JP2019032570A - カメラ用フォーカルプレーンシャッタおよびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタ幕の応答性の向上およびシャッタ幕の駆動電力の低減を図ることができるカメラ用フォーカルプレーンシャッタおよびカメラを提供する。【解決手段】カメラ用フォーカルプレーンシャッタ１は、地板２１０に設けられた開口２１１を開閉するように動作するシャッタ幕１５０と、地板２１０に設けられた軸部に回転可能に支持され、シャッタ幕１５０に連結されたアーム１４１、１４２と、アーム１４１、１４２に連結された駆動ギア１３１と、アーム１４１、１４２および駆動ギア１３１によりシャッタ幕１５０を動作させるアクチュエータ１２０と、を備える。アクチュエータ１２０は、ヨーク１２２と、コイル１２１と、回転子１２３と、回転子１２３に固定され、回転子１２３とともに回転軸周りに回転可能であり、駆動ギア１３１に噛合する出力ギア１２４と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、カメラ用フォーカルプレーンシャッタおよびカメラに関する。

カメラ用フォーカルプレーンシャッタは、一般的に、被写体からの光を固体撮像素子へ照射させるための開口が設けられた地板と、開口の開閉を変更可能に地板に取り付けられる羽根群から構成されるシャッタ幕とを備える。シャッタ幕は、例えば、コイルで発生した磁力によりロータ（回転子）を回転させるアクチュエータを利用して駆動される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、近時のカメラでは、例えば、イメージセンサの大型化、シャッタースピードの高速化などの要望がある。大型のイメージセンサが搭載される場合、通常、地板の開口もイメージセンサの大きさに応じて大きくなり、それを開閉するための羽根も大きくなり、その分、羽根が重たくなる。そのため、アクチュエータによって羽根を駆動するための駆動力の増加が必要となることがある。また、高速のシャッタースピードを実現するために、羽根の移動加速度を大きくすることが望まれることが多い。そのため、アクチュエータによって羽根を駆動するための駆動力の増加が必要となることがある。この駆動力を増加させる方法として、アクチュエータを構成する回転子およびヨークを大きくすることが考えられる。

特開２０１２−２１５６５８号公報

しかしながら、回転子およびヨークが大きくなると、一般的にディテントトルクが増大し、その結果、シャッタ幕の応答性が低下したり、シャッタ幕を駆動するために必要となる駆動電力が増大したりする虞がある。ここで、ディテントトルクとは、コイルからの電磁力が発生していない状態即ちヨークを励磁していない状態において回転子とヨークとの間に働く吸引力のことである。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、シャッタ幕の応答性の向上およびシャッタ幕の駆動電力の低減を図ることができるカメラ用フォーカルプレーンシャッタおよびカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタは、
地板に設けられた開口を開閉するように動作するシャッタ幕と、
前記地板に設けられた軸部に回転可能に支持され、前記シャッタ幕に連結されたアームと、
前記アームに連結された駆動ギアと、
前記アームおよび前記駆動ギアにより前記シャッタ幕を動作させるアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータは、
ヨークと、
前記ヨークに巻かれたコイルと、
前記コイルに通電したときに前記ヨークから作用する磁力により、回転軸を中心に回転して前記シャッタ幕を動作させる回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子とともに前記回転軸周りに回転可能であり、前記駆動ギアに噛合する出力ギアと、を有し、
前記ヨークは、
第１サブヨークと、
前記第１サブヨークから前記回転子の回転軸方向に離間して配置されており、永久磁石が設けられた第２サブヨークと、を有し、
前記永久磁石は、
Ｎ極とＳ極との並び方向が前記第２サブヨークと前記回転子とにより形成されうる１つの閉じた磁路に沿うように配置される。

また、前記駆動ギアは、
前記出力ギアと噛合する歯が設けられた本体部と、
前記本体部から延出し前記アームに連結される延出部と、を有する、ものであってもよい。

また、前記ヨークは、前記地板の厚さ方向において、前記駆動ギアの少なくとも一部と重なっている、ものであってもよい。

また、前記出力ギアは、回転軸周りに円弧状に並設された複数の第１歯を有し、
前記駆動ギアは、回転軸周りに円弧状に並設された複数の第２歯を有し、
前記複数の第１歯が、前記複数の第２歯に噛合している、ものであってもよい。

