用開口を開口する全開位置との間を往復作動可能なシャッタ羽根（１０）と，前記シャッタ羽根を開閉駆動する電磁アクチュエータを備えるカメラ用シャッタ装置を前提として：前記シャッタ羽根を開口方向に付勢する付勢手段（１２）を具備するとともに：前記電磁アクチュエータは，所定の角度範囲内で往復回転可能であるとともに回転運動を前記シャッタ羽根に伝達する動力出力点（５ｄ）を有するロータ（５）と，該ロータの周囲に配設され該駆動電流の方向に応じて前記ロータに対して往復両方向の回転力を与えるステータ（３，４）とを具備し：前記電磁アクチュエータに対して，開口電流を供給した時の前記ロータ（５）の開口方向への回転が前記シャッタ羽根の全開位置を超過した位置まで行われその回転に追従して前記付勢手段の付勢力によって前記シャッタ羽根を開口駆動し，前記開口電流とは逆方向の閉鎖電流を供給した時の前記ロータの閉鎖方向への回転により前記付勢手段の付勢力に抗して前記シャッタ羽根を閉鎖駆動する様になすとともに：前記電磁アクチュエータに対する非通電状態での前記ステータと前記ロータ間に生じる磁気吸引力が，前記ロータが前記シャッタ羽根の全開位置を超過して開口方向に作動した状態では開口方向に向き，前記ロータが前記シャッタ羽根の閉鎖位置から全開位置に至る状態では閉鎖方向に向く様に前記ロータと前記ステータとを関連付け，且つ，閉鎖位置での前記ステータと前記ロータ間に生じる磁気吸引力が前記付勢手段の付勢力よりも大きいことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係るカメラ用シャッタ装置は：請求項１を前提として：前記電磁アクチュエータが，所定の角度範囲内で往復回転可能な電磁石（５ａ，５ｂ）と該電磁石の回転運動を前記シャッタ羽根に伝達する動力出力点とを有するロータと，該ロータの周囲に配設され駆動電流を通電すると該駆動電流の方向に応じて前記ロータに対して往復両方向の回転力を与えるステータとを具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係るカメラ用シャッタ装置は：請求項１又は請求項２を前提として：一端が前記シャッタ羽根と係合され，他端が前記ロータの動力出力点と当接する連結レバー（９）を設け：該連結レバーは，前記ロータが前記開口電流により回転する時には前記ロータが有する動力出力点に追従して作動するとともに前記ロータが前記閉鎖電流により回転する時には前記ロータが有する動力出力点に係合されて作動することを特徴とする。
【０００９】
請求項１や請求項２による場合，非通電状態でロータとステータ間に生じる磁気的な吸引力が，シャッタ羽根の全開位置では開口方向に向き，シャッタ羽根の閉鎖位置では閉鎖方向に向くので，非通電状態でのシャッタ羽根を開口状態及び閉鎖状態の双方で保持することが可能となり，長時間秒時における電力消費量を低減することができるとともに，ロータ周辺に磁性材を別途配設する必要がなくなる。又，電磁アクチュエータに対して開口電流を供給した時のロータの開口方向への回転がシャッタ羽根の全開位置を超過した位置まで行われるようになっている。そして，電磁アクチュエータに対する非通電時でロータとステータ間に生じる磁気吸引力は，ロータがシャッタ羽根の全開位置を超過して開口方向に作動した状態では開口方向に向き，ロータがシャッタ羽根の閉鎖位置から全開位置に至る状態では閉鎖方向に向くので，シャッタ羽根の開口駆動に際してロータをシャッタ羽根の全開位置を超過した位置まで駆動すれば通電を遮断してもシャッタ羽根は全開位置で保持され，また，閉鎖時にもシャッタ羽根は閉鎖位置で保持される。