(57)【要約】【課題】カメラに搭載されている光量調節装置において、閉じ動作のシャッタスピードを低下させずに開き動作の低消費電力化を図る。【解決手段】電磁アクチュエータによりシャッタ羽根３１、３２、３３、３４を回転させる駆動ピン４１ａを閉じ動作でシャッタスピードや露光動作に影響を及ぼさない範囲で全閉状態からバネ５０を接触させることで電磁アクチュエータの力に加えてバネの復元力により開き動作をアシストし、開き動作の消費電力を抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用の開口部と、開口部を開閉するシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根を回動する軸を備えた地板と、前記シャッタ羽根を電磁駆動によって回動させる駆動ピンと、前記地板に一端が掛止され一時的に前記駆動ピンと他の一端が接触を行う少なくとも一つの弾性部材を有する光量調節装置。
【請求項２】
前記弾性部材は全閉状態から全開状態にかけて復元力を利用して前記駆動ピンを回動させる請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記弾性部材は前記地板に設けられた前記シャッタ羽根が回動する軸に係合することを特徴とした請求項１の光量調節装置。
【請求項４】
光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、
前記開口部内に出入りする羽根と、
前記羽根に係合する係合部が設けられ、且つ前記羽根を前記開口部に出入りさせるべく前記係合部が前記羽根に係合した状態で回動する係合部材と、
一端部が前記開口形成部材に係合し且つ他端部が前記係合部材の回動方向において前記係合部に物理的に作用して弾性変形する弾性部材と、を備えたことを特徴とする羽根駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光量調節装置と、前記光量調節装置によって光量が調節される光学系と、を備えた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、デジタルスチルカメラ等の光学撮像機器に用いられる光量調節装置、及びこの光量調整装置等に用いられる羽根駆動装置、並びに、カメラ等の光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等に搭載される従来のカメラ用シャッタ装置としては、露光用の開口部を開閉するように地板に対して回転自在に設けられたシャッタ羽根と、シャッタ羽根を駆動する駆動ピンを有する電磁アクチュエータ等を備えたものが知られている。この装置においては、開口部を全開する待機位置または開口部を全閉する閉じ位置においてシャッタ羽根は電磁アクチュエータの磁気的付勢力により地板に設けられたストッパに当接させられて位置決めされている。またデジタルカメラでは適正な露光を決めるシャッタ動作は全開からの閉じ動作であり、シャッタスピードやその精度を要求される。そのため、開き動作時のスピードや繰り返し動作の精度を追及する必要性は低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成においては、磁気的付勢力を利用した電磁アクチュエータを用いているため閉じ動作のシャッタスピードやその精度の仕様を満足する代償として、開き動作は執拗に電力を消費している。
【０００５】
本発明は、省電力駆動を実現できる光量調節装置及び羽根駆動装置並びに光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光量調節装置は、露光用の開口部と、開口部を開閉するシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根を回動する軸を備えた地板と、前記シャッタ羽根を電磁駆動によって回動させる駆動ピンと、前記地板に一端が掛止され一時的に前記駆動ピンと他の一端が接触を行う少なくとも一つの弾性部材を有することを特徴とする。
