カメラ用羽根駆動装置
【課題】２枚の羽根と二つの電磁アクチュエータを使用することによって、多段の絞り装置とすることも、多段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも可能なカメラ用羽根駆動装置を提供すること。
【解決手段】駆動部材１２は、回転子４の出力ピン４ｃに回転可能に取り付けられており、その長孔１２ｃには、回転子５の出力ピン５ｃが挿入されている。また、駆動部材１２に設けられた駆動ピン１２ａは、２枚の羽根１３，１４のカム溝１３ａ，１４ａに挿入されている。そして、回転子４，５は、各々、二つの回転位置で停止することが可能になっているので、２枚の羽根１３，１４は、四つの相対位置関係で停止することが可能となっている。そのため、羽根１３，１４は、それらの三つの位置で３段階の絞り開口を制御し、残りの一つの位置で開口部１ａを完全に閉鎖するように構成されている。
【解決手段】駆動部材１２は、回転子４の出力ピン４ｃに回転可能に取り付けられており、その長孔１２ｃには、回転子５の出力ピン５ｃが挿入されている。また、駆動部材１２に設けられた駆動ピン１２ａは、２枚の羽根１３，１４のカム溝１３ａ，１４ａに挿入されている。そして、回転子４，５は、各々、二つの回転位置で停止することが可能になっているので、２枚の羽根１３，１４は、四つの相対位置関係で停止することが可能となっている。そのため、羽根１３，１４は、それらの三つの位置で３段階の絞り開口を制御し、残りの一つの位置で開口部１ａを完全に閉鎖するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協働することによって段階的に大きさの異なる複数の絞り開口を形成し得るようにした２枚の羽根を備えているカメラ用羽根駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、実施例２として、一つの電磁アクチュエータの回転子に一体化された二つの出力ピンによって、２枚の羽根が、直線的に相反する方向へ往復作動させられ、撮影光路用の開口部を開閉するように構成されたシャッタ装置が記載されている。また、そのシャッタ装置は、電磁アクチュエータの固定子に、ホール素子などの位置検出手段を取り付けておき、回転子の回転位置によって固定子コイルへの電流値を制御し、回転子を所定の回転位置で停止させるようにすることによって、大きさの異なる複数の絞り開口を形成することのできる絞り装置とすることも可能である、ということが記載されている。そして、そのように構成された絞り装置において、２枚の羽根を、所定の絞り開口制御位置から作動させ、撮影光路用の開口部を閉じるようにすれば、絞り兼用のシャッタ装置とすることが可能であるということも記載されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、電磁アクチュエータの回転子の回転位置を、ホール素子などの磁気感応型検出素子によって検出し、回転子によって回転させられる絞り羽根群によって、絞り開口の大きさを制御するようにした電磁駆動式の絞り装置が記載されている。更に、下記の特許文献３には、相反する方向へ同時に直線的に移動させられる２枚の光量調節部材（絞り羽根）を、歯車機構を介して、ステッピングモータによって往復作動させるようにした光量調節装置が記載されている。本発明は、特許文献１及び３に記載されているように、相反する方向へ同時に直線的に移動させられる２枚の羽根部材を、電磁アクチュエータによって往復作動させるようにした、絞り装置としても、絞り兼用のシャッタ装置としても構成することの可能なカメラ用羽根駆動装置に関するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４６３８号公報
【特許文献２】特開平７−５６２０９号公報
【特許文献３】特開平１１−１９４３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１において、第２実施例に関連して記載されている上記のような絞り装置や、絞り兼用のシャッタ装置は、回転子の回転位置を検出するために、ホール素子などの位置検出手段を必要とするが、そのような位置検出手段を設けたとしても、回転子の回転位置を正確に検出し、所定の正しい位置で羽根を静止させるようにすることは、カメラを量産する上においては、技術的に簡単ではない。現在のところでは、位置検出手段としてホール素子を使用するのが最適と考えられているため、ホール素子を使用した絞り装置についての提案が種々なされているが、その実用化が、いかに面倒であるかは、特許文献２の記載からも、うかがい知ることができる。しかも、ホール素子を使用した絞り装置の場合には、絞り開口の制御後に回転子が停止しているときでも、常に通電し続けなければならないので、電池の消耗が激しいという問題点もある。
【０００６】
また、上記の各特許文献に記載されている絞り装置は、電磁アクチュエータの回転子が、例えば、最大絞り開口の制御位置にある絞り羽根を最小絞り開口の制御位置へ移動させたい場合、中間の絞り開口の制御位置に移動させるための回転位置を経た後でなければ、絞り羽根を最小絞り開口の制御位置へ移動させる回転位置まで達することができないので、回転子の回転速度を変えない限り、絞り羽根を中間の絞り開口の制御位置に移動させる場合よりも時間がかかってしまうという問題点がある。更に、特許文献３に記載されている絞り装置の場合には、歯車機構を介して絞り羽根を移動させるため、駆動力の大きな電磁アクチュエータが必要になる。しかも、比較的大きな音を発生させるため、録音機能を有しているカメラへの採用が困難であるほか、録音機能を有しないカメラの場合にもユーザーに敬遠されてしまうという問題点がある。
【０００７】
他方、最近のカメラは、デジタルカメラが多数を占めるようになってきているが、コンパクトカメラに用いられている絞り装置は、地板等に形成された撮影光路用の開口部で規制される最大絞り開口のほかに、羽根によって規制される小さな絞り開口を一つだけ得られるようにしたものが圧倒的に多い。そして、このような絞り制御を行う絞り装置を、一般には２段絞りの絞り装置と言っているが、カメラの仕様によっては、羽根によって規制される絞り開口を、大きさの異なる二つ又は三つとして、３段絞り又は４段絞りの絞り装置にすることを要求されることがある。ところが、特許文献１の第２実施例に記載されているタイプの羽根を備えた絞り装置や絞り兼用のシャッタ装置は、３段絞りや４段絞りにしようとすると、２段絞りの場合よりも一層実現化が困難になる。
【０００８】
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、その目的とするところは、従来のようにホール素子や歯車機構などを用いることなく、２枚の羽根と二つの電磁アクチュエータを使用することによって、２段絞りの絞り装置はもとより、３段絞り又は４段絞りの絞り装置とすることも可能であるし、２段絞り又は３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも可能な実用化し易いカメラ用羽根駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、撮影光路用の開口部を有している地板と、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第１電磁アクチュエータと、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第２電磁アクチュエータと、長孔と駆動ピンとを有していて前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられており該長孔には前記第２電磁アクチュエータの出力ピンが嵌合している駆動部材と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても往復作動させられる第１羽根と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても前記第１羽根とは相反する方向へ往復作動させられ前記第１羽根と協働して前記開口部内において複数の大きさの絞り開口を形成する第２羽根と、を備えているようにする。
【００１０】
