JP5844032B2 - フォーカルプレーンシャッタ及びそれを備えた光学機器 - Google Patents

フォーカルプレーンシャッタ及びそれを備えた光学機器 Download PDF

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Description

本発明は、フォーカルプレーンシャッタ及びそれを備えた光学機器に関する。
フォーカルプレーンシャッタは、幕を駆動する駆動部材を終端位置から始端位置に移動させるためのセット部材を備えている(特許文献1参照)。また、フォーカルプレーンシャッタには、駆動部材のバウンド防止等の観点から制動部材を備えたものがある(特許文献2参照)。制動部材は、終端位置にある駆動部材と当接することにより、始端位置から終端位置に移動した駆動部材が終端位置でバウンドすることを防止する機能を有している。
特開2009−31513号公報 特開2001−21947号公報
駆動部材の終端位置から始端位置への移動は、制動部材を駆動部材から退避させた、その後に駆動部材を始端位置に移動させることにより行なわれる。セット部材には、制動部材に当接して制動部材を駆動部材から退避させる部分と、駆動部材に当接して始端位置に移動させる部分とが個別に設けられている。これにより、セット部材の構造が複雑となって大型化し、フォーカルプレーンシャッタも大型化していた。
そこで本発明は、小型化されたフォーカルプレーンシャッタ及び光学機器を提供することを目的とする。
上記目的は、開口を有した基板と、前記開口を開閉可能な幕と、始端位置及び終端位置間を移動可能であり、前記終端位置側に付勢され、幕を駆動する駆動部材と、前記終端位置にある前記駆動部材に当接、退避可能に支持され、前記終端位置にある前記駆動部材に当接するように付勢された制動部材と、一方向にのみ回転し、前記駆動部材を前記終端位置から前記始端位置に移動させるセット部材と、を備え、前記セット部材は、前記制動部材に当接して前記制動部材を前記駆動部材から退避させその後に前記駆動部材に当接して前記駆動部材を前記始端位置へ移動させる駆動部を有している、フォーカルプレーンシャッタによって達成できる。
これにより、セット部材に設けられた単一の駆動部が、終端位置にある駆動部材から制動部材を退避させると共に駆動部材を始端位置に移動させる。これにより、セット部材に、駆動部材から制動部材を退避させる部分と、駆動部材を始端位置に移動させる部分とを個別に設ける必要はない。従って、セット部材を小型化することができ、フォーカルプレーンシャッタを小型化することができる。
上記構成において、前記駆動部材に設けられた鉄片と、前記始端位置にある前記駆動部材の前記鉄片を吸着可能な電磁石と、を備え、前記駆動部は、前記制動部材及び前記駆動部材から退避することにより、前記電磁石への通電の遮断に基づく前記駆動部材の前記始端位置から前記終端位置への移動を許容する、構成を採用できる。
これにより、単一の駆動部により幕を動作させることができ、フォーカルプレーンシャッタを小型化することができる。
上記目的は、上記フォーカルプレーンシャッタを備えた光学機器によっても達成できる。
本発明によれば、小型化されたフォーカルプレーンシャッタ及びそれを備えた光学機器を提供できる。
1は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの正面図である 図2は、フォーカルプレーンシャッタの概略図である。 図3は、フォーカルプレーンシャッタの側面図である。 図4は、フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図である。 図5は、フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図である。 図6は、初期状態への移行の説明図である。 図7は、初期状態への移行の説明図である。 図8は、初期状態への移行の説明図である。 図9は、初期状態への移行の説明図である。 図10は、初期状態への移行の説明図である。 図11は、初期状態への移行の説明図である。
以下、図面を参照して実施例を説明する。