他の観点から見た本発明に係るカメラは、
上記カメラ用フォーカルプレーンシャッタと、
１つ又は複数のレンズを含むレンズ部と、
撮影時に、前記カメラ用フォーカルプレーンシャッタの動作を制御する制御部と、
前記カメラ用フォーカルプレーンシャッタの動作に応じてレンズ部を通じて結像した光を電気信号に変換する固体撮像素子と、を備える。

本発明によれば、第２サブヨークに永久磁石が設けられている。この永久磁石からの磁力は、永久磁石の向きが適宜設定されることにより、撮影時の回転方向へ回転子を付勢することになる。従って、永久磁石が設けられていない場合よりも、撮影時の回転子の初動を早くすることができる。従って、シャッタ幕の応答性の向上を図ることが可能になる。

また、撮影時にシャッタ幕を動作させる間は、コイルからの電磁力だけでなく、永久磁石からの磁力をも用いて回転子を回転させることができるので、永久磁石が設けられていない場合よりも、小さい電力でヨークの磁束密度を飽和させることができる。従って、シャッタ幕の駆動電力の低減を図ることが可能になる。

実施の形態に係るカメラの斜視図である。 実施の形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの分解斜視図である。 実施の形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの正面図である。 実施の形態に係るシャッタ幕、アクチュエータ、駆動ギアおよび出力ギアの正面図である。 実施の形態に係るシャッタ幕、アクチュエータ、駆動ギアおよび出力ギアの図４のＡ−Ａ線における断面矢視図である。 実施の形態に係る制御装置の回路図である。 実施の形態に係るアクチュエータの動作説明図である。 実施の形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの動作説明図である。 実施の形態に係るアクチュエータの動作説明図である。 実施の形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの動作説明図である。 実施の形態に係るアクチュエータの動作説明図である。 変形例に係るアクチュエータの平面図である。 変形例に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタの正面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係るカメラ１０００は、図１に示すように、カメラ用フォーカルプレーンシャッタ１と、制御装置３と、固体撮像素子５と、これらを収納する筐体１００１と、１つ又は複数のレンズを含むレンズ部１０２０と、を備える。カメラ１０００は、ディジタルカメラやスチルカメラ等である。筐体１００１には、撮影時にユーザにより操作される操作釦１０１０が設けられている。制御装置３は、カメラ１０００全体の動作を制御する装置であって、プロセッサ、メモリなどから構成される。制御装置３は、例えば、撮影時に操作釦１０１０が押下されると、カメラ用フォーカルプレーンシャッタ１を動作させる。固体撮像素子５は、レンズ部１０２０を通じて結像した光を電気信号に変換する素子であって、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサ等から構成される。なお、本実施の形態では、カメラ用フォーカルプレーンシャッタ１が、単幕式であるものとして説明する。

カメラ用フォーカルプレーンシャッタ１は、図２に示すように、いわゆるスクエア型シャッタであって、地板２１０とシャッタ幕１５０とアーム１４１、１４２と駆動ギア１３１とアクチュエータ１２０とホルダ２２０とを備える。

地板２１０は、その一部に平面視矩形状の開口２１１を有する。地板２１０における、開口２１１の外周部には、図３に示すように、アーム１４１、１４２を旋回可能に支持する軸部１４３、１４４が設けられている。また、地板２１０は、後述の駆動ギア１３１を回転可能に支持する軸部１４３を有する。

シャッタ幕１５０は、複数の羽根から構成され、本実施の形態では４枚の羽根１５１、１５２、１５３、１５４から構成される。シャッタ幕１５０は、アーム１４１、１４２に連結されており、撮影時にアーム１４１が軸部１４３を中心に旋回するとともにアーム１４２が軸部１４４を中心に旋回することに連動して平面視で上下に移動する。

詳細には、シャッタ幕１５０は、重畳状態から、羽根１５１、１５２、１５３、１５４それぞれが移動することにより、開口２１１の一部を覆った状態となる。その状態から更に羽根１５１、１５２、１５３、１５４が移動すると、シャッタ幕１５０は展開状態となり開口２１１を全閉した状態となる。

重畳状態とは、平面視で地板２１０の開口２１１の外周部に複数の羽根１５１、１５２、１５３、１５４が重なり合った状態である。重畳状態では、開口２１１は、平面視で全体が開いている。

