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Elektromagnetisch angetriebener Verschluß
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Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetisch angetriebene Verschlüsse
des Typs, bei dem sich die Spule bewegt, und insbesondere auf die Verhinderung des
Zurückspringens bzw.
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Zurückprallens des Verschlusslamellen-Antriebsrotors.
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Im allgemeinen öffnen elektromagnetisch angetriebene Verschlüsse mit
sich bewegender Spule die Verschlusslamellen dadurch, daß eine elektromagnetische
Kraft zum Antrieb des Rotors für die Verschlußlamellen angelegt wird. Wenn eine
lange Belichtung erfolgt, wird die elektromagnetische Kraft kontinuierlich bei der
Stellung für die voll geöffnete Belichtungsöffnung angelegt. Um dann die Verschlußlamellen
zu schließen, wird die elektromagnetische Kraft weggenommen, wodurch die Einwirkung
einer Rückholfeder möglich wird.
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Wenn die Verschlußlamellen die voll geöffnete Stellung erreichen,
wächst die ReaktionskTaft der Rückholfeder an. Es ist deshalb erforderlich, daß
die elektromagnetische Antriebskraft zum öffnen der Verschlußamellen oberhalb der
notwendigen Größe liegt. Die Verwendung einer derart übermäßigen elektromagnetischen
Kraft beim Antrieb der Rotorbewegung ergibt einen Nachteil dadurch, daß, wenn der
Rotor durch einen Anschlag an einer Stelle, an der die Verschlußlamellen voll geöffnet
sind, angehalten wird, der Rotor zum Springen neigt. Genauer gesagt ist das, was
sich ereignet, wenn der Rotor den Anschlag erreicht, daß ein Stoß bzw. Schlag erzeugt
wird; dies treibt die Verschlußlamellen zu einer Bewegung in der Abblend-bzw. Schließrichtung
an.
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Da die Rückantriebskraft mit der elektromagnetischen Kraft ausbalanciert
ist, bewegen sich die Verschlußlamellen wieder vorwärts. Dieser Vorgang wiederholt
sich während einer sehr kurzen Zeitspanne gegen den Anschlag. Nimmt man nun an,
daß ein Verschluß-Schließsignal zu einer Zeit während des Springens der Verschlußlamellen
erscheint, dann wird die Netto-Belichtungszeit fehlerhaft in Abhängigkeit von der
Zurückspring-Stellung der Verschlußlamellen verlängert oder verkürzt. Dies bedeutet,
daß in dem Fall, daß das Betatigungs-Beendigungssignal auftritt, wenn der Verschluß-Antriebsrotor
in der öffnungsrichtung der Verschlußlamellen springt, die Zeitverzögerung zwischen
dem Moment, in dem das Verschluß-Schließsignal auftritt, bis zu dem Moment, in dem
der Verschluß die Schließbewegung beginnt, relativ groß ist. - Wenn andererseits
das Springen des Rotors in der Schließrichtung der Verschlußlamellen mit dem Auftreten
des Verschluß-Schließsignals bzw. außer Betätigung-Setzsignal übereinstimmt, ist
die vorstehend erläuterte Zeitverzögerung relativ kurz. Damit führt das Auftreten
von Springen des Rotors beim Start der Schließbewegung der Verschlußlamellen zu
einer Abweichung des Belichtungswertes um eine beträchtliche Größe.
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Abgesehen von diesem Nachteil ist es wünschenswert, den Verschluß-Antriebsrotor
so leichtgewichtig wie möglich zu machen. Deshalb hat synthetisches Harz Verwendung
als Rotormaterial gefunden. Da der Verschluß-Antriebsrotor während eines Verschlußbetriebszyklus
wiederholt gegen den Anschlag schlägt, hat es sich herausgestellt, daß die Festgkeit
der aktiven Fläche des Rotors für den Kontakt mit dem Anschlag unzureichend ist.
