JP4335617B2 - 光学機器用セクタ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器用のセクタ駆動装置に関する。より詳細には、一般のデジタルカメラや携帯電話に内蔵されるデジタルカメラ、さらにはビデオカメラ等の光学機器用セクタ駆動装置に関する。

近年のカメラは、著しいスピードで小型化され、またシャッタスピードの高速化が図られている。カメラの小型化及びシャッタスピードの高速化を図るためには、内蔵部品をコンパクト化し、さらに効率的な構成が求められる。例えば特許文献１で開示するセクタ駆動装置は、セクタの形状を小さく形成し、複数のセクタを協働させてシャッタ開口を閉じるように構成している。このようなセクタ駆動装置であれば小型化を促進できる。

図６は、特許文献１で開示する従来のセクタ駆動装置について示した図である。（Ａ）はシャッタ開口１０ａを全開とした状態の図、（Ｂ）はシャッタ開口１０ａを閉じる動作の途中の状態を示した図である。このセクタ駆動装置は、シャッタ基板１１０に３個のセクタ１２１，１２２，１３０が回動自在に配置されている。セクタ１２１、１２２が絞り羽根、１３０がシャッタ羽根である。絞り羽根１２１、１２２は、１個の作動ピン１４１ａにより同時に駆動される。これら絞り羽根は、重なりあって確認し難いので、同様の構成であり一枚で確認し易いシャッタ羽根１３０について説明する。

シャッタ羽根１３０には、円形穴１３１と長穴１３２とが形成されている。円形穴１３１は、基板に固定された支軸１１３に係合している。よって、シャッタ羽根１３０は支軸１１３回りに回動自在である。また、長穴１３２には、作動ピン１５１ａが係合している。作動ピン１５１ａは駆動モータ１５０のロータ１５１に接続されており所定範囲を回動する。よって、シャッタ羽根１３０は、作動ピン１５１ａの駆動力により、支軸１１３を中心に回動してシャッタ開口１０ａを開閉する。

従来のセクタ駆動装置に含まれるセクタは、上記シャッタ羽根１３０の様に一般に２個の係合穴を有している。１つ目の係合穴１３１はシャッタ基板１１０に固定された支軸１１３に係合する穴である。２つ目の係合穴１３２は作動ピン１５１ａと係合する穴である。そして、図６で示すように、基板に固定された支軸１１３に係合する穴１３１は、この支軸より僅かに大きな内径を有する真円状に形成されている。一方、作動ピン１５１ａが係合する穴１３２は、長穴状でこの内部を作動ピン１５１ａが摺接して駆動力を伝達する。

図６に示すように、従来においては、作動ピン１５１ａが係合する側の係合穴１３２が長穴状に形成されていた。そして、作動ピン１５１ａがこの長穴１３２内を摺動すると、シャッタ羽根１３０が支軸１１３回りに回動し、シャッタ開口１０ａを開閉する範囲を移動するという構成であった。

特開２００２−１３９７６８号 公報

従来にあっては、作動ピンが係合する穴が長穴形状である。よって、図６で示すように、セクタ側に形成する長穴１３２は作動ピン１５１ａが遊び無く内壁に当接する様に設計する必要がある。具体的には、作動ピン１５１ａが移動する方向と交差する方向に長穴が延びるように設計されていた。セクタの回転中心である支軸１１３より離れた位置に大きな面積をとる長穴１３２があるため、セクタを回動させると長穴１３２がある付近の回動領域が大きくなっていた。そのため、他のセクタの回転中心である支軸はこの回動領域を避けて離れた位置に設けなければならず、その分セクタ駆動装置の小型化が困難であった。

よって、本発明は、小型のセクタ駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的は、所定範囲を往復動する作動部材に係合する第１の係合穴と、シャッタ基板に固定された支軸に係合する第２の係合穴とを有し、前記作動部材の動きに伴って前記シャッタ基板に形成したシャッタ開口を開閉する、セクタを備えた光学機器用セクタ駆動装置であって、前記第１の係合穴は前記作動部の回動を許容する略円形であり、前記第２の係合穴は長穴であり、該長穴は前記第１の係合穴が前記作動部材の移動に伴って移動したときに、前記セクタを揺動させて前記シャッタ開口を開閉する位置に移動するように形成されている光学機器用セクタ駆動装置により達成できる。