そして，シャッタ羽根が実際に作動する領域，即ち，シャッタ羽根の閉鎖位置から全開位置に至る領域では，ロータとステータ間の磁気的吸引力の方向が一定しているので，シャッタ羽根の開閉作動の途中で，磁気的吸引力が変動することがなく，小型低トルクのモータを使用して安定した開閉特性が得られる。又，請求項３に示す様に，ロータとシャッタ羽根間に連結レバーを設けた場合，各部材の配置位置に自由度が生じる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図１は，本発明の実施形態に係るカメラ用シャッタ装置を被写体側から見た平面図であり，図２はその断面図である。図中において，１は上地板，２は下地板を各々示し，両地板１，２は露出用開口ＡＰを中心とした半円リング状に形成されている。下地板２に立設された連結ピン２ａ，２ａは上地板１に形成された連結孔１ａ，１ａと各々嵌合されており，左右対称形状のステータ３，４は下地板２と上地板１の間に挟持される。５はロータであり，ロータ５は凹凸の回転軸５ａが各々上地板１の中央部及び下地板２の中央部に回転自在に軸着される。ロータ５はＳ極５ｂとＮ極５ｃの２磁極を有している。又，５ｄは動力出力点の一例となる偏心した出力ピンであり，ロータ５が所定の角度範囲で回転すると出力ピン５ｄはロータ５と一体的に回転する。
【００１２】
ステータ３，４の先端部分にはロータ５と同心円弧をなす磁極３ａ，４ａが各々形成されるとともにコイル６，７を捲着する為の鉄心３ｂ，４ｂが立ち曲げ形成されている。次に８は連結ステータであり，連結ステータ８の両端に立ち曲げ形成された鉄心８ａ，８ａは鉄心３ｂ，４ｂと各々貼合されており，ステータ３，４を磁気結合する。而して，この状態からコイル６，７に通電して磁極３ａをＳ極に，磁極４ａをＮ極に各々励磁すればロータ５には反時計廻りのトルクが生じる。又，ロータ５が所定角度反時計廻りに回転した状態からコイル６，７に対する通電方向を切り換えて磁極３ａ，４ａの励磁方向を反転させればロータ５には時計廻りのトルクが生じる。このロータ５の回転運動は連結レバー９を介してシャッタ羽根１０に伝達される。
【００１３】
より詳細には１１は下地板２の裏側に下地板２と平行に配設された羽根押さえ板であり，下地板２と羽根押さえ板１１によって形成された空間をシャッタ羽根１０は走行する。連結レバー９は羽根押さえ板１１の裏側の軸９ａに遥動自在に枢支されるとともに付勢手段の一例たるスプリング１２（スプリング１２は矢印によって付勢方向のみを示している。）から時計廻りの付勢力を受けている。ロータ５の出力ピン５ｄは下地板２及び羽根押さえ板１１を貫通して連結レバー９の一端に形成された源動アーム９ｂと片押し当接しており，スプリング１２から与えられる付勢力によって連結レバー９が右旋することを妨げている。従って，図示の状態からロータ５を反時計方向に回転させると源動アーム９ｂが出力ピン５ｄに追従しながら連結レバー９は軸９ａを中心にして右旋する。連結レバー９の他の一端の上面には連結ピン９ｃが立設されている。この連結ピン９ｃはシャッタ羽根１０に形成されたスロット１０ａに挿入されており，上記の様にして連結レバー９が時計廻りに回転するとシャッタ羽根１０はスロット１０ａが連結ピン９ｃに係合されながら軸１０ｂを中心にして反時計廻りに回転して露出用開口ＡＰを開口する。尚、図面ではシャッタ羽根１０を１枚のみ示しているが，シャッタ羽根１０と対称形状の図外のシャッタ羽根が設けられており，双方のシャッタ羽根で露出用開口ＡＰを開閉する事はいうまでもない。
【００１４】
