JP5604246B2

JP5604246B2 - カメラ用羽根駆動装置

Info

Publication number: JP5604246B2
Application number: JP2010217727A
Authority: JP
Inventors: 龍吉白; 雅俊植村
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: TW201214019A; CN102419504B; KR20120032433A; US20120076486A1; JP2012073383A; US8475064B2; CN102419504A

Description

本発明は、カメラのシャッター羽根、絞り羽根等の羽根部材を駆動するカメラ用羽根駆動装置に関するものである。

従来、この種の発明には、放射状に多極磁化された円環状に形成されるとともにその多極磁化された面に溝カムを有する永久磁石ロータと、該ロータを間に挟むようにして配設された二つのステータユニットと、前記溝カムに係合する羽根部材とを備え、前記ステータユニットへの通電によって永久磁石ロータを回転させ、前記溝カムによって羽根部材を開閉動作させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術によれば、前記ステータユニットに供給されるパルス電力の制御によって、前記永久磁石ロータを所定角度回転させて、前記羽根部材を所望とする開口量に調整することができる。

しかしながら、前記従来技術では、多極磁化された円環状のロータ、及び二つのステータを用いることや、前記ロータ面への溝加工等、複雑な構成や加工を要するため、コストの高騰を招く上、全体構成が大型化し易い。
また、前記従来技術では、非通電時に羽根部材を定位置に保持することができず、デジタルカメラやデジタルビデオカメラに適用する上で改善の余地があった。すなわち、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにおいては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device：電荷結合素子)やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）等を保護する観点から、電源投入前の初期状態では、羽根部材が全閉状態であることが好ましい。しかし、前記従来技術では、非通電時に羽根部材を全閉状態に保持することができなかった。

特開昭６２−８０６３６号公報

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、小型で簡素な構造により羽根部材を動作させることができる上、その羽根部材を非通電時には定位置に保持することができるカメラ用羽根駆動装置を提供することである。

上記課題を解決するための技術的手段は、光路用の開口部を有する地板と、該地板に支持されて前記開口部を開閉するように動作する羽根部材と、前記地板に対し回動するように設けられた駆動リングとを備え、回動する前記駆動リングに連動させて前記羽根部材を動作するようにしたカメラ用羽根駆動装置において、
前記駆動リングに、永久磁石を設け、
前記地板の駆動リング側の面に、通電することにより電磁力を発生させるコイルを設けるとともに、同地板における前記駆動リング側の面とは反対側の面に、前記永久磁石を吸引する磁性部材を設け、該コイルの非通電時に前記永久磁石と前記磁性部材との間に生じる磁気力により前記駆動リングを所定位置に保持するようにしたことを特徴とする。

また、特に好ましい具体的手段としては、前記コイルの非通電時に、前記永久磁石が前記磁性部材に吸引されて、前記羽根部材が全閉状態又は全開状態に保持されるようにする。

さらに、全閉状態又は全開状態の羽根部材の静止安定性を向上するためには、前記コイルの非通電時に、前記永久磁石が前記磁性部材に吸引されるとともに、前記羽根部材の閉鎖方向又は開放方向の動作が、前記地板に設けられた規制部により規制されて、前記羽根部材が全閉状態又は全開状態に保持されるようにする。

さらに、比較的小型な構造によって駆動リングの回転トルクを増強するためには、前記永久磁石、前記コイル及び前記磁性部材を、前記駆動リングの外周に沿って複数組設ける。

さらに、駆動リングの回転バランスを良好にするためには、複数組の前記永久磁石、前記コイル及び前記磁性部材のうち、少なくとも一組と他の一組とは、前記開口部を挟む位置であって且つ前記羽根部材の支持箇所に干渉しない位置に設けられる。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような作用効果を奏する。
コイルへの通電状態には、コイルに発生する電磁力によって駆動リング及び永久磁石が回動するため、その回動する駆動リングに連動させて、羽根部材を動作させることができる。また、コイルへの非通電状態には、永久磁石が磁性部材に吸引されるため、駆動リング及び羽根部材を所定位置に保持することができる。
よって、小型で簡素な構造により、羽根部材を動作させることができる上、その羽根部材を非通電時には定位置に保持することができる。