本実施例において、フォーカルプレーンシャッタについて説明する。図1は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。図2は、フォーカルプレーンシャッタの概略図であり、図1に示した構成を一部省略しており、また、図1では符号が付されていない部分に符号を付している。図3は、フォーカルプレーンシャッタの側面図である。
図1に示すように、フォーカルプレーンシャッタは、基板10、先幕20A、後幕20B、駆動アーム31a、32a、31b、32b、駆動レバー40A、駆動レバー40B、電磁石70A、電磁石70Bを有している。基板10は合成樹脂製であり、矩形状の開口11を有している。
先幕20A、後幕20Bは、それぞれ複数の羽根から構成されており、図1には羽根21a、21bのみを示している。各羽根は合成樹脂製であり、薄く形成されている。先幕20Aは、駆動アーム31a、32aに連結され、後幕20Bは、駆動アーム31b、32bに連結されている。駆動アーム31a、32a、31b、32bは、金属の薄板で形成されている。駆動アーム31a、32a、31b、32bは、それぞれ基板10に揺動自在に支持されている。
先幕20A、後幕20Bは、それぞれ、開口11から退避した位置と開口11を塞ぐ位置との間を移動する。また、開口11から退避した位置では各幕を構成する複数の羽根が重なり、開口11を塞ぐ位置では複数の羽根が展開する。図1の場合には、先幕20Aが展開して開口11を閉鎖し、後幕20Bが開口11から退避している。図1では、詳しくは後述するが、先幕20A、後幕20Bは、それぞれ、移動範囲の始端位置に位置付けられた初期状態を示している。
基板10には、駆動アーム32a、32bをそれぞれ駆動するための駆動レバー40A、駆動レバー40Bが設けられている。駆動レバー40A、駆動レバー40Bは、それぞれ、基板10に形成された軸を中心にして揺動可能に支持されている。図2に示すように、駆動レバー40Aには、駆動アーム32aと嵌合した駆動ピン43aが設けられ、駆動レバー40Bには、駆動アーム32bと嵌合した駆動ピン43bが設けられている。基板10には、円弧状の逃げ孔13a、13bが形成されている。駆動ピン43a、43bは、それぞれ逃げ孔13a、13b内を移動する。これにより、駆動レバー40A、駆動レバー40Bの揺動範囲が規定されている。尚、逃げ孔13a、13bの終端部には、バウンド防止用のゴムが設けられている。駆動レバー40A、駆動レバー40Bは、合成樹脂製である。
駆動レバー40Aが揺動することにより、駆動アーム31a、32aが揺動して先幕20Aが移動する。駆動レバー40Aは先幕駆動部材である。同様に、駆動レバー40Bが揺動することにより、駆動アーム31b、32bが揺動して後幕20Bが移動する。駆動レバー40Bは後幕駆動部材である。
次に、駆動レバー40A、駆動レバー40Bについて説明する。図2に示すように、駆動レバー40Aは、略平板状に形成されたベース部41a、ベース部41a上に立設した筒部42a、ベース部41aに回転可能に支持されたローラ46a、鉄片45aを保持する支持壁44a、を含む。鉄片45aは、支持壁44aを貫通したピンの先端に固定さている。駆動レバー40Bも同様に構成されている。駆動レバー40Aは、鉄片45aが電磁石70Aに当接した位置から退避した位置の間を揺動可能である。駆動レバー40Bについても同様である。
また、駆動レバー40Aは、図3に示したバネ54Aにより、移動範囲の始端位置から終端位置へと付勢されている。始端位置とは、駆動レバー40Aが電磁石70Aに当接する位置である。終端位置とは、駆動レバー40Aが電磁石70Aから退避した位置である。換言すれば、駆動レバー40Aは、バネ54Aにより、電磁石70Aから離れる方向に付勢されている。同様に、駆動レバー40Bも、バネ54Bにより、移動範囲の始端位置から終端位置へと付勢されて。バネ54A、54Bは、それぞれ筒部42a、42bの外周側に巻かれている。
バネ54Aの一端は、駆動レバー40Aに係合し、バネ54Aの他端はラチェット車50Aに係合している。ラチェット車50Aは、図1、図2に示していないが、図3に示すように、筒部42aの上端側に回転可能に連結されている。ラチェット車50Aの回転量を調整することにより、バネ54Aの付勢力を調整できる。ラチェット車50B、バネ54Bも、同様の機能を有している。
