JP4641891B2 - カメラ用羽根駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッタ羽根，絞り羽根，フィルタ羽根などの羽根部材を、羽根室内において往復作動させるようにしたカメラ用羽根駆動装置に関する。

カメラ用の羽根駆動装置としては、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置，レンズバリア装置がある。それらのうち、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置については、単独でユニット化する場合もあるし、二つ以上を一つのユニットとして構成する場合もある。また、それらの羽根駆動装置は、各々、１枚又は複数枚の羽根を備えているが、レンズ口径の小さなカメラに採用される羽根駆動装置の場合には、１枚又は２枚の羽根を備えているのが普通である。そして、それらの羽根は、駆動手段によって往復作動させられるが、その作動は、回転の場合もあるし、直線的な場合もある。

また、駆動手段としては、ステップモータや電磁プランジャを用いることもあるが、最近では、低コストで小型化し易いことから、ムービングマグネット型モータなどと称されている電流制御式のアクチュエータが多く採用されている。このアクチュエータの構成としては、主に固定子の構成の違いから種々のものが知られているが、装置の薄型化に適するようにしたものとしては、下記の特許文献１に記載されたものが知られている。尚、この特許文献１に記載のアクチュエータは、重ね合わせた二つのヨークを備えているが、通常は、一つの場合が多い。また、回転子の方は、固定子がどのような構成をしている場合であっても、径方向に２極（又は４極）に着磁された永久磁石を有していて、固定子コイルに対する通電方向に対応した方向へ、所定の回転角度範囲内でだけ、往復回転し得るようになっており、その回転子と一体の少なくとも一つの駆動ピン（出力ピンともいう）によって羽根を往復作動させるようにしている。

そして、上記のような各々のユニットは、地板とカバー板（補助地板などということもある）との間に羽根室を構成しているが、二つ以上の装置をユニット化する場合には、異なる装置の羽根同士が作動上干渉し合わないようにするために、地板とカバー板との間に中間板（仕切り板などということもある）を設けて複数の羽根室を構成するのが普通であって、そのようにしたものが下記の特許文献２に記載されている。そして、最近では、地板は、殆ど合成樹脂製になっていて、そこに、金属製又は合成樹脂製のカバー板を取り付けるようにしている。

また、駆動手段であるアクチュエータは、特許文献１にも記載されているように、羽根室外において、地板と、地板よりも平面形状のかなり小さなカバー部材との間に配置されており、回転子と一体の駆動ピンは、地板に設けられた孔を貫通し、羽根室内で羽根に連結されている。そして、そのカバー部材は、特許文献１においては、二つのねじによって地板に取り付けられるが、ねじ部品はコスト面で不利であることから、ねじを一つだけ使うことにし、他方のねじを、地板に一体成形されたフック部などに代えることも知られている。

それに対して、ごく最近では、地板が合成樹脂製であることに着目し、いわゆる熱カシメによってカバー部材を取り付ける方法が実際に採用されだしている。この取付方法は、地板の羽根室外の面に、一体成形によって軸を設けておき、その軸をカバー部材に設けた孔に貫通させ、突き出た先端部を熱溶融させて軸の断面よりも大きな鍔部を形成し、カバー部材の抜け止めとしているものである。そのため、この方法によれば、ねじ部品を必要としない分だけコストダウンが可能になる。そして、いずれの取付け方法の場合でも、カバー部材は、少なくとも２箇所で、地板に対して取り付けられる。本発明は、カバー部材が地板に対して好適に取り付けられるようにしたカメラ用羽根駆動装置に関するものである。

特開２００４−３０９５３１号公報 特開２０００−６００８８号公報

最近では、デジタルカメラの出現によって、カメラのデザインが多様化してきたことや、各種の携帯用の情報通信機器にも搭載されるようになってきたことにより、上記のような各羽根駆動装置についても、それらに対応できるようにするために、小型化，薄型化についての要求が大きくなっている。そして、羽根駆動装置の小型化を図る一つの方法としては、単に地板の平面面積を小さくするというのではなく、上記のカバー部材の取付け面積を小さくし、その結果として、地板の平面面積を小さくするという方法がある。この方法によれば、羽根の大きさや形状によって、実際には地板の平面面積をそれほど小さくすることができない場合であっても、少なくとも、カバー部材の平面面積を小さくしたことによって生じるスペースに、羽根駆動装置の他の構成部材や、カメラの本体側の構成部材などを配置することが可能になるので、その分だけカメラの設計上で有利になる。