また、本発明の羽根駆動装置は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、前記開口部内に出入りする羽根と、前記羽根に係合する係合部が設けられ、且つ前記羽根を前記開口部に出入りさせるべく前記係合部が前記羽根に係合した状態で回動する係合部材と、一端部が前記開口形成部材に係合し且つ他端部が前記係合部材の回動方向において前記係合部に物理的に作用して弾性変形する弾性部材と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、羽根を駆動する駆動源により回転する駆動ピン（羽根に係合して回動する係合部材）の動作を、弾性部材によりアシストさせることで開き動作時の電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係る光量調節装置の主要部分を示す外観平面図（ｂ）は、腰部の拡大図
【図２】実施例の光量調節装置に用いられる主要部分裏側を示す外観平面図
【図３】図１に示す光量調節装置の展開断面図
【図４】シャッタ羽根が開口部を全開させた全開状態を示す平面図
【図５】シャッタ羽根が閉じ動作を行って全閉状態を示す平面図
【図６】シャッタ羽根が閉じ動作を行って開口部を閉じきった状態を示す平面図
【図７】実施例の光量調節装置の駆動ピン回転量と開口部の光量、及び駆動ピンとバネの力の関係を示す図
【図８】全開状態の無通電での電磁アクチュエータ４０の停止状態を示す図
【図９】全開状態から通電後に駆動ピンが回転した電磁アクチュエータ４０の状態を示す図
【図１０】着磁位相を紙面時計回りに回転させた全開状態の無通電での電磁アクチュエータ４０の停止状態を示す図
【図１１】着磁位相を紙面時計回りに回転させた全開状態から通電後に駆動ピンが回転した電磁アクチュエータ４０の状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１ないし図４は本発明に係るカメラ用シャッタ装置の一実施形態を示すものである。このカメラ用シャッタ装置は、図示するように、光が通過する開口として露光用の開口部１０ａ，２０ａを有する地板１０および押え板２０と、開口部１０ａ，２０ａを開閉するシャッタ羽根３０とシャッタ羽根３０を駆動する電磁駆動源としての電磁アクチュエータ４０を基本構成として備えている。なお、地板１０は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材の一例である。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る光量調節装置の主要部分を示す外観平面図であり、図１（ｂ）は、腰部の拡大図である。
【００１０】
地板１０には図１、図３及び図４に示すように、露光用の開口部１０ａ、シャッタ羽根３０を支持する支軸１１，１２，１３，１４と、シャッタ羽根３０が開きまたは閉じ側に移動する際に所定以上の移動を規制する規制部材としてストッパ１６，１７が形成されている。
【００１１】
電磁アクチュエータ４０は、図１および図３に示すように、Ｎ極およびＳ極に着磁されかつ所定の角度範囲を回転自在に支持されたロータ４１と、励磁用のコイル４２と、磁気回路を形成するヨーク４３、等により形成されている。ロータ４１には、回転中心とは非同軸位置においてシャッタ羽根３０に連結される駆動ピン４１ａが一体的に形成されている。なお、このロータ４１は、シャッタ羽根３０に係合する駆動ピン４１ａ（係合部）を有し且つ開口部１０ａに対してシャッタ羽根３０を出入りさせるべくシャッタ羽根３０に駆動ピン４１ａが係合した状態で回動する係合部材（動力伝達部材）の一例である。
【００１２】
シャッタ羽根３０は図３、４、５ないし図６に示すように、第１シャッタ羽根３１、第２シャッタ羽根３２、第３シャッタ羽根３３、第４シャッタ羽根３４により構成されている。シャッタ羽根３１，３２，３３，３４には各々円孔３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａと長孔３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂが形成されている。円孔３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａには地板１０の支軸１１，１２，１３，１４が挿入され、第１シャッタ羽根３１、第２シャッタ羽根３２、第３シャッタ羽根３３、第４シャッタ羽根３４は回転自在に支持されている。長孔３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂには駆動４１ａが挿入されている。
【００１３】