その場合、前記駆動部材が、前記長孔と前記駆動ピンの間で、前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられているようにすると、好適な構成になる。また、前記２枚の羽根が、カバー板と前記地板との間に構成された羽根室内に重ねて配置されており、前記駆動部材が、前記羽根室内に配置されており、前記二つの電磁アクチュエータが、前記第１電磁アクチュエータを前記開口部側にして前記地板の羽根室外に取り付けられ前記各出力ピンを羽根室内に挿入しており、前記２枚の羽根は、相反する方向へ略直線的に往復作動させられるようにすると、例えば、薄い箱型のデジタルカメラに用いて有利な構成になる。また、前記２枚の羽根が、少なくとも前記回転子の一方の回転によって前記開口部を閉鎖し得るようにすると、絞り羽根兼用のシャッタ羽根を備えたカメラ用羽駆動装置が得られる。更に、前記第１及び第２電磁アクチュエータのうち少なくとも一方は、前記回転子が、固定子のコイルへの通電方向に対応して所定の角度範囲内でだけ往復回転させられる電流制御式のモータであって、該回転子の夫々の方向への回転は、前記地板又は固定子に設けられたストッパによって停止させられるようにすると、低コスト化が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカメラ用羽根駆動装置は、２枚の羽根のカム溝に嵌合した一つの駆動ピンを有している駆動部材を、第１電磁アクチュエータの回転子によって所定の回転角度範囲で往復作動させられる出力ピンに対して回転可能に取り付けると共に、その駆動部材に形成された長孔には、第２電磁アクチュエータの回転子によって所定の回転角度範囲で往復作動させられる出力ピンを嵌合させるようにしたので、二つの電磁アクチュエータの回転子を所定の方向へ選択的に回転させることによって、２枚の羽根を相反する方向へ作動させ、相対位置の異なる四つの状態で確実に停止させることが可能になっている。そのため、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、２段絞りの絞り装置とすることが可能であることはもちろんのこと、３段絞りの絞り装置とすることも、４段絞りの絞り装置とすることも可能であり、また、２段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも、３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも可能であるという特徴を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。上記したように、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、多段絞りの絞り装置として構成することも、多段絞りの絞り兼用のシャッタ装置として構成することも可能である。そして、デジタルカメラにも銀塩フィルム使用のカメラにも採用することが可能である。しかしながら、それらの全ての実施態様を、図面を用いて個別に説明するまでもないと考えるので、実施例としては、３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置として構成したものを、デジタルカメラに採用した場合で説明し、その他の場合については、適宜説明を加えることにする。
【実施例】
【００１３】
本実施例は、種々のデザインのカメラに採用することが可能であるが、特に、かつての１１０フィルムを使用するカメラのようにデザインされたカメラや、特開２００２−２９０８０６号公報に記載されている屈折光学系を用いたデジタルカメラのようにデザインされたカメラにも採用し易いように構成されている。以下、本実施例を、図１〜図１０を用いて説明する。
【００１４】
尚、図１は、実施例の分解斜視図であり、図２は、実施例の断面図であり、図３は、カバー枠を外して、最大絞り開口の制御状態（撮影光路用の開口部を全開にした状態）におけるアクチュエータ室内が見えるようにして示した実施例の正面図であるが、図２は、便宜上、二つの電磁アクチュエータを展開状態にして示してある。また、図４〜図７は、カバー板を外して、羽根室内が見えるようにして示した実施例の背面図であって、図４は、最大絞り開口の制御状態を示したものであり、図５は、中絞り開口の制御状態を示したものであり、図６は、小絞り開口の制御状態を示したものであり、図７は、撮影光路用の開口部を閉鎖した状態を示したものである。更に、図８〜図１０は、実施例の作動を説明するためのタイミングチャートであって、図８は、標準的な作動を説明するためのものであり、図９は、被写体光が急激に大きく変化した場合を説明するためのものであり、図１０は、夫々の絞り開口の制御状態から撮影が行われる場合を説明するためのものである。
【００１５】
先ず、主に図１及び図２を用いて、本実施例の構成を説明する。本実施例の地板１は、合成樹脂製であって比較的厚い部材であり、平面形状は細長い長方形をしていて、その長さ方向の一端側に円形をした撮影光路用の開口部１ａを形成し、他端側には肉厚部１ｂを形成している。カバー板２は、薄い合成樹脂製であって地板１と略同じ平面形状をしており、図示していない手段によって地板１に取り付けられ、両者の間に羽根室を構成している。そして、そのカバー板２は、一端側に上記の開口部１ａと対向するようにして、同じ形状をした撮影光路用の開口部２ａを形成し、他端側には円弧状の長孔２ｂを形成しているほか、周辺部には四つの孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを形成している。カバー枠３は、薄い合成樹脂製であって上記の肉厚部１ｂと略同じ平面形状をしており、図示していない手段によって地板１に取り付けられ、両者の間に二つの電磁アクチュエータ室を構成している。そして、そのカバー枠３には、二つの切欠き部３ａ，３ｂが形成されている。
【００１６】
また、図４に示されているように、地板１は、羽根室内に、平面形状が扇形をした窪み部１ｃを形成しているほか、各々の先端を、上記のカバー板２の孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに嵌合させている四つの案内ピン１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇを立設している。更に、地板１は、各電磁アクチュエータ室内に、軸１ｈ，１ｉを立設しているほか、図５において形状が分かり易く示されているように、羽根室側の窪み部１ｃまで貫通させて、円弧状の長孔１ｊ，１ｋを形成している。
【００１７】
本実施例の二つの電磁アクチュエータの構成は、例えば、特開２００６−１１２９３号公報などに記載されている周知の電磁アクチュエータの構成と実質的に同じである。先ず、各々の回転子４，５は、上記の軸１ｈ，１ｉに回転可能に取り付けられていて、カバー枠３によって抜け止めされている。これらの回転子４，５は、径方向に２極に着磁された円筒形の永久磁石４ａ，５ａと、合成樹脂製のアーム部４ｂ，５ｂと、その先端に設けられた出力ピン４ｃ，５ｃとで構成されている。そして、それらの出力ピン４ｃ，５ｃは、上記の長孔１ｊ，１ｋから羽根室側へ挿入されている。尚、この種の電磁アクチュエータにおいては、上記のアーム部４ｂ，５ｂと、出力ピン４ｃ，５ｃとを永久磁石製としたものも知られている。
【００１８】
また、各々の固定子は、上記のカバー枠３のほか、コイル６，７を巻回した中空のボビン８，９と、略Ｕ字形をしたヨーク１０，１１とからなっていて、ヨーク１０，１１は、一方の脚部にボビン８，９を嵌装させ、両方の脚部の先端を磁極部として上記の永久磁石４ａ，５ａの周面に対向させている。そして、それらのボビン８，９とヨーク１０，１１とは、電磁アクチュエータ室の内壁の形状によって位置決めされ、カバー枠３を地板１に取り付けることによって固定されている。また、その取付状態においては、ボビン８，９の一部が、カバー枠３の切欠き部３ａ，３ｂに入り込み、図２における上下方向の薄型化が図られている。
【００１９】
このような構成の電磁アクチュエータは、周知のように、コイル６，７に対する通電方向に対応した方向へ、回転子４，５が、所定の角度範囲内でだけ回転するようになっている。また、コイル６，７に対する非通電時においては、回転子４，５は、永久磁石４ａ，５ａの磁極と、ヨーク１０，１１の磁極部との間に作用する磁気吸引力によって、いずれか一方へ回転力が与えられるようになっている。尚、本実施例の電磁アクチュエータは、このような構成をした電流制御式のモータであるが、本発明の電磁アクチュエータは、このような構成に限定されず、例えば、特許文献１の第１実施例に記載の構成をした電流制御式のモータであっても差し支えなく、また、ステップモータであっても差し支えない。
【００２０】
他方、羽根室内には、駆動部材１２と、２枚の羽根１３，１４が配置されている。先ず、上記の窪み部１ｃ内に配置されている駆動部材１２は、駆動ピン１２ａと、孔１２ｂと、長孔１２ｃとを有していて、孔１２ｂには上記の出力ピン４ｃが回転可能に嵌合し、長孔１２ｃには上記の出力ピン５ｃが挿入されている。そして、駆動ピン１２ａの先端は、上記のカバー板２の長孔２ｂに挿入されている。
【００２１】
２枚の羽根１３，１４は合成樹脂製であって、それらのうち、羽根１３は、上記の駆動ピン１２ａを挿入させているカム溝１３ａと、二つの直線状の長孔１３ｂ，１３ｃと、肉抜き孔１３ｄと、絞り開口規制用の孔１３ｅとを有している。そして、長孔１３ｂ，１３ｃには、上記の案内ピン１ｄ，１ｅが挿入されている。また、羽根１３よりもカバー板２側に配置されている羽根１４は、上記の駆動ピン１２ａを挿入させているカム溝１４ａと、二つの直線状の長孔１４ｂ，１４ｃと、肉抜き孔１４ｄと、絞り開口規制用の切欠き部１４ｅとを有している。そして、長孔１４ｂ，１４ｃには、上記の案内ピン１ｄ，１ｅが挿入されている。更に、これらの２枚の羽根１３，１４は、図４などに示されているように、その外縁を案内ピン１ｆ，１ｇにも接触し得るようにされていて、四つの案内ピン１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇに案内されて、長手方向に往復作動し得るようになっている。
