JP4346167B2 - カメラ用シャッタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円形をしている露光開口をシャッタ羽根の往復作動によって開閉する、通常、レンズシャッタと称されているカメラ用シャッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のカメラは電動化が進み、レンズシャッタの場合には、シャッタ羽根の開閉作動を、モータで行わせるようにしたものが多くなってきた。また、その場合に使用されるモータとしては、ステッピングモータのほか、電流の通電方向によって永久磁石回転子の回転方向が決められ且つ所定の角度範囲内においてだけ回転することの可能な電流制御のモータが用いられている。そして、その電流制御のモータは、業界ではムービングマグネット型モータと称されることが多く、ステッピングモータに比較して、駆動力の点では劣るものの、制御系が簡単であって低コスト化と小型化に向いているという特徴がある。本発明は、そのような電流制御のモータによってシャッタ羽根の開閉作動を行わせる装置に関するものであるが、この種のモータの構成についても種々の提案がなされており、その典型的なものが、実公平６−２４８１５号公報と、特開平１１―９８８００号公報に記載されている。
【０００３】
また、この種のモータは、上記したように駆動力が余り大きくないことから、永久磁石回転子やシャッタ羽根などの部品製作段階におけるバラツキや、組立段階におけるバラツキが、シャッタ羽根の開閉作動特性に極めて大きな影響を与え易くなっている。そのため、そのような場合には、上記の実公平６−２４８１５号公報にも記載されているように、個々のシャッタの制御系に調整回路を設けておき、組立調整時において、モータ駆動回路に供給される電流や電圧を調整することによって、シャッタ羽根が露光開口をピンホールから全開にするまでの開き作動時間（立上り時間）を、設計基準に近似させるようにする（個体差調整）ことが知られている。
【０００４】
ところで、このような電流制御のモータによってシャッタ羽根の開閉作動を行うシャッタの場合、カメラの不使用時におけるシャッタ羽根の閉鎖状態は、通常、回転子の永久磁石の磁力によって維持されるようにしている。即ち、モータが非通電状態であっても、回転子と固定子との間に、永久磁石回転子の吸引力が、回転子をシャッタ羽根の開き作動方向とは逆の方向へ回転させるように作用させておき、それを所定のストッパによって阻止した状態にし、閉鎖状態を維持させるようにしている。
【０００５】
そのため、撮影時において、固定子コイルに順方向に通電してシャッタ羽根に開き作動を行わせると、その開き作動は上記の吸引力に逆って行なわれることになり、その後、逆方向へ通電してシャッタ羽根に閉じ作動を行わせると、その閉じ作動は上記の吸引力が加わって行なわれることになる。従って、シャッタ羽根は、開き作動よりも閉じ作動の方が相対的に早く行なわれることになり、しかも、そのシャッタ羽根の開閉作動特性は、閉鎖状態を維持させているときの吸引力の大きさに大きく依存してしまうことになる。そこで、従来は、製作時において、そのような吸引力にバラツキが生じた場合にも、上記の実公平６−２４８１５号公報に記載されているようにして、モータ駆動回路に供給される電流や電圧を調整し、所定の立上り時間が得られるように個体差調整を行なっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、閉鎖状態を維持させておくための吸引力のバラツキに基づいて、上記のようにして立上り時間の個体差調整を行ない、全開前にシャッタ羽根に閉じ作動を開始させるような制御やフラッシュの同期制御などを適正に行なえるようにしようとすると、逆に、露光開口の閉じ作動時間（立下り時間）に対して、大きなバラツキを生じさせてしまうという問題点があった。そこで、このことを、図３を用いて詳しく説明する。
【０００７】