本発明に係るカメラ用羽根駆動装置の一例を示す分解斜視図である。同カメラ用羽根駆動装置の全閉状態を示す平面図である。同カメラ用羽根駆動装置の要部断面図である。同カメラ用羽根駆動装置の中途開放状態を示す平面図である。同カメラ用羽根駆動装置の全開状態を示す平面図である。同カメラ用羽根駆動装置において、永久磁石、コイル、磁性部材などの位置関係を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜６は、本発明に係るカメラ用羽根駆動装置をカメラ用絞り装置に適用した一例を示している。
カメラ用羽根駆動装置１は、光路となる開口部１０ａを有する地板１０と、該地板１０に支持されて前記開口部１０ａを開閉するように動作する複数（図示例によれば５つ）の羽根部材２０と、地板１０に対し回動するように設けられた駆動リング３０と、地板１０との間に羽根部材２０及び駆動リング３０を挟むようにして設けられたカバー部４０とを備え、回動する駆動リング３０に連動させて複数の羽根部材２０を開閉動作するように構成される。
そして、このカメラ用羽根駆動装置１は、地板１０にコイル１１及び磁性部材１２を設けるとともに、駆動リング３０に永久磁石３１を設けており、コイル１１の通電時には、コイル１１と永久磁石３１との間に作用する電磁力によって駆動リング３０を回動させ、コイル１１の非通電時には、永久磁石３１と磁性部材１２との間の磁気吸引力によって駆動リング３０を所定位置に保持するようにしている。

各構成要素について詳細に説明すれば、地板１０は、合成樹脂材料からなり、中心部に光路となる開口部１０ａを有する円盤状に形成される。
この地板１０の一方の面における開口部１０ａの周りには、駆動リング３０の回動軸として作用する環状軸１０ｂと、駆動リング３０の摩擦抵抗を軽減するための環状レール１０ｃが設けられる。
環状軸１０ｂは、開口部１０ａの内縁に沿って光軸方向へ突出する環状の突起であり、駆動リング３０の内周面と嵌り合って、駆動リング３０を回動自在に支持する。
環状レール１０ｃは、環状突起１１の周囲に設けられた環状の突起であり、駆動リング３０に対し、径方向において部分的に接触して摩擦抵抗を軽減する。この環状レール１０ｃは、周方向に間隔を置いて配設された複数の突起に置換することも可能である。

さらに、地板１０における環状レール１０ｃの周囲には、羽根部材２０を環装するための支持軸１０ｄや、羽根部材２０の開閉動作を規制するための２種類の規制部１０ｅ，１０ｆ（図２，４及び５参照）が形成されている。

支持軸１０ｄは、円柱状の突起であり、開口部１０ａの周囲において周方向に一定間隔を置いて複数（図示例によれば５つ）設けられる。

一方の規制部１０ｅは、地板１０面から略垂直に立ち上がった壁面であり、羽根部材２０が全開した際に、駆動リング３０の突出部３０ａに当接して、駆動リング３０の閉鎖方向への回動を規制する（図５参照）。

他方の規制部１０ｆは、地板１０面から突出する突起であり、全閉した際の羽根部材２０羽根部材２０に当接して、羽根部材２０の閉鎖方向への回動を規制する。
この規制部１０ｆは、全ての羽根部材２０に対応させるよう設けてもよいが、必ずしも全てである必要はない。ただし、全閉状態における静止安定性を向上する観点から、全ての羽根部材２０のうちの少なくとも半数以上（図示例によれば３つ）に対応して設けられるのが好ましい。
図示例によれば、規制部１０ｆは、周方向に隣接する支持軸１０ｄ，１０ｄの間に位置するようにして、開口部１０ａを挟む一方側に１つ、その他方側に２つ設けられる。