【００２２】
次に、本実施例の作動を説明する。先ず、図３及び図４は、カメラの電源スイッチがオフの状態を示したものであって、コイル６，７には通電していない状態を示したものである。このとき、図３において、永久磁石４ａのＮ極は、Ｓ極よりも、ヨーク１０の左側の磁極部に対する対向面積が大きく、ヨーク１０の右側の磁極部に対する対向面積が小さい。そのため、回転子４には時計方向へ回転する力が与えられていて、出力ピン４ｃは円弧状の長孔１ｊの上端に接触させられている。同様にして、永久磁石５ａのＳ極は、Ｎ極よりも、ヨーク１１の左側の磁極部に対する対向面積が大きく、ヨーク１１の右側の磁極部に対する対向面積が小さい。そのため、回転子５には時計方向へ回転する力が与えられていて、出力ピン５ｃは円弧状の長孔１ｋの下端に接触させられている。尚、本実施例の場合には、このように、地板１に形成されている長孔１ｊ，１ｋの長さ方向の両端を回転子４ａ，５ａのストッパとしているが、本実施例のカバー枠３のように、電磁アクチュエータの固定子を構成している部材にストッパを設けるようにしても構わない。
【００２３】
図３においてこのような状態になっているということは、図４においては、回転子４の出力ピン４ｃが、長孔１ｊの下端に接触させられ、回転子５の出力ピン５ｃが、長孔１ｋの上端に接触させられた状態になっているということである。それにより、二つの出力ピン４ｃ，５ｃに連結されている駆動部材１２は、図４に示された姿勢をとらされており、カム溝１３ａ，１４ａに挿入した駆動ピン１２ａによって、羽根１３を右側へ最大限移動させ、羽根１４を左側へ最大限移動させた状態にしている。そのため、２枚の羽根１３，１４は、撮影光路用の開口部１ａを覆うことなく、全開にしている。本実施例においては、この状態が、大絞り開口の制御状態である。
【００２４】
撮影を行うに先立って、カメラの電源スイッチをオンにする。上記したように、そのときには、コイル６，７に通電しなくても、回転子４，５は、図３，図４に示された位置で停止しているはずである。しかしながら、それ以前のカメラの不使用状態において、衝撃等の不測の大きな力が作用したことによって、回転子４，５が所定の停止位置から回転させられてしまっているかも知れない。そして、そのように移動させられてしまっていると、本実施例の場合には、回転子４，５や羽根１３，１４の位置を検出するセンサーを備えていないため、その後の制御が的確に行えなくなってしまう。
【００２５】
そこで、本実施例の場合には、そのような万が一のことが起きてしまっていることを想定して、図８に示されているように、カメラの電源スイッチをオンにしたときには、コイル６，７に対して同時に順方向の電流をＴ時間だけ供給するようにしている。そのため、回転子４，５は、どのような位置にあっても、図４において反時計方向へ回転する力が付与され、必ず図４の位置にあるようにさせられる。そして、言うまでもなく、この図４に示された状態は、大絞り開口の制御状態である。尚、本実施例においては、コイル６，７に対する１回の通電時間は、どのような場合でもＴ時間になっている。
【００２６】
この図４の状態にされた後、被写体光が標準の明るさである場合には、図８に示されているように、測光回路からの信号によって、コイル７に対して逆方向への通電が行われる。それによって、回転子５だけが時計方向（図３においては反時計方向）へ回転させられるので、駆動部材１２は、回転子５の出力ピン５ｃにより、回転子４の出力ピン４ｃを支点にして反時計方向へ回転させられ、その駆動ピン１２ａによって、羽根１３を左方向へ、羽根１４を右方向へ移動させていく。そして、回転子５の出力ピン５ｃが長孔１ｋの下端に当接することによって停止した状態が、図５に示された状態である。この状態になったとき、本実施例の場合には、コイル７に対する逆方向の通電を断っているので、節電することができる。しかも、そのように通電を断っても、上記した磁気吸引力によって停止状態は保持される。しかしながら、そのまま通電を続けているようにしても構わない。そして、この状態が、中絞り開口の制御状態である。また、この状態において、被写体光が標準の明るさより暗くなったときには、測光回路からの信号により、コイル７に対して順方向の通電が行われ、図４に示された状態になる。
【００２７】
ところで、図４の状態から図５の状態にさせるためには、上記したように、コイル７に対して逆方向へ通電するだけでよいはずである。しかしながら、駆動部材１２が、出力ピン５ｃによって図４の状態から反時計方向へ回転させられるとき、他方の電磁アクチュエータのコイル６が非通電状態になっていると、駆動部材１２の支点となっている出力ピン４ｃの位置が不安定になって、駆動部材１２が好適に反時計方向へ回転できない場合がある。そこで、本実施例の場合は、駆動部材１２が反時計方向へ回転させられるとき、出力ピン４ｃの位置を不動状態にさせるために、図８に示されているように、コイル７に対する逆方向の通電と同時に、コイル６には順方向の電流を供給するようにしている。そして、その場合、図８においては、コイル６，７に対して同じ値の電流が供給されているが、実用化する場合には、節電のために、コイル６に供給される電流値の方を小さくする方が好ましい。
【００２８】
図５の状態になった後、被写体光が標準の明るさより明るくなった場合には、測光回路からの信号によって、コイル６に対しては逆方向への通電が行われ、コイル７に対しては順方向への通電が行われる。それによって、回転子４は時計方向（図３においては反時計方向）へ回転させられ、回転子５は反時計方向（図３においては時計方向）へ回転させられるので、駆動部材１２は、回転子４，５の出力ピン４ｃ，５ｃにより、上方へ移動させられ、その駆動ピン１２ａによって、羽根１３をさらに左方向へ、羽根１４をさらに右方向へ移動させていく。そして、回転子４，５の出力ピン４ｃ，５ｃが長孔１ｊ，１ｋの上端に当接することによって停止した状態が、図６に示された状態である。この状態になったとき、本実施例の場合には、コイル６，７に対する通電を断っているので、節電することができる。しかも、そのように通電を断っても、上記した磁気吸引力によって停止状態は保持される。しかしながら、そのまま通電を続けているようにしても構わない。そして、この状態が、小絞り開口の制御状態である。また、この状態において、被写体光が標準の明るさになったときには、コイル６に対しては順方向への通電を行い、コイル７に対しては逆方向への通電を行って、図５の状態になる。
【００２９】
尚、これまでの説明では、大絞り開口の制御状態から小絞り開口の制御状態にさせる場合は、二つの回転子４，５を、中絞り開口の制御状態にしておいてから小絞り開口の制御状態にするし、小絞り開口の制御状態から大絞り開口の制御状態にさせる場合には、中絞り開口の制御状態にしておいてから大絞り開口の制御状態にする場合で説明した。しかしながら、被写体光が急激に大きく変化したとき、本実施例は、上記した同じＴ時間で、大絞り開口の制御状態から直接小絞り開口の制御状態にすることも、小絞り開口の制御状態から直接大絞り開口の制御状態にすることも可能になっている。
【００３０】
そして、前者の場合は、図４の状態において、コイル６に対し逆方向の電流を供給して、回転子４を時計方向へ回転させると共に、コイル７に対しては順方向の電流を供給して、回転子５を不動状態にするし、後者の場合には、図６の状態において、コイル６に対して順方向の電流を供給し、回転子４を反時計方向へ回転させると共に、コイル７に対しては順方向の電流を供給して、回転子５を不動状態にすることになる。図９は、そのようにして、大絞り開口の制御状態から直接小絞り開口の制御状態にし、その後、小絞り開口の制御状態から直接大絞り開口の制御状態にした場合を示したものである。従って、本実施例は、絞り開口を２段変化させる場合でも、その制御作動に要する時間は、１段変化させ場合と全く同じＴ時間で済むようになっている。
【００３１】
このようにして、図４に示された大絞り開口の制御状態，図５に示された中絞り開口の制御状態，図６に示された小絞り開口の制御状態のいずれかが得られているときに、カメラのレリーズボタンが押されると、直ちに、図示していない固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出させることによって撮影が開始され、新たな電荷が固体撮像素子に蓄積されていく。そして、所定の時間が経過すると、露光時間制御回路からの信号によって、コイル６，７の両方に通電される。
【００３２】
即ち、図４に示された大絞り開口の制御状態になっている場合は、図１０（ａ）に示されているように、コイル６，７の両方に逆方向の通電を行い、回転子４，５を時計方向へ回転させるようにする。また、図５に示された中絞り開口の制御状態になっている場合は、図１０（ｂ）に示されているように、コイル６に対して逆方向の通電を行って、回転子４を時計方向へ回転させると共に、コイル７に対しても逆方向の通電を行って、回転子５を不動状態にさせる。更に、図６に示された小絞り開口の制御状態になっている場合は、図１０（ｃ）に示されているように、コイル７に対して逆方向の通電を行って、回転子５を時計方向へ回転させると共に、コイル６に対しては逆方向の通電を行って、回転子４を不動状態にさせる。