Auch bei einer geringen Zahl von Zyklen des Verschlußbetriebes muß man in Rechnung
stellen, daß der Rotor verformt wird oder zerspringt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend erläuterten Nachteile
zu beseitigen und das Springen des Verschlußlamellen-Antriebsrotors dadurch zu vermeiden,
daß ein Spulenmuster auf dem Rotor so angeordnet wird, daß Teile des Spulenmusters,
die ihren Platz in dem Magnetfeld des Permanentmagneten einnehmen, länger und länger
in der Gesamtlänge in einer frühen Phase des Öffnungsvorgangs der Verschlußlamellen
werden und dann kürzer und kürzer werden, wenn die Verschlußlamellen die voll geöffnete
Stellung erreichen.
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Ferner soll erfindungsgemäß erreicht werden, daß bei Verschlußlamellen,
die auch als Blendenlamellen mit einer Hilfsblendenöffnung zur Lichtmessung wirken
und so angeordnet sind, daß, wenn sich die durch die Verschlußlamellen definierte
Belichtungsöffnung der maximalen Öffnungsgröße nähert, die Öffnungsgröße der Hilfsöffnung
abgeblendet wird, damit die Möglichkeit auf ein Minimum begrenzt ist, daß ein Verschluß-Schließsignal
während des Springens des Verschluß-Antriebsrotors auftritt. Darüberhinaus soll
eine Einrichtung zum Feineinstellen des Zeitpunkts des Beginns des Öffnens der Hilfsblendenöffnung
in Bezug auf den Zeitpunkt des Öffnens der Belichtungsöffnung geschaffen werden.
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Außerdem soll ein elektromagnetisch angetriebener Ver-
schluß
mit einem Antriebsrotor geschaffen werden, der durch dasselbe Metall wie das des
obenstehend beschriebenen Spulensustters verstärkt ist, da dieses ungeätzt bleibt.
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Ferner soll eine Einrichtung zum Feineinstellen der Stillstandsposition
des Verschluß-Antriebsrotors geschaffen werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt
durch ein Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch angetriebenen Verschlusses
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Aufriß des Verschluß-Antriebsrotors gemäß Fig.
1 in der Stillstandsposition, Fig. 3 eine ähnliche den Rotor in der Stellung mit
voll geöffneter Öffnung zeigende Ansicht, Fig. 4 eine schematische Seitenansicht,
die die Positionsbeziehuiig der Spule und der Permanentmagnetstücke in der Position
gem. Fig. 2 darstellt, Fig. 5 eine ähnliche Ansicht- an einem Zwischenpunkt auf
dem Weg zwischen Fig. 2 und 3,
Fig. 6 eine ähnliche Ansicht in der
Stellung gemäß Fig. 3, Fig. 7 ein Schaubild, das schematisch die Änderungen der
elektromagnetischen Kraft F und der Rückholfederkraft f mit der Größe der Belichtungsöffnung
bei dem Verschluß gem.
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Fig. 1 bis 3 darstellt, Fig. 8 ein Schaubild, das die Änderungen
der Größe der Haupt- und der Hilfsblendenöffnung gemäß Fig. 1 bis 3 als Funktion
der Zeit darstellt, Fig. 9 eine Aufsicht zur Darstellung des Unterschiedes zwischen
den Phasen der Änderung der Haupt- und der Hilfsbelichtungsöffnungen gem. Fig. 1
bis 3, wobei die Hilfsöffnung die maximale Öffnungsgröße hat, Fig. 10 eine'ähnliche
Ansicht, wobei die Hilfsblendenöffnung in der abgeblendeten Stellung ist, und Fig.
11 eine ähnliche Ansicht der Haupt- und der Hilfsöffnung gem. Fig. 1 bis 3 in der
voll- bzw. halb geöffneten Stellung.
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Fig. 1 zeigt die Hauptteile eines elektromagnetisch angetriebenen
Verschlusses gemäß dieser Erfindung. 1 ist ein Aufnahmeobjektiv, 2 eine Halterung
für das Objektiv 1, 3 ein schwarzer Kasten und 4 ein fotografischer Film.
