(57)【要約】【課題】振動や衝撃が与えられた場合でも、羽根部材の開閉の誤作動が発生することを抑制した羽根駆動装置を提供する。【解決手段】開口部を有する基板と、回動軸を中心に前記開口部を開閉可能に回動する羽根部材と、前記羽根部材を駆動する駆動機構部と、を備え、前記羽根部材は、長さ方向の中点よりも前記回動軸に近接した位置に重心を有する、羽根駆動装置を採用する。【選択図】図１
2017223811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する基板と、
回動軸を中心に前記開口部を開閉可能に回動する羽根部材と、
前記羽根部材を駆動する駆動機構部と、を備え、
前記羽根部材は、長さ方向の中点よりも前記回動軸に近接した位置に重心を有する、
羽根駆動装置。
【請求項２】
前記羽根部材に設けられ、該羽根部材の重心位置を調整する補強部材をさらに備える、
請求項１に記載の羽根駆動装置。
【請求項３】
前記補強部材は、前記羽根部材が開状態及び／または閉状態のときに前記基板に当接するストッパ部を有する、
請求項２記載の羽根駆動装置。
【請求項４】
前記羽根部材は、前記回動軸の位置から、前記回動軸から最も離れた前記羽根部材上の位置までの線分の１／２よりも前記回動軸に近接した位置に重心を有する、
請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の羽根駆動装置。
【請求項５】
前記羽根部材は、前記駆動機構部の駆動ピンの回動により駆動されるとともに、
該駆動ピンの移動軌跡を形成する円周位置の内側に重心を有する、
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
【請求項６】
前記羽根部材は、前記開口部を開放した状態での重心位置と、前記開口部を遮蔽した状態での重心位置とが、前記回動軸から重力方向へ伸ばした垂線に対して対称の位置となる、
請求項１〜請求項５のいずれか1項に記載の羽根駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の羽根駆動装置を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、羽根駆動装置、または羽根駆動装置を備えたカメラなどの撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、夜間の人検知や、製品の欠陥検査などで赤外線カメラを利用する場面が増加している。このような赤外線カメラでは、振動や衝撃が加わった際に羽根が閉じたままになったりする誤作動を防止するための耐振動性や耐衝撃性が求められる。例えば、特許文献１には、開口部を有する基板、基板に対して回動自在に支持され開口部を開閉する少なくとも一枚のシャッタ羽根、シャッタ羽根を閉鎖位置と開放位置にそれぞれ位置決めするべく地板に設けられたストッパ、シャッタ羽根に形成された長孔に挿入される駆動ピンを有するロータを含む電磁駆動源、基板に揺動自在に支持されシャッタ羽根と逆向きに回転するように地板に支持されると共に駆動ピンに連結されたバランス板等を備え、カメラに衝撃が加わったときには、バランス板の存在によって、シャッタ羽根が暴走するのを抑制するようにしたシャッタ装置が開示されている。また、特許文献２には、駆動ピンが挿入される長孔を備えた羽根部材を有し、駆動ピンと長孔との位置関係を調整することで、耐振動性や耐衝撃性を高めた羽根駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０３３６０２号公報
【特許文献２】特開２００９−２７１０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記構成のシャッタ装置などでは、駆動ピンや長孔の位置に対する設計条件が厳しいものの、このままの構成ではさらなる耐振動性や耐衝撃性の向上が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
開口部（１ａ）を有する基板（１）と、
回動軸（４）を中心に前記開口部を開閉可能に回動する羽根部材（２）と、
前記羽根部材を駆動する駆動機構部と、を備え、
前記羽根部材（２）は、長さ方向の中点よりも前記回動軸に近接した位置に重心（Ａ）を有する、
羽根駆動装置である。
【０００７】
上記構成の羽根駆動装置では、外部からの振動や衝撃により羽根部材が誤作動して開口部の開閉状態が意図せず変化することを防止することが可能となる。さらに、重心が回動軸に近くなっているため、羽根部材の移動のぶれが減少し、ひいてはシャッタ装置の耐久性を高めることなどが可能となる。