図３はシャッタ羽根の開閉作動特性を示したものであるが、実線（×印）は、設計基準通りに、所定の電圧（例えば、１．３Ｖ）で所定の開閉作動特性が得られた場合を示している。そして、その場合には、上記したように、開き作動よりも閉じ作動の方が早くなっている。また、生産上のバラツキ（個体差）によって、シャッタ閉鎖状態において作用している吸引力が、設計基準の場合よりも弱い場合には、たとえ印加電圧が同じであっても、○印の一点鎖線で示したように、設計基準の場合よりも、開き作動は早くなり、閉じ作動は遅くなる。逆に、シャッタ閉鎖状態において作用する吸引力が、設計基準の場合よりも強い場合には、△印の破線で示したように、設計基準の場合よりも、開き作動は遅くなるが、閉じ作動は早くなる。従って、この場合における立下り時間のバラツキ幅は、図３に示したＡ時間ということになる。
【０００８】
そこで、個体差調整によって、○印の一点鎖線の場合には、基準電圧（１．３Ｖ）よりも低い電圧（例えば、１．２Ｖ）を印加し、△印の破線の場合には、基準電圧（１．３Ｖ）よりも高い電圧（例えば、１．４Ｖ）を印加することによって、実線のものと同じような立上り時間を得ることができたものとする。しかしながら、そのような調整をした場合には、立上り時間は設計基準に近似しても、逆に、立下り時間のバラツキは大きくなってしまっている。
【０００９】
即ち、一点鎖線のものの場合には、もともと永久磁石の磁力による閉じ方向への吸引力が小さい上に、印加電圧を基準電圧よりも低くしたわけであるから、○印の場合よりも○−１印のように、立下り時間は極端に長くなってしまうし、破線のものの場合には、もともと永久磁石の磁力による閉じ方向への吸引力が大きい上に基準電圧よりも高くしたわけであるから、その立下り時間は△印の場合よりも△−１印のように更に短くなってしまって、そのバラツキ幅は、上記のＡ時間よりも長く、Ｂ時間となってしまうという問題点がある。
【００１０】
尚、上記の説明においては、電圧の調整値が同じ０．１Ｖでありながら、図３においては、破線の場合の立下り時間の変動が、一点鎖線の立下り時間の変動よりも小さくなっているが、これは、言うまでもなく、シャッタ羽根等の負荷を勘案しながら、設計基準の場合の立下り時間が出来るだけ短くなるように設定してある（立上り時間の場合も同じ）ことと、上記したようにこの種のモータは駆動力が余り優れているとは言えないことから、印加電圧を高くする側と低くする側に同等の調整を行なったとしても、設計基準の立下り時間よりも時間を短くする方向へは調整効果が現れにくいことに起因している。
【００１１】
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、製作時にシャッタ羽根の立上り時間のバラツキを電気的に調整しても、立下り時間のバラツキを大きくしなくて済むようにした電流制御のモータ駆動式カメラ用シャッタを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用シャッタは、往復作動によって露光開口を開閉する所定枚数のシャッタ羽根と、通電方向によって異なる方向へ所定の角度範囲だけ回転する永久磁石回転子を有していて前記シャッタ羽根に開閉作動を行わせるモータと、前記シャッタ羽根の開き速度を測定するために該シャッタ羽根の複数の作動位置を検出する検出手段と、前記シャッタ羽根の開き作動時と閉じ作動時とで前記モータに対して異なる方向の電流を供給するモータ駆動回路と、露光条件に対応したタイミングで閉じ信号を出力する露光制御回路と、所定の電圧を前記モータ駆動回路に印加し得る定電圧回路と、シャッタの製作時において前記検出手段の検出結果に基づいて前記定電圧回路から前記モータ駆動回路に印加される電圧を該定電圧回路の電圧よりも低い電圧範囲内で調整する電圧調整回路と、前記シャッタ羽根の開き作動時には前記電圧調整回路で調整された電圧を前記モータ駆動回路へ印加し前記露光制御回路から閉じ信号を受けたときには前記定電圧回路から前記モータ駆動回路に対して前記電圧調整回路によって調整された電圧よりも高い電圧を直接印加する電圧選択回路とが備えられているようにする。
また、本発明のカメラ用シャッタにおいては、前記検出手段による前記シャッタ羽根の最初の位置検出信号が、前記露光制御回路の制御開始信号となるようにすると好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。先ず、図１を用いて本実施例の構成を説明する。シャッタ地板１は、その中央部に露光開口を規制するための開口部１ａを有していて、その背面側に配置された図示していない補助地板との間に羽根室を形成している。また、その補助地板も平面形状はシャッタ地板１と類似の形状をしていて、開口部１ａと重なる位置に開口部１ａと同じ形状の開口部を有している。更に、シャッタ地板１には、羽根室まで貫通した長孔１ｂと窓部１ｃとが形成されていて、羽根室内には、二つの軸１ｄ，１ｅと二つのストッパ１ｆ，１ｇが設けられている。