このような観点から、一例として、特許文献１に記載されているカバー部材（ボビン兼押え部材５０）の取付け構成を見てみると、そのカバー部材は、その平面形状が光軸を中心にした所定の長さの弧状に形成されていて、その両端が地板に対してねじで取り付けられている。このような構成の場合においてカバー部材の平面面積を小さくするためには、カバー部材の長さを短くすることが必要になるが、このままの地板の形状では、一方の取付部の位置は、ヨークが配置されていることによって回転子側に寄せることが困難であるし、他方の取付部の位置は、地板に駆動ピンの貫通孔が形成されていることによって回転子側に寄せることが不可能である。

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、羽根室外において地板とカバー部材との間にアクチュエータの回転子が配置されている羽根駆動装置において、地板に、回転子の駆動ピンを貫通させる孔が形成されているにもかかわらず、その孔形成位置にカバー部材の取付け軸を立設可能にした小型化に有利なカメラ用羽根駆動装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、撮影光路用の開口部を有する地板とカバー板との間に構成された少なくとも一つの羽根室内には少なくとも１枚の羽根が配置されており、羽根室外においては該地板と該地板よりも平面形状の小さいカバー部材との間にアクチュエータが配置されていて、該地板は、該アクチュエータの回転子と一体であって該回転子の所定の回転角度範囲内でだけ往復作動する駆動ピンを羽根室内で該羽根に連結可能とするための貫通孔を有している羽根駆動装置において、前記地板は、合成樹脂製であって、羽根室外において、前記貫通孔との間に所定の間隔を空け且つ前記貫通孔の一部を覆うようにして形成された庇部を有しており、該庇部には、前記カバー部材に設けられた孔に嵌合させる軸が立設されているようにする。

その場合、前記庇部と前記カバー部材とが、直接接触しているようにすると、両者の配置位置がより安定したものとなる。また、前記軸は、その先端部が、前記カバー部材の孔を貫通していて、熱溶融によって該軸部の断面よりも大きな平面形状に形成されているようにすると、コストが低減される。更に、前記カバー部材は、合成樹脂製であって、中空部を有するボビン部を形成しており、前記アクチュエータの回転子は、前記地板と前記カバー部材との間においてそれらの面とは垂直な軸上で回転可能に配置されている永久磁石製の回転子であり、前記アクチュエータの固定子は、前記ボビン部の周囲に巻回したコイルと、略Ｕ字形とすることによって前記回転子に対向させた二つの磁極部を有していて一方の磁極部を前記ボビン部の中空部に挿入しているヨークとからなるようにすると、装置の薄型化が可能になる。

本発明は、羽根室外において、地板とカバー部材との間にアクチュエータの回転子が配置されていて、地板には回転子と一体の駆動ピンの貫通孔が形成されているカメラ用羽根駆動装置において、地板には、貫通孔との間に駆動ピンの作動を可能にするための間隔を有するようにして貫通孔を覆っている庇部を形成し、その庇部にカバー部材の取付用の軸を立設することによって、従来よりもその軸を回転子側に寄せるようにしたので、その寄せた分だけカバー部材の平面形状を小さくすることが可能となり、ひいては羽根駆動装置全体を小型化することが可能になる。

本発明の実施の形態を、図１〜図６に示した実施例によって説明する。本発明のカメラ用羽根駆動装置は、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置，レンズバリア装置のいずれにも適用することができるものである。また、シャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置のうちの二つ以上を一つのユニットとして構成した装置にも適用することができるものである。更に、それらの装置は、銀塩フィルムを使用するカメラに採用することもできるし、各種情報端末機器用カメラやビデオカメラを含むデジタルカメラにも採用することのできるものである。しかしながら、それらの全ての場合について具体例を挙げて説明するまでもないので、実施例としては、小型のデジタルカメラや情報端末機器用カメラに用いて有効なシャッタ装置を単独でユニット化したものについて説明する。

本実施例は、１枚の羽根を備えたシャッタ装置として構成したものである。尚、図１は本実施例の斜視図であり、図２は平面図であり、図３は分解斜視図である。また、図４は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図５は地板だけの平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。

