シャッタ装置
【課題】動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供すること。
【解決手段】駆動電極１１６を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位１１４が光透過性に構成された下部基板１０１と、該下部基板１０１の上記駆動電極１１６を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜１２１とを具備するシャッタ装置において、上記下部基板１０１上に保持電極として用いられる共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９とを設け、上記遮光膜１２１を静止保持する際には、それら共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９との間に遮光膜保持回路１３３により電圧を印加する。
【解決手段】駆動電極１１６を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位１１４が光透過性に構成された下部基板１０１と、該下部基板１０１の上記駆動電極１１６を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜１２１とを具備するシャッタ装置において、上記下部基板１０１上に保持電極として用いられる共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９とを設け、上記遮光膜１２１を静止保持する際には、それら共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９との間に遮光膜保持回路１３３により電圧を印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型の静電アクチュエータで遮光膜を走行させるシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラの小型化に伴い、シャッタ装置の薄型化や低消費電力化が求められている。しかしながら、従来の電磁アクチュエータを用いたシャッタ機構では、これらの点で限界があり、走査型の静電アクチュエータで遮光膜を走行させる静電シャッタ装置が提案されている。
【０００３】
このような静電シャッタ装置としては、例えば、特許文献１に開示された方法が知られている。
【０００４】
以下、図９を用いてこれを簡単に説明する。
【０００５】
即ち、上記特許文献１に開示のカメラのシャッタ機構では、ステータ１１に帯状電極１５と開口１３を設け、このステータ１１に対向して高抵抗コーティング層１９を有するスライダ１２を移動自在に設けている。そして、帯状電極１５に制御装置を接続して電圧を印加し、誘導電荷形アクチュエータの動作原理を用いてスライダ１２を駆動し、スライダ１２をシャッタ羽根として機能させるものである。
【特許文献１】特開平８−２２０５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示の方法で薄型のシャッタ装置を得ることができる。しかしながら、上記特許文献１には、遮光膜（スライダ１２）の停止手段については言及がない。帯状電極１５に定電圧を印加することでスライダ１２を停止させることはできるが、スライダ１２に長時間ＤＣ電圧を印加すると、スライダ１２に不要な帯電が生じて、動作に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
また、独立した機械的停止機構を付加すると、シャッタ装置が大型化して、薄型の特徴を損なう。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのない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】
【０００９】
本発明のシャッタ装置の一態様は、駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された基板と、上記基板の上記走査電極を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、上記基板上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のシャッタ装置の別の態様は、駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第１の基板と、上記第１の基板の上記走査電極を形成した面に対向配置され、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板との間隙に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、上記第２の基板の、上記第１の基板に対向する面上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明の第１実施形態について図１（Ａ）乃至図７（Ｄ）を用いて説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は、本実施形態に係るシャッタ装置の全体構成を示す外観斜視図である。即ち、このシャッタ装置においては、下部基板１０１と上部基板１０２とがスペーサ１２０（図２（Ａ）参照）を介して一定の間隔で対向しており、その間隙には遮光膜１２１（図１（Ｃ）参照）が配置されている。ここで、下部基板１０１及び上部基板１０２は光透過性を有している。そして、上部基板１０２の表面には、シャッタ開口となる開口１０３以外の領域において黒色塗料１０４が形成されている。また、下部基板１０１には、共通センシング電極端子１０５、全閉センシング端子１０６、全開センシング端子１０７、Ａ相駆動電極端子１０８、Ｂ相駆動電極端子１０９、Ｃ相駆動電極端子１１０、Ｄ相駆動電極端子１１１、及びエレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３が形成されている。
【００１５】
ここで、下部基板１０１の詳細について、図１（Ｂ）を用いて説明する。即ち、下部基板１０１には、シャッタ開口となる開口１０３に対応する部位１１４（破線で示した領域）よりも若干大きな領域でエレクトロクロミック素子１１５が形成されている。そして、上記開口に対応する部位１１４の遮光膜が走行する方向（図１（Ｂ）に示した矢印の方向）に平行な２辺の両側には、所定ピッチで配置された帯状の駆動電極１１６が形成され、上記開口に対応する部位１１４の他の２辺の両側には、共通センシング電極１１７及び全閉センシング電極１１８が形成され、更に全閉センシング電極１１８の共通センシング電極１１７に対して対称な部位に、全開センシング電極１１９が形成されている。
【００１６】
また、それらの共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９は、下部基板１０１に形成された多層配線（図示せず）によって上記の共通センシング電極端子１０５，全閉センシング端子１０６，及び全開センシング端子１０７にそれぞれ接続され、上記駆動電極１１６は、４本おきに下部基板１０１に形成された多層配線（図示せず）によって上記Ａ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１にそれぞれ接続されている。
【００１７】
次に、遮光膜１２１について、図１（Ｃ）を用いて説明する。即ち、遮光膜１２１は、遮光部位に対応する光を透過しない遮光部１２２と、その両側に延在するエレクトレット部１２３よりなる。遮光部１２２は遮光性と導電性を有し、エレクトレット部１２３には所定ピッチでエレクトレット領域１２４が形成されていて、この領域で高密度の負の固定電荷を有する。
【００１８】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図である。この図に示すように、エレクトロクロミック素子１１５は、下層電極１１５−１，エレクトロクロミック材料薄膜１１５−２，及び上層電極１１５−３の３層を積層した構成となっている。また、エレクトロクロミック素子１１５，駆動電極１１６，共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９は、図示したように透明な絶縁膜１２５で覆われている。なお、上記スペーサ１２０は、この絶縁膜１２５上に形成されており、上部基板１０２と下部基板１０１の間隙を規定して、遮光膜１２１はその間に配置される。また、下層電極１１５−１及び上層電極１１５−３は、下部基板１０１の内部配線を介して上記エレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３にそれぞれ接続されている。
【００１９】
次に、本実施形態における遮光膜１２１の動作について、図２（Ｂ）乃至図４を用いて説明する。なお、図３は、図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ’線断面の一部を電極の結線も含めて模式的に表したものである。