ロータ４１が回転することにより、シャッタ羽根３０は、例えば図４に示す待機位置から図５に示す全閉位置に至り、再び待機位置に戻るように、お互いに近接および離隔するように回動して、両者の協働作業により開口部１０ａ，２０ａを開放及び閉鎖するようになっている。また図６はシャッタ羽根３０が開口部１０ａを覆い終わった状態であり、図４、図５、図６で示すシャッタ羽根が開口部を覆うにあたりその開口量を決定する稜線３２ｅ，３３ｅが互いに通過しあい、これが閉じ切り状態となる。
【００１４】
地板１０の支軸１２には図１、図３、図４、図５、図６に示すように、バネ５０が系合し取り付けられている。バネ５０は、その一端側５１が地板１０に設けられた突起１５に掛止（係止）され、またその他端側５２が支軸１１に掛止（係止）されている。シャッタ羽根３０が開口部１０ａを開放した全開位置にあるとき、磁気的付勢力により駆動ピン４１ａはバネ５０の影響を受けずに状態保持されている。開口部１０ａを全開位置から閉じきる位置までの駆動範囲においてバネ一端側５１は駆動ピン４１ａに接触することはなく、シャッタ羽根３０が開口部１０ａを閉じきる位置から全閉状態に移動する位置までの駆動範囲において、バネ一端側５１は駆動ピン４１ａに接触しバネ５０の付勢力を受けながら全閉状態に至る。ここで、バネ５０の一端部５１は、駆動ピン４１ａの駆動領域のうち駆動ピン４１ａが往復移動の折り返しする部分に延設されており、バネ５０の一端部５１とは反対側の端部５２は地板１０の一部に係止されている。これにより、駆動ピン４１ａがバネの一端部５１に接触すると、バネ５０は弾性変形する。つまり、折り返し動作する直前の駆動ピン４１ａがバネ５０の一端部５１に接触することで、ロータ４１の回動動作が減速するため、シャッタ羽根３０の動作が減速し、シャッタ羽根３０又はロータ４１がメカ端であるストッパ等に当接したときの衝撃（バウンド動作）を緩和できる。また、折り返し後の駆動ピン４１ａは、バネ５０の弾性変形によりバネ５０の一端部５１から反発力を受けて加速されシャッタ羽根３０の高速動作をアシストする。このように、所定の範囲を往復移動する駆動ピン４１ａが折り返しするときにバネ５０の端部５１が物理的に作用してバネ５０の弾性変形により駆動ピン４１ａ（実際にはロータ４１）の動作が一時的にアシストされる。これにより、シャッタ羽根３０の省エネ駆動を実現できる。
【００１５】
シャッタ羽根は全閉すると第１シャッタ羽根３１、第２シャッタ羽根３２、第３シャッタ羽根３３、第４シャッタ羽根３４に設けられた縁部３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃが地板１０に設けられたストッパ１６，１７に当接し、また全開の際は第１シャッタ羽根３１、第２シャッタ羽根３２、第３シャッタ羽根３３、第４シャッタ羽根３４に設けられた縁部３１ｄ，３２ｄ，３３ｄ，３４ｄが前記ストッパ１６，１７に当接することにより、シャッタ羽根３０の開閉動作範囲が規制される。シャッタ羽根３０が開口部１０ａを閉じきる位置を過ぎてからバネ５０の付勢力の影響から駆動ピン４１ａは減速をはじめ、全閉状態に至るまでバネ５０は駆動ピン４１ａの励磁力から変形を始め、シャッタ羽根３０がストッパ１６，１７に当接した時点でバネ５０の変形も終了する。このときバネ５０が駆動ピン４１ａの力を受ける前に戻ろうとする復元力が駆動ピン４１ａの全閉状態を保持する磁力を上回ることはなく、シャッタ羽根３０が制御なくして開口部１０ａから開口することはない。開き動作時は電磁駆動による励磁力に加え、前述したバネの復元力により動作力がアシストされる。
【００１６】
図７に駆動ピン４１ａの回転量と開口部の開口量から成る光量変化、及び駆動ピン４１ａが発する回転力とそれを付勢するバネ５０の力の関係図を示す。丸枠Ａでは駆動ピン４１ａの回転開始地点で、光量変化はない。その駆動ピンが回転を開始し、それに応じてシャッタ羽根３０も回動を始める。丸枠Ｂではシャッタ羽根３２のシャッタ羽根稜線３２ｅとシャッタ羽根３３のシャッタ羽根稜線３３ｅが地板１０の開口部１０ａに差し掛かった状態で光量が変化を始めるタイミングである。その後、シャッタ羽根３０は開口部１０ａを覆い続け、開口面積がなくなった時点が閉じきりの状態で丸枠Ｃとなる。その後駆動ピン４１ａは回動を続け、前記したシャッタ羽根３０が各々のストッパ１６、１７に当接時点で全閉状態丸枠Ｄとなる。開き動作に関してはこの逆順の概念と考えて良い。バネ５０は図７に示すように、丸枠Ｃのタイミングにおいて駆動ピン４１ａと接触するため、丸枠Ｃより以前に影響は与えないため光量変化はバネ５０有無の差はなく単調となる。従って、シャッタ羽根３０は閉じ動作において開口部１０ａを全閉させるに至っては閉じきり位置からのバネ５０の付勢力を与えるため、バネ５０の付勢力はシャッタ羽根３０が開口部１０ａの閉じ切り状態に至った後に働くため、光量の変化はバネ５０を搭載することによる影響を受けない。