次に，図３はモータドライバの構成例を示す回路図であり，６，７は既述のコイル６，７を各々示している。又，Ｑ１からＱ８はトランジスタ，Ｎ１からＮ４はインバータ，１３は制御回路を示す。制御回路１３が発生する出力０１をＨレベル，０２をＬレベルにするとトランジスタＱ１，Ｑ２がオフしてトランジスタＱ３，Ｑ４がオンし，トランジスタＱ３−コイル６−トランジスタＱ４という経路でコイル６に電流が流れ，制御信号０１，０２の極性を逆にするとトランジスタＱ１−コイル６−トランジスタＱ２という経路でコイル６には逆方向の電流が流れる。従って，制御信号０１，０２の極性を制御することによってコイル６に流れる電流方向を制御することが出来るので，ステータ３の磁極３ａの極性を制御出来る。コイル７側のドライバも同様に構成されるので，制御信号０３，０４の極性を制御することによりステータ４の磁極４ａの極性を制御することが出来る。
【００１５】
次に，図４から図６を参照してロータ５とステータ３，４の関係を説明する。尚，図４から図６はロータ５とステータ３，４の部分の拡大図であり，このうち図４は初期状態（閉鎖状態）を，図５は全開状態を，図６はロータ５をアドバンスエンドまで回転した状態を各々示している。又，図４から図６に示される要素は全て図１に示されるものであるので，構成要素に関しては図１と同一符号を付して重複した説明は省略する。図４においてコイル６，７に通電がなされていないと，ステータ側の磁極３ａ，４ａは全て非励磁状態にあり，磁極３ａ，４ａは単なる鉄片として作用する。そして図４の状態ではロータ側のＮ磁極５ｃとＳ磁極５ｂとの境界線は磁極４ａの中心よりも下側及び磁極３ａの中心よりも上側にあるので磁極５ｃと磁極４ａ間に作用する磁気的吸引力及び磁極５ｂと磁極３ａ間に作用する磁気的吸引力によってロータ５には時計廻りのトルクが発生する。但し，連結レバー９の左旋限がストッパＳ１（ストッパＳ１の位置は仮に示したものであり，ここに限定されるものではない。）によって図４の状態で規制されるので図示の状態で停止している。
【００１６】
さて，この状態でコイル６，７に通電することより，磁極３ａをＳ極に励磁し，磁極４ａをＮ極に励磁すると，磁極５ｃと磁極４ａが反発し，磁極５ｂと磁極３ａが反発するのでロータ５には反時計廻りのトルクが発生し，ロータ５は軸５ａを中心にして反時計廻りに回転する。連結レバー９は図１に示したスプリング１２から時計廻りに付勢されているので，その源動アーム９ｂが出力ピン５ｄに追従しながら軸９ａを中心に時計廻りにストッパＳ２（ストッパＳ２の位置は仮に示したものであり，ここに限定されるものではない。）に源動アーム９ｂが当接するまで回転する。図５はこの様にして源動アーム９ｂがストッパＳ２に当接した状態を示しており，この時ロータ側のＮ磁極５ｃとＳ磁極５ｂとの境界線は磁極４ａの中心よりも若干下側及び磁極３ａの中心よりも若干上側にあるのでこの状態でコイル６，７に対する通電を遮断すれば磁極５ｃと磁極４ａとの間及び磁極５ｂと磁極３ａとの間には磁気的吸引力が発生し，ロータ５には時計廻りのトルクが発生することになる。尚，後述において明らかにするが，連結レバー９が図５に示す状態の時にシャッタ羽根１０は露出用開口ＡＰを全開にする。
【００１７】
本実施例では，シャッタ羽根１０の開口作動時にはロータ５が図５に示す位置まで反時計廻りに旋回した後もコイル６，７に対する通電を継続し，磁極３ａをＳ極に，磁極４ａをＮ極に各々維持する。従って，ロータ５は図５の状態から更に反時計廻りに回転し，ロータ５の反時計方向の回転はストッパＳ３によって規制される。図６はロータ５の回転がストッパＳ３によって規制された状態を示しており，この状態がロータ５のアドバンスエンドになる。この図６に示す状態ではロータ側のＮ磁極５ｃとＳ磁極５ｂとの境界線は磁極４ａの中心よりも上側及び磁極３ａの中心よりも下側にあるので，この状態でコイル６，７に対する通電を遮断すれば磁極５ｃと磁極３ａとの間及び磁極５ｂと磁極４ａとの間には磁気的吸引力が発生し，ロータ５には反時計廻りのトルクが発生することになる。