【００２０】
下部基板１０１の駆動電極１１６は、図３に示すように、内部配線１２６（図１（Ｂ）においては図示せず）とＡ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１とを介して、Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤの各相の配線１２７に接続され、これら配線１２７は、４相パルス電圧を出力するドライバ１２８に接続される。
【００２１】
図２（Ｂ）は、移動子である遮光膜１２１を変位させるための駆動パルスを示す図である。ドライバ１２８によりＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの各相に順次正電圧パルスを印加するもので、ある相に正電圧パルスが印加されている時には、他の相には負電圧が印加されている。
【００２２】
ここで、図２（Ｂ）に示した時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５における遮光膜１２１の動作について、図４を用いて説明する。
【００２３】
即ち、時刻ｔ１においては、駆動電極１０６におけるＡ相に対応する電極１０６−Ａのみに正電圧が印加されて、他の電極１０６−Ｂ，１０６−Ｃ，及び１０６−Ｄには負電圧が印加される。このため、遮光膜１２１の負に帯電したエレクトレット部１２３は、駆動電極１０６のＡ相に対応する電極１０６−Ａに引き込まれる。次に、時刻ｔ２においては、Ｂ相に対応する電極のみに正電圧が印加されるので、エレクトレット部１２３は、駆動電極１０６のＢ相に対応する電極１０６−Ｂに引き込まれる。同様に時刻ｔ３，ｔ４においては、エレクトレット部１２３は、駆動電極１０６のＣ相に対応する電極１０６−Ｃ，駆動電極１０６のＤ相に対応する電極１０６−Ｄにそれぞれ引き込まれ、時刻ｔ５では、エレクトレット部１２３は、再び、駆動電極１０６のＡ相に対応する電極１０６−Ａに引き込まれる。これを繰り返すことによって遮光膜１２１を連続的に変位させることができる。
【００２４】
このように、Ａ相→Ｂ相→Ｃ相→Ｄ相の順に正電圧パルスを印加すると、図２（Ｂ）において左から右に遮光膜１２１が変位する。逆に、Ｄ相→Ｃ相→Ｂ相→Ａ相の順に正電圧パルスを印加すると、図２（Ｂ）において右から左に遮光膜１２１を変位させることができる。
【００２５】
ここで、図３におけるドライバ１２８の機能について図５を用いて説明する。このドライバ１２８に入力される制御信号としては、方向規定信号と基準パルスとの２つがある。この方向規定信号は、「ハイ（Ｈｉ）」と「ロー（Ｌｏ）」の２値の何れかが入力される。そして、方向規定信号がＬｏレベルの時は、図２（Ｂ）における左から右に遮光膜１２１を駆動し、方向規定信号がＨｉレベルの時は、図２（Ｂ）における右から左に遮光膜１２１を駆動するものである。
【００２６】
時刻ｔ１において上記基準パルスが入力されると、この時点での方向規定信号のレベルはＬｏであるので、基準パルスの立ち上がりをトリガとしてＡ相の出力が正電圧となり、Ｂ，Ｃ，及びＤ相の出力が負電圧となる。その後、順次正電圧となる相がＢ，Ｃ，Ｄ相の順に切り替わり、遮光膜１２１は、図２（Ｂ）の右方向に変位する。基準パルスを規定の間隔で出力することで、この過程を繰り返して、遮光膜１２１を更に右方向に変位させることができる。図５の例では３周期分の図２（Ｂ）における右方向への変位を繰り返した後、方向判別信号がＨｉレベルとなる。これ以降（即ち時刻ｔ２以降）は、正電圧が出力される相はＤ，Ｃ，Ｂ，Ａの順に切り替わり、遮光膜１２１は図２（Ｂ）における左方向に変位する。
【００２７】
このように、ドライバ１２８は、基準パルスと方向規定信号の２つの制御信号によって、遮光膜１２１を任意の方向に駆動できるものである。
【００２８】
次に、本実施形態に係るシャッタ装置の制御方法について、図６を用いて説明する。同図に示すように、Ａ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１は、前述したドライバ１２８に接続されている。また、エレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３は、可変電圧源１２９を有する調光回路１３０に接続される。なお、エレクトロクロミック素子１１５は、下層電極１１５−１と上層電極１１５−３との間の電圧によって、エレクトロクロミック材料薄膜１１５−２の透過率を制御する調光素子であり、測光素子（図示せず）の測定値に応じるなどして、該調光回路１３０によって、開口１０３に対応する部位１１４を透過する光の強度を制御することができる。
【００２９】
また、共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９に接続された共通センシング電極端子１０５，全閉センシング端子１０６，及び全開センシング端子１０７は、切り替えスイッチ１３１によって、遮光膜位置検知回路１３２もしくは遮光膜保持回路１３３に接続される。ここで、遮光膜位置検知回路１３２は、共通センシング電極端子１０５に接続される高周波交流電源１３４、全閉センシング端子１０６に接続される全閉検出用交流電流計１３５、及び全開センシング端子１０７に接続される全開検出用交流電流計１３６よりなる。また、遮光膜保持回路１３３は、直流電源１３７よりなる。
【００３０】
次に、上記の遮光膜位置検知回路１３２及び遮光膜保持回路１３３の動作について、図７（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて説明する。
【００３１】
図７（Ａ）は、シャッタ全開での待機状態を示している。この時、切り替えスイッチ１３１は、遮光膜保持回路１３３に接続された状態である。ここで、遮光膜１２１の共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９に対向する部位は導電性を有する遮光部１２２である。従って、図７（Ａ）の状態では、共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９の上部は導電性を有する遮光部１２２で覆われているので、電気的には共通センシング電極１１７と導電性を有する遮光部１２２の間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタと、全開センシング電極１１９と導電性を有する遮光部１２２の間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタとが直列に接続され、それが更に直流電源１３７に接続された状態となり、各々のキャパシタに作用する静電気力によって遮光膜１２１が下部基板１０１に吸着される。ここで、このような保持状態では、直流電源１３７にはほとんど電流を流す必要がなく、低容量の電源で十分であり、消費電力は非常に小さい。
【００３２】
次に、シャッタを閉じる動作について説明する。上記の全開での待機状態から、まず、切り替えスイッチ１３１を切り替えて、遮光膜位置検知回路１３２に接続する。この時点では、共通センシング電極１０７と全開センシング電極１１９と導電性を有する遮光部１２２との間には高周波交流電源１３４によって静電気力が作用するが、その電圧は直流電源１３７の電圧と比較すると十分に小さく、その静電吸引力が遮光膜１２１の動作を妨げることはない。更に、切り替えスイッチ１３１の切り替えと同時に、ドライバ１２８に入力する方向規定信号をＬｏ状態として基準パルスを出力する。これによって、遮光膜１２１は右方向に動き出す。図７（Ｂ）は、その動作途中の状態を示している。
【００３３】
遮光膜位置検知回路１３２は、全閉検出用交流電流計１３５及び全開検出用交流電流計１３６の計測値を常時モニタしている。しかしながら、図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）の状態では、全閉検出用交流電流計１３５に電流が流れる経路は存在しないため、全閉検出用交流電流計１３５では電流は検出されない。
【００３４】
次に、遮光膜１２１が更に右方向に変位して、図７（Ｃ）に示した全閉状態になると、共通センシング電極１１７と全閉センシング電極１１８の上部は、導電性を有する遮光部１２２で覆われているので、電気的には共通センシング電極１１７と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタと、全閉センシング電極１１８と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタとが直列に接続され、それが更に高周波交流電源１３４に接続された状態となり、この回路で交流電流が流れるので、全閉検出用交流電流計１３５で電流が検出される。ここで、全閉検出用交流電流計１３５で検出される電流が所定の閾値に達した時点で、ドライバ１２８への基準パルスの出力を停止して、更に切り替えスイッチ１３１を遮光膜保持回路１３３に切り替える。
【００３５】