そして、地板１０における駆動リング３０側の面には、複数（図示例によれば２つ）のコイル１１が固定され、その裏面側には、コイル１１と同数の磁性部材１２が固定される。
コイル１１は、中空部を有する略矩形状に巻回された導線である。図示例においては位置決めするため、前記中空部を、地板１０面に形成された凸部１０ｇと嵌合するようにして固定される。
図示例によれば、二つのコイル１１は、開口部１０ａを挟むようにして両側に位置するとともに、羽根部材２０の支持箇所（支持軸１０ｄ）及び規制部１０ｆに干渉しないように設けられる（図２、４及び５参照）。
尚、コイル１１の形状は径方向の辺と半径方向とを揃え、周方向の外側辺を内側辺より長くした、略扇状とすることが好ましい。

また、磁性部材１２は、例えば鉄、ニッケル、酸化クロム・コバルト・フェライト等の磁性体からなる平板状の部材であり、地板１０の裏面側に形成された凹部１０ｈ（図３参照）において位置決めされる。
この磁性部材１２は、コイル１１の非通電時に、駆動リング３０の永久磁石３１を吸引して、駆動リング３０に係合する羽根部材２０を全閉状態に保持するように、その位置が設定される。図示例についてより具体的に説明すれば、この磁性部材１２は、コイル１１における、駆動リング３０の閉鎖回転方向側（図６によれば右端側）の導線部分１１ａに対向するように設けられる（図２，４及び５参照）。

また、駆動リング３０は、合成樹脂材料により形成された略円環状の平板であり、地板１０の環状軸１０ｂに嵌まり合う軸孔３０ｂを有する。この駆動リング３０の外周部には、遠心方向へ突出する複数（図示例によれば２つ）の突出部３０ａを有する。また、駆動リング３０における反地板側の面には、羽根部材２０に係合するための駆動突起３０ｃが複数設けられる。

突出部３０ａには、貫通状の嵌合孔３０ａ１が設けられ、該嵌合孔３０ａ１に永久磁石３１が嵌合される。この突出部３０ａ及び永久磁石３１は、コイル１１と同数設けられ、それぞれが、コイル１１と対向するように配置される。

駆動ピン３０ｃは、駆動リング３０の周方向において等間隔に位置するように複数（図示例によれば５つ）設けられる。各駆動ピン３０ｃは、円柱軸状の突起であり、後述する羽根部材２０に遊挿される。

永久磁石３１は、二つの永久磁石を組み合わせることで、図６に示すように、表面側と裏面側とで極性が逆になり、且つ駆動方向の一方側と他方側で極性が逆になるように構成される。
この永久磁石３１の磁力は、羽根部材２０の全開状態（図５参照）においてコイル１１を非通電にした場合に、該永久磁石３１と磁性部材１２との間に生じる磁気吸引力によって、駆動リング３０が回動して羽根部材２０が全閉するように、適宜に設定されている。

また、羽根部材２０は、一端側に地板１０の支持軸１０ｄに環装される円形状の軸孔２０ａを有するとともに、その他端側に、開口部１０ａに臨んで該開口部１０ａの開口面積を変化させる遮光部２０ｂを有する薄板状の部材である。
この羽根部材２０における軸孔２０ａと遮光部２０ｂの間には、駆動リング３０の駆動ピン３０ｃに係合する長孔状の駆動孔２０ｃが設けられる。この駆動孔２０ｃは、各羽根部材２０が、駆動ピン３０ｃの円弧状の運動に追従してスムーズに回動するように、駆動ピン３０ｃの運動方向と交差する方向へ長く形成されている。

さらに、羽根部材２０における閉鎖回転方向側には、当該羽根部材２０が閉鎖方向へ回動した際に地板１０の規制部１０ｆに当接して、羽根部材２０の閉鎖方向の回転量を規制する規制突部２０ｄが設けられる。
なお、複数（図示例によれば５つ）の羽根部材２０のうち、前記規制突部２０ｄに当接する羽根部材２０は一部（図示例によれば３つ）のみである。他の羽根部材２０については、駆動リング３０を介して前記一部の羽根部材２０に連動することで、閉鎖方向の回転量が規制されることになる。

また、カバー部４０は、地板１０との間に駆動リング３０及び羽根部材２０を挟むようにして、地板１０に止着される円盤状の部材である。
このカバー部４０には、その中心部で開口部１０ａへ連通する貫通孔４０ａや、各羽根部材２０を貫通した支持軸１０ｄの先端側を支持する回転軸支持孔４０ｂ、羽根部材２０に遊挿された駆動ピン３０ｃを円弧状に往復運動可能に支持する駆動突起支持孔４０ｃ等が設けられる。