【００３３】
その結果、いずれの場合にも、羽根１３は左方向への極限位置まで、また、羽根１４は右方向の極限位置まで作動させられ、開口部１ａを完全に閉鎖する。その状態が、図７に示された撮影終了状態であるが、場合によっては、この状態になったとき、節電のために、コイル６，７に対する通電を断つようにしても構わない。そして、この状態になると、固体撮像素子に蓄積された電荷が、撮像情報として記憶装置に転送され、その転送が終わると、上記のような被写体光の三つの明るさ段階に対応して、コイル６，７の両方に対して通電され、羽根１３，１４は、図４，図５，図６のいずれかの状態に復帰させられる。
【００３４】
即ち、図４の状態に復帰する場合には、図１０（ａ）に示されているように、コイル６，７の両方に対して順方向の通電を行い、回転子４，５を反時計方向へ回転させる。また、図５の状態に復帰する場合は、図１０（ｂ）に示されているように、コイル６に順方向の通電を行って、回転子４を反時計方向へ回転させ、コイル７には逆方向の通電を行って、回転子５を不動状態にさせる。また、図６の状態に復帰する場合は、図１０（ｃ）に示されているように、コイル７に順方向の通電を行って、回転子５を反時計方向へ回転させ、コイル６には順方向の通電を行って、回転子４を不動状態にさせる。
【００３５】
そして、さらに、その図６の小絞り開口の制御状態から被写体光が徐々に暗くなり、標準の明るさよりも暗くなっていった場合には、図８に示されているように、コイル６に順方向の通電を行って回転子４を反時計方向へ回転させると共に、コイル７には逆方向の通電を行って回転子５を時計方向へ回転させ、一旦、中絞り開口の制御状態にさせておき、その後、コイル７に順方向の通電を行って回転子５を反時計方向へ回転させると共に、コイル６にも順方向の通電を行って回転子４を不動状態にさせる。そして、出力ピン５ｃが長孔１ｋの上端に当接して回転子５の回転が停止した後、コイル６，７に対する通電が断たれると、図５に示された大絞り開口の制御状態になる。
【００３６】
尚、図８〜図１０に示されているように、本実施例の場合には、コイル６，７に通電してから実際に羽根１３，１４が作動を開始するまでの、いわゆるメカ遅れの時間や、羽根１３，１４が所定の制御位置まで確実に移動し終わるようにさせることなどを考慮して、コイル６，７に対する通電時間Ｔが、羽根１３，１４の作動時間よりもかなり長く設定されているが、この通電時間Ｔは、組立公差を厳しくしたり、電磁アクチュエータの仕様次第で、短くすることが可能である。また、本実施例の作動説明においては、カメラの電源スイッチがオンになった後であって、撮影に際してレリーズボタンが押される前に、既に被写体光の明るさに対応して、３段階の絞り開口のいずれかの制御状態になっている場合で説明したが、本発明は、撮影前には、３段階の絞り開口制御状態のうち、常に所定の絞り開口の制御状態になるようにしていて、カメラのレリーズボタンが押されたとき、その初期段階において、先ず、被写体の明るさに対応した絞り開口の制御状態にしておいてから撮影が開始されるようにしてもよい。また、本実施例は、３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置であるが、図４に示された制御状態のほかには、図５又は図６の一方の制御状態しか得られないようにすることにより、２段絞りの絞り兼用のシャッタ装置としてもよい。
【００３７】
また、本実施例は、いわゆるノーマリーオープンタイプのシャッタ装置として、作動説明をしたが、カメラに光学ファインダを備えることによって、撮影前には、図７の状態としておき、撮影に際してレリーズボタンが押されると、その初期段階において、３段階の絞り開口のいずれかの制御状態にしておいてから撮影が開始されるようにすれば、いわゆるノーマリークローズタイプの絞り兼用のシャッタ装置とすることができる。また、そのように作動させることによって、銀塩フィルムを使用したカメラに採用することもできることは言うまでもない。
【００３８】
更に、本実施例は、本発明を、絞り兼用のシャッタ装置としたものであるが、図４に示された制御状態のほかには、図５又は図６の一方の絞り開口制御状態しか得られないようにすれば、２段絞りの絞り装置とすることができるし、図４に示された制御状態のほかに、図５の絞り開口制御状態と図６の絞り開口制御状態の両方が得られるようにすれば、３段絞りの絞り装置とすることができる。また、回転子４，５が図７の状態になったとき、羽根１３，１４によって、開口部１ａを完全に閉鎖せず、孔１３ｅと切欠き部１４ｅの形状を変えることによって図６のときよりも小さい絞り開口が得られるようにすれば、４段絞りの絞り装置になる。そして、それらの態様は、全て本発明の実施態様である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例の分解斜視図である。
【図２】実施例の断面図である。
【図３】カバー枠を外し、最大絞り開口の制御状態（撮影光路用の開口部を全開にした状態）におけるアクチュエータ室が見えるようにして示した実施例の正面図である。
【図４】カバー板を外し、最大絞り開口の制御状態における羽根室が見えるようにして示した実施例の背面図である。
【図５】中絞り開口の制御状態を、図４と同様にして示した実施例の背面図である。
【図６】小絞り開口の制御状態を、図４と同様にして示した実施例の背面図である。
【図７】撮影光路用の開口部を閉鎖した状態を、図４と同様にして示した実施例の背面図である。
【図８】実施例における標準的な作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】被写体光が急激に大きく変化した場合における実施例の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】実施例において、夫々の絞り開口の制御状態から撮影が行われる場合を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１ 地板
１ａ，２ａ 開口部
１ｂ 肉厚部
１ｃ 窪み部
１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ 案内ピン
１ｈ，１ｉ 軸
１ｊ，１ｋ，２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３ｃ，１４ｂ，１４ｃ 長孔
２ カバー板
２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，１２ｂ，１３ｅ 孔
３ カバー枠
３ａ，３ｂ，１４ｅ 切欠き部
４，５ 回転子
４ａ，５ａ 永久磁石
４ｂ，５ｂ アーム部
４ｃ，５ｃ 出力ピン
６，７ コイル
８，９ ボビン
１０，１１ ヨーク
１２ 駆動部材
１２ａ 駆動ピン
１３，１４ 羽根
１３ａ，１４ａ カム溝
１３ｄ，１４ｄ 肉抜き孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協働することによって段階的に大きさの異なる複数の絞り開口を形成し得るようにした２枚の羽根を備えているカメラ用羽根駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、実施例２として、一つの電磁アクチュエータの回転子に一体化された二つの出力ピンによって、２枚の羽根が、直線的に相反する方向へ往復作動させられ、撮影光路用の開口部を開閉するように構成されたシャッタ装置が記載されている。また、そのシャッタ装置は、電磁アクチュエータの固定子に、ホール素子などの位置検出手段を取り付けておき、回転子の回転位置によって固定子コイルへの電流値を制御し、回転子を所定の回転位置で停止させるようにすることによって、大きさの異なる複数の絞り開口を形成することのできる絞り装置とすることも可能である、ということが記載されている。そして、そのように構成された絞り装置において、２枚の羽根を、所定の絞り開口制御位置から作動させ、撮影光路用の開口部を閉じるようにすれば、絞り兼用のシャッタ装置とすることが可能であるということも記載されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、電磁アクチュエータの回転子の回転位置を、ホール素子などの磁気感応型検出素子によって検出し、回転子によって回転させられる絞り羽根群によって、絞り開口の大きさを制御するようにした電磁駆動式の絞り装置が記載されている。更に、下記の特許文献３には、相反する方向へ同時に直線的に移動させられる２枚の光量調節部材（絞り羽根）を、歯車機構を介して、ステッピングモータによって往復作動させるようにした光量調節装置が記載されている。本発明は、特許文献１及び３に記載されているように、相反する方向へ同時に直線的に移動させられる２枚の羽根部材を、電磁アクチュエータによって往復作動させるようにした、絞り装置としても、絞り兼用のシャッタ装置としても構成することの可能なカメラ用羽根駆動装置に関するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４６３８号公報