この状態では、図７（Ｄ）に示すように、共通センシング電極１１７と全閉センシング電極１１８との上部は導電性を有する遮光部１２２で覆われているので、電気的には共通センシング電極１１７と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタと、全閉センシング電極１１８と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタとが直列に接続され、それが更に直流電源１３７に接続された状態となり、各々のキャパシタに作用する静電気力によって遮光膜１２１が下部基板１０１に吸着される。
【００３６】
以上は、シャッタが全開状態から全閉状態に移行する手順を示したが、全閉状態から全開状態に移行する際も、ドライバ１２８に入力される方向規定信号をＨｉ状態にして、全開検出用交流電流計１３６を用いることで、同様の手順に従って駆動することができる。
【００３７】
また、本実施形態のような静電駆動式のシャッタ装置は、電源切断時の遮光膜１２１の位置が不定となるので、電源投入時の初期化動作が必要となる。どのような状態に初期化するかについては、シャッタ装置の用途によって異なるが、例えば全開状態に初期化するのであれば、ドライバ１２８に入力される方向規定信号をＨｉ状態、切り替えスイッチ１３１を遮光膜位置検知回路１３２に接続する。ここで、全開検出用交流電流計１３６の計測値が閾値を超えていれば、既に遮光膜１２１が全開状態にあるので、直ちに切り替えスイッチ１３１を遮光膜保持回路１３３に切り替えて、遮光膜１２１を下部基板１０１に吸着して初期化を完了する。これに対して、電源投入時に全開検出用交流電流計１３６の計測値が閾値を超えていなければ、ドライバ１２８に基準パルスを入力して遮光膜１２１を図７（Ａ）における左方向に変位させて、全開検出用交流電流計１３６の計測値が閾値を超えた時点で、基準パルスの出力を停止して直ちに切り替えスイッチ１３１を遮光膜保持回路１３３に切り替えて、遮光膜１２１を下部基板１０１に吸着して初期化を完了する。
【００３８】
このように、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９とそれに接続された切り替えスイッチ１３１、遮光膜位置検知回路１３２、及び遮光膜保持回路１３３によって、シャッタ装置の初期化、所定位置での確実な停止、非常に小さな消費電力での遮光膜１２１の保持を行なうことができる。ここで、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９は、下部基板１０１に一体形成されているので、付加的な遮光膜保持機構、遮光膜の位置検知センサを外部に取り付ける必要はない。このため、薄型であるという静電アクチュエータを用いたシャッタ装置の特徴を損なうことなく高機能化できる。
【００３９】
また、遮光膜１２１の保持に関しては、駆動電極１１６に定電圧を印加することによっても可能であるが、この方法で駆動電極１１６に長時間の高電界が生じると、エレクトレット部１２３に不要な帯電が生じて、動作に悪影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、本実施形態の方法のように、遮光膜１２１の導電性を有する部位（エレクトレット領域１２４）で静電吸着するので、エレクトレット部１２３に不要な帯電が生じることはない。
【００４０】
更に、本実施形態にあっては、調光機能を有するエレクトロクロミック素子１１５が下部基板１０１に一体形成されているので、薄型であるという静電アクチュエータを用いたシャッタ装置の特徴を損なうことなく、調光機能を備えたシャッタ装置を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態にあっては、エレクトロクロミック素子１１５と駆動電極１１６、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、全開センシング電極１１９及びこれらを外部回路と接続するための電極端子が全て下部基板１０１の一主面上に形成されているので、基板の片面のみの加工で済むため、コスト低減の意味で特に好適である。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図８を用いて説明する。なお、この図８は第１実施形態における図２（Ａ）に対応する図である。
【００４３】
即ち、本実施形態に係るシャッタ装置は、上記第１実施形態と同様の機能を有するものであるが、エレクトロクロミック素子１１５、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９が、上部基板１０２の遮光膜１２１に対向する面に形成されている点が、上記第１実施形態に係るシャッタ装置と異なる。特に図示しないが、エレクトロクロミック素子１１５に接続された内部配線とエレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３及びエレクトロクロミック素子１１５、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８に接続された内部配線と共通センシング電極端子１０５，全閉センシング端子１０６，及び全開センシング端子１０７も、上部基板１０２に形成されている。なお、図８においては、第１実施形態に係るシャッタ装置の各部と同じ機能を有する構成要素については同じ参照番号を用いている。
【００４４】
ここで、図８は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’線断面に対応するので、ここでは図示されないが、駆動電極１１６とそれらに接続された内部配線とＡ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１は、第１実施形態と同様に、下部基板１０１に接続されているものとする。
【００４５】
このような本実施形態に係るシャッタ装置では、上部基板１０２と下部基板１０１の両方に配線パターンの形成が必要であるため、コストの面では上記第１実施形態より不利である。しかしながら、上記第１実施形態にあっては、比較的厚みのあるエレクトロクロミック素子１１５を下部基板１０１上に形成するため、駆動電極１０６と遮光膜１２１の距離をやや大きくする必要があったのに対して、本実施形態の構成にあっては、そのような制限がなく、遮光膜１２１と駆動電極１０６の距離を小さくすることができるので、エレクトレット領域１２４により強い静電気力を作用させることができる点で、上記第１実施形態よりも有利である。
【００４６】
また、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９は、導電性を有する遮光部１２２と対向するので、遮光膜保持回路１３３や遮光膜位置検知回路１３２に貫通電流が流れるのを防ぐために、表層に絶縁膜１２５を設ける必要があるが、駆動電極１０６については、遮光膜１２１の対向する部位が導電性を有さないエレクトレット部１２３であるため、必ずしも表層が絶縁膜で覆われている必要はない。このため、本実施形態のように共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９を上部基板１０２に設けることで、表層絶縁膜を省略する、あるいは非常に薄くして、駆動電極１１６とエレクトレット領域１２４の距離を小さくして、より強い静電駆動力を作用させることができる点で有利である。
【００４７】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００４８】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００４９】
（１） 駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された基板と、
上記基板の上記走査電極を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記基板上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【００５０】
（対応する実施形態）
この（１）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記駆動用の走査電極は駆動電極１１６が対応し、上記シャッタ開口に対応する部位は開口に対応する部位１１４が対応し、上記基板は下部基板１０１が対応し、上記導電性を備える部分は遮光部１２２が対応し、上記遮光膜は遮光膜１２１が対応し、上記一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９が対応し、上記電圧を印加する手段は遮光膜保持回路１３３が対応する。
【００５１】
（作用効果）
この（１）に記載のシャッタ装置によれば、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供することができる。
【００５２】
（２） 駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第１の基板と、