そこで、先ず、構成から説明する。本実施例の地板１は、合成樹脂製であって比較的厚く形成されており、平面形状は長方形をしている。そして、図５から分かるように、円形をした撮影光路用の開口部１ａを有しており、その右上方向の位置には、本願発明の貫通孔に相当する円弧状の長孔１ｂが形成されている。また、本実施例においては、地板１と略同じ大きさの外形をしているカバー板２も合成樹脂製であって、地板１との間に羽根室を構成している。そして、上記の開口部１ａと対向するところには、開口部１ａよりも直径のやや大きな開口部２ａが形成されており、上記の長孔１ｂと対向するところには、略同じ形状をした長孔２ｂが形成されている。

地板１の羽根室側の面には、五つの軸１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇが立設されているが、それらのうち、軸１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆは、カバー板２を取り付けるための軸である。他方、カバー板２の羽根室側の面には、上記の軸１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇと対向する位置に、それらの軸が嵌合する五つの孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇが設けられているが、軸１ｃの対向位置に設けられている孔２ｃだけは、図面上に示されていない。また、それらのうち、孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、地板１との間に所定の間隔を保つための肉厚部に形成されている。そして、このカバー板２は、孔２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを貫通させた軸１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆの先端を、熱溶融させて鍔状に変形させることによって地板１に取り付けられている。尚、図３，図６においては、それらの軸は、先端部を鍔状に変形される前の状態で示してある。

このようにして、地板１とカバー板２との間に構成されている羽根室には、シャッタ羽根３が配置されている。そして、このシャッタ羽根３には、円形をした孔３ａと長孔３ｂが形成されており、孔３ａを上記の軸１ｇに対して回転可能に嵌合させている。尚、通常の場合、地板１の羽根室側の面には、軸状のストッパを設けていることが多いが、本実施例の場合には、後述する理由によって、そのような形状のストッパを設けていない。しかしながら、そのようなストッパを設けるようにしても差し支えなく、設ける場合には、周知のように、カバー板２に、それらの先端を挿入するための孔を形成することになる。

地板１の羽根室外の面は、図３から分かるように、複雑な形状をしており、基準面１´より低い三つの窪み部１ｈ，１ｉ，１ｊと、基準面１´より高い一つの隆起部１ｋが形成されていて、上記の開口部１ａと長孔１ｂは、窪み部１ｈ，１ｉに形成されている。そして、基準面１´には軸１ｍが立設され、窪み部１ｉには軸１ｎが立設されている。また、隆起部１ｋからは、窪み部１ｉ内の長孔１ｂを形成している面との間に所定の間隔が得られるようにし、且つ長孔１ｂの一部を覆うようにして張り出した庇（ひさし）部１ｐ（図５参照）が設けられており、そこに軸１ｑが立設されている。そして、このような形状をしている地板１の羽根室外の面には、アクチュエータが取り付けられている。

本実施例のアクチュエータは、既に説明したように、ムービングマグネット型モータなどと言われている電流制御式のモータである。このモータは、永久磁石を有する回転子を、固定子コイルへの通電方向に対応した方向へ、所定の角度範囲内でだけ回転させるモータである。そして、この種のモータには、主に固定子の構成の違いによって、種々のタイプのものが知られているが、本実施例に用いられているモータは、それらの中でも、装置の薄型化に適した構成をしていることから、通常、扁平モータなどといわれているものである。

先ず、本実施例の回転子４は、径方向に２極に着磁された円筒状の永久磁石４ａを有していて、上記の軸１ｎに回転可能に取り付けられている。また、その永久磁石４ａと一体化されていて、径方向へ張り出した合成樹脂製のアーム４ｂには、その先端に駆動ピン４ｃが設けられている。そして、その駆動ピン４ｃは、回転子４の組み付け時には、庇部１ｐで覆われていないところから長孔１ｂに挿入されるようになっていて、組み付け後は、アーム４ｂが、窪み部１ｉ内の長孔１ｂの形成面と庇部１ｐとの間を作動し得るようになっている。また、駆動ピン４ｃは、長孔１ｂから羽根室内に挿入されてシャッタ羽根３の長孔３ｂに嵌合しており、カバー板２の長孔２ｂから羽根室外へ突き出た先端は、熱溶融によりカバー板２とは接触しないようにして鍔状に変形され、長孔２ｂから羽根室側に抜けないようになっている。