また、このカバー部４０には、貫通状のセンサ嵌合孔４０ｄが設けられ、このセンサ嵌合孔４０ｄには、駆動リング３０及び永久磁石３１の回転方向の位置を検出する回転位置センサ４１が嵌合され固定される。
回転位置センサ４１は、ホール効果を利用して永久磁石３１の磁界を検出する所謂ホールセンサである。
この回転位置センサ４１は、当該カメラ用羽根駆動装置１がカメラ等に装着された状態では、図示しない制御回路に電気的に接続され、該制御回路に対し、永久磁石３１の磁界の強さに応じた電気信号を送信する。

次に、上記構成のカメラ用羽根駆動装置１について、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
先ず、コイル１１への通電が行われていない非通電の状態を初期状態とする。この状態では、永久磁石３１がその磁力によって地板１０の磁性部材１２方向へ吸引されるため（図６（ａ）参照）、駆動リング３０が一方向（図示例によれば反時計方向）へ回動する。そして、回動する駆動リング３０の駆動ピン３０ｃによって、複数の羽根部材２０が、それぞれ閉鎖方向（図示例によれば時計方向）へ回動する。したがって、これら複数の羽根部材２０の遮光部２０ｂによって開口部１０ａが全閉される（図２参照）。
この全閉状態は、複数の羽根部材２０のうちの一部（図示例によれば３つ）が規制部１０ｆに当接することにより、安定した静止状態に保持される。
この際、複数の羽根部材２０のうち、規制部１０ｆに当接しない羽根部材２０（図示例によれば２つの羽根部材２０）は、回動を停止した駆動リング３０との係合によって静止状態に保持される。

また、コイル１１への通電が行われた際には、コイル１１の周囲に発生する磁界の作用によって、駆動リング３０及び永久磁石３１が他方向（図示例によれば時計方向）へ回動する。そして、回動する駆動リング３０の駆動ピン３０ｃによって、複数の羽根部材２０が、それぞれ開放方向（図示例によれば反時計方向）へ回動する。したがって、複数の羽根部材２０によって閉鎖されていた開口部１０ａが開放される。
この際、回転位置センサ４１のフィードバック信号に応じてコイル１１へ通電される電力や電流の向きを適宜に制御すれば、図４に示すように、開口部１０ａを任意の開放量（開口面積）とした状態で、羽根部材２０及び駆動リング３０を停止することができる。

また、コイル１１への通電により、図５に示すように、複数の羽根部材２０を全開した場合には、駆動リング３０における一方の突出部３０ａが、地板１０の規制部１０ｅに当接することで、その全開状態が安定した静止状態に保持される。

また、複数の羽根部材２０を再度閉鎖動作するには、コイル１１へ逆電流を通電する。もしくは、コイル１１を通電を断つことで非通電状態にしてもよい。
すなわち、コイル１１に対し、開放動作時とは正負が逆の電流を通電すれば、コイル１１の周囲に発生する磁界の作用により、駆動リング３０及び永久磁石３１が上記一方向（図示例によれば反時計方向）へ回動するため、複数の羽根部材２０をそれぞれ閉鎖方向（図示例によれば時計方向）へ回動させることができる。
また、コイル１１を非通電状態にした場合にも、永久磁石３１と磁性部材１２との間の磁気吸引力によって、駆動リング３０及び永久磁石３１が上記一方向（図示例によれば反時計方向）へ回動するため、複数の羽根部材２０をそれぞれ閉鎖方向（図示例によれば時計方向）へ回動させることができる。
前記閉鎖動作を逆電流の通電により行うか、コイル１１への通電を断つ非通電によって行うかは、当該カメラ用羽根駆動装置１の用途等に応じて選択が可能であり、例えば、複数の羽根部材２０を敏速に閉鎖動作する必要がある場合等には、前者のように逆電流により閉鎖動作を行うことが好ましい。