【０００８】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記羽根部材に設けられ、該羽根部材の重心位置を調整する補強部材をさらに備える。
【０００９】
上記構成の羽根駆動装置では、補強部材によって重心位置を設計により柔軟に変更することが可能となる。
【００１０】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記補強部材は、前記羽根部材が開状態及び／または閉状態のときに前記基板に当接するストッパ部を有する。
【００１１】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記羽根部材は、前記回動軸の位置から、前記回動軸から最も離れた前記羽根部材上の位置までの線分の１／２よりも前記回動軸に近接した位置に重心を有する。
【００１２】
上記構成の羽根駆動装置では、外部からの振動や衝撃に対する耐性をより高めることなどが可能となる。
【００１３】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記羽根部材は、前記駆動機構部の駆動ピンの回動により駆動されるとともに、該駆動ピンの移動軌跡を形成する円周より内側に重心を有する。
【００１４】
上記構成の羽根駆動装置では、外部からの振動や衝撃に対する耐性をさらに高めることなどが可能となる。
【００１５】
上記羽根駆動装置において、好ましくは、
前記羽根部材は、前記開口部を開放した状態での重心位置と、前記開口部を遮蔽した状態での重心位置とが、前記回動軸から重力方向へ伸ばした垂線に対して対称の位置となる。
【００１６】
上記構成の羽根駆動装置では、さらに効果的に、外部からの振動や衝撃に対する耐性を高めることなどが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、上記いずれかの羽根駆動装置を備えるカメラなどの撮像装置を含む。
【００１８】
上記構成の撮像装置では、外部からの振動や衝撃により羽根駆動装置の羽根部材が誤作動して開口部の開閉状態が意図せず変化し、撮像状態や撮像時のフィルタの状態が変化してしまうことなどを防止することが可能となる。また、高い耐久性を有する撮像装置を構成することなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】開口部が開放された状態の本実施形態のシャッタ装置の平面図。
【図２】開口部が遮蔽された状態の本実施形態のシャッタ装置の平面図。
【図３】本実施形態の羽根部材の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項
【００２１】
＜１．実施形態＞
本実施形態のシャッタ装置は、例えば、赤外線カメラ用のシャッタ装置として利用され、羽根部材の重心位置が、羽根部材の回動軸近傍位置に配置されるよう形成されている点を特徴の一つとする。以下、本実施形態のシャッタ装置について具体的に説明する。
【００２２】
図１及び図２は、本実施形態のシャッタ装置の全体を示す平面図であり、図１は開口部が開放された状態を示しており、図２は開口部が羽根部材２により閉じられた（遮蔽された）状態を示している。図３は、本実施形態のシャッタ装置における羽根部材の構成を示す拡大図である。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、本実施形態のシャッタ装置は、開口部１ａが形成された基板１、羽根部材２、及び補強部材３を含んで構成される。本実施形態の羽根部材２は補強部材３と連結されており、軸４を中心に回動可能に構成される。本実施形態のシャッタ装置は、羽根部材２を駆動する駆動機構部を備えており、駆動機構部が動作することで駆動ピン５が移動し、これによって羽根部材２が動作する。また、他の実施例では、羽根部材２と補強部材３とが一体形成されることもある。羽根部材２と補強部材３とを一体形成する場合には厚さが異なる形状で形成することなどが必要となり、部品の製造にやや手間がかかることもあるが、組み立てが簡易になるなどの利点がある。
【００２４】
＜基板１＞
基板１は、シャッタ装置の基礎部分であって、その内側に円形または略円形の開口部１ａが形成されている。ただし、この開口部１ａは必ずしも円形または略円形に限るものではなく、矩形または略矩形であっても良いし、その他の形状であっても良い。
【００２５】
＜羽根部材２、補強部材３＞