同様に、上記目的は、所定範囲を往復動する作動部材に係合する第１の係合穴と、シャッタ基板に固定された支軸に係合する第２の係合穴とを有し、前記作動部材の動きに伴って前記シャッタ基板に形成したシャッタ開口を開閉する複数のセクタを備えた光学機器用セクタ駆動装置であって、前記複数のセクタの少なくとも１個のセクタは、前記第１の係合穴が前記作動部の回動を許容する略円形であり、さらに、前記第２の係合穴は長穴であり、該長穴は前記第１の係合穴が前記作動部材の移動に伴って移動したときに、該セクタを揺動させて前記シャッタ開口を開閉する位置に移動するように形成されている光学機器用セクタ駆動装置によっても達成できる。

本発明によると、セクタの回転中心側に大きな面積をとる長穴を設け、作動部材に係合する部分をそれほど面積を必要としない係合穴を設けたため、セクタを回動させるときに必要な回動領域を狭くすることができる。このため、他のセクタの回転中心を近づけて配置させることができ、セクタ駆動装置を小型化できる。また、長穴を適宜な形状とすることにより、セクタを単純に円運動させること無く所望の軌跡を描かせることができ、その分、セクタの回動領域を狭くすることができ、セクタ駆動装置の小型化に貢献する。

また、前記セクタの全てが、１個の作動部材により駆動されるように構成することが望ましい。このような構造を採用すると、１個の作動部材で全てのセクタを駆動できる効率的なセクタ駆動装置とすることができる。

本発明によると、セクタ駆動装置を小型にすることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態に係るのセクタ駆動装置について説明する。図１から図５は、実施形態に係るセクタ駆動装置１０について示した図である。図１は、セクタ駆動装置１０の各セクタを全開状態のときの様子を示した図である。同図の上部には各セクタを駆動する駆動手段の一例としてのステップモータ１の状態を合わせて示している。図２は、図１に示したセクタ駆動装置１０に含まれる構成の一部を取り出して示した図である。図３は、本セクタ駆動装置１０の駆動構成も含めた全体構成を示した図である。図４はセクタ駆動装置１０が全閉状態にあるときの様子を示した図である。図５はセクタ駆動装置１０が小絞り状態にあるときの様子を示した図である。

先ず、図１の下図を参照して、本セクタ駆動装置に含むセクタについて説明する。本セクタ駆動装置１０は、セクタ３枚構成のセクタ駆動装置である。セクタ駆動装置１０は、シャッタ基板５０と、３枚のセクタ６０、６５、７０を備えている。セクタ６０は第１シャッタ羽根であり、セクタ６５は第２シャッタ羽根である。セクタ７０は小絞り開口７５を備えた絞り羽根である。なお、シャッタ基板５０の中央には、シャッタ開口５１が形成されている。

図２は、図１に示した各部構成を確認し易いように取り出して示した図である。（Ａ）は第１セクタ６０、（Ｂ）は第２セクタ６５、（Ｃ）は第３セクタ７０を示している。また、（Ｄ）は作動部材としての作動ピン２７が移動する所定範囲ＲＥを拡大して示している。この作動ピン２７は、ステップモータ１により駆動される。ステップモータ１と作動ピン２７との関係及び、この作動ピンにより移動される各セクタとの関係については、後述する図３により詳述する。

図２を参照して、各セクタの形状について説明する。本セクタ駆動装置１０では、第１セクタ６０及び第３セクタ７０が従来とは異なる係合穴を備えている。先ず、（Ａ）に示す第１セクタ６０は、２個の係合穴６２と６３とを備えている。また、第１の係合穴６３は略円形であり作動ピン２７に係合する。係合穴６３はその内径が作動ピン２７より僅かに大きく形成され、その内部で作動ピン２７が回動自在である。一方、第２の係合穴６２は曲率を有した長穴状に形成されている。この長穴６２には、基板５０に固定された支軸６１が係合している。