【００１４】
羽根室内には、２枚のシャッタ羽根２，３が配置されている。そのうち、シャッタ羽根２は、軸１ｄに回転可能に取り付けられていて、長孔２ａと、被検出部２ｂと、先端部２ｃとを有している。また、他方のシャッタ羽根３は、軸１ｅに回転可能に取り付けられていて、長孔３ａと、被検出部３ｂと、先端部３ｃとを有している。
【００１５】
シャッタ地板１の表面側（カメラに組み込まれたときの被写体側）には、光検出器と電流制御のモータとが取り付けられている。しかし、それらの構成は何れも周知であるため、図面を煩雑にせず且つそれらの基本構成だけを理解できるようにするために、概略的に示してある。先ず、本実施例の光検出器は、フォトリフレクタ４であって、その発光部４ａと受光部４ｂを長孔１ｂに臨ませている。そして、発光部４ａから出射された光は羽根室内で反射され、その反射光を受光部４ｂで受光するようになっている。
【００１６】
また、本実施例のモータは、２極に着磁された永久磁石の回転子５と、固定子のコイル６と、固定子に取り付けられた磁性体部材７とを有していて、回転子５から径方向へ張り出したところに駆動ピン５ａが設けられている。そして、この駆動ピン５ａは、窓部１ｃから羽根室内に挿入されていて、シャッタ羽根２，３の長孔２ａ，３ａに嵌合しており、回転子５の回転方向に応じて、シャッタ羽根２，３に開き作動を行わせたり、閉じ作動を行わせるようにしている。
【００１７】
更に、このモータの制御系は、電源８と、定電圧回路９と、電圧調整回路１０と、電圧選択回路１１と、モータ駆動回路１２と、露光制御回路１３と、情報処理回路１４とを有しており、電圧選択回路１１は、モータ駆動回路１２に対して、定電圧回路９を直接接続させたり、電圧調整回路１０を介して接続させることが可能になっている。また、当然のことながら、電圧調整回路１０を介して接続された場合の方が、定電圧回路９を直接接続した場合よりも、モータ駆動回路１２に印加される電圧は低くなる。
【００１８】
次に、図２のタイミングチャートも用いて、本実施例の作動を説明する。図１はシャッタの閉鎖状態を示している。このとき、コイル６には通電されていない。しかしながら、回転子５には、永久磁石の磁力によって反時計方向へ回転する力が付与されている。それは、回転子５のＳ極の周辺中央部が、回転子５の回転軸と磁性体部材７を結ぶ線上に位置するように、永久磁石の磁力によって吸引力が働いているからである。
【００１９】
そして、その反時計方向への回転力は、駆動ピン５ａを介してシャッタ羽根２，３に伝えられ、シャッタ羽根２を軸１ｄにおいて反時計方向へ回転させ、シャッタ羽根３を軸１ｅにおいて時計方向へ回転させるように働いているが、シャッタ羽根２，３の先端部２ｃ，３ｃがストッパ１ｆ，１ｇに接触しているので、この閉鎖状態が維持されている。尚、回転子５に付与されている反時計方向への回転を阻止するために、駆動ピン５ａを窓部１ｃの上方の縁に接触させるようにしても構わない。
【００２０】
撮影に先立って、図示していない電源スイッチが閉じられると、被写体輝度やフィルム感度などの情報によって露光制御回路１３が制御時間（通常、露光秒時，電気秒時などといい、有効露出時間のことではない）のカウントを開始し得るようになるほか、種々の警告回路などが働くようになる。また、このとき、フォトリフレクタ４に対しても通電されるので、発光部４ａから出射した光は羽根室内の反射手段によって反射され、その反射光が受光部４ｂに入射する状態となる。図２においては、このような入射状態を、便宜的に「通光」と称し、入射しない状態を「遮光」と称して示してある。尚、上記の制御時間は、撮影中における被写体輝度の変化に対応して変化し得るようになっている。
【００２１】