【特許文献２】特開平７−５６２０９号公報
【特許文献３】特開平１１−１９４３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１において、第２実施例に関連して記載されている上記のような絞り装置や、絞り兼用のシャッタ装置は、回転子の回転位置を検出するために、ホール素子などの位置検出手段を必要とするが、そのような位置検出手段を設けたとしても、回転子の回転位置を正確に検出し、所定の正しい位置で羽根を静止させるようにすることは、カメラを量産する上においては、技術的に簡単ではない。現在のところでは、位置検出手段としてホール素子を使用するのが最適と考えられているため、ホール素子を使用した絞り装置についての提案が種々なされているが、その実用化が、いかに面倒であるかは、特許文献２の記載からも、うかがい知ることができる。しかも、ホール素子を使用した絞り装置の場合には、絞り開口の制御後に回転子が停止しているときでも、常に通電し続けなければならないので、電池の消耗が激しいという問題点もある。
【０００６】
また、上記の各特許文献に記載されている絞り装置は、電磁アクチュエータの回転子が、例えば、最大絞り開口の制御位置にある絞り羽根を最小絞り開口の制御位置へ移動させたい場合、中間の絞り開口の制御位置に移動させるための回転位置を経た後でなければ、絞り羽根を最小絞り開口の制御位置へ移動させる回転位置まで達することができないので、回転子の回転速度を変えない限り、絞り羽根を中間の絞り開口の制御位置に移動させる場合よりも時間がかかってしまうという問題点がある。更に、特許文献３に記載されている絞り装置の場合には、歯車機構を介して絞り羽根を移動させるため、駆動力の大きな電磁アクチュエータが必要になる。しかも、比較的大きな音を発生させるため、録音機能を有しているカメラへの採用が困難であるほか、録音機能を有しないカメラの場合にもユーザーに敬遠されてしまうという問題点がある。
【０００７】
他方、最近のカメラは、デジタルカメラが多数を占めるようになってきているが、コンパクトカメラに用いられている絞り装置は、地板等に形成された撮影光路用の開口部で規制される最大絞り開口のほかに、羽根によって規制される小さな絞り開口を一つだけ得られるようにしたものが圧倒的に多い。そして、このような絞り制御を行う絞り装置を、一般には２段絞りの絞り装置と言っているが、カメラの仕様によっては、羽根によって規制される絞り開口を、大きさの異なる二つ又は三つとして、３段絞り又は４段絞りの絞り装置にすることを要求されることがある。ところが、特許文献１の第２実施例に記載されているタイプの羽根を備えた絞り装置や絞り兼用のシャッタ装置は、３段絞りや４段絞りにしようとすると、２段絞りの場合よりも一層実現化が困難になる。
【０００８】
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、その目的とするところは、従来のようにホール素子や歯車機構などを用いることなく、２枚の羽根と二つの電磁アクチュエータを使用することによって、２段絞りの絞り装置はもとより、３段絞り又は４段絞りの絞り装置とすることも可能であるし、２段絞り又は３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも可能な実用化し易いカメラ用羽根駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、撮影光路用の開口部を有している地板と、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第１電磁アクチュエータと、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第２電磁アクチュエータと、長孔と駆動ピンとを有していて前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられており該長孔には前記第２電磁アクチュエータの出力ピンが嵌合している駆動部材と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても往復作動させられる第１羽根と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても前記第１羽根とは相反する方向へ往復作動させられ前記第１羽根と協働して前記開口部内において複数の大きさの絞り開口を形成する第２羽根と、を備えているようにする。
【００１０】
その場合、前記駆動部材が、前記長孔と前記駆動ピンの間で、前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられているようにすると、好適な構成になる。また、前記２枚の羽根が、カバー板と前記地板との間に構成された羽根室内に重ねて配置されており、前記駆動部材が、前記羽根室内に配置されており、前記二つの電磁アクチュエータが、前記第１電磁アクチュエータを前記開口部側にして前記地板の羽根室外に取り付けられ前記各出力ピンを羽根室内に挿入しており、前記２枚の羽根は、相反する方向へ略直線的に往復作動させられるようにすると、例えば、薄い箱型のデジタルカメラに用いて有利な構成になる。また、前記２枚の羽根が、少なくとも前記回転子の一方の回転によって前記開口部を閉鎖し得るようにすると、絞り羽根兼用のシャッタ羽根を備えたカメラ用羽駆動装置が得られる。更に、前記第１及び第２電磁アクチュエータのうち少なくとも一方は、前記回転子が、固定子のコイルへの通電方向に対応して所定の角度範囲内でだけ往復回転させられる電流制御式のモータであって、該回転子の夫々の方向への回転は、前記地板又は固定子に設けられたストッパによって停止させられるようにすると、低コスト化が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカメラ用羽根駆動装置は、２枚の羽根のカム溝に嵌合した一つの駆動ピンを有している駆動部材を、第１電磁アクチュエータの回転子によって所定の回転角度範囲で往復作動させられる出力ピンに対して回転可能に取り付けると共に、その駆動部材に形成された長孔には、第２電磁アクチュエータの回転子によって所定の回転角度範囲で往復作動させられる出力ピンを嵌合させるようにしたので、二つの電磁アクチュエータの回転子を所定の方向へ選択的に回転させることによって、２枚の羽根を相反する方向へ作動させ、相対位置の異なる四つの状態で確実に停止させることが可能になっている。そのため、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、２段絞りの絞り装置とすることが可能であることはもちろんのこと、３段絞りの絞り装置とすることも、４段絞りの絞り装置とすることも可能であり、また、２段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも、３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置とすることも可能であるという特徴を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。上記したように、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、多段絞りの絞り装置として構成することも、多段絞りの絞り兼用のシャッタ装置として構成することも可能である。そして、デジタルカメラにも銀塩フィルム使用のカメラにも採用することが可能である。しかしながら、それらの全ての実施態様を、図面を用いて個別に説明するまでもないと考えるので、実施例としては、３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置として構成したものを、デジタルカメラに採用した場合で説明し、その他の場合については、適宜説明を加えることにする。
【実施例】
【００１３】
本実施例は、種々のデザインのカメラに採用することが可能であるが、特に、かつての１１０フィルムを使用するカメラのようにデザインされたカメラや、特開２００２−２９０８０６号公報に記載されている屈折光学系を用いたデジタルカメラのようにデザインされたカメラにも採用し易いように構成されている。以下、本実施例を、図１〜図１０を用いて説明する。
【００１４】
尚、図１は、実施例の分解斜視図であり、図２は、実施例の断面図であり、図３は、カバー枠を外して、最大絞り開口の制御状態（撮影光路用の開口部を全開にした状態）におけるアクチュエータ室内が見えるようにして示した実施例の正面図であるが、図２は、便宜上、二つの電磁アクチュエータを展開状態にして示してある。また、図４〜図７は、カバー板を外して、羽根室内が見えるようにして示した実施例の背面図であって、図４は、最大絞り開口の制御状態を示したものであり、図５は、中絞り開口の制御状態を示したものであり、図６は、小絞り開口の制御状態を示したものであり、図７は、撮影光路用の開口部を閉鎖した状態を示したものである。更に、図８〜図１０は、実施例の作動を説明するためのタイミングチャートであって、図８は、標準的な作動を説明するためのものであり、図９は、被写体光が急激に大きく変化した場合を説明するためのものであり、図１０は、夫々の絞り開口の制御状態から撮影が行われる場合を説明するためのものである。