上記のように、第１セクタ６０では従来とは逆の関係で係合穴が形成されている。すなわち、作動ピン２７が係合する係合穴６３は作動ピン２７の回動を許容する円形状に形成されている。そして、支軸６１が係合する係合穴６２は長穴である。回転中心の支軸６１付近に大きな面積を必要とする長穴の係合穴６２とそこを囲む肉部６０ａとを設けて、作動ピン２７付近に小さな面積ですむ係合穴６３とそこを囲む肉部６０ｂとを設けたので、第１セクタ６０を回動させたときに作動ピン２７付近の回動に必要な領域が狭くなり、その分、他のセクタの回転中心である支軸を近づけて配置することが可能となる。このようにセクタの回転中心の支軸同士を近づけて、セクタ同士を近づけることができ装置全体が小型化できる。また、係合穴６２を適宜な曲線状にしてあるため、セクタ６０を単純に支軸６１を中心に円運動させたときよりも、セクタ６０の単純な円運動による回転方向に加えて回転方向以外の方向の動きを加味させることができ、その分、回転方向の必要な回動領域を小さくさせることができ、装置全体が小型化できる。この長穴６２は、前記係合穴６３が作動ピン２７の移動に伴って移動したときに、前記セクタ６０を揺動させてシャッタ開口５１を開閉するように設計されている。なお、長穴６２の形状は、セクタ６０の外形を考慮し、作動ピン２７の移動に伴ってセクタ６０がシャッタ開口５１を開閉する位置へ効率良く移動するように曲線状或いは直線状に適宜、設定する。この長穴６２には、作動ピン２７が係合しないので、従来の様に設計上の制限は無く自由度を持って、その形状を設計できる。

図２（Ｂ）は、第３セクタ７０を示している。小絞り開口７５を有する第３セクタ７０も上記第１セクタ６０と同様の構成である。すなわち、第３セクタ７０は、２個の係合穴７２と７３とを備えている。第１の係合穴７３は略円形であり、作動ピン２７に係合する。一方、第２の係合穴７２は長穴状に形成されている。この長穴７２には、基板５０に固定された支軸７１が係合している。この第３セクタ７０も、従来とは逆の関係で係合穴が形成されている。回転中心の支軸７１付近に大きな面積を必要とする長穴の係合穴７２とそこを囲む肉部７０ａとを設けて、作動ピン２７付近に小さな面積ですむ係合穴７３とそこを囲む肉部７０ｂとを設けたので、第３セクタ７０を回動させたときに作動ピン２７付近の回動に必要な領域が狭くなり、その分、他のセクタの回転中心である支軸を近づけて配置することが可能となる。このようにセクタの回転中心の支軸同士を近づけてセクタ同士を近づけることができ装置全体が小型化できる。また、係合穴７２を適宜な直線状にしてあるため、セクタ７０を単純に支軸７１を中心に円運動させたときよりも、セクタ７０の単純な円運動による回転方向に加えて回転方向以外の方向の動きを加味させることができ、その分、回転方向の必要な回動領域を小さくさせることができ、装置全体が小型化できる。よって、前記係合穴７３が作動ピン２７の移動に伴って移動したときに、前記セクタ７０を効率良く回動させてシャッタ開口５１を開閉する位置に移動する。

一方、図２（Ｃ）に示した第２セクタ６５は従来型の係合穴の構成である。すなわち、第２セクタ６０は、２個の係合穴６７と６８とを備えている。第１の係合穴６８は長穴状であり、作動ピン２７が係合する。一方、第２の係合穴６７は円形状に形成され、この係合穴６７には、基板５０に固定された支軸６６が係合している。よって、作動ピン２７が長穴６８内の移動するのに伴って前記セクタ６５が揺動してシャッタ開口５１を開閉する位置に移動する。

以上のように、本セクタ駆動装置１０は、従来とは逆の係合穴構成を有する第１セクタ６０及び第３セクタ７０と、従来型の係合穴構成を有する第２セクタ６５とを組み合わせて、小型のセクタ駆動装置を実現している。以下では、さらに本セクタ駆動装置１０が備える駆動部を示し、上記各セクタ６０、６５、７０の動作を説明する。