上記第１の基板の上記走査電極を形成した面に対向配置され、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板との間隙に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記第２の基板の、上記第１の基板に対向する面上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【００５３】
（対応する実施形態）
この（２）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。その実施形態において、上記駆動用の走査電極は駆動電極１１６が対応し、上記第１の基板におけるシャッタ開口に対応する部位は開口に対応する部位１１４が対応し、上記第１の基板は下部基板１０１が対応し、上記第２の基板におけるシャッタ開口に対応する部位は開口１０３が対応し、上記第２の基板は上部基板１０２が対応し、上記導電性を備える部分は遮光部１２２が対応し、上記遮光膜は遮光膜１２１が対応し、上記一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９が対応し、上記電圧を印加する手段は遮光膜保持回路１３３が対応する。
【００５４】
（作用効果）
この（２）に記載のシャッタ装置によれば、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供することができる。
【００５５】
（３） 上記保持電極を二対備え、
その内の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置にある状態を保持し、
他の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全閉位置にある状態を保持する、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のシャッタ装置。
【００５６】
（対応する実施形態）
この（３）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置にある状態を保持する一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９が対応し、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全閉位置にある状態を保持する一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全閉センシング電極１１８が対応する。
【００５７】
（作用効果）
この（３）に記載のシャッタ装置によれば、全開と全閉の両方の状態を保持できる。
【００５８】
（４） 前記二対の保持電極が、第１の電極と第２の電極とよりなる一対と、上記第１の電極と第３の電極とよりなる一対と、からなることを特徴とする（３）に記載のシャッタ装置。
【００５９】
（対応する実施形態）
この（４）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記第１の電極は共通センシング電極１１７が対応し、上記第２の電極は全開センシング電極１１９が対応し、上記第３の電極は全閉センシング電極１１８が対応する。
【００６０】
（作用効果）
この（４）に記載のシャッタ装置によれば、全開状態保持に用いる電極と全閉状態保持に用いる電極とを一部共通とすることで、電極の数を少なくできる。
【００６１】
（５） 上記保持電極は、交流電圧が印加されることで位置検知電極として機能し、
上記位置検知電極に流れる電流を検知する手段を更に具備する、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のシャッタ装置。
【００６２】
（対応する実施形態）
この（５）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記交流電圧は高周波交流源１３４が対応し、上記電流を検知する手段は全開検出用交流電流計１３６が対応する。
【００６３】
（作用効果）
この（５）に記載のシャッタ装置によれば、電極の数を増やすことなく、遮光膜の位置検知機能を更に備えることができる。
【００６４】
（６） 上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置又は全閉位置にあることを検知としたとき、上記遮光膜を静止保持することを特徴とする（５）に記載のシャッタ装置。
【００６５】
（対応する実施形態）
この（６）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。
【００６６】
（作用効果）
この（６）に記載のシャッタ装置によれば、確実に全開又は全閉となった状態で保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るシャッタ装置の全体構成を示す外観斜視図、（Ｂ）は下部基板の構成を説明するための平面図であり、（Ｃ）は遮光膜の構成を説明するための平面図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図であり、（Ｂ）は遮光膜を変位させるための駆動パルスを示す図である。
【図３】図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ’線断面の一部を電極の結線も含めて模式的に表した図である。
【図４】図２（Ｂ）に示した時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５における遮光膜の動作を説明するための図である。
【図５】ドライバの機能を説明するための入力信号と出力信号の波形図である。
【図６】第１実施形態に係るシャッタ装置を制御するための構成を示す回路図である。
【図７】（Ａ）はシャッタ全開での待機状態を示す断面図、（Ｂ）は遮光膜移動中の状態を示す断面図、（Ｃ）はシャッタ全閉状態を示す断面図であり、（Ｄ）はシャッタ全閉での遮光膜保持状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るシャッタ装置の断面図である。
【図９】特許文献１に開示されたカメラのシャッタ機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１…下部基板、 １０２…上部基板、 １０３…開口、 １０４…黒色塗料、 １０５…共通センシング電極端子、 １０６，１０６−Ａ，１０６−Ｂ，１０６−Ｃ，１０６−Ｄ…駆動電極、 １０７…共通センシング電極、 １０８…Ａ相駆動電極端子、 １０９…Ｂ相駆動電極端子、 １１０…Ｃ相駆動電極端子、 １１１…Ｄ相駆動電極端子、 １１２，１１３…エレクトロクロミック素子制御端子、 １１４…開口に対応する部位、 １１５…エレクトロクロミック素子、 １１５−１…下層電極、 １１５−２…エレクトロクロミック材料薄膜、 １１５−３…上層電極、 １１６…駆動電極、 １１７…共通センシング電極、 １１８…全閉センシング電極、 １１９…全開センシング電極、 １２０…スペーサ、 １２１…遮光膜、 １２２…遮光部、 １２３…エレクトレット部、 １２４…エレクトレット領域、 １２５…絶縁膜、 １２６…内部配線、 １２７…配線、 １２８…ドライバ、 １２９…可変電圧源、 １３０…調光回路、 １３１…切り替えスイッチ、 １３２…遮光膜位置検知回路、 １３３…遮光膜保持回路、 １３４…高周波交流電源、 １３５…全閉検出用交流電流計、 １３６…全開検出用交流電流計、 １３７…直流電源。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型の静電アクチュエータで遮光膜を走行させるシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラの小型化に伴い、シャッタ装置の薄型化や低消費電力化が求められている。しかしながら、従来の電磁アクチュエータを用いたシャッタ機構では、これらの点で限界があり、走査型の静電アクチュエータで遮光膜を走行させる静電シャッタ装置が提案されている。
【０００３】
このような静電シャッタ装置としては、例えば、特許文献１に開示された方法が知られている。
【０００４】
以下、図９を用いてこれを簡単に説明する。
【０００５】
即ち、上記特許文献１に開示のカメラのシャッタ機構では、ステータ１１に帯状電極１５と開口１３を設け、このステータ１１に対向して高抵抗コーティング層１９を有するスライダ１２を移動自在に設けている。そして、帯状電極１５に制御装置を接続して電圧を印加し、誘導電荷形アクチュエータの動作原理を用いてスライダ１２を駆動し、スライダ１２をシャッタ羽根として機能させるものである。
【特許文献１】特開平８−２２０５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示の方法で薄型のシャッタ装置を得ることができる。しかしながら、上記特許文献１には、遮光膜（スライダ１２）の停止手段については言及がない。帯状電極１５に定電圧を印加することでスライダ１２を停止させることはできるが、スライダ１２に長時間ＤＣ電圧を印加すると、スライダ１２に不要な帯電が生じて、動作に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