展開状態とは、平面視で、複数の羽根１５１、１５２、１５３、１５４が展開して地板２１０の開口２１１を覆った状態である。展開状態では、開口２１１は、平面視ですべてが覆われている全閉状態となる。図３は、シャッタ幕１５０が展開状態であるときを示している。

アーム１４１および１４２には、シャッタ幕１５０が連結されている。アーム１４１は、地板２１０に設けられた軸部１４３に回転可能に支持されている。アーム１４２は、地板２１０に設けられた軸部１４４に回転可能に支持されている。アーム１４１は、図３に示すように、ピン１４１ａを介して羽根１５１に連結され、ピン１４１ｂを介して羽根１５２に連結され、ピン１４１ｃを介して羽根１５３に連結され、ピン１４１ｄを介して羽根１５４に連結されている。また、アーム１４２は、ピン１４２ａを介して羽根１５１に連結され、ピン１４２ｂを介して羽根１５２に連結され、ピン１４２ｃを介して羽根１５３に連結され、ピン１４２ｄを介して羽根１５４に連結されている。

アクチュエータ１２０は、図４に示すように、ヨーク１２２と、ヨーク１２２の一部に巻かれたコイル１２１と、回転軸Ｊ２を中心に回転してシャッタ幕１５０を動作させる回転子１２３と、を有する。コイル１２１は、導電線を介して制御装置３に接続されている。回転子１２３は、コイル１２１に通電したときにヨーク１２２から作用する磁力により回転する。コイル１２１は、銅等の導電性材料から形成されている。回転子１２３は、Ｎ極とＳ極とがその回転軸Ｊ２に直交する方向に並ぶように着磁された磁石から形成されている。

ヨーク１２２は、図２および図５に示すように、第１サブヨーク１２２ａと、一部に永久磁石１２２ｄが埋設され、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３の回転軸Ｊ２方向に離間して配置された第２サブヨーク１２２ｂと、を有する。また、ヨーク１２２は、第１サブヨーク１２２ａと第２サブヨーク１２２ｂとの間に介在して、第１サブヨーク１２２ａの電磁場と第２サブヨーク１２２ｂの電磁場とを互いに遮蔽する遮蔽部材１２２ｃを有する。これにより、第１サブヨーク１２２ａ内の磁束の損失を低減することができるので、コイル１２１で発生する電磁力の利用効率を向上させることができ、コイル１２１へ供給すべき電力を低減することができる。

第１サブヨーク１２２ａは、長尺で断面略矩形の柱状であり、互いに平行に配置された２つの脚片１２５ａと、断面略矩形の柱状であり、２つの脚片１２５ａそれぞれの一端部同士を連結する連結片１２５ｂと、を有し、全体として略Ｃ字状の形状を有する。そして、回転子１２３の回転軸Ｊ２方向における一端側（図５の−Ｚ方向側）の部位が、２つの脚片１２５ａの他端部の間に位置している。第１サブヨーク１２２ａは、磁性材料から形成されている。

また、第２サブヨーク１２２ｂも、平面視で第１サブヨーク１２２ａと略同じ形状を有し、互いに平行に配置された２つの脚片１２６ａと、２つの脚片１２６ａそれぞれの一端部同士を連結する連結片１２６ｂと、を有する。そして、回転子１２３の回転軸Ｊ２方向における他端側（図５の＋Ｚ方向側）の部位が、２つの脚片１２６ａの他端部の間に位置している。第２サブヨーク１２２ｂは、磁性材料から形成されている。また、図５に示すように、第１サブヨーク１２２ａの厚さ（第１厚さ）Ｗ１は、第２サブヨーク１２２ｂの厚さ（第２厚さ）Ｗ２に比べて厚く設定されている。つまり、第１サブヨーク１２２ａの断面積は、第２サブヨーク１２２ｂの断面積よりも大きく設定されている。ここにおいて、第１サブヨーク１２２ａ、第２サブヨーク１２２ｂに形成される磁路に対応する磁気回路の起磁力が同じであれば、第１サブヨーク１２２ａを流れる磁束の磁束密度が、第２サブヨーク１２２ｂを流れる磁束の磁束密度よりも大きくなる。厚さＷ１、Ｗ２の比率は、コイル１２１に通電していない状態で、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に作用する力（ディテントトルク）が、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力に比べて大きくなるように設定されている。これにより、コイル１２１に通電していない状態で、回転子１２３に作用するディテントトルクを弱めつつシャッタ幕１５０を重畳状態で維持することができる。