本実施例のカバー部材５は、合成樹脂製であって、中空のボビン部５ａを有しており、そこにコイル６を巻回している。また、略Ｕ字形をしていて二つの脚部を有しているヨーク７は、その一方の脚部をボビン部５ａの中空部に挿入しており、また、二つの脚部の先端を磁極部として、永久磁石４ａの周面に対向させている。また、カバー部材５は、孔５ｂ，５ｃを有し、ヨーク７は孔７ａを有しており、カバー部材５の孔５ｂとヨーク７の孔７ａを地板１の軸１ｍに嵌合させ、カバー部材５の孔５ｃを地板１の軸１ｑに嵌合させている。そして、その状態においては、軸１ｍ，１ｑの先端は、カバー部材５の孔５ｂ，５ｃから突き出ており、軸１ｎの先端面は、図４に示されているように、カバー部材５と接触に近い状態となっている。また、ボビン部５ａとコイル６の一部は、上記の窪み部１ｊ内に入っている。そして、カバー部材５は、軸１ｍ，１ｑの先端を熱溶融させ、孔５ｂ，５ｃよりも大きな鍔状に変形することによって、地板１に取り付けられている。尚、図３及び図６においては、軸１ｍ，１ｑの先端を鍔状に変形しない状態で示してある。

上記のように、本実施例の場合、回転子４は、地板１に立設された軸１ｎに回転可能に取り付けられている。しかしながら、軸１ｎに相当する軸をカバー部材５に立設し、回転子４をその軸に取り付けるようにしてもよい。また、本実施例の永久磁石４ａは、軸１ｎに嵌合させる貫通孔を有した円筒状に形成されているが、そのような貫通孔を設けないで略円柱形にし、その両端面の中心で地板１とカバー部材５に軸受けされるようにしてもよい。また、周知のように、回転子４全体を永久磁石製としても構わない。

このような本実施例の構成からも分かるように、本実施例のシャッタ装置は、従来のシャッタ装置よりも小型化が可能になっている。即ち、従来の場合には、地板１に庇部１ｐが設けられていないので、軸１ｑを設ける場合には、図５において長孔１ｂの右側に立設するか、上方に立設することになる。ところが、長孔１ｂの右側に立設する場合には、明らかに、地板１もカバー部材５も右側に大きくせざるを得なくなる。また、上方に立設する場合には、軸１ｑそのものの立設スペースは確保できるが、先端を熱溶融によって鍔状に変形させる必要があるため、少なくともカバー部材５を上方へ大きくせざるを得なくなる。また、ねじ止めでカバー部材５を取り付けようとすると、軸１ｑを太くしなければならないし、ねじの頭も大きいため、地板１とカバー部材５の両方を上方へ大きくせざるを得なくなる。それに対して、本実施例の場合には、庇部１ｐに軸１ｑを立設しているので、図２から分かるように、軸１ｑの先端を鍔状に変形させても、そのために地板１やカバー部材５を大きくしなくて済むようになっている。また、このことから、軸１ｑを太くして、ねじ止めにすることも可能である。

尚、本実施例の上記の構成においては、カバー部材５にボビン部５ａを設けているが、カバー部材５を板状の部材とし、ボビンを独立した部材としても構わない。また、軸１ｍは、その先端を熱溶融してカバー部材５を取り付けるため、ねじ止めする場合の軸よりも細く形成されている。そのため、本実施例では、軸１ｍに、ヨーク７の位置決めピンの役目もさせているが、本発明は、このような構成に限定されず、カバー板５をねじ止めするように構成しても差し支えない。そのようにする場合には、特許文献１に記載されているように、軸を別々に設けることになる。しかしながら、本実施例のように構成すれば、比較的細い軸１ｍだけで済むので、カバー部材５の平面面積を小さくするには有利となる。また、本実施例の場合には、軸１ｑの先端も熱溶融してカバー部材５を取り付けているが、本発明は、そのような構成に限定されず、上記したように、軸１ｑを太くして、ねじ止めするようにしても差し支えない。しかしながら、本実施例のように構成した方が、低コスト化の観点からは有利である。

次に、本実施例の作動を説明する。図２は、撮影待機状態を示したものであって、開口部１ａは全開状態となっている。このとき、コイル６には通電されていない。しかしながら、周知のように、このとき、回転子４は、その永久磁石４ａの磁極とヨーク７の二つの磁極部との対向配置関係によって作用する磁気的吸引力によって、反時計方向へ回転するように付勢されていて、駆動ピン４ｃによってシャッタ羽根３を反時計方向へ回転させようとしているが、駆動ピン４ｃが長孔１ｂの長さ方向の一端に押し付けられて、この状態を維持されている。即ち、本実施例においては、地板１に専用のストッパを設けることなく、長孔１ｂの長さ方向の両端を、ストッパとして利用している。そして、この状態において、撮影者は、液晶表示装置などを介して被写体像を観察することが可能になっている。