【００１８】
この様に本実施形態によれば，実際にシャッタ羽根が開閉作動する領域，即ち，連結レバー９の揺動範囲では非通電状態でロータ５に対して時計廻り（閉鎖方向）の磁気的吸引力が発生し，又，ロータ５の左旋限（反時計方向の旋回限）ではロータ５に対して反時計方向（開口方向）の磁気的吸引力が発生することになる。
【００１９】
次に，上記事項及び図７から図９の状態変化を示す平面図を参照して上記実施形態の動作を説明する。尚，図７から図９においては内部構造の理解を容易ならしめる為に地板類は省略している。又，図７は初期状態（閉鎖状態）を，図８はロータをアドバンスエンドまで回転した状態を，図９は全開状態を各々示している。図４から図６に示した拡大図との対応関係では，図７は図４と，図８は図６と，図９は図５と各々対応している。更に，図７から図９においてはストッパ類は省略しているので，図４から図６を参照されたい。
【００２０】
初期状態において機構は図７に示す状態にあり，又，図３において制御回路１３は制御信号０１から０４を全てＨレベルにし，全トランジスタＱ１からＱ８はオフ状態にある。従って，コイル６，７には電流は流れず，ステータ３，４側の磁極３ａ，４ａは単なる鉄片として作用する。この時ロータ５とステータ３，４間には上述の図４を参照して説明した様にして磁気的吸引力が発生するのでロータ５には時計方向のトルクが生じる。そしてこの時のトルクがスプリング１２の付勢力よりも十分に大きければ連結レバー９はスプリング１２の付勢力に抗して反時計方向の旋回限で維持され，シャッタ羽根１０はスロット１０ａが連結レバー９の他の一端の連結ピン９ｃに係合されているので露出用開口ＡＰを遮蔽した状態で維持される。
【００２１】
この状態から制御回路１３が制御信号０１，０３をＬレベルに反転させるとトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６がオンしてコイル６，７には各々図面上で左から右に向かう開口電流が流れ，磁極３ａがＳ極に，磁極４ａがＮ極に励磁される。従って，ロータ５は反時計廻りに回転し，ロータ５の反時計方向の回転はストッパＳ３によって規制される位置で停止する。この様にしてロータ５が反時計方向に回転すると連結レバー９はスプリング１２の付勢力によってストッパＳ２に規制されるまで時計方向に回転し，シャッタ羽根１０はスロット１０ａが連結ピン９ｃに係合されながら軸１０ｂを中心に反時計方向に回転して露出用開口ＡＰを開口する。図８はこの様にしてロータ５が反時計方向のアドバンスエンドまで回転した状態を示している。制御回路１３はロータ５を反時計方向のアドバンスエンドまで回転させると制御信号０１から０４を全てＨレベルにしてコイル６，７に対する通電を遮断する。従って，ロータ５とステータ３，４間には上述の図６を参照して説明した様にして磁気的吸引力が発生するのでロータ５には反時計方向のトルクが生じる。従って，コイル６，７に対する通電を遮断した後にもシャッタ羽根１０はスプリング１２の付勢力によって全開位置を維持し，特にバルブ露出やタイム露出等の長時間秒時における電力消費を大きく低減することが可能となる。
【００２２】
所望される露出秒時が経過して制御回路１３が制御信号Ｏ２，Ｏ４をＬレベルに反転させるとトランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ７，Ｑ８がオンしてコイル６，７には各々図面上で右から左に向かう閉鎖電流が流れ，磁極３ａがＮ極に，磁極４ａがＳ極に励磁され，ロータ５は時計廻りに回転する。図９はこの様にしてロータ５が時計廻りに回転をし，ロータ５の出力ピン５ｄが連結レバー９の源動アーム９ｂと接触した状態を示しており，この時点ではシャッタ羽根１０は露出用開口ＡＰを全開している。