また、独立した機械的停止機構を付加すると、シャッタ装置が大型化して、薄型の特徴を損なう。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのない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】
【０００９】
本発明のシャッタ装置の一態様は、駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された基板と、上記基板の上記走査電極を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、上記基板上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のシャッタ装置の別の態様は、駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第１の基板と、上記第１の基板の上記走査電極を形成した面に対向配置され、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板との間隙に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、上記第２の基板の、上記第１の基板に対向する面上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明の第１実施形態について図１（Ａ）乃至図７（Ｄ）を用いて説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は、本実施形態に係るシャッタ装置の全体構成を示す外観斜視図である。即ち、このシャッタ装置においては、下部基板１０１と上部基板１０２とがスペーサ１２０（図２（Ａ）参照）を介して一定の間隔で対向しており、その間隙には遮光膜１２１（図１（Ｃ）参照）が配置されている。ここで、下部基板１０１及び上部基板１０２は光透過性を有している。そして、上部基板１０２の表面には、シャッタ開口となる開口１０３以外の領域において黒色塗料１０４が形成されている。また、下部基板１０１には、共通センシング電極端子１０５、全閉センシング端子１０６、全開センシング端子１０７、Ａ相駆動電極端子１０８、Ｂ相駆動電極端子１０９、Ｃ相駆動電極端子１１０、Ｄ相駆動電極端子１１１、及びエレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３が形成されている。
【００１５】
ここで、下部基板１０１の詳細について、図１（Ｂ）を用いて説明する。即ち、下部基板１０１には、シャッタ開口となる開口１０３に対応する部位１１４（破線で示した領域）よりも若干大きな領域でエレクトロクロミック素子１１５が形成されている。そして、上記開口に対応する部位１１４の遮光膜が走行する方向（図１（Ｂ）に示した矢印の方向）に平行な２辺の両側には、所定ピッチで配置された帯状の駆動電極１１６が形成され、上記開口に対応する部位１１４の他の２辺の両側には、共通センシング電極１１７及び全閉センシング電極１１８が形成され、更に全閉センシング電極１１８の共通センシング電極１１７に対して対称な部位に、全開センシング電極１１９が形成されている。
【００１６】
また、それらの共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９は、下部基板１０１に形成された多層配線（図示せず）によって上記の共通センシング電極端子１０５，全閉センシング端子１０６，及び全開センシング端子１０７にそれぞれ接続され、上記駆動電極１１６は、４本おきに下部基板１０１に形成された多層配線（図示せず）によって上記Ａ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１にそれぞれ接続されている。
【００１７】
次に、遮光膜１２１について、図１（Ｃ）を用いて説明する。即ち、遮光膜１２１は、遮光部位に対応する光を透過しない遮光部１２２と、その両側に延在するエレクトレット部１２３よりなる。遮光部１２２は遮光性と導電性を有し、エレクトレット部１２３には所定ピッチでエレクトレット領域１２４が形成されていて、この領域で高密度の負の固定電荷を有する。
【００１８】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図である。この図に示すように、エレクトロクロミック素子１１５は、下層電極１１５−１，エレクトロクロミック材料薄膜１１５−２，及び上層電極１１５−３の３層を積層した構成となっている。また、エレクトロクロミック素子１１５，駆動電極１１６，共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９は、図示したように透明な絶縁膜１２５で覆われている。なお、上記スペーサ１２０は、この絶縁膜１２５上に形成されており、上部基板１０２と下部基板１０１の間隙を規定して、遮光膜１２１はその間に配置される。また、下層電極１１５−１及び上層電極１１５−３は、下部基板１０１の内部配線を介して上記エレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３にそれぞれ接続されている。
【００１９】
次に、本実施形態における遮光膜１２１の動作について、図２（Ｂ）乃至図４を用いて説明する。なお、図３は、図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ’線断面の一部を電極の結線も含めて模式的に表したものである。
【００２０】
下部基板１０１の駆動電極１１６は、図３に示すように、内部配線１２６（図１（Ｂ）においては図示せず）とＡ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１とを介して、Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤの各相の配線１２７に接続され、これら配線１２７は、４相パルス電圧を出力するドライバ１２８に接続される。
【００２１】
図２（Ｂ）は、移動子である遮光膜１２１を変位させるための駆動パルスを示す図である。ドライバ１２８によりＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの各相に順次正電圧パルスを印加するもので、ある相に正電圧パルスが印加されている時には、他の相には負電圧が印加されている。
【００２２】
ここで、図２（Ｂ）に示した時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５における遮光膜１２１の動作について、図４を用いて説明する。
【００２３】
即ち、時刻ｔ１においては、駆動電極１０６におけるＡ相に対応する電極１０６−Ａのみに正電圧が印加されて、他の電極１０６−Ｂ，１０６−Ｃ，及び１０６−Ｄには負電圧が印加される。このため、遮光膜１２１の負に帯電したエレクトレット部１２３は、駆動電極１０６のＡ相に対応する電極１０６−Ａに引き込まれる。次に、時刻ｔ２においては、Ｂ相に対応する電極のみに正電圧が印加されるので、エレクトレット部１２３は、駆動電極１０６のＢ相に対応する電極１０６−Ｂに引き込まれる。同様に時刻ｔ３，ｔ４においては、エレクトレット部１２３は、駆動電極１０６のＣ相に対応する電極１０６−Ｃ，駆動電極１０６のＤ相に対応する電極１０６−Ｄにそれぞれ引き込まれ、時刻ｔ５では、エレクトレット部１２３は、再び、駆動電極１０６のＡ相に対応する電極１０６−Ａに引き込まれる。これを繰り返すことによって遮光膜１２１を連続的に変位させることができる。
【００２４】
このように、Ａ相→Ｂ相→Ｃ相→Ｄ相の順に正電圧パルスを印加すると、図２（Ｂ）において左から右に遮光膜１２１が変位する。逆に、Ｄ相→Ｃ相→Ｂ相→Ａ相の順に正電圧パルスを印加すると、図２（Ｂ）において右から左に遮光膜１２１を変位させることができる。
【００２５】
ここで、図３におけるドライバ１２８の機能について図５を用いて説明する。このドライバ１２８に入力される制御信号としては、方向規定信号と基準パルスとの２つがある。この方向規定信号は、「ハイ（Ｈｉ）」と「ロー（Ｌｏ）」の２値の何れかが入力される。そして、方向規定信号がＬｏレベルの時は、図２（Ｂ）における左から右に遮光膜１２１を駆動し、方向規定信号がＨｉレベルの時は、図２（Ｂ）における右から左に遮光膜１２１を駆動するものである。
【００２６】
時刻ｔ１において上記基準パルスが入力されると、この時点での方向規定信号のレベルはＬｏであるので、基準パルスの立ち上がりをトリガとしてＡ相の出力が正電圧となり、Ｂ，Ｃ，及びＤ相の出力が負電圧となる。その後、順次正電圧となる相がＢ，Ｃ，Ｄ相の順に切り替わり、遮光膜１２１は、図２（Ｂ）の右方向に変位する。基準パルスを規定の間隔で出力することで、この過程を繰り返して、遮光膜１２１を更に右方向に変位させることができる。図５の例では３周期分の図２（Ｂ）における右方向への変位を繰り返した後、方向判別信号がＨｉレベルとなる。これ以降（即ち時刻ｔ２以降）は、正電圧が出力される相はＤ，Ｃ，Ｂ，Ａの順に切り替わり、遮光膜１２１は図２（Ｂ）における左方向に変位する。