永久磁石１２２ｄは、そのＮ極とＳ極との並び方向が第２サブヨーク１２２ｂと回転子１２３とにより形成されうる１つの閉じた磁路に沿うように配置されている。ここで、Ｎ極とＳ極との並び方向とは、言い換えると永久磁石１２２ｄの着磁方向のことである。この１つの閉じた磁路は、回転子１２３から２つの脚片１２６ａの一方の脚片１２６ａ、連結片１２６ｂ、他方の脚片１２６ｂを通って回転子１２３に戻る経路を有する。永久磁石１２２ｄは、Ｎ極とＳ極との並び方向が２つの脚片１２６ａの一方から他方に向かう方向（図４の＋Ｘ方向）に一致するように連結片１２６ｂに埋設されている。遮蔽部材１２２ｃは、樹脂材料等の非磁性体を材料として作られる。遮蔽部材１２２ｃは、平面視で第１サブヨーク１２２ａ、第２サブヨーク１２２ｂと略同じ形状を有する。

駆動ギア１３１は、アーム１４１を駆動するためのものであり、アーム１４１と一体に設けられ、回転軸Ｊ１が軸部１４３の中心軸に一致している。駆動ギア１３１は、アーム１４１におけるシャッタ幕１５０に連結される側と反対側の基端部に固定されている。駆動ギア１３１は、図２に示すように、内側に軸部１４３が挿通される挿通孔１３１ａを有し、駆動ギア１３１が回転軸Ｊ１で回転するとそれに伴いアーム１４１が軸部１４３周りに旋回する。

出力ギア１２４は、アクチュエータ１２０が発生するトルクを駆動ギア１３１に伝達するためのギアである。本実施の形態に係る出力ギア１２４は、嵌め合いにより回転子１２３に固定されており、これによって、回転子１２３と連動して回転する。出力ギア１２４は、円弧状に設けられた歯を有し、この歯が、駆動ギア１３１に噛合している。

このような構成によれば、回転子１２３が回転すると、出力ギア１２４は、回転子１２３の回転軸Ｊ２を中心に回転し、出力ギア１２４の出力が駆動ギア１３１に伝達される。駆動ギア１３１が回転すると、駆動ギア１３１に固定されたアーム１４１は、駆動ギア１３１が回転軸Ｊ１周りに旋回する。すると、シャッタ幕１５０が、アーム１４１の旋回に伴って移動する。回転子１２３が反時計回りに回転すると、シャッタ幕１５０の状態が重畳状態から展開状態へ移行する。一方、回転子１２３が時計回りに回転すると、シャッタ幕１５０の状態が展開状態から重畳状態へ移行する。

ホルダ２２０は、アクチュエータ１２０を保持する。ホルダ２２０は、接着剤等により地板２１０に固定されている。ホルダ２２０は、合成樹脂等から形成される。ホルダ２２０は、図２に示すように、ホルダ本体２２０ａと蓋部２２０ｂとから構成される。ホルダ本体２２０ａは、アクチュエータ１２０の回転子１２３を回転可能に支持する軸部２２３を有する。ホルダ本体２２０ａにおける蓋部２２０ｂに対向する側には、螺子孔２２０ｃが設けられており、蓋部２２０ｂにおける螺子孔２２０ｃに対応する位置に貫通孔２２０ｄが設けられている。蓋部２２０ｂは、貫通孔２２０ｄに挿通された螺子２２１が螺子孔２２０ｃに螺子止めされることによりホルダ本体２２０ａに固定される。

次に、制御装置３の構成について説明する。制御装置３は、コイル１２１に電流を供給することにより、シャッタ幕１５０の状態を制御する。図６に示すように、制御装置３は、カメラ用フォーカルプレーンシャッタ１を駆動する駆動回路３２０と、駆動回路３２０を制御する制御回路３１０と、駆動回路３２０および制御回路３１０へ電力を供給する電池３００と、を備える。