よって、本実施の形態のカメラ用羽根駆動装置１によれば、小型で簡素な構造の永久磁石３１、コイル１１及び磁性部材１２を用いて、複数の羽根部材２０を開閉動作させることができる上、これら羽根部材２０を、非通電時には全閉位置に保持することができ、ひいては、当該カメラ用羽根駆動装置１を適用したデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等において、非通電時に羽根部材２０を全閉することでＣＣＤやＣＭＯＳ等を保護することができる。

なお、上記実施の形態によれば、非通電時に羽根部材２０を全閉状態に保持する構成としたが、他例としては、非通電時に羽根部材２０を全開状態に保持する構成としてもよい。この場合には、磁性部材１２を、コイル１１における、駆動リング３０の開放回転方向寄り（図６によれば左寄り）に配置すればよい。
さらに、他例としては、非通電時に羽根部材２０を中途開放状態に保持する構成とすることも可能であり、この場合には、磁性部材１２を、コイル１１の中心部や該中心部の近傍等、羽根部材２０が所望の開放量となる位置に設ければよい。

また、上記実施の形態によれば、永久磁石３１、コイル１１及び磁性部材１２を、駆動リング３０の外周に沿って２組設けたが、他例としては、１組としたり、３組以上とすることも可能である。
特に、比較的小型な構成によって高トルクを得られるようにするためには、永久磁石３１、コイル１１及び磁性部材１２を２以上設けることが好ましく、この場合、駆動リング３０の回転バランスを良好にする観点から、複数組の永久磁石３１、コイル１１及び磁性部材１２のうち、少なくとも一組と他の一組とは、開口部１０ａを挟む位置であって且つ羽根部材２０の支持箇所（支持軸１０ｄ）に干渉しない位置に設けるのが好ましい。

また、上記実施の形態によれば、磁性部材１２を磁性体としたが、磁性部材１２の他例としては、磁性体を含む合成樹脂材料やゴム材料等とすることも可能である。さらに、磁性部材１２の他例としては、駆動リング３０の永久磁石３１を吸引するように極性を配置した他の永久磁石とすることも可能である。

また、本発明に係るカメラ用羽根駆動装置は、上記実施の形態によれば、カメラ用絞り装置に適用した好ましい一例を示したが、他例としては、カメラ用シャッタ装置に適用することも可能である。

１：カメラ用羽根駆動装置
１０：地板
１０ａ：開口部
１０ｄ：支持軸（羽根部材の支持箇所）
１１：コイル
１２：磁性部材
２０：羽根部材
３０：駆動リング
３１：永久磁石
４１：回転位置センサ

Claims

光路用の開口部を有する地板と、該地板に支持されて前記開口部を開閉するように動作する羽根部材と、前記地板に対し回動するように設けられた駆動リングとを備え、回動する前記駆動リングに連動させて前記羽根部材を動作するようにしたカメラ用羽根駆動装置において、
前記駆動リングに、永久磁石を設け、
前記地板の駆動リング側の面に、通電することにより電磁力を発生させるコイルを設けるとともに、同地板における前記駆動リング側の面とは反対側の面に、前記永久磁石を吸引する磁性部材を設け、該コイルの非通電時に前記永久磁石と前記磁性部材との間に生じる磁気力により前記駆動リングを所定位置に保持するようにしたことを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
前記コイルの非通電時に、前記永久磁石が前記磁性部材に吸引されて、前記羽根部材が全閉状態又は全開状態に保持されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のカメラ用羽根駆動装置。
前記コイルの非通電時に、前記永久磁石が前記磁性部材に吸引されるとともに、前記羽根部材の閉鎖方向又は開放方向の動作が、前記地板に設けられた規制部により規制されて、前記羽根部材が全閉状態又は全開状態に保持されるようにしたことを特徴とする請求項２記載のカメラ用駆動装置。
前記永久磁石、前記コイル及び前記磁性部材を、前記駆動リングの外周に沿って複数組設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカメラ用羽根駆動装置。
複数組の前記永久磁石、前記コイル及び前記磁性部材のうち、少なくとも一組と他の一組とは、前記開口部を挟む位置であって且つ前記羽根部材の支持箇所に干渉しない位置に設けられていることを特徴とする請求項４記載のカメラ用羽根駆動装置。