図3には、ラチェット車50A、50Bの回転をそれぞれ停止するための爪部99a、99bが設けられている。爪部99a、99bは、基板10と対向するように配置された保持板90に一体に設けられている。保持板90は、弾性変形可能な金属製である。保持板90の上面側にはプリント基板100が固定されている。プリント基板100は、電磁石70A、70Bを通電制御するためのものである。
電磁石70Aは、通電されることにより、駆動レバー40Aの鉄片45aを吸着可能となる。同様に、電磁石70Bも通電されることにより、駆動レバー40Bの鉄片45bを吸着可能となる。
電磁石70Aは、鉄芯76a、鉄芯76aに巻回され鉄芯76aを励磁するコイル、を備えている。図1、図2においては、コイルについては省略してある。コイルは、プリント基板100のパターンに導通接続されている。コイルへの通電を切り替えることにより、鉄芯76aが励磁又は消磁される。電磁石70Bも同様に構成されている。
セット部材60は、不図示のギアからの回転動力を受けて一方向に回転する。セット部材60は、駆動レバー40A、駆動レバー40Bをそれぞれの始端位置に位置付けるものである。セット部材60は、制動部材80A、80Bと当接する。セット部材60は、図1、図3に示すように、駆動カム62a、62b、ギア部68を有している。図3に示すように、駆動カム62a、62b、ギア部68は光軸方向ODに並んでいる。換言すれば、駆動カム62a、62b、ギア部68は、光軸方向の高さ位置が互いに異なっている。ギア部68は、不図示のギアと噛合って一方向に回転する。駆動カム62aは、セット部材60の回転中心を中心とした円周に沿った突出面62a1と、前記円周の内側に後退した退避面62a0と、突出面62a1と退避面62a0との間にある作用面62a2とを備える。突出面62a1は、セット部材60の回転中心の径方向外側に突出している。退避面62a0は、突出面62a1よりも径方向外側に後退している。駆動カム62aは、突出面62a1及び作用面62a2でローラ46aに当接可能である。
同様に、駆動カム62bは、セット部材60の回転中心を中心とした円周に沿った突出面62b1と、前記円周の内側に後退した退避面62b0と、突出面62b1と前記退避面62b0との間にある作用面62b2とを備える。突出面62b1は、セット部材60の回転中心の径方向外側に突出している。退避面62b0は、突出面62b1よりも径方向外側に後退している。駆動カム62bは、突出面62b1及び作用面62b2でローラ46bに当接可能である。図1、図2に示すように、駆動部である駆動カム62a、62bは、共に略扇形状に形成されている。セット部材60の回転に応じて、駆動カム62a、62bは、それぞれローラ46a、46bに当接、退避する。ローラ46a、46bも、駆動カム62a、62bの光軸方向の高さ位置に対応した位置に設けられている。制動部材80Aの揺動中心、駆動レバー40Aの揺動中心は、セット部材60の回転方向の順に並んでいる。制動部材80B及び駆動レバー40Bについても同様である。
図2に示すように、基板10には制動部材80A、80Bが揺動可能に支持されている。制動部材80Aは、腕部81a、腕部81aに設けられた筒部82a、駆動カム62aに押される被押圧部84a、駆動レバー40Aと当接し得る被当接部88a、を有している。筒部82aは、基板10に設けられた軸に摺動可能に嵌合する。制動部材80Aは、基板10に固定されたバネSaにより時計方向に回転するように付勢されている。バネSaは、基板10に形成された軸に巻きまわされて、その一端は制動部材80Aに係合しており、他端は基板10に固定されている。
ベース部41aの底面側には当接部48aが設けられている。当接部48aは、制動部材80Aの被当接部88aと当接し得る。詳細には、駆動レバー40Aが終端位置に位置付けられているときに、当接部48aと被当接部88aとは当接する。
尚、制動部材80Bは、筒部82b、駆動カム62bに押される被押圧部84b、駆動レバー40Bと当接し得る被当接部88b、を有している。筒部82bは、基板10に設けられた軸に摺動可能に嵌合する。制動部材80Bは、基板10に固定されたバネSbにより反時計方向に付勢されている。詳しくは後述する。駆動レバー40Bの筒部42bの外周部には、当接部48bが設けられている。当接部48bは、筒部42bの外周部から外側に突出している。当接部48bは、制動部材80Bの被当接部88bと当接し得る。詳細には、駆動レバー40Bが終端位置に位置付けられているときに、当接部48bと被当接部88bとは当接する。