羽根部材２は、開口部１ａの開閉状態を変化させるよう移動可能に金属または樹脂などで形成されている。図３に示されるように、羽根部材２は補強部材３と連結されている。羽根部材２と補強部材３との連結は、接着剤を用いた接着により行われても良いし、リベットなどを用いて行われても良い。羽根部材２には、孔２ａ及び２ｂが形成されており、補強部材３には孔３ａ及び３ｂが形成されている。孔２ａと３ａと、及び孔２ｂと３ｂとは、羽根部材２と補強部材３とが連結された状態で重なり合うように形成されている。孔２ａ及び３ａには軸４が挿入され、孔２ｂ及び３ｂには駆動ピン５が挿入される。これにより、駆動ピン５が移動すると、羽根部材２が補強部材３とともに、軸４を中心に回動する。
【００２６】
また、補強部材３は、開状態および閉状態において、その端面が基板１の内側の側面に当接する。つまり、補強部材３は、羽根部材２の開状態および閉状態の位置を決めるストッパとしても機能する。そのため、補強部材３の側面において、基板１と当接する部分はストッパ部と言われることもある。このように、補強部材３は、後述するように羽根部材２の重心位置を調整だけでなく、羽根部材２のストッパとして利用することもできる。ストッパには動作時の衝撃や応力が与えられやすいため、補強部材３をストッパとして利用すると、羽根部材２が破損することを防止することなどが可能となる。
【００２７】
なお、他の実施例では、補強部材３の側面以外の部分が、羽根部材の開状態および閉状態において基板１と当接してもよい。つまり、ストッパ部が設けられる位置は補強部材３の側面だけに限られない。また、ストッパ部は、羽根部材２の開状態または閉状態のいずれか一方で基板と当接するようにしてもよい。
【００２８】
また、補強部材３と連結された状態の羽根部材２の重心は、図１及び図３に示された「Ａ」の位置になっている。このように、羽根部材２の重心は回動の中心となる軸４の近傍になっており、重心位置をこの「Ａ」の位置とするように、羽根部材２と補強部材３とが設計されている。図１に示されているが、軸４に対する重力方向が「Ｃ」の方向となっている。また、開口部１ａが完全に開放された状態で、羽根部材２が動作終端位置で固定された状態では、羽根部材２の重心「Ａ」は、軸４の重心方向「Ｃ」に対してθ１の角度を有する直線「Ｂ」の線上に位置している。また、開口部１ａが完全に遮蔽された状態で、羽根部材２が動作終端位置で固定された状態では、羽根部材２の重心「Ａ」は、軸４の重心方向「Ｃ」に対してθ２の角度を有する直線「Ｄ」の線上に位置している。このとき、θ１＝θ２＝約２０°となっているため、開口部１ａが開放された状態での重心「Ａ」の位置と、開口部１ａが遮蔽された状態での重心「Ａ」の位置とは、軸４から伸びる重心方向の垂線「Ｃ」に対して線対称の位置になっている。なお、羽根部材２の回動範囲は、上記の２０°に限定されるものではなく、任意に設計可能である。
【００２９】
＜駆動ピン５、駆動機構部＞
駆動ピン５は、上記のように駆動機構部（図示せず）からの動力を羽根部材２に伝達するよう配置されている。駆動機構部は、例えば電磁石と、必要に応じてばねなどの付勢部材を用いて、駆動ピン５を介して羽根部材２を駆動する。
【００３０】
羽根部材２の重心位置は、例えば、駆動ピン５の無通電時の保持力（駆動ピン５が動き出す直前の力）−羽根部材２の回動力（羽根部材２が自然に傾こうとする力、平行軸の定理（慣性モーメント）により導出される）により求められる。そして、設計時には、以下のような方法により重心位置が決定される。まず、上記数式を満足する羽根部材２上の位置を、シミュレーションなどにより求める。次に、求められた位置のうち、羽根部材２の回動軸となる軸４を中心として、開口部１ａの遮蔽状態の位置から、開口部１ａの全開状態の位置に羽根部材２を移動させたときの円弧状の軌跡の中点が、軸４から重力方向に伸ばした垂線上にある位置に絞り込む。そして、絞り込まれた位置のうちから、軸４に最も近接した位置に重心が配置されるように重心を決定する。重心位置の調整は、羽根部材２の形状、及び補強部材３の形状及び素材などを調整することで行われる。つまり、補強部材３を用いることで、羽根部材２の形状や素材などを変えることなく、羽根部材２の重心位置を比較的容易に調整することができる。ただし、他の実施例では、補強部材３を用いずに羽根部材２の形状や素材などを変えることで、重心位置が調整されてもよい。
【００３１】