電池３００は、例えば最高３．２Ｖから最低２．２Ｖまでの範囲内の電圧を駆動回路３２０および制御回路３１０に供給する電源である。

駆動回路３２０は、コイル１２１に流れる電流の向きを切り替える機能を有し、４つのトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３、Ｔｒ１４を含むブリッジ構成の回路から構成される。ここで、コイル１２１に電流が図６の左側から右側に向かって流れる場合、ヨーク１２２は、図３および図４における＋Ｚ方向側がＮ極、−Ｚ方向側がＳ極となるように励磁されるものとする。また、コイル１２１に電流が図６の右側から左側に向かって流れる場合、ヨーク１２２は、図３および図４における−Ｚ方向側がＮ極、＋Ｚ方向側がＳ極となるように励磁されるものとする。

制御回路３１０は、駆動回路３２０が備えるトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３、Ｔｒ１４を個別に制御する。制御回路３１０は、カメラ１０００に設けられた操作釦１０１０を有する入力装置（図示せず）に接続されている。入力装置は、ユーザにより操作釦１０１０が押下されると、シャッタ幕１５０を構成する羽根１５１、１５２、１５３、１５４を駆動するよう指令する撮影指示信号を制御回路３１０へ出力する。制御回路３１０は、撮影指示信号の入力に応じてシャッタ幕１５０を重畳状態から展開状態へまたは展開状態から重畳状態へ移動させる。

次に、本実施の形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタ１の動作について説明する。まず、撮影前は、制御回路３１０からアクチュエータ１２０のコイル１２１へ電流が供給されていないいわゆる無通電状態である。この状態では、第１サブヨーク１２２ａにおいて、図７（ａ）に示すように、回転子１２３のＮ極から出て回転子１２３のＳ極に入る磁力線ＭＰ１１で表される磁場が支配的になっている。この場合、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に対して、図７（ａ）の＋Ｚ方向から見て時計回りに回転させる方向のディテントトルクが作用している（矢印ＡＲ１１参照）。一方、第２サブヨーク１２２ｂでは、図７（ｂ）に示すように、永久磁石１２２ｄは、Ｎ極とＳ極との並び方向（図４の＋Ｘ方向）が連結片１２６ｂの延長方向に一致するように連結片１２６ｂに埋設されている。第２サブヨーク１２２ｂにおいて、永久磁石１２２ｄのＮ極から出て回転子１２３のＳ極に入り、回転子１２３のＮ極から出て永久磁石１２２ｄのＳ極に入る磁力線ＭＰ１２で表される磁場が支配的になっている。これにより、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に対して、図７（ｂ）の＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転させる方向への力が作用している（矢印ＡＲ１２参照）。

前述のように、第１サブヨーク１２２ａの厚さＷ１は、第２サブヨーク１２２ｂの厚さＷ２に比べて厚く設定されている。これにより、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に作用するディテントトルクは、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力に比べて大きくなっている。従って、図８に示すように、回転子１２３および出力ギア１２４に対して＋Ｚ方向から見て時計回りに回転させる方向の力が作用し（矢印ＡＲ１３参照）、駆動ギア１３１に＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転させる方向の力が作用する（矢印ＡＲ１４参照）。これによりシャッタ幕１５０は重畳状態で維持される。

撮影時に操作釦１０１０が押下されると、制御回路３１０は、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１４をオンにしトランジスタＴｒ１２、Ｔｒ１３をオフする。これにより、コイル１２１に電流が図６の左側から右側に向かって流れ、ヨーク１２２は、図３および図４における＋Ｙ方向側がＮ極、−Ｙ方向側がＳ極となるように励磁される。

この状態では、第１サブヨーク１２２ａにおいて、図９（ａ）に示すように、回転子１２３のＮ極から出てコイル１２１を通って回転子１２３のＳ極に入る磁力線ＭＰ２１で表される磁場が支配的になる。この場合、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に対して、＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転させる方向の力が作用する（矢印ＡＲ２１参照）。一方、第２サブヨーク１２２ｂにおいて、図９（ｂ）に示すように、永久磁石１２２ｄのＮ極から出てコイル１２１を通って回転子１２３のＳ極に入り、回転子１２３のＮ極から出て永久磁石１２２ｄのＳ極に入る磁力線ＭＰ２２で表される磁場が支配的になる。これにより、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に対して、＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転させる方向への力が作用する（矢印ＡＲ２２参照）。