撮影に際してレリーズボタンを押すと、それまで、固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出することによって、撮影のための露光が開始する。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に、順方向の電流が供給される。そのため、回転子４は時計方向へ回転し、駆動ピン４ｃによってシャッタ羽根３を時計方向へ回転させる。それによって、シャッタ羽根３は、開口部１ａを閉じてゆき、完全に閉じた直後に、駆動ピン４ｃが長孔１ｂの他端に当接することによって停止させられる。

そのようにして、開口部１ａが閉鎖状態になると、撮像情報が記憶装置に転送され、その転送が終わると、今度は、コイル６に対して逆方向の電流が供給される。そのため、回転子４は反時計方向へ回転させられ、駆動ピン４ｃによってシャッタ羽根３を反時計方向へ回転させる。それによって、シャッタ羽根３は、開口部１ａを開いてゆき、全開させた直後に、駆動ピン４ｃが長孔１ｂの一端に当接することによって停止させられる。そして、コイル６に対する通電を断った状態が、図２に示された撮影待機状態である。

尚、本実施例は、１枚のシャッタ羽根を往復回転させるようにしたシャッタ装置として構成したものであるが、本発明は、周知のように、２枚のシャッタ羽根を相反する方向へ同時に往復回転させるようにしたシャッタ装置としても構成することが可能である。また、そのような構成のシャッタ装置や本実施例のようなシャッタ装置は、殆ど同じ構成のまま、レンズバリア装置として採用することも可能である。また、本発明は、本実施例のシャッタ羽根３に、開口部１ａよりも小さな円形の開口部を形成することによって、絞り装置とすることも可能であるし、シャッタ羽根３に形成した開口部にＮＤフィルタ板を取り付けることによって、フィルタ装置とすることも可能である。更に、本発明は、地板とカバー板との間に一つ又は複数の羽根室を構成することによって、上記のようなシャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置の二つ以上を一つのユニットとして構成する場合にも適用することが可能であり、その場合には、二つ以上のアクチュエータを共通の地板上に設けることになる。

実施例の斜視図である。 実施例の平面図である。 実施例の分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 実施例における地板の平面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１ 地板
１´ 基準面
１ａ，２ａ 開口部
１ｂ，２ｂ，３ｂ 長孔
１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｍ，１ｎ，１ｑ 軸
１ｈ，１ｉ，１ｊ 窪み部
１ｋ 隆起部
１ｐ 庇部
２ カバー板
２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，３ａ，５ｂ，５ｃ，７ａ 孔
３ シャッタ羽根
４ 回転子
４ａ 永久磁石
４ｂ アーム
４ｃ 駆動ピン
５ カバー部材
５ａ ボビン部
６ コイル
７ ヨーク

Claims (4)

1. 撮影光路用の開口部を有する地板とカバー板との間に構成された少なくとも一つの羽根室内には少なくとも１枚の羽根が配置されており、羽根室外においては該地板と該地板よりも平面形状の小さいカバー部材との間にアクチュエータが配置されていて、該地板は、該アクチュエータの回転子と一体であって該回転子の所定の回転角度範囲内でだけ往復作動する駆動ピンを羽根室内で該羽根に連結可能とするための貫通孔を有している羽根駆動装置において、前記地板は、合成樹脂製であって、羽根室外において、前記貫通孔との間に所定の間隔を空け且つ前記貫通孔の一部を覆うようにして形成された庇部を有しており、該庇部には、前記カバー部材に設けられた孔に嵌合させる軸が立設されていることを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
2. 前記庇部と前記カバー部材とが、直接接触し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。
3. 前記軸は、その先端部が、前記カバー部材の孔を貫通していて、熱溶融によって該軸部の断面よりも大きな平面形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ用羽根駆動装置。
4. 前記カバー部材は、合成樹脂製であって、中空部を有するボビン部を形成しており、前記アクチュエータの回転子は、前記地板と前記カバー部材との間においてそれらの面とは垂直な軸上で回転可能に配置されている永久磁石製の回転子であり、前記アクチュエータの固定子は、前記ボビン部の周囲に巻回したコイルと、略Ｕ字形とすることによって前記回転子に対向させた二つの磁極部を有していて一方の磁極部を前記ボビン部の中空部に挿入しているヨークとからなる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根駆動装置。