【００２７】
このように、ドライバ１２８は、基準パルスと方向規定信号の２つの制御信号によって、遮光膜１２１を任意の方向に駆動できるものである。
【００２８】
次に、本実施形態に係るシャッタ装置の制御方法について、図６を用いて説明する。同図に示すように、Ａ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１は、前述したドライバ１２８に接続されている。また、エレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３は、可変電圧源１２９を有する調光回路１３０に接続される。なお、エレクトロクロミック素子１１５は、下層電極１１５−１と上層電極１１５−３との間の電圧によって、エレクトロクロミック材料薄膜１１５−２の透過率を制御する調光素子であり、測光素子（図示せず）の測定値に応じるなどして、該調光回路１３０によって、開口１０３に対応する部位１１４を透過する光の強度を制御することができる。
【００２９】
また、共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９に接続された共通センシング電極端子１０５，全閉センシング端子１０６，及び全開センシング端子１０７は、切り替えスイッチ１３１によって、遮光膜位置検知回路１３２もしくは遮光膜保持回路１３３に接続される。ここで、遮光膜位置検知回路１３２は、共通センシング電極端子１０５に接続される高周波交流電源１３４、全閉センシング端子１０６に接続される全閉検出用交流電流計１３５、及び全開センシング端子１０７に接続される全開検出用交流電流計１３６よりなる。また、遮光膜保持回路１３３は、直流電源１３７よりなる。
【００３０】
次に、上記の遮光膜位置検知回路１３２及び遮光膜保持回路１３３の動作について、図７（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて説明する。
【００３１】
図７（Ａ）は、シャッタ全開での待機状態を示している。この時、切り替えスイッチ１３１は、遮光膜保持回路１３３に接続された状態である。ここで、遮光膜１２１の共通センシング電極１１７，全閉センシング電極１１８，及び全開センシング電極１１９に対向する部位は導電性を有する遮光部１２２である。従って、図７（Ａ）の状態では、共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９の上部は導電性を有する遮光部１２２で覆われているので、電気的には共通センシング電極１１７と導電性を有する遮光部１２２の間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタと、全開センシング電極１１９と導電性を有する遮光部１２２の間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタとが直列に接続され、それが更に直流電源１３７に接続された状態となり、各々のキャパシタに作用する静電気力によって遮光膜１２１が下部基板１０１に吸着される。ここで、このような保持状態では、直流電源１３７にはほとんど電流を流す必要がなく、低容量の電源で十分であり、消費電力は非常に小さい。
【００３２】
次に、シャッタを閉じる動作について説明する。上記の全開での待機状態から、まず、切り替えスイッチ１３１を切り替えて、遮光膜位置検知回路１３２に接続する。この時点では、共通センシング電極１０７と全開センシング電極１１９と導電性を有する遮光部１２２との間には高周波交流電源１３４によって静電気力が作用するが、その電圧は直流電源１３７の電圧と比較すると十分に小さく、その静電吸引力が遮光膜１２１の動作を妨げることはない。更に、切り替えスイッチ１３１の切り替えと同時に、ドライバ１２８に入力する方向規定信号をＬｏ状態として基準パルスを出力する。これによって、遮光膜１２１は右方向に動き出す。図７（Ｂ）は、その動作途中の状態を示している。
【００３３】
遮光膜位置検知回路１３２は、全閉検出用交流電流計１３５及び全開検出用交流電流計１３６の計測値を常時モニタしている。しかしながら、図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）の状態では、全閉検出用交流電流計１３５に電流が流れる経路は存在しないため、全閉検出用交流電流計１３５では電流は検出されない。
【００３４】
次に、遮光膜１２１が更に右方向に変位して、図７（Ｃ）に示した全閉状態になると、共通センシング電極１１７と全閉センシング電極１１８の上部は、導電性を有する遮光部１２２で覆われているので、電気的には共通センシング電極１１７と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタと、全閉センシング電極１１８と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタとが直列に接続され、それが更に高周波交流電源１３４に接続された状態となり、この回路で交流電流が流れるので、全閉検出用交流電流計１３５で電流が検出される。ここで、全閉検出用交流電流計１３５で検出される電流が所定の閾値に達した時点で、ドライバ１２８への基準パルスの出力を停止して、更に切り替えスイッチ１３１を遮光膜保持回路１３３に切り替える。
【００３５】
この状態では、図７（Ｄ）に示すように、共通センシング電極１１７と全閉センシング電極１１８との上部は導電性を有する遮光部１２２で覆われているので、電気的には共通センシング電極１１７と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタと、全閉センシング電極１１８と導電性を有する遮光部１２２との間に絶縁膜１２５が配置されたキャパシタとが直列に接続され、それが更に直流電源１３７に接続された状態となり、各々のキャパシタに作用する静電気力によって遮光膜１２１が下部基板１０１に吸着される。
【００３６】
以上は、シャッタが全開状態から全閉状態に移行する手順を示したが、全閉状態から全開状態に移行する際も、ドライバ１２８に入力される方向規定信号をＨｉ状態にして、全開検出用交流電流計１３６を用いることで、同様の手順に従って駆動することができる。
【００３７】
また、本実施形態のような静電駆動式のシャッタ装置は、電源切断時の遮光膜１２１の位置が不定となるので、電源投入時の初期化動作が必要となる。どのような状態に初期化するかについては、シャッタ装置の用途によって異なるが、例えば全開状態に初期化するのであれば、ドライバ１２８に入力される方向規定信号をＨｉ状態、切り替えスイッチ１３１を遮光膜位置検知回路１３２に接続する。ここで、全開検出用交流電流計１３６の計測値が閾値を超えていれば、既に遮光膜１２１が全開状態にあるので、直ちに切り替えスイッチ１３１を遮光膜保持回路１３３に切り替えて、遮光膜１２１を下部基板１０１に吸着して初期化を完了する。これに対して、電源投入時に全開検出用交流電流計１３６の計測値が閾値を超えていなければ、ドライバ１２８に基準パルスを入力して遮光膜１２１を図７（Ａ）における左方向に変位させて、全開検出用交流電流計１３６の計測値が閾値を超えた時点で、基準パルスの出力を停止して直ちに切り替えスイッチ１３１を遮光膜保持回路１３３に切り替えて、遮光膜１２１を下部基板１０１に吸着して初期化を完了する。
【００３８】
このように、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９とそれに接続された切り替えスイッチ１３１、遮光膜位置検知回路１３２、及び遮光膜保持回路１３３によって、シャッタ装置の初期化、所定位置での確実な停止、非常に小さな消費電力での遮光膜１２１の保持を行なうことができる。ここで、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９は、下部基板１０１に一体形成されているので、付加的な遮光膜保持機構、遮光膜の位置検知センサを外部に取り付ける必要はない。このため、薄型であるという静電アクチュエータを用いたシャッタ装置の特徴を損なうことなく高機能化できる。
【００３９】
また、遮光膜１２１の保持に関しては、駆動電極１１６に定電圧を印加することによっても可能であるが、この方法で駆動電極１１６に長時間の高電界が生じると、エレクトレット部１２３に不要な帯電が生じて、動作に悪影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、本実施形態の方法のように、遮光膜１２１の導電性を有する部位（エレクトレット領域１２４）で静電吸着するので、エレクトレット部１２３に不要な帯電が生じることはない。
【００４０】