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Zwischen der Objektivhalterung 2 und dem schwarzen Kasten 3 ist eine
elektromagnetisch angetriebene Verschlußeinheit angeordnet. Diese elektromagnetisch
angetriebene Ver-
schlußeinheit weist eine erste Grundplatte 5 und
eine zweite Grundplatte 6 aus einem magnetischen Material auf, zwei, schen denen
ein Begrenzungselement 7 für den Verschlußöffnungsbereich, drei Verschlußlamellen
8, 9 und 10 aus einem synthetischen Harz, eine Führungsplatte 11 aus einem magnetischen
Material, ein Rotor 12 und eine Positionsbestimmungsplatte 14'mit Permanentmagneten
13 angeordnet sind. Auf der Rückfläche der Grundplatte 6 ist ein Substrat mit einer
darauf aufgedruckten Schaltung angeordnet. Die erste Grundplatte 5, das Begrenzungselement
7 und das Positions-Bestusungselement 14 sind mit einem mit einer öffnung versehenen
Abschnitt zum Durchgang des Lichts von dem Aufnahmeobjektiv 1 versehen. Zum Absperren
bzw. Offnen des optischen Weges sind die Verschlußlamellen 8, 9 und 10 vorgesehen.
Das Positions-Bestimmungselement 14 aus synthetischem Harz hat einen AchsenmDagerabschnitt,
an den die Führungsplatte 11 und der Rotor 12 angebracht sind.
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Die erste Grundplatte 5, die Führungsplatte 11, das Positions-Bestimmungselement
14 und das aufgedruckte Substrat 15 sind jeweils mit einer Hilfsöffnung zur Messung
der Objekthelligkeit mittels eines fotoempfindlichen Elements 16 versehen. Die Größe
der Hilfsöffnung wird durch die Verschlußlamelle 8 und eine Hilfs-Blendenlamelle
16 bestimmt.
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Die erste Grundplatte 5 und die Führungsplatte 11 sind miteinander
durch Schrauben-Befestigungselemente 17 verbunden.
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Die Verschlußlamellen 8, 9 und 10 sind zusammen mit dem Begrenzungselement
7 in dem Raum zwischen der ersten Grundplatte 5 und der Führungsplatte 11 angeordnet,
da Flanschabschnitte 5a und 5b der ersten Grundplatte diesen Raum festlegen. Schwenkzapfen
11a, 11b und 11c für die Verschlußlamellen 8, 9 bzw. 10 sind bei dem Achsenlagerabschnitt
der Führungsplatte 11 angeordnet und durchsetzen die Verschlußlamellen 8, 9 und
10 und das Begrenzungselement 7 und erstrecken sich in entsprechend angepaßte Löcher
in der ersten Grundplatte 5. Die Führungsplatte 11
ist mit Führungslöchern
versehen, die Zapfen 12a, 12b bzw.
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12c an dem Rotor 12 durchsetzen. Diese Zapfen 12a, 12b und 12c wirken
als Antriebswellen der Verschlußlamellen 8, 9 und 10. Das Positions-Bestimmungselement
14 trägt vier Paare von Selten-Erd-Permanentmagnetstückchen 13 unterschiedlicher
Polarität, die in Richtung ihrer Dicke magnetisiert sind. Diese Permanentmagnetstückchen
13 bilden zusammen mit der zweiten Grundplatte 6 und der Führungsplatte 11 einen
Magnetkreis und bilden entsprechende Magnetfelder 25, wie sie durch Schraffurlinien
in Fig. 2 und 3 angedeutet sind.
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Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform des Rotors 12 und der
Verschlußlamellen 8, 9 und 10, wobei zur Deutlichkeit der Darstellung die Führungsplatte
11 weggelassen ist. Der Rotor 12 wird von Federn 18a und 18b im Uhrzeigersinn beaufschlagt
und liegt beim Stillstand an einem Anschlag 19 an. Der Anschlag 19 ist exzentrisch
ausgeführt, so daß durch Drehung ehne ;Feineinstellung der Stillstandsposition des
Rotors 12 möglich ist. Die beiden Oberflächen des Rotors 12 weisen Spulenmuster
20 in gedruckter Form auf, die elektrisch miteinander durch einen der Antriebsapfen
12b verbunden sind. Die beiden Enden der Spule 20 enden an Punkten in der Nähe des
Innendurchmessers des Rotors 12, wobei sie mit entsprechenden Rupfer«Einfachdrahtzuführungen
21a und 21b hinter der Innenoberfläche des Rotors 12 verbunden sind. Die Leitungsdrähte
21a und 21b bilden Durchhangschleifen in einem Raum zwischen dem Achsenlagerabschnitt