次に、シャッタをレリーズすると、図示していない自動焦点調節装置が働いてピント合わせが行なわれ、それが終了すると、シャッタ羽根の開き作動開始信号が情報処理回路１４からモータ駆動回路１２に与えられる。そのとき、電圧選択回路１１が、モータ駆動回路１２を、電圧調整回路１０を介して定電圧回路９に接続させているので、モータ駆動回路１２は、定電圧回路９で設定されている電圧よりも低い調整電圧を印加されることになり、コイル６に対しては、その調整電圧に対応した電流を順方向に供給することになる。それによって、回転子５は時計方向へ回転され、駆動ピン５ａによって、シャッタ羽根２，３に開き作動を開始させる。尚、図１における各回路間の矢印は、情報伝達方向を示したものである。
【００２２】
シャッタ羽根２，３が開き作動を開始すると、開口部１ａをピンホール状態にするまでの間に、シャッタ羽根２の被検出部２ｂがフォトリフレクタ４の光路を遮断する。そのため、その遮断開始の検出信号に基づく情報処理回路１４からの信号により、露光制御回路１３が露光秒時のカウントを開始する。その後、略ピンホール状態になると、シャッタ羽根２の被検出部２ｂは、フォトリフレクタ４の遮光状態を解き、開口部１ａを開いて行き、次には、シャッタ羽根３の被検出部３ｂがフォトリフレクタ４の光路を遮断し、その後、開口部１ａを全開にする直前には、その遮光状態を解くことになる。このようにして行なわれるシャッタ羽根２，３の開き作動は、その後、開口部１ａを全開にした後、駆動ピン５ａが窓部１ｃの下方の縁に当接して停止するが、図２から分かるように、そのような停止状態になっても、コイル６に対する通電は続いている。
【００２３】
次に、露光制御回路１３による露光秒時のカウントが終了すると、その終了信号が電圧選択回路１１に与えられ、モータ駆動回路１２には、直接、定電圧回路９の電圧が印加され、また、コイル６に対しては、モータ駆動回路１２から逆方向への通電が行なわれる。そのため、回転子５は、開き作動のときよりも急速に反時計方向へ回転され、駆動ピン５ａによってシャッタ羽根２，３を作動させて、開口部１ａを閉鎖する。そして、開口部１ａを閉鎖した直後には、シャッタ羽根２，３は、その先端部２ｃ，３ｃがストッパ１ｆ，１ｇに当接して停止され、シャッタ羽根２の被検出部２ｂによるフォトリフレクタ４の遮光状態が解かれてから所定時間経過後に、コイル６に対する通電が断たれて図１の状態となる。尚、本実施例においては、この図１の状態のとき、電圧選択回路１１は、既に電圧調整回路１０の選択状態になっていることで説明したが、この状態がシャッタ羽根の開き作動開始信号によって選択されるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００２４】
そこで、次に、図１及び図２のほかに図３も用い、本実施例の製作時における立上り時間の個体差調整の仕方と、本実施例においては、如何にして本発明の課題が解決されているかということを、上記した従来例の調整方法の場合と比較し易いようにして説明する。先ず、本実施例の場合には、定電圧回路９の設定電圧が１．５Ｖである。また、設計基準の開閉作動特性は、上記した従来例の場合と同様に、モータ駆動回路１２に対して１．３Ｖの電圧を印加したときに、図３に示した実線のようになるように定められている。また、実際の立上り時間を測定するには、特別な測定器を用意しなければならないことから、本実施例においては、立上り時間の測定対象を、シャッタ羽根２の被検出部２ｂによるフォトリフレクタ４の遮光状態終了時点から、シャッタ羽根３の被検出部３ｂによるフォトリフレクタ４の遮光状態終了時点までの時間とし、その設計基準時間をｔ（図２参照）としている。
【００２５】
そこで、製作時において、個々のシャッタのモータ駆動回路１２に対し、電圧調整回路１０を介して１．３Ｖの電圧を印加しておき、上記のように定義された立上り時間を測定する。そして、その測定値が、設計基準の立上り時間ｔよりも短い場合には、電圧調整回路１０を介して印加される電圧を１．３Ｖよりも低くし、長い場合には、１．３Ｖより高くして、設計基準と同じ立上り時間ｔが得られるようにする。
【００２６】
ところで、測定した立上り時間が、図３に示した一点鎖線で示すように、設計基準の場合よりも短かったときには、電圧調整回路１０によって、モータ駆動回路１２へ印加する電圧を１．２Ｖに調整し、また、破線で示すように、設計基準の場合よりも長かったときには、モータ駆動回路１２へ印加する電圧を１．４Ｖに調整することによって、設計基準の立上り時間ｔが得られるようにする点は、上記した従来の場合と全く同じである。ところが、既に説明したように、そのような調整を行なえば、立上り時間のバラツキは解消できるとしても、立下り時間のバラツキ幅は、図３にＢで示すように大きくなってしまう。