この様にして出力ピン５ｄが源動アーム９ｂと接触した後もコイル６，７には閉鎖電流は供給され続けるが，出力ピン５ｄが源動アーム９ｂと接触してロータ５に対する負荷が増大するポイントでは図５を参照して説明した様に，既にロータ５は非通電状態でも時計方向のトルクが発生する領域になっており，しかもロータ５は既に加速されているので，低トルクのモータを使用しても時計方向の回転を安定して行うことが可能となる。そしてロータ５が図９の位置から更に時計方向に回転すると，連結レバー９はスプリング１２の付勢力に抗して反時計方向に回転し，シャッタ羽根１０は露出用開口ＡＰを遮蔽し，図７の状態に至って露出動作を終了する。尚，上記においてはロータを永久磁石で構成したムービングマグネットを電磁アクチュエータの一例として説明をしたがロータをコイルで構成したムービングコイルを使用しても本発明を達成することは可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば，電磁アクチュエータが元来備える構成要素に対して付加的な要素を設けることなく，シャッタ羽根の開口状態ではロータに対してシャッタ羽根を開口させる方向の磁気的吸引力が発生し，シャッタ羽根の閉鎖状態ではロータに対してシャッタ羽根を閉鎖させる方向の磁気的吸引力が発生するので，長時間秒時における電力消費量を低減することが可能となる。又，シャッタ羽根を開口作動させる時のロータのアドバンスエンドをシャッタ羽根の全開位置を超過した位置にするとともにロータのアドバンスエンドでのロータとステータ間に生じる磁気的吸引力がシャッタ羽根の開口方向に向け，シャッタの作動領域でのロータとステータ間に生じる磁気的吸引力をシャッタ羽根の閉鎖方向に向けた場合には，シャッタ羽根の開閉作動の途中で，磁気的吸引力が変動することがなく，小型且つ低トルクのモータを使用しても安定した開閉特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラ用シャッタ装置の平面図。
【図２】図１に示すカメラ用シャッタ装置の断面図。
【図３】モータドライバの回路例を示す回路図。
【図４】初期状態におけるロータとステータの位置関係を示す拡大図。
【図５】ロータをシャッタ全開位置まで駆動した状態におけるロータとステータの位置関係を示す拡大図。
【図６】ロータを開口方向のアドバンスエンドまで駆動した状態におけるロータとステータの位置関係を示す拡大図。
【図７】本実施形態のカメラ用シャッタ装置の地板を除去して見た初期状態における平明図。
【図８】本実施形態のカメラ用シャッタ装置の地板を除去して見たロータをアドバンスエンドまで駆動した状態における平面図。
【図９】本実施形態のカメラ用シャッタ装置の地板を除去して見たシャッタ全開位置における平面図。
【符号の説明】
３  ステータ
３ａ  磁極
４  ステータ
４ａ  磁極
５  ロータ
５ｂ  磁極
５ｃ  磁極
５ｄ  出力ピン
６  コイル
７  コイル
９  連結レバー
９ｂ  源動アーム
９ｃ  連結ピン
１０  シャッタ羽根
１０ａ  スロット
１２  スプリング
１３  制御回路
【図１】
0003965231.tif 000002
【図２】
0003965231.tif 000003
【図３】
0003965231.tif 000004
【図４】
0003965231.tif 000005
【図５】
0003965231.tif 000006
【図６】
0003965231.tif 000007
【図７】
0003965231.tif 000008
【図８】
0003965231.tif 000009
【図９】
0003965231.tif 000010