次に、フォーカルプレーンシャッタの動作について、図2、図4、図5を用いて説明する。撮影に際して、カメラのレリーズボタンが押されると、図2に示した状態で、電磁石70A、70Bのコイルが通電され、駆動レバー40Aの鉄片は電磁石70Aに吸着され、駆動レバー40Bの鉄片は電磁石70Bに吸着される。図2に示した状態では、駆動カム62a、62bは、それぞれローラ46a、46bに当接している。
その後、図2に示した状態からセット部材60が時計方向に回転する。セット部材60が時計方向に回転すると、駆動カム62aの突出面62a1はローラ46aの作動軌跡から退避した位置に移動してローラ46aと離間し、駆動カム62bの突出面62b1はローラ46bの作動軌跡から退避した位置に移動して、ローラ46bと離間する。この状態で電磁石70Aへの通電が遮断され、駆動レバー40Aはバネ54Aの付勢力に従って時計方向に揺動する。駆動レバー40Aは、始端位置から終端位置に移動する。開口11を閉鎖していた先幕20Aは開口11から退避して、開口11は全開状態となる。図4は、露出中の状態を示している。
更に、所定期間経過後に電磁石70Bのコイルへの通電が遮断され、駆動レバー40Bはバネ54Bの付勢力に従って時計方向に揺動する。駆動レバー40Bは、始端位置から終端位置に移動する。これにより、全開状態であった開口11は後幕20Bにより閉鎖される。図5は、露光作動を終了した直後の状態を示している。このようにして1回の撮影が終了する。
制動部材80Aについて説明する。
駆動レバー40Aが始端位置から終端位置に移動する場合には、駆動ピン43aが逃げ孔13aの終端部に当接してバウンドする恐れがある。制動部材80Aは、駆動レバー40Aの速度を低下させると共に駆動レバー40Aのバウンドを防止する機能を有している。図2に示した初期状態においては、制動部材80Aの被押圧部84aが駆動カム62aに押されて反時計方向に回転した状態を示している。即ち、バネSaの付勢力に逆らって制動部材80Aが反時計方向に回転させられた状態を示している。同様に、図2に示した状態においては、制動部材80Bの被押圧部84bが駆動カム62bに押されて時計方向に回転した状態を示している。即ち、バネSbの付勢力に逆らって制動部材80Bが時計方向に回転させられた状態を示している。
図2の状態からセット部材60が時計方向に回転すると、駆動カム62aの突出面62a1は制動部材80Aの被押圧部84aから退避し、制動部材80AはバネSaの付勢力に従って若干時計方向に回転する。これにより、制動部材80Aの被当接部88aは、当接部48aの軌道上に位置する。その後、セット部材60が時計方向にさらに回転すると、図4に示すように、駆動カム62aの突出面62a1がローラ46aから離間する。ここで、電磁石70Aのコイルへの通電が遮断されて、始端位置に保持されていた駆動レバー40Aがバネ54Aに従って時計方向に回転すると、当接部48aが被当接部88aに当接し、制動部材80AはバネSaの付勢力に逆らって反時計方向に回転させられる。当接部48aが被当接部88aを通過すると、制動部材80Aは、バネSaの付勢力によって再び時計方向に押し戻される。これにより、駆動レバー40Aの回転速度は低下する。当接部48aが被当接部88aを通過すると、被当接部88aは再度時計方向に回転して、当接部48aの背面側に位置した状態で当接部48aと当接する。換言すれば、駆動レバー40Aが始端位置方向に移動、すなわち反時計方向に回転しないように、被当接部88aが駆動レバー40Aの移動を妨げる。これにより、終端位置での駆動レバー40Aのバウンドが防止される。制動部材80Aは、駆動レバー40Aの速度を低下させると共に駆動レバー40Aのバウンドを防止する機能を有する先幕制動部材である。