更に、本実施形態にあっては、調光機能を有するエレクトロクロミック素子１１５が下部基板１０１に一体形成されているので、薄型であるという静電アクチュエータを用いたシャッタ装置の特徴を損なうことなく、調光機能を備えたシャッタ装置を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態にあっては、エレクトロクロミック素子１１５と駆動電極１１６、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、全開センシング電極１１９及びこれらを外部回路と接続するための電極端子が全て下部基板１０１の一主面上に形成されているので、基板の片面のみの加工で済むため、コスト低減の意味で特に好適である。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図８を用いて説明する。なお、この図８は第１実施形態における図２（Ａ）に対応する図である。
【００４３】
即ち、本実施形態に係るシャッタ装置は、上記第１実施形態と同様の機能を有するものであるが、エレクトロクロミック素子１１５、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９が、上部基板１０２の遮光膜１２１に対向する面に形成されている点が、上記第１実施形態に係るシャッタ装置と異なる。特に図示しないが、エレクトロクロミック素子１１５に接続された内部配線とエレクトロクロミック素子制御端子１１２，１１３及びエレクトロクロミック素子１１５、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８に接続された内部配線と共通センシング電極端子１０５，全閉センシング端子１０６，及び全開センシング端子１０７も、上部基板１０２に形成されている。なお、図８においては、第１実施形態に係るシャッタ装置の各部と同じ機能を有する構成要素については同じ参照番号を用いている。
【００４４】
ここで、図８は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’線断面に対応するので、ここでは図示されないが、駆動電極１１６とそれらに接続された内部配線とＡ相駆動電極端子１０８，Ｂ相駆動電極端子１０９，Ｃ相駆動電極端子１１０，及びＤ相駆動電極端子１１１は、第１実施形態と同様に、下部基板１０１に接続されているものとする。
【００４５】
このような本実施形態に係るシャッタ装置では、上部基板１０２と下部基板１０１の両方に配線パターンの形成が必要であるため、コストの面では上記第１実施形態より不利である。しかしながら、上記第１実施形態にあっては、比較的厚みのあるエレクトロクロミック素子１１５を下部基板１０１上に形成するため、駆動電極１０６と遮光膜１２１の距離をやや大きくする必要があったのに対して、本実施形態の構成にあっては、そのような制限がなく、遮光膜１２１と駆動電極１０６の距離を小さくすることができるので、エレクトレット領域１２４により強い静電気力を作用させることができる点で、上記第１実施形態よりも有利である。
【００４６】
また、共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９は、導電性を有する遮光部１２２と対向するので、遮光膜保持回路１３３や遮光膜位置検知回路１３２に貫通電流が流れるのを防ぐために、表層に絶縁膜１２５を設ける必要があるが、駆動電極１０６については、遮光膜１２１の対向する部位が導電性を有さないエレクトレット部１２３であるため、必ずしも表層が絶縁膜で覆われている必要はない。このため、本実施形態のように共通センシング電極１１７、全閉センシング電極１１８、及び全開センシング電極１１９を上部基板１０２に設けることで、表層絶縁膜を省略する、あるいは非常に薄くして、駆動電極１１６とエレクトレット領域１２４の距離を小さくして、より強い静電駆動力を作用させることができる点で有利である。
【００４７】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００４８】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００４９】
（１） 駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された基板と、
上記基板の上記走査電極を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記基板上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【００５０】
（対応する実施形態）
この（１）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記駆動用の走査電極は駆動電極１１６が対応し、上記シャッタ開口に対応する部位は開口に対応する部位１１４が対応し、上記基板は下部基板１０１が対応し、上記導電性を備える部分は遮光部１２２が対応し、上記遮光膜は遮光膜１２１が対応し、上記一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９が対応し、上記電圧を印加する手段は遮光膜保持回路１３３が対応する。
【００５１】
（作用効果）
この（１）に記載のシャッタ装置によれば、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供することができる。
【００５２】
（２） 駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第１の基板と、
上記第１の基板の上記走査電極を形成した面に対向配置され、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板との間隙に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記第２の基板の、上記第１の基板に対向する面上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【００５３】
（対応する実施形態）
この（２）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。その実施形態において、上記駆動用の走査電極は駆動電極１１６が対応し、上記第１の基板におけるシャッタ開口に対応する部位は開口に対応する部位１１４が対応し、上記第１の基板は下部基板１０１が対応し、上記第２の基板におけるシャッタ開口に対応する部位は開口１０３が対応し、上記第２の基板は上部基板１０２が対応し、上記導電性を備える部分は遮光部１２２が対応し、上記遮光膜は遮光膜１２１が対応し、上記一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９が対応し、上記電圧を印加する手段は遮光膜保持回路１３３が対応する。
【００５４】
（作用効果）
この（２）に記載のシャッタ装置によれば、動作に影響を及ぼさない独立した遮光膜の停止機能を備えながら、薄型の特徴を損なうことのないシャッタ装置を提供することができる。
【００５５】
（３） 上記保持電極を二対備え、
その内の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置にある状態を保持し、
他の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全閉位置にある状態を保持する、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のシャッタ装置。
【００５６】
（対応する実施形態）
この（３）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置にある状態を保持する一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全開センシング電極１１９が対応し、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全閉位置にある状態を保持する一対の保持電極は共通センシング電極１１７と全閉センシング電極１１８が対応する。
【００５７】
（作用効果）
この（３）に記載のシャッタ装置によれば、全開と全閉の両方の状態を保持できる。
【００５８】
（４） 前記二対の保持電極が、第１の電極と第２の電極とよりなる一対と、上記第１の電極と第３の電極とよりなる一対と、からなることを特徴とする（３）に記載のシャッタ装置。
【００５９】
（対応する実施形態）
この（４）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記第１の電極は共通センシング電極１１７が対応し、上記第２の電極は全開センシング電極１１９が対応し、上記第３の電極は全閉センシング電極１１８が対応する。
【００６０】
（作用効果）
この（４）に記載のシャッタ装置によれば、全開状態保持に用いる電極と全閉状態保持に用いる電極とを一部共通とすることで、電極の数を少なくできる。
【００６１】
（５） 上記保持電極は、交流電圧が印加されることで位置検知電極として機能し、
上記位置検知電極に流れる電流を検知する手段を更に具備する、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のシャッタ装置。
【００６２】