図３（Ａ）は、セクタ駆動装置１０の全体概要を平面視で示した図である。セクタ駆動装置１０は、シャッタ基板５０の背面側にステップモータ１を配置している。ステップモータ１は、中央に配置した両方向に回転可能なロータ２及びこのロータ２の外側に対向するように配置したステータ３を備えている。このロータ２は断面円形で円筒形状を成している。ステータ３は平面形状がＣ字状で一体型に形成され、その内部空間にロータ２を収納する状態で配置されている。なお、図１の上部には、ステータ３のＣ字の開放側が上向きとなる状態でこのステップモータ１を示している。

ロータ２は、Ｎ磁極及びＳ磁極をそれぞれ２個ずつ備えた４磁極構成である。このロータ２は、同一磁極が互いに対向する位置に着磁された永久磁石であり、軸２１回りに両方向へ回動自在に設定されている。上記Ｃ字形状を有するステータ３の両端は、ロータ２の周面に対向するように形成されている。これらのそれぞれが第１磁極１１、第２磁極１２となる。そして、この第１磁極１１及び第２磁極１２の中間位置に第３磁極１３が配置されている。

上記第１磁極１１と第３磁極１３との間には第１のコイル４が、第２磁極１２と第３磁極１３との間には第２のコイル５が、それぞれ巻回されている。第１磁極１１は第１のコイル４が通電されたときに励磁され、第２磁極１２は第２のコイル５が通電されたときに励磁される。これに対して、第３磁極１３は第１のコイル４及び第２のコイル５の両方によって励磁される。

シャッタ基板５０の前面側には、前述した３枚のセクタ６０、６５、７０が基板面に沿うように配置されている。これらのセクタは、シャッタ基板５０側から第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０である。シャッタ基板５０の背面側には上記ステップモータ１が位置している。

この図３（Ａ）では穴の位置は確認できないが、第１セクタ６０は基板５０に設けた支軸６１に係合する前記長穴６２、及びロータ２から延びた作動ピン２７に係合する円形穴６３を備えている。同様に、第３セクタ７０は基板５０に設けた支軸７１に係合する長穴７２、及びロータ２から延びた作動ピン２７に係合する円形穴７３を備えている。また、第２セクタ６５は基板５０に設けた支軸６６に嵌合する円形穴６７、及びロータ２から延びた作動ピン２７に係合する長穴６８を備えている。これらセクタ６０、６５及び７０は、１個の作動ピン２７の動作に伴って、それぞれが独自の軌跡を描いて揺動する。

なお、基板５０の背面側に配置しているステップモータ１のロータ軸２１には、半径方向に延出したアーム部２６が接続されている。このアーム部２６の端部からはシャッタ基板５０側に設けた開口５５を通り反対側まで延在させて、前記作動ピン２７が接続されている。図３（Ｂ）は、上記作動ピン２７の移動軌跡ＣＲについて示した図であり、図２（Ｄ）と対応している。作動ピン２７はロータ２の回転に伴い３６０°の回転が可能であるが、基板５０に形成された開口５５は扇型であり、また、アーム２６の移動を規制する部材２９が配置されている。よって、本例では作動ピン２７は所定範囲ＲＥ内を回動する。

上記のような構成を有する本セクタ駆動装置１０の動作を先に示した図１、並びに図４及び図５を参照して説明する。これらの各図では、シャッタ基板５０の前面側から見て、第１セクタ６０、第２セクタ６５及第３セクタ７０の位置が変化する様子が示されている。なお、これら各図の上部には、ロータ２の回転状態が確認できるようにステップモータ１を示している。

図１は、基板５０に設けた撮影用のシャッタ開口５１を全開とした状態が示されている。このときステップモータ１のロータ２は、回転角０°であるが規制部材２９（図３（Ｂ）参照）により僅かに傾いて停止している。ロータ２のＮ、Ｓ磁極のそれぞれは、ディテントトルクにより第１、第２磁極１１、１２に対向する位置に移動しようとして規制部材２９により規制された状態で保持される。よって、図１に示す状態でコイル４、５への通電を行なわなくとも、この状態を保持できる。