このように、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に作用する力と第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力は、いずれも回転子１２３を＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転させる方向に作用する。従って、図１０に示すように、回転子１２３および出力ギア１２４は＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転し（矢印ＡＲ２３参照）、駆動ギア１３１は＋Ｚ方向から見て時計回りに回転する（矢印ＡＲ２４）。そして、シャッタ幕１５０は重畳状態から展開状態へと移動する（矢印ＡＲ２５参照）。

シャッタ幕１５０が展開状態になってから特定の時間が経過した後、制御回路３１０は、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１４をオフにしトランジスタＴｒ１２、Ｔｒ１３をオンする。これにより、コイル１２１に電流が図６の右側から左側に向かって流れ、ヨーク１２２は、図３および図４における−Ｙ方向側がＮ極、＋Ｙ方向側がＳ極となるように励磁される。

この状態では、第１サブヨーク１２２ａにおいて、図１１（ａ）に示すように、回転子１２３のＮ極から出てコイル１２１を通って回転子１２３のＳ極に入る磁力線ＭＰ３１で表される磁場が支配的になる。この場合、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に対して、＋Ｚ方向から見て時計回りに回転させる方向の力が作用する（矢印ＡＲ３１参照）。一方、第２サブヨーク１２２ｂにおいて、図１１（ｂ）に示すように、永久磁石１２２ｄのＮ極から出てコイル１２１を通って回転子１２３のＳ極に入り、回転子１２３のＮ極から出て永久磁石１２２ｄのＳ極に入る磁力線ＭＰ３２で表される磁場が支配的になる。これにより、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に対して、＋Ｚ方向からみて反時計回りに回転させる方向への力が作用する（矢印ＡＲ３２参照）。

このとき、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に作用する力は、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力に比べて大きい。従って、図９に示す場合とは逆に、回転子１２３および出力ギア１２４が時計回りに回転し、駆動ギア１３１が反時計回りに回転する。そして、シャッタ幕１５０は展開状態から重畳状態へと移動する。第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力は、回転子１２３の時計回りの回転を阻害する方向に作用する。従って、シャッタ幕１５０は展開状態から重畳状態へと移動する場合、シャッタ幕１５０は重畳状態から展開状態へと移動する場合に比べて、シャッタ幕１５０の加速度は小さくなる。

以上説明したように、本実施の形態に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタ１によれば、第２サブヨーク１２２ｂに永久磁石１２２ｄが設けられている。この永久磁石１２２ｄからの磁力は、永久磁石１２２ｄの向きが適宜設定されることにより、撮影時の回転方向（反時計回り方向）へ回転子１２３を付勢することになる。従って、撮影前に撮影時の回転方向へ回転子１２３を付勢することができるので、永久磁石１２２ｄが設けられていない場合よりも、撮影時の回転子１２３の初動を早くすることができる。従って、シャッタ幕１５０の応答性の向上を図ることが可能になる。

また、撮影時にシャッタ幕１５０を動作させる間は、コイル１２１からの電磁力だけでなく、永久磁石１２２ｄからの磁力をも用いて回転子１２３を回転させることができるので、永久磁石１２２ｄが設けられていない場合よりも、小さい電力でヨーク１２２の磁束密度を飽和させることができる。従って、シャッタ幕１５０の駆動電力の低減を図ることが可能になる。

また、本実施の形態に係る永久磁石１２２ｄは、そのＮ極とＳ極との並び方向が第２サブヨーク１２２ｂと回転子１２３とにより形成されうる１つの閉じた磁路に沿うように配置されている。これにより、シャッタ幕１５０を重畳状態から展開状態へ移行する際に、回転子１２３を図４の＋Ｚ方向から見て反時計回りに回転させる力が増強される。従って、シャッタ幕１５０の加速度等を増加させることができる。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、永久磁石１２２ｄが、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に対して回転子１２３を時計回りに回転させる力を作用させるように配置されているものであってもよい。この場合、永久磁石１２２ｄは、例えばＮ極とＳ極との並び方向が図４における＋Ｘ方向に一致するように連結片１２６ｂに埋設されていればよい。