また、羽根部材２の重心位置は、駆動機構部とその駆動ピン５とに基づいて決めてもよい。例えば、駆動機構部の中心、すなわち駆動ピン５に接続される電磁アクチュエータの回転子の中心から駆動ピン５までの距離を用いる。まず、この距離を求め、羽根部材２の回転中心である軸４を中心として、上記で求めた電磁アクチュエータの回転子の中心から駆動ピン５までの距離を半径とする円を描く。そして、その円の円周上に羽根部材２の重心位置を配置する。これにより、羽根部材２の重心位置を回動軸（軸４）に近づけることができると共に、駆動機構部の性能確認を容易に行うことが出来る。具体的に説明すると、上記の円周上に羽根部材２の重心位置を配置した場合、羽根部材２を回転させる力のベクトルの始点と回動軸との距離と、駆動機構部のディテントトルクのベクトルの始点と回転子の中心との距離を同距離にすることができる。そのため、羽根部材２を回転させる力と駆動機構部のディテントトルクとを略正確に比較することができる。そして、これらを比較することで、駆動機構部のディテントトルクによって羽部部材２を保持することができるのかの確認、つまり、駆動機構部の性能確認を、容易に行うことが出来る。ただし、他の実施例では、駆動ピンの動作軌跡上に重心位置「Ａ」が配置されてもよい。
【００３２】
本実施形態のシャッタ装置は、本発明のシャッタ装置の一構成例であるが、以下のような特徴を備えている。
【００３３】
本実施形態のシャッタ装置では、羽根部材２の重心位置が、その長さ方向の中点よりも軸４に近接した位置に形成されている。そのため、本実施形態のシャッタ装置では、外部からの振動や衝撃により羽根部材が誤作動して開口部１ａの開閉状態が意図せず変化することを防止することが可能となる。さらに、羽根部材２の重心位置が軸４に近くなっているため、羽根部材２の移動のぶれが減少し、ひいてはシャッタ装置の耐久性を高めることなどが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態のシャッタ装置には補強部材３が用いられている。これによって、重心位置を設計により柔軟に変更することが可能となっている。
【００３５】
また、本実施形態の補強部材３はストッパ部を有しており、これによって羽根部材２の破損を抑制することなどが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態のシャッタ装置では、羽根部材２の重心位置が、軸４の位置から、軸４から最も離れた羽根部材２の位置（端部位置）までの１／２よりも軸４に近接した位置に形成されている。これにより、本実施形態のシャッタ装置では、外部からの振動や衝撃に対する耐性をより高めることなどが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態のシャッタ装置では、羽根部材２の重心位置が、駆動ピン５の移動軌跡を形成する円周位置の内側に配置されている。このような本実施形態のシャッタ装置では、外部からの振動や衝撃に対する耐性をさらに高めることなどが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態のシャッタ装置では、羽根部材２の重心位置が、開口部１ａを開放した状態と、開口部１ａを遮蔽した状態とで、軸４から重力方向へ伸ばした垂線に対して対称（例えば線対称）の位置に形成されている。このような本実施形態のシャッタ装置では、さらに効果的に、外部からの振動や衝撃に対する耐性を高めることなどが可能となる。
【００３９】
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００４０】
上記実施形態では、赤外線カメラ用のシャッタ装置を具体例として挙げて説明したが、本発明のシャッタ装置は赤外線カメラ用に限定されるわけではなく、デジタルカメラもしくはビデオカメラのシャッタユニット、またはプロジェクタなどの絞り制御装置などとして適用可能である。すなわち、本発明は、羽根部材を用いたシャッタ装置のみではなく、羽根部材を用いた絞り制御装置としても適用可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では一般的なシャッタ装置を例に挙げ、その特徴部分についてのみ説明したが、上記の羽根駆動装置は、従来のレンズシャッタ装置または絞り制御装置などが備える駆動機構部などの一般的な構成を当然に備えるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、耐振動性や耐衝撃性を高めたカメラなどの撮像装置などとして効果的に利用される。
【符号の説明】
【００４３】
１…基板
１ａ…開口部
２…羽根部材
２ａ、２ｂ…孔
３…補強部材
３ａ、３ｂ…孔
４…軸
５…駆動ピン
【図１】
2017223811.tif 000003
【図２】
2017223811.tif 000004
【図３】
2017223811.tif 000005