【００１５】
先ず、主に図１及び図２を用いて、本実施例の構成を説明する。本実施例の地板１は、合成樹脂製であって比較的厚い部材であり、平面形状は細長い長方形をしていて、その長さ方向の一端側に円形をした撮影光路用の開口部１ａを形成し、他端側には肉厚部１ｂを形成している。カバー板２は、薄い合成樹脂製であって地板１と略同じ平面形状をしており、図示していない手段によって地板１に取り付けられ、両者の間に羽根室を構成している。そして、そのカバー板２は、一端側に上記の開口部１ａと対向するようにして、同じ形状をした撮影光路用の開口部２ａを形成し、他端側には円弧状の長孔２ｂを形成しているほか、周辺部には四つの孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを形成している。カバー枠３は、薄い合成樹脂製であって上記の肉厚部１ｂと略同じ平面形状をしており、図示していない手段によって地板１に取り付けられ、両者の間に二つの電磁アクチュエータ室を構成している。そして、そのカバー枠３には、二つの切欠き部３ａ，３ｂが形成されている。
【００１６】
また、図４に示されているように、地板１は、羽根室内に、平面形状が扇形をした窪み部１ｃを形成しているほか、各々の先端を、上記のカバー板２の孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに嵌合させている四つの案内ピン１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇを立設している。更に、地板１は、各電磁アクチュエータ室内に、軸１ｈ，１ｉを立設しているほか、図５において形状が分かり易く示されているように、羽根室側の窪み部１ｃまで貫通させて、円弧状の長孔１ｊ，１ｋを形成している。
【００１７】
本実施例の二つの電磁アクチュエータの構成は、例えば、特開２００６−１１２９３号公報などに記載されている周知の電磁アクチュエータの構成と実質的に同じである。先ず、各々の回転子４，５は、上記の軸１ｈ，１ｉに回転可能に取り付けられていて、カバー枠３によって抜け止めされている。これらの回転子４，５は、径方向に２極に着磁された円筒形の永久磁石４ａ，５ａと、合成樹脂製のアーム部４ｂ，５ｂと、その先端に設けられた出力ピン４ｃ，５ｃとで構成されている。そして、それらの出力ピン４ｃ，５ｃは、上記の長孔１ｊ，１ｋから羽根室側へ挿入されている。尚、この種の電磁アクチュエータにおいては、上記のアーム部４ｂ，５ｂと、出力ピン４ｃ，５ｃとを永久磁石製としたものも知られている。
【００１８】
また、各々の固定子は、上記のカバー枠３のほか、コイル６，７を巻回した中空のボビン８，９と、略Ｕ字形をしたヨーク１０，１１とからなっていて、ヨーク１０，１１は、一方の脚部にボビン８，９を嵌装させ、両方の脚部の先端を磁極部として上記の永久磁石４ａ，５ａの周面に対向させている。そして、それらのボビン８，９とヨーク１０，１１とは、電磁アクチュエータ室の内壁の形状によって位置決めされ、カバー枠３を地板１に取り付けることによって固定されている。また、その取付状態においては、ボビン８，９の一部が、カバー枠３の切欠き部３ａ，３ｂに入り込み、図２における上下方向の薄型化が図られている。
【００１９】
このような構成の電磁アクチュエータは、周知のように、コイル６，７に対する通電方向に対応した方向へ、回転子４，５が、所定の角度範囲内でだけ回転するようになっている。また、コイル６，７に対する非通電時においては、回転子４，５は、永久磁石４ａ，５ａの磁極と、ヨーク１０，１１の磁極部との間に作用する磁気吸引力によって、いずれか一方へ回転力が与えられるようになっている。尚、本実施例の電磁アクチュエータは、このような構成をした電流制御式のモータであるが、本発明の電磁アクチュエータは、このような構成に限定されず、例えば、特許文献１の第１実施例に記載の構成をした電流制御式のモータであっても差し支えなく、また、ステップモータであっても差し支えない。
【００２０】
他方、羽根室内には、駆動部材１２と、２枚の羽根１３，１４が配置されている。先ず、上記の窪み部１ｃ内に配置されている駆動部材１２は、駆動ピン１２ａと、孔１２ｂと、長孔１２ｃとを有していて、孔１２ｂには上記の出力ピン４ｃが回転可能に嵌合し、長孔１２ｃには上記の出力ピン５ｃが挿入されている。そして、駆動ピン１２ａの先端は、上記のカバー板２の長孔２ｂに挿入されている。
【００２１】
２枚の羽根１３，１４は合成樹脂製であって、それらのうち、羽根１３は、上記の駆動ピン１２ａを挿入させているカム溝１３ａと、二つの直線状の長孔１３ｂ，１３ｃと、肉抜き孔１３ｄと、絞り開口規制用の孔１３ｅとを有している。そして、長孔１３ｂ，１３ｃには、上記の案内ピン１ｄ，１ｅが挿入されている。また、羽根１３よりもカバー板２側に配置されている羽根１４は、上記の駆動ピン１２ａを挿入させているカム溝１４ａと、二つの直線状の長孔１４ｂ，１４ｃと、肉抜き孔１４ｄと、絞り開口規制用の切欠き部１４ｅとを有している。そして、長孔１４ｂ，１４ｃには、上記の案内ピン１ｄ，１ｅが挿入されている。更に、これらの２枚の羽根１３，１４は、図４などに示されているように、その外縁を案内ピン１ｆ，１ｇにも接触し得るようにされていて、四つの案内ピン１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇに案内されて、長手方向に往復作動し得るようになっている。
【００２２】
次に、本実施例の作動を説明する。先ず、図３及び図４は、カメラの電源スイッチがオフの状態を示したものであって、コイル６，７には通電していない状態を示したものである。このとき、図３において、永久磁石４ａのＮ極は、Ｓ極よりも、ヨーク１０の左側の磁極部に対する対向面積が大きく、ヨーク１０の右側の磁極部に対する対向面積が小さい。そのため、回転子４には時計方向へ回転する力が与えられていて、出力ピン４ｃは円弧状の長孔１ｊの上端に接触させられている。同様にして、永久磁石５ａのＳ極は、Ｎ極よりも、ヨーク１１の左側の磁極部に対する対向面積が大きく、ヨーク１１の右側の磁極部に対する対向面積が小さい。そのため、回転子５には時計方向へ回転する力が与えられていて、出力ピン５ｃは円弧状の長孔１ｋの下端に接触させられている。尚、本実施例の場合には、このように、地板１に形成されている長孔１ｊ，１ｋの長さ方向の両端を回転子４ａ，５ａのストッパとしているが、本実施例のカバー枠３のように、電磁アクチュエータの固定子を構成している部材にストッパを設けるようにしても構わない。
【００２３】
図３においてこのような状態になっているということは、図４においては、回転子４の出力ピン４ｃが、長孔１ｊの下端に接触させられ、回転子５の出力ピン５ｃが、長孔１ｋの上端に接触させられた状態になっているということである。それにより、二つの出力ピン４ｃ，５ｃに連結されている駆動部材１２は、図４に示された姿勢をとらされており、カム溝１３ａ，１４ａに挿入した駆動ピン１２ａによって、羽根１３を右側へ最大限移動させ、羽根１４を左側へ最大限移動させた状態にしている。そのため、２枚の羽根１３，１４は、撮影光路用の開口部１ａを覆うことなく、全開にしている。本実施例においては、この状態が、大絞り開口の制御状態である。
【００２４】
撮影を行うに先立って、カメラの電源スイッチをオンにする。上記したように、そのときには、コイル６，７に通電しなくても、回転子４，５は、図３，図４に示された位置で停止しているはずである。しかしながら、それ以前のカメラの不使用状態において、衝撃等の不測の大きな力が作用したことによって、回転子４，５が所定の停止位置から回転させられてしまっているかも知れない。そして、そのように移動させられてしまっていると、本実施例の場合には、回転子４，５や羽根１３，１４の位置を検出するセンサーを備えていないため、その後の制御が的確に行えなくなってしまう。
【００２５】
そこで、本実施例の場合には、そのような万が一のことが起きてしまっていることを想定して、図８に示されているように、カメラの電源スイッチをオンにしたときには、コイル６，７に対して同時に順方向の電流をＴ時間だけ供給するようにしている。そのため、回転子４，５は、どのような位置にあっても、図４において反時計方向へ回転する力が付与され、必ず図４の位置にあるようにさせられる。そして、言うまでもなく、この図４に示された状態は、大絞り開口の制御状態である。尚、本実施例においては、コイル６，７に対する１回の通電時間は、どのような場合でもＴ時間になっている。
【００２６】