（対応する実施形態）
この（５）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、上記交流電圧は高周波交流源１３４が対応し、上記電流を検知する手段は全開検出用交流電流計１３６が対応する。
【００６３】
（作用効果）
この（５）に記載のシャッタ装置によれば、電極の数を増やすことなく、遮光膜の位置検知機能を更に備えることができる。
【００６４】
（６） 上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置又は全閉位置にあることを検知としたとき、上記遮光膜を静止保持することを特徴とする（５）に記載のシャッタ装置。
【００６５】
（対応する実施形態）
この（６）に記載のシャッタ装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。
【００６６】
（作用効果）
この（６）に記載のシャッタ装置によれば、確実に全開又は全閉となった状態で保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るシャッタ装置の全体構成を示す外観斜視図、（Ｂ）は下部基板の構成を説明するための平面図であり、（Ｃ）は遮光膜の構成を説明するための平面図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図であり、（Ｂ）は遮光膜を変位させるための駆動パルスを示す図である。
【図３】図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ’線断面の一部を電極の結線も含めて模式的に表した図である。
【図４】図２（Ｂ）に示した時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５における遮光膜の動作を説明するための図である。
【図５】ドライバの機能を説明するための入力信号と出力信号の波形図である。
【図６】第１実施形態に係るシャッタ装置を制御するための構成を示す回路図である。
【図７】（Ａ）はシャッタ全開での待機状態を示す断面図、（Ｂ）は遮光膜移動中の状態を示す断面図、（Ｃ）はシャッタ全閉状態を示す断面図であり、（Ｄ）はシャッタ全閉での遮光膜保持状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るシャッタ装置の断面図である。
【図９】特許文献１に開示されたカメラのシャッタ機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１…下部基板、 １０２…上部基板、 １０３…開口、 １０４…黒色塗料、 １０５…共通センシング電極端子、 １０６，１０６−Ａ，１０６−Ｂ，１０６−Ｃ，１０６−Ｄ…駆動電極、 １０７…共通センシング電極、 １０８…Ａ相駆動電極端子、 １０９…Ｂ相駆動電極端子、 １１０…Ｃ相駆動電極端子、 １１１…Ｄ相駆動電極端子、 １１２，１１３…エレクトロクロミック素子制御端子、 １１４…開口に対応する部位、 １１５…エレクトロクロミック素子、 １１５−１…下層電極、 １１５−２…エレクトロクロミック材料薄膜、 １１５−３…上層電極、 １１６…駆動電極、 １１７…共通センシング電極、 １１８…全閉センシング電極、 １１９…全開センシング電極、 １２０…スペーサ、 １２１…遮光膜、 １２２…遮光部、 １２３…エレクトレット部、 １２４…エレクトレット領域、 １２５…絶縁膜、 １２６…内部配線、 １２７…配線、 １２８…ドライバ、 １２９…可変電圧源、 １３０…調光回路、 １３１…切り替えスイッチ、 １３２…遮光膜位置検知回路、 １３３…遮光膜保持回路、 １３４…高周波交流電源、 １３５…全閉検出用交流電流計、 １３６…全開検出用交流電流計、 １３７…直流電源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された基板と、
上記基板の上記走査電極を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記基板上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【請求項２】
駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第１の基板と、
上記第１の基板の上記走査電極を形成した面に対向配置され、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板との間隙に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記第２の基板の、上記第１の基板に対向する面上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【請求項３】
上記保持電極を二対備え、
その内の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置にある状態を保持し、
他の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全閉位置にある状態を保持する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャッタ装置。
【請求項４】
前記二対の保持電極が、第１の電極と第２の電極とよりなる一対と、上記第１の電極と第３の電極とよりなる一対と、からなることを特徴とする請求項３に記載のシャッタ装置。
【請求項５】
上記保持電極は、交流電圧が印加されることで位置検知電極として機能し、
上記位置検知電極に流れる電流を検知する手段を更に具備する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャッタ装置。
【請求項６】
上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置又は全閉位置にあることを検知としたとき、上記遮光膜を静止保持することを特徴とする請求項５に記載のシャッタ装置。
【請求項１】
駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された基板と、
上記基板の上記走査電極を備えた面上に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記基板上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【請求項２】
駆動用の走査電極を備えると共に、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第１の基板と、
上記第１の基板の上記走査電極を形成した面に対向配置され、少なくともシャッタ開口に対応する部位が光透過性に構成された第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板との間隙に配置され、その一部が導電性を備える、静電駆動で走行する遮光膜と、
上記第２の基板の、上記第１の基板に対向する面上に設けられた少なくとも一対の保持電極と、
上記遮光膜を静止保持する際に、上記保持電極間に電圧を印加する手段と、
を具備することを特徴とするシャッタ装置。
【請求項３】
上記保持電極を二対備え、
その内の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置にある状態を保持し、
他の一対が、上記遮光膜がシャッタ開口に対して全閉位置にある状態を保持する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャッタ装置。
【請求項４】
前記二対の保持電極が、第１の電極と第２の電極とよりなる一対と、上記第１の電極と第３の電極とよりなる一対と、からなることを特徴とする請求項３に記載のシャッタ装置。
【請求項５】
上記保持電極は、交流電圧が印加されることで位置検知電極として機能し、
上記位置検知電極に流れる電流を検知する手段を更に具備する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャッタ装置。
【請求項６】
上記遮光膜がシャッタ開口に対して全開位置又は全閉位置にあることを検知としたとき、上記遮光膜を静止保持することを特徴とする請求項５に記載のシャッタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３９２１８（Ｐ２００６−３９２１８Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１９０６５（Ｐ２００４−２１９０６５）
【出願日】平成１６年７月２７日（２００４．７．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２７日（２００４．７．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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