前述の実施の形態に係るヨーク１２２は、第１サブヨーク１２２ａと第２サブヨーク１２２ｂとの間に介在する遮蔽部材１２２ｃを有する構成について説明したが、遮蔽部材１２２ｃを有する構成に限定されるものではない。例えば、第１サブヨーク１２２ａと第２サブヨーク１２２ｂとの間に空隙が形成された構成であってもよい。本構成によれば、遮蔽部材１２２ｃを省略することができるので、ヨークの部品点数を削減することができ、ヨークの軽量化を図ることができる。

前述の実施の形態に係るアクチュエータ１２０では、第２サブヨーク１２２ｂにおける永久磁石１２２ｄが連結片１２６ｂに埋設されている例について説明したが、永久磁石１２２ｄを埋設する位置は連結片１２６ｂに限定されるものではない。例えば図１２に示すアクチュエータ２１２０のように、永久磁石２１２２ｄが、２つの脚片２１２６ａと連結片２１２６ｂとを有する第２サブヨーク２１２２ｂの一方の脚片２１２６ａに埋設された構成であってもよい。

前述の実施の形態では、第１サブヨーク１２２ａの厚さＷ１を、第２サブヨーク１２２ｂの厚さＷ２に比べて厚く設定することにより、コイル１２１に通電していない状態で、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に作用する力が、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力に比べて大きくなるようにする構成について説明した。但し、コイル１２１に通電していない状態で、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に作用する力が、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に作用する力に比べて大きくなるようにする構成はこれに限定されるものではない。例えば、第１サブヨーク１２２ａと回転子１２３との間に生じるギャップの間隔を、第２サブヨーク１２２ｂと回転子１２３との間に生じるギャップの間隔に比べて小さくなるように設定してもよい。

前述の実施の形態では、撮影前の状態において、制御回路３１０からアクチュエータ１２０のコイル１２１へ電流を供給しない構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、撮影前の状態において、制御回路３１０が、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１４をオフにしトランジスタＴｒ１２、Ｔｒ１３をオンした状態で維持する構成であってもよい。これにより、コイル１２１に電流が図６の右側から左側に向かって流れ、ヨーク１２２は、図３および図４における−Ｙ方向側がＮ極、＋Ｙ方向側がＳ極となるように励磁される。この状態では、第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に対して、＋Ｚ方向から見て時計回りに回転させる方向の力が作用する（矢印ＡＲ２１参照）。この第１サブヨーク１２２ａから回転子１２３に対して作用する力は、第２サブヨーク１２２ｂから回転子１２３に対して作用する力に比べて大きいので、シャッタ幕１５０は重畳状態で維持されることになる。

本構成によれば、第１サブヨーク１２２ａの厚さと第２サブヨーク１２２ｂの厚さとの比率を調整する必要がなくなるので、アクチュエータ１２０の製造容易化を図ることができる。

前述の実施の形態では、１つのシャッタ幕１５０を備えるいわゆる単幕式のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ１の例について説明したが、シャッタ幕１５０の数は１つに限定されない。例えば、カメラ用フォーカルプレーンシャッタが、２つのシャッタ幕１５０を備えるいわゆる二幕式の構成であってもよい。

図１３に示すように、本変形例に係るカメラ用フォーカルプレーンシャッタ３００１は、実施の形態１で説明したアクチュエータ１２０、駆動ギア１３１、出力ギア１２４およびシャッタ幕１５０等を２組備えている。

このカメラ用フォーカルプレーンシャッタ３００１において、例えば図１３中の−Ｙ方向側にあるシャッタ幕１５０をいわゆる先幕とし、＋Ｙ方向側にあるシャッタ幕１５０を後幕と設定することができる。この場合、制御回路は、まず、先幕のシャッタ幕１５０について、実施の形態１のシャッタ駆動処理を実行することにより、先幕のシャッタ幕１５０を全開状態から全閉状態にし、その後再び全開状態にするよう駆動回路を制御する。その後、制御回路は、予め設定された時間が経過すると、後幕のシャッタ幕１５０について、実施の形態１のシャッタ駆動処理を実行することにより、後幕のシャッタ幕１５０を全開状態から全閉状態にし、その後再び全開状態にするよう駆動回路を制御する。固体撮像素子は、地板３２１０の開口３２１１を通過した光が結像する位置に設けられるので、先幕のシャッタ幕１５０が全閉状態から全開状態になった後、後幕のシャッタ幕１５０が全閉状態になるまでの間の時間に画像を取り込むことができる。