この図４の状態にされた後、被写体光が標準の明るさである場合には、図８に示されているように、測光回路からの信号によって、コイル７に対して逆方向への通電が行われる。それによって、回転子５だけが時計方向（図３においては反時計方向）へ回転させられるので、駆動部材１２は、回転子５の出力ピン５ｃにより、回転子４の出力ピン４ｃを支点にして反時計方向へ回転させられ、その駆動ピン１２ａによって、羽根１３を左方向へ、羽根１４を右方向へ移動させていく。そして、回転子５の出力ピン５ｃが長孔１ｋの下端に当接することによって停止した状態が、図５に示された状態である。この状態になったとき、本実施例の場合には、コイル７に対する逆方向の通電を断っているので、節電することができる。しかも、そのように通電を断っても、上記した磁気吸引力によって停止状態は保持される。しかしながら、そのまま通電を続けているようにしても構わない。そして、この状態が、中絞り開口の制御状態である。また、この状態において、被写体光が標準の明るさより暗くなったときには、測光回路からの信号により、コイル７に対して順方向の通電が行われ、図４に示された状態になる。
【００２７】
ところで、図４の状態から図５の状態にさせるためには、上記したように、コイル７に対して逆方向へ通電するだけでよいはずである。しかしながら、駆動部材１２が、出力ピン５ｃによって図４の状態から反時計方向へ回転させられるとき、他方の電磁アクチュエータのコイル６が非通電状態になっていると、駆動部材１２の支点となっている出力ピン４ｃの位置が不安定になって、駆動部材１２が好適に反時計方向へ回転できない場合がある。そこで、本実施例の場合は、駆動部材１２が反時計方向へ回転させられるとき、出力ピン４ｃの位置を不動状態にさせるために、図８に示されているように、コイル７に対する逆方向の通電と同時に、コイル６には順方向の電流を供給するようにしている。そして、その場合、図８においては、コイル６，７に対して同じ値の電流が供給されているが、実用化する場合には、節電のために、コイル６に供給される電流値の方を小さくする方が好ましい。
【００２８】
図５の状態になった後、被写体光が標準の明るさより明るくなった場合には、測光回路からの信号によって、コイル６に対しては逆方向への通電が行われ、コイル７に対しては順方向への通電が行われる。それによって、回転子４は時計方向（図３においては反時計方向）へ回転させられ、回転子５は反時計方向（図３においては時計方向）へ回転させられるので、駆動部材１２は、回転子４，５の出力ピン４ｃ，５ｃにより、上方へ移動させられ、その駆動ピン１２ａによって、羽根１３をさらに左方向へ、羽根１４をさらに右方向へ移動させていく。そして、回転子４，５の出力ピン４ｃ，５ｃが長孔１ｊ，１ｋの上端に当接することによって停止した状態が、図６に示された状態である。この状態になったとき、本実施例の場合には、コイル６，７に対する通電を断っているので、節電することができる。しかも、そのように通電を断っても、上記した磁気吸引力によって停止状態は保持される。しかしながら、そのまま通電を続けているようにしても構わない。そして、この状態が、小絞り開口の制御状態である。また、この状態において、被写体光が標準の明るさになったときには、コイル６に対しては順方向への通電を行い、コイル７に対しては逆方向への通電を行って、図５の状態になる。
【００２９】
尚、これまでの説明では、大絞り開口の制御状態から小絞り開口の制御状態にさせる場合は、二つの回転子４，５を、中絞り開口の制御状態にしておいてから小絞り開口の制御状態にするし、小絞り開口の制御状態から大絞り開口の制御状態にさせる場合には、中絞り開口の制御状態にしておいてから大絞り開口の制御状態にする場合で説明した。しかしながら、被写体光が急激に大きく変化したとき、本実施例は、上記した同じＴ時間で、大絞り開口の制御状態から直接小絞り開口の制御状態にすることも、小絞り開口の制御状態から直接大絞り開口の制御状態にすることも可能になっている。
【００３０】
そして、前者の場合は、図４の状態において、コイル６に対し逆方向の電流を供給して、回転子４を時計方向へ回転させると共に、コイル７に対しては順方向の電流を供給して、回転子５を不動状態にするし、後者の場合には、図６の状態において、コイル６に対して順方向の電流を供給し、回転子４を反時計方向へ回転させると共に、コイル７に対しては順方向の電流を供給して、回転子５を不動状態にすることになる。図９は、そのようにして、大絞り開口の制御状態から直接小絞り開口の制御状態にし、その後、小絞り開口の制御状態から直接大絞り開口の制御状態にした場合を示したものである。従って、本実施例は、絞り開口を２段変化させる場合でも、その制御作動に要する時間は、１段変化させ場合と全く同じＴ時間で済むようになっている。
【００３１】
このようにして、図４に示された大絞り開口の制御状態，図５に示された中絞り開口の制御状態，図６に示された小絞り開口の制御状態のいずれかが得られているときに、カメラのレリーズボタンが押されると、直ちに、図示していない固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出させることによって撮影が開始され、新たな電荷が固体撮像素子に蓄積されていく。そして、所定の時間が経過すると、露光時間制御回路からの信号によって、コイル６，７の両方に通電される。
【００３２】
即ち、図４に示された大絞り開口の制御状態になっている場合は、図１０（ａ）に示されているように、コイル６，７の両方に逆方向の通電を行い、回転子４，５を時計方向へ回転させるようにする。また、図５に示された中絞り開口の制御状態になっている場合は、図１０（ｂ）に示されているように、コイル６に対して逆方向の通電を行って、回転子４を時計方向へ回転させると共に、コイル７に対しても逆方向の通電を行って、回転子５を不動状態にさせる。更に、図６に示された小絞り開口の制御状態になっている場合は、図１０（ｃ）に示されているように、コイル７に対して逆方向の通電を行って、回転子５を時計方向へ回転させると共に、コイル６に対しては逆方向の通電を行って、回転子４を不動状態にさせる。
【００３３】
その結果、いずれの場合にも、羽根１３は左方向への極限位置まで、また、羽根１４は右方向の極限位置まで作動させられ、開口部１ａを完全に閉鎖する。その状態が、図７に示された撮影終了状態であるが、場合によっては、この状態になったとき、節電のために、コイル６，７に対する通電を断つようにしても構わない。そして、この状態になると、固体撮像素子に蓄積された電荷が、撮像情報として記憶装置に転送され、その転送が終わると、上記のような被写体光の三つの明るさ段階に対応して、コイル６，７の両方に対して通電され、羽根１３，１４は、図４，図５，図６のいずれかの状態に復帰させられる。
【００３４】
即ち、図４の状態に復帰する場合には、図１０（ａ）に示されているように、コイル６，７の両方に対して順方向の通電を行い、回転子４，５を反時計方向へ回転させる。また、図５の状態に復帰する場合は、図１０（ｂ）に示されているように、コイル６に順方向の通電を行って、回転子４を反時計方向へ回転させ、コイル７には逆方向の通電を行って、回転子５を不動状態にさせる。また、図６の状態に復帰する場合は、図１０（ｃ）に示されているように、コイル７に順方向の通電を行って、回転子５を反時計方向へ回転させ、コイル６には順方向の通電を行って、回転子４を不動状態にさせる。
【００３５】
そして、さらに、その図６の小絞り開口の制御状態から被写体光が徐々に暗くなり、標準の明るさよりも暗くなっていった場合には、図８に示されているように、コイル６に順方向の通電を行って回転子４を反時計方向へ回転させると共に、コイル７には逆方向の通電を行って回転子５を時計方向へ回転させ、一旦、中絞り開口の制御状態にさせておき、その後、コイル７に順方向の通電を行って回転子５を反時計方向へ回転させると共に、コイル６にも順方向の通電を行って回転子４を不動状態にさせる。そして、出力ピン５ｃが長孔１ｋの上端に当接して回転子５の回転が停止した後、コイル６，７に対する通電が断たれると、図５に示された大絞り開口の制御状態になる。
【００３６】
尚、図８〜図１０に示されているように、本実施例の場合には、コイル６，７に通電してから実際に羽根１３，１４が作動を開始するまでの、いわゆるメカ遅れの時間や、羽根１３，１４が所定の制御位置まで確実に移動し終わるようにさせることなどを考慮して、コイル６，７に対する通電時間Ｔが、羽根１３，１４の作動時間よりもかなり長く設定されているが、この通電時間Ｔは、組立公差を厳しくしたり、電磁アクチュエータの仕様次第で、短くすることが可能である。また、本実施例の作動説明においては、カメラの電源スイッチがオンになった後であって、撮影に際してレリーズボタンが押される前に、既に被写体光の明るさに対応して、３段階の絞り開口のいずれかの制御状態になっている場合で説明したが、本発明は、撮影前には、３段階の絞り開口制御状態のうち、常に所定の絞り開口の制御状態になるようにしていて、カメラのレリーズボタンが押されたとき、その初期段階において、先ず、被写体の明るさに対応した絞り開口の制御状態にしておいてから撮影が開始されるようにしてもよい。また、本実施例は、３段絞りの絞り兼用のシャッタ装置であるが、図４に示された制御状態のほかには、図５又は図６の一方の制御状態しか得られないようにすることにより、２段絞りの絞り兼用のシャッタ装置としてもよい。
【００３７】