制動部材80Bの被当接部88b、駆動レバー40Bの当接部48bも同様の機能を有している。図2の状態からセット部材60が時計方向に回転すると、図4に示すように、駆動カム62bの突出面62b1は制動部材80Bの被押圧部84bから退避し、制動部材80BはバネSbの付勢力に従って若干反時計方向に回転する。これにより、制動部材80bの被当接部88bは、当接部48bの軌道上に位置する。その後、セット部材60が時計方向にさらに回転すると、図4に示すように、駆動カム62bの突出面62b1がローラ46bから離間する。ここで、電磁石70Bへの通電が遮断されると、駆動レバー40Bはバネ54Bに従って時計方向に回転する。これに伴い、当接部48bが被当接部88bに当接し、制動部材80BはバネSbの付勢力に逆らって時計方向に回転させられる。当接部48bが被当接部88bを通過すると、制動部材80Bは、バネSbの付勢力によって再び反時計方向に押し戻される。これにより、駆動レバー40Bの回転速度は低下する。当接部48bが被当接部88bを通過すると、図5に示すように、駆動レバー40Bが終端位置でバウンドしないように被当接部88bは、当接部48bの背面側に位置した状態で当接部48bと当接する。換言すれば、駆動レバー40Bが始端位置方向に移動、すなわち反時計方向に回転しないように、被当接部88bが駆動レバー40Bの移動を妨げる。これにより、終端位置での駆動レバー40Bのバウンドが防止される。制動部材80Bは、駆動レバー40Bの速度を低下させると共に駆動レバー40Bのバウンドを防止する機能を有する後幕制動部材である。
初期状態への移行について図6〜図11を用いて説明する。
図5に示した状態から、セット部材60が時計方向に回転することにより、図6に示すように駆動カム62aの作用面62a2が制動部材80Aの被押圧部84aに当接する。更に、セット部材60が時計方向に回転すると、図7に示すように制動部材80Aは反時計方向に回転させられ、被当接部88aは当接部48aから退避する。これにより、駆動レバー40Aは、終端位置から始端位置への移動が可能な状態となる。更にセット部材60が時計方向に回転すると、駆動カム62aの作用面62a2がローラ46aと当接して駆動レバー40Aを反時計方向に回転させ、図8に示すように駆動レバー40Aを始端位置に位置付ける。
更に、セット部材60が時計方向に回転すると、図9に示すように駆動カム62bの作用面62b2が制動部材80Bの被押圧部84bに当接する。更にセット部材60が回転すると、図10に示すように制動部材80Bは時計方向に回転して、被当接部88bは当接部48bから退避する。これにより、駆動レバー40Bは、終端位置から始端位置への移動が可能な状態となる。更にセット部材60が時計方向に回転すると、駆動カム62bの作用面62b2がローラ46bと当接して駆動レバー40Bを反時計方向に回転させ、図11に示すように駆動レバー40Bを始端位置に位置付ける。この時、駆動レバー40Aはセット部材60の駆動カム62aにより上述したように、始端位置で保持されている。この状態で制動部材80A、80Bが通電されることにより鉄片45a、45bはそれぞれ鉄芯76a、76bに吸着保持される。
以上のようにして、駆動レバー40A、駆動レバー40Bは、終端位置から始端位置に位置付けられる。上述したように、セット部材60が時計方向に回転している間、駆動カム62aは、制動部材80Aに当接して制動部材80Aを駆動レバー40Aから退避させ、その後に駆動レバー40Aに当接して駆動レバー40Aを始端位置に移動させる。このように、単一の駆動カム62aが、制動部材80Aの退避と駆動レバー40Aの始端位置への移動とを行なう。駆動カム62bも同様の機能を有している。
これにより、セット部材に、制動部材80Aを駆動レバー40Aから退避させる駆動部と、駆動レバー40Aを始端位置へ移動させる駆動部とを個別に設けた場合と比較し、本実施例のセット部材60は構造が簡素化され小型化されている。これにより、本実施例のフォーカルプレーンシャッタは、小型化されている。
例えば、一方向にのみ回転するセット部材に、制動部材80Aを駆動レバー40Aから退避させる駆動カムと駆動レバー40Aを移動させる駆動カムとを個別に設ける場合、両駆動カムは、光軸方向に並ぶように設ける必要がある。この理由は、セット部材が一方向に回転している間に、制動部材80Aを退避させるための駆動部が駆動レバー40Aに当接することを避けるためである。また、駆動レバー40Aを移動させるための駆動カムが制動部材80Aに当接することを避けるためである。また、セット部材には、制動部材80Bを駆動レバー40Bから退避させる駆動カムと駆動レバー40Bを移動させる駆動カムとをも設ける必要がある。従って、セット部材には4つの駆動カムが光軸方向に並ぶように設ける必要があり、セット部材は、光軸方向に特に大型化していた。
本実施例では、2つの駆動カム62a、62bにより、制動部材80A、80Bを退避させることができ、駆動レバー40A、駆動レバー40Bを移動させることができる。これにより、セット部材60は特に光軸方向の大きさが小型化されている。よって、本実施例のフォーカルプレーンシャッタは、光軸方向に薄型化が図られている。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
本実施例のフォーカルプレーンシャッタは、スチールカメラやデジタルカメラなどの光学機器に採用できる。
上記実施例において、先幕、後幕を構成する各羽根が合成樹脂製の場合を説明したが、各羽根は金属性であってもよい。
10 基板
11 開口
20A 先幕
20B 後幕
21a、21b 羽根
31a、32a、31b、32b 駆動アーム
40A、40B 駆動レバー
41a、41b ベース部
42a、42b 筒部
45a、45b 鉄片
48a、48b 当接部
60 セット部材
62a、62b 駆動カム
62a0、62b0 退避面
62a1、62b1 突出面
62a2、62b2 作用面
70A、70B 電磁石
76a、76b 鉄芯
80A、80B 制動部材
84a、84b 被押圧部
88a、88b 被当接部

Claims (4)

  1. 開口を有した基板と、
    前記開口を開閉可能な幕と、
    始端位置及び終端位置間を移動可能であり、前記終端位置側に付勢され、幕を駆動する駆動部材と、
    前記終端位置にある前記駆動部材に当接、退避可能に支持され、前記終端位置にある前記駆動部材に当接するように付勢された制動部材と、
    一方向にのみ回転し、前記駆動部材を前記終端位置から前記始端位置に移動させるセット部材と、を備え、
    前記セット部材は、前記制動部材に当接して前記制動部材を前記駆動部材から退避させその後に前記駆動部材に当接して前記駆動部材を前記始端位置へ移動させる駆動部を有し、
    前記駆動部は、前記セット部材の回転中心から径方向外側に突出した突出面と、前記突出面よりも径方向内側に後退した退避面と、前記突出面と前記退避面との間にある作用面と、を備えた駆動カムであり、
    前記突出面は、前記制動部材を前記駆動部材から退避した退避位置に保持すると共に前記駆動部材を前記始端位置に保持し、
    前記退避面は、前記制動部材及び前記駆動部材に当接せずに前記制動部材及び前記駆動部材の移動を許容し、
    前記作用面は、前記制動部材を前記駆動部材から退避させ前記駆動部材を前記終端位置から前記始端位置へ移動させる、フォーカルプレーンシャッタ。
  2. 前記駆動部材に設けられた鉄片と、
    前記始端位置にある前記駆動部材の前記鉄片を吸着可能な電磁石と、を備え、
    前記駆動部は、前記制動部材及び前記駆動部材から退避することにより、前記電磁石への通電の遮断に基づく前記駆動部材の前記始端位置から前記終端位置への移動を許容する、請求項1のフォーカルプレーンシャッタ。
  3. 前記幕は、先幕及び後幕を含み、
    前記駆動部材は、前記先幕及び後幕をそれぞれ駆動する先幕駆動部材及び後幕駆動部材を含み、
    前記制動部材は、前記先幕駆動部材及び後幕駆動部材のそれぞれと当接、退避可能な先幕制動部材及び後幕制動部材を含み、
    前記駆動部は、先幕駆動部及び後幕駆動部を含み、
    前記先幕駆動部は、前記先幕制動部材に当接して前記先幕制動部材を前記先幕駆動部材から退避させその後に前記先幕駆動部材に当接して前記先幕駆動部材を前記始端位置へ移動させ、
    前記後幕駆動部は、前記後幕制動部材に当接して前記後幕制動部材を前記後幕駆動部材から退避させその後に前記後幕駆動部材に当接して前記後幕駆動部材を前記始端位置へ移動させる、請求項1又は2のフォーカルプレーンシャッタ。
  4. 請求項1乃至3の何れかのフォーカルプレーンシャッタを備えた光学機器
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