図４は、基板５０に設けた撮影用のシャッタ開口５１を全閉とした状態が示されている。この図４は、図１の状態からロータ２が時計方向に回転した状態であり、作動ピン２７がこれに連動して回動する。この作動ピン２７の回動に伴って第１セクタ６０、第２セクタ６５、第３セクタ７０が所定の軌跡を描いて揺動し、第１セクタ６０及び第２セクタ６５によりシャッタ開口５１が閉じられる。このとき、第１セクタ６０及び第３セクタ７０は係合穴が前述した配置構成であるので単純な円運動をさせたときよりも狭い幅の回動領域で移動することになる。

図５は、基板５０に設けた撮影用のシャッタ開口５１に絞り羽根を位置させて小絞りとした状態を示した図である。この図５は図４の状態からロータ２がさらに時計方向に回転した状態である。作動ピン２７がこれに連動して回動する。この作動ピン２７の回動に伴って第１セクタ６０、第２セクタ６５、第３セクタ７０が所定の軌跡を描いて揺動し、第１セクタ６０及び第２セクタ６５はシャッタ開口５１を開く位置まで遠ざかり、その代わりに第３セクタ７０がシャッタ開口５１を閉じる位置にくる。この第３セクタ７０は絞り開口７５を備えているので、シャッタ開口５１を小絞りとした状態を実現する。このときも第１セクタ６０及び第３セクタ７０は係合穴が前述した配置構成であるので、それぞれの位置に単純な円運動をさせたときよりも狭い幅の回動領域で移動する。

以上本発明の好ましい一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、種々の変形・変更が可能である。上述した実施形態では、第２セクタは従来型の係合穴配置である。このように本セクタ駆動装置は、係合穴の配置構成を変更し効率的に駆動されるセクタと組み合わせて従来型のセクタも使用できる。もちろん、全て係合穴配置を変更したセクタとしてもよいことは言うまもない。

実施形態に係るセクタ駆動装置の各セクタを全開状態としたときの様子を示した図である。 図１に示したセクタ駆動装置に含まれる構成の一部を取り出して示した図である。 実施形態に係るセクタ駆動装置の駆動構成も含めた全体構成図である。 セクタ駆動装置が全閉状態にあるときの様子を示した図である。 セクタ駆動装置が小絞り状態にあるときの様子を示した図である。 従来のセクタ駆動装置について示した図である。

符号の説明

１ 駆動手段（ステップモータ）
１０ セクタ駆動装置
２７ 作動ピン
５１ シャッタ開口
６０ 第１セクタ
６１ 支軸
６２ 長穴状の係合穴
６３ 円形状の係合穴
６５ 第２セクタ
７０ 第３セクタ
７１ 支軸
７２ 長穴状の係合穴
７３ 円形状の係合穴

Claims (2)

1. 所定範囲を往復動する単一の作動部材に係合する第１の係合穴と、シャッタ基板に固定された支軸に係合する第２の係合穴とを有し、前記作動部材の動きに伴って前記シャッタ基板に形成したシャッタ開口を開閉する第１、第２、及び第３セクタを備えた光学機器用セクタ駆動装置であって、
   前記第１及び第３セクタの前記第１の係合穴が前記作動部の回動を許容する略円形であり、
   さらに、前記第１及び第３セクタの前記第２の係合穴は長穴であり、該長穴は前記第１の係合穴が前記作動部材の移動に伴って移動したときに、該第１及び第３セクタを揺動させて前記シャッタ開口を開閉する位置に移動するように形成され、
   前記第２セクタの前記第１の係合穴は、長穴であり、
   前記第２セクタの前記第２係合穴は、略円形であり、
   前記作動部材は、作動ピンを有し、
   前記第１、第２及び第３のセクタの前記第１係合孔は、前記作動ピンに共通に係合し、
   前記シャッタ開口の状態は、全開状態、全閉状態、小絞り状態の順に移行することを特徴とする光学機器用セクタ駆動装置。
2. 請求項１に記載の光学機器用セクタ駆動装置を含むことを特徴とする光学機器。

Images