また、本実施例は、いわゆるノーマリーオープンタイプのシャッタ装置として、作動説明をしたが、カメラに光学ファインダを備えることによって、撮影前には、図７の状態としておき、撮影に際してレリーズボタンが押されると、その初期段階において、３段階の絞り開口のいずれかの制御状態にしておいてから撮影が開始されるようにすれば、いわゆるノーマリークローズタイプの絞り兼用のシャッタ装置とすることができる。また、そのように作動させることによって、銀塩フィルムを使用したカメラに採用することもできることは言うまでもない。
【００３８】
更に、本実施例は、本発明を、絞り兼用のシャッタ装置としたものであるが、図４に示された制御状態のほかには、図５又は図６の一方の絞り開口制御状態しか得られないようにすれば、２段絞りの絞り装置とすることができるし、図４に示された制御状態のほかに、図５の絞り開口制御状態と図６の絞り開口制御状態の両方が得られるようにすれば、３段絞りの絞り装置とすることができる。また、回転子４，５が図７の状態になったとき、羽根１３，１４によって、開口部１ａを完全に閉鎖せず、孔１３ｅと切欠き部１４ｅの形状を変えることによって図６のときよりも小さい絞り開口が得られるようにすれば、４段絞りの絞り装置になる。そして、それらの態様は、全て本発明の実施態様である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例の分解斜視図である。
【図２】実施例の断面図である。
【図３】カバー枠を外し、最大絞り開口の制御状態（撮影光路用の開口部を全開にした状態）におけるアクチュエータ室が見えるようにして示した実施例の正面図である。
【図４】カバー板を外し、最大絞り開口の制御状態における羽根室が見えるようにして示した実施例の背面図である。
【図５】中絞り開口の制御状態を、図４と同様にして示した実施例の背面図である。
【図６】小絞り開口の制御状態を、図４と同様にして示した実施例の背面図である。
【図７】撮影光路用の開口部を閉鎖した状態を、図４と同様にして示した実施例の背面図である。
【図８】実施例における標準的な作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】被写体光が急激に大きく変化した場合における実施例の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】実施例において、夫々の絞り開口の制御状態から撮影が行われる場合を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１ 地板
１ａ，２ａ 開口部
１ｂ 肉厚部
１ｃ 窪み部
１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ 案内ピン
１ｈ，１ｉ 軸
１ｊ，１ｋ，２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３ｃ，１４ｂ，１４ｃ 長孔
２ カバー板
２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，１２ｂ，１３ｅ 孔
３ カバー枠
３ａ，３ｂ，１４ｅ 切欠き部
４，５ 回転子
４ａ，５ａ 永久磁石
４ｂ，５ｂ アーム部
４ｃ，５ｃ 出力ピン
６，７ コイル
８，９ ボビン
１０，１１ ヨーク
１２ 駆動部材
１２ａ 駆動ピン
１３，１４ 羽根
１３ａ，１４ａ カム溝
１３ｄ，１４ｄ 肉抜き孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光路用の開口部を有している地板と、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第１電磁アクチュエータと、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第２電磁アクチュエータと、長孔と駆動ピンとを有していて前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられており該長孔には前記第２電磁アクチュエータの出力ピンが嵌合している駆動部材と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても往復作動させられる第１羽根と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても前記第１羽根とは相反する方向へ往復作動させられ前記第１羽根と協働して前記開口部内において複数の大きさの絞り開口を形成する第２羽根と、を備えていることを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部材が、前記長孔と前記駆動ピンの間で、前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用羽根駆動装置。
【請求項３】
前記２枚の羽根が、カバー板と前記地板との間に構成された羽根室内に重ねて配置されており、前記駆動部材が、前記羽根室内に配置されており、前記二つの電磁アクチュエータが、前記第１電磁アクチュエータを前記開口部側にして前記地板の羽根室外に取り付けられ前記各出力ピンを羽根室内に挿入しており、前記２枚の羽根は、相反する方向へ略直線的に往復作動させられるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ用羽駆動装置。
【請求項４】
前記２枚の羽根が、少なくとも前記回転子の一方の回転によって前記開口部を閉鎖し得るようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラ用羽駆動装置。
【請求項５】
前記第１及び第２電磁アクチュエータのうち少なくとも一方は、前記回転子が、固定子のコイルへの通電方向に対応して所定の角度範囲内でだけ往復回転させられる電流制御式のモータであって、該回転子の夫々の方向への回転は、前記地板又は固定子に設けられたストッパによって停止させられるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカメラ用羽根駆動装置。
【請求項１】
撮影光路用の開口部を有している地板と、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第１電磁アクチュエータと、永久磁石を有していて所定の回転角度をなす二つの回転位置間で往復回転させられる回転子がその径方向へ張り出した位置に出力ピンを一体的に設けている第２電磁アクチュエータと、長孔と駆動ピンとを有していて前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられており該長孔には前記第２電磁アクチュエータの出力ピンが嵌合している駆動部材と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても往復作動させられる第１羽根と、前記駆動ピンを嵌合させたカム溝を有していて前記二つの回転子のいずれの往復回転によっても前記第１羽根とは相反する方向へ往復作動させられ前記第１羽根と協働して前記開口部内において複数の大きさの絞り開口を形成する第２羽根と、を備えていることを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部材が、前記長孔と前記駆動ピンの間で、前記第１電磁アクチュエータの出力ピンに回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用羽根駆動装置。
【請求項３】
前記２枚の羽根が、カバー板と前記地板との間に構成された羽根室内に重ねて配置されており、前記駆動部材が、前記羽根室内に配置されており、前記二つの電磁アクチュエータが、前記第１電磁アクチュエータを前記開口部側にして前記地板の羽根室外に取り付けられ前記各出力ピンを羽根室内に挿入しており、前記２枚の羽根は、相反する方向へ略直線的に往復作動させられるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ用羽駆動装置。
【請求項４】
前記２枚の羽根が、少なくとも前記回転子の一方の回転によって前記開口部を閉鎖し得るようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラ用羽駆動装置。
【請求項５】
前記第１及び第２電磁アクチュエータのうち少なくとも一方は、前記回転子が、固定子のコイルへの通電方向に対応して所定の角度範囲内でだけ往復回転させられる電流制御式のモータであって、該回転子の夫々の方向への回転は、前記地板又は固定子に設けられたストッパによって停止させられるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカメラ用羽根駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−５８６１４（Ｐ２００８−５８６１４Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３５５６７（Ｐ２００６−２３５５６７）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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