前述の実施の形態では、シャッタ幕１５０が４枚の羽根１５１、１５２、１５３、１５４から構成される例について説明したが、シャッタ幕を構成する羽根の枚数は４枚に限定されるものではなく、例えば４枚よりも少なくてもよいし、４枚よりも多くてもよい。

前述の実施の形態では、１つのシャッタ幕１５０が後幕として機能する例について説明したが、例えば、１つのシャッタ幕１５０を先幕として駆動させた後、後幕として駆動させるものであってもよい。

前述の実施の形態に係るディジタルカメラでは、シャッタ幕１５０が全開の状態（重畳状態）で操作釦１０１０が押下されると、シャッタ幕１５０が全閉の状態（展開状態）となり、その後、再びシャッタ幕１５０が全開状態となる例について説明した。これに限らず、例えば、シャッタ幕１５０が全閉で操作釦１０１０が押下されると、シャッタ幕１５０が全開状態となり、その後、再びシャッタ幕１５０が全閉状態となる構成であってもよい。この場合、シャッタ幕１５０が全開状態となっている時間を調整することにより露光時間を調整することができる。

１：カメラ用フォーカルプレーンシャッタ、３：制御装置、５：固体撮像素子、１２０：アクチュエータ、１２１：コイル、１２２：ヨーク、１２２ａ：第１サブヨーク、１２２ｂ：第２サブヨーク、１２２ｃ：遮蔽部材、１２２ｄ，２１２２ｄ：永久磁石、１２３：回転子、１２４：出力ギア、１３１：駆動ギア、１３１ａ：挿通孔、１４１，１４２：アーム、１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ：ピン、１４３，１４４，２２３：軸部、１５０：シャッタ幕、１５１，１５２，１５３，１５４：羽根、２１０，３２１０：地板、２１１，３２１１：開口、２２０：ホルダ、２２０ａ：ホルダ本体、２２０ｂ：蓋部、２２１：螺子、３００：電池（電源）、３１０：制御回路、３２０：駆動回路、１０００：カメラ、１００１：筐体、１０１０：操作釦、１０２０：レンズ部、Ｊ１，Ｊ２：回転軸、Ｔｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３，Ｔｒ１４：トランジスタ

Claims (5)

1. 地板に設けられた開口を開閉するように動作するシャッタ幕と、
   前記地板に設けられた軸部に回転可能に支持され、前記シャッタ幕に連結されたアームと、
   前記アームに連結された駆動ギアと、
   前記アームおよび前記駆動ギアにより前記シャッタ幕を動作させるアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータは、
   ヨークと、
   前記ヨークに巻かれたコイルと、
   前記コイルに通電したときに前記ヨークから作用する磁力により、回転軸を中心に回転して前記シャッタ幕を動作させる回転子と、
   前記回転子に固定され、前記回転子とともに前記回転軸周りに回転可能であり、前記駆動ギアに噛合する出力ギアと、を有し、
   前記ヨークは、
   第１サブヨークと、
   前記第１サブヨークから前記回転子の回転軸方向に離間して配置されており、永久磁石が設けられた第２サブヨークと、を有し、
   前記永久磁石は、
   Ｎ極とＳ極との並び方向が前記第２サブヨークと前記回転子とにより形成されうる１つの閉じた磁路に沿うように配置される、
   カメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
2. 前記駆動ギアは、
   前記出力ギアと噛合する歯が設けられた本体部と、
   前記本体部から延出し前記アームに連結される延出部と、を有する、
   請求項１に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
3. 前記ヨークは、前記地板の厚さ方向において、前記駆動ギアの少なくとも一部と重なっている、
   請求項１または請求項２に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
4. 前記出力ギアは、回転軸周りに円弧状に並設された複数の第１歯を有し、
   前記駆動ギアは、回転軸周りに円弧状に並設された複数の第２歯を有し、
   前記複数の第１歯が、前記複数の第２歯に噛合している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のカメラ用フォーカルプレーンシャッタと、
   １つ又は複数のレンズを含むレンズ部と、
   撮影時に、前記カメラ用フォーカルプレーンシャッタの動作を制御する制御部と、
   前記カメラ用フォーカルプレーンシャッタの動作に応じてレンズ部を通じて結像した光を電気信号に変換する固体撮像素子と、を備える、
   カメラ。