【００２７】
そこで、本実施例の場合は、閉じ作動においては、定電圧回路９からモータ駆動回路１２に、直接１．５Ｖの電圧を印加するようにしている。そうすると、一点鎖線のものの場合には、開き作動のときの印加電圧よりも０．３Ｖ高くなり、破線のものの場合には０．１Ｖ高くなる。そして、両者の間には、プラスされる電圧値に差があることと、立下り時間が短い領域になればなるほど、一定のプラスした電圧値に対する時間の短縮量が少なくなるということから、それらの閉じ作動特性は、図３に示したように、一点鎖線のものは○―２のようになり、破線のものは△―２のようになる。従って、一点鎖線のものは、立下り時間が○―１の場合よりも大幅に短くなり、破線のものは、△―１の場合よりも僅かに短くなる結果、バラツキ幅はＣとなり、Ｂより小さいばかりでなく、立上り時間を調整する前のＡよりも小さくなる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、永久磁石回転子を有する電流制御のモータの往復回転によってシャッタ羽根に開閉作動を行なわせ、閉鎖状態を、回転子と固定子との間に作用する磁気吸引力を利用して維持させるようにしたモータ駆動式のカメラ用シャッタにおいて、開き作動を行なわせるときには、モータ駆動回路に対して、製作時に調整された電圧を印加し、閉じ作動を行なわせるときには、その調整された電圧よりも高い電圧を定電圧回路から印加するようにしたから、シャッタの立上り時間のバラツキを電気的に調整しても、立下り時間のバラツキを小さく抑えることが可能になるという特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の説明図である。
【図２】実施例の作動を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】実施例におけるシャッタ羽根の立下り時間のバラツキを説明するための開閉作動特性図である。
【符号の説明】
１ シャッタ地板
１ａ 開口部
１ｂ，２ａ，３ａ 長孔
１ｃ 窓部
１ｄ，１ｅ 軸
１ｆ，１ｇ ストッパ
２，３ シャッタ羽根
２ｂ，３ｂ 被検出部
２ｃ，３ｃ 先端部
４ フォトリフレクタ
４ａ 発光部
４ｂ 受光部
５ 回転子
５ａ 駆動ピン
６ コイル
７ 磁性体部材
８ 電源
９ 定電圧回路
１０ 電圧調整回路
１１ 電圧選択回路
１２ モータ駆動回路
１３ 露光制御回路
１４ 情報処理回路

Claims (2)

1. 往復作動によって露光開口を開閉する所定枚数のシャッタ羽根と、通電方向によって異なる方向へ所定の角度範囲だけ回転する永久磁石回転子を有していて前記シャッタ羽根に開閉作動を行わせるモータと、前記シャッタ羽根の開き速度を測定するために該シャッタ羽根の複数の作動位置を検出する検出手段と、前記シャッタ羽根の開き作動時と閉じ作動時とで前記モータに対して異なる方向の電流を供給するモータ駆動回路と、露光条件に対応したタイミングで閉じ信号を出力する露光制御回路と、所定の電圧を前記モータ駆動回路に印加し得る定電圧回路と、シャッタの製作時において前記検出手段の検出結果に基づいて前記定電圧回路から前記モータ駆動回路に印加される電圧を該定電圧回路の電圧よりも低い電圧範囲内で調整する電圧調整回路と、前記シャッタ羽根の開き作動時には前記電圧調整回路で調整された電圧を前記モータ駆動回路へ印加し前記露光制御回路から閉じ信号を受けたときには前記定電圧回路から前記モータ駆動回路に対して前記電圧調整回路によって調整された電圧よりも高い電圧を直接印加する電圧選択回路とが備えられていることを特徴とするカメラ用シャッタ。
2. 前記検出手段による前記シャッタ羽根の最初の位置検出信号が、前記露光制御回路の制御開始信号となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカメラ用シャッタ。

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