【００１７】
図８、図９に全閉状態から全開状態にかけての電磁アクチュエータ４０の動作時の図を示す。図８は全開状態で電磁アクチュエータ４０はコイル４２に無通電の状態でシャッタ羽根３０を回転させるロータ４１は状態保持されている。ロータ４１には円筒型の磁石４４が一体成形されており、Ｎ極４５nとＳ極４５ｓに２極化された着磁境界線４５を有し、各々の磁極はヨーク４３に引き付けられ保持されている。図９にコイル４２に通電させた直後の全開時の電磁アクチュエータ状態を示す。４２ａはコイル４２の通電方向を示し、磁気回路の効果によりヨーク４３の鋭部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄは各々Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極に磁化され、磁石４４を含むロータ４１は磁石の反発と吸着により紙面半時計回りに回転し、回転が終了した状態を図９は示している。このとき、ヨーク４３の鋭部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄと磁石４４の着磁境界線４５の位相関係は、閉じ動作時と開き動作時の消費電流が同等になる中心位相に設定されている。
【００１８】
これに対し、図１０、図１１に示すのは前述した着磁境界線の位相関係を、中心位相から紙面時計回りに回転させた図である。磁石４４の磁極４５ｎ及び４５ｓは全閉状態よりも全開状態の引き付け力が大きくなり、閉じ状態になり易く且つ開き状態になり難い関係となる。この時閉じ易くなったロータ４１はシャッタ羽根３０を着磁境界線４５が中心位相時より高速で回転させることができるが、開き難くなった電磁アクチュエータには中心位相時よりも過電流を流して開き動作を行う。ここで前述したバネ５０は閉じ動作によってチャージされた復元力を利用し、駆動ピン４１ａをアシストするため閉じ易くなったことによるシャッタスピードの向上を図ると共に、開き動作の消費電力を少なくすることができる。
【００１９】
以上述べた実施形態においては、シャッタ羽根３０の開き動作においてアシスト機能を目的とした弾性部材としてバネ５０を採用したが、これに限定されるものではなく、片持ち梁状の板バネ、あるいはその他のバネ、さらにはバネ以外の弾性体を採用しても良い。バネ５０は支軸１２に係合し、且つ支軸１１にバネ端５２を掛止しているが、それらはシャッタ羽根３０が回転する支軸とは別に形状を設けても良い。またシャッタ羽根３０は４枚に限定されず、開口部を全閉可能である場合には少なくとも１枚あれば良い。また、上述した実施形態では、シャッタ羽根を例示して説明したが、本発明は、それ以外の羽根、例えば、光学フィルタ等が装着された羽根を駆動する羽根駆動装置についても広く適用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  地板
１０ａ  軸穴
１１、１２、１３、１４  支軸
１５  掛止用の突起
１６、１７  ストッパ
２０  押え部材
２０ａ  開口部
３０  シャッタ羽根
３１  第１のシャッタ羽根
３２  第２のシャッタ羽根
３３  第３のシャッタ羽根
３４  第４のシャッタ羽根
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ  円孔
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ  長孔
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃ   閉じストッパ
３１ｄ、３２ｄ、３３ｄ、３４ｄ  開きストッパ
４０  電磁アクチュエータ
４１  ロータ
４１ａ  駆動ピン
４２  コイル
４２ａ
４３  ヨーク
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４ｄ  鋭部
４４  磁石
４５  着磁境界線
４５ｎ  Ｎ極
４５ｎ  Ｓ極
５０  バネ
５１  バネ一端側（他端部）
５２  バネ一端側（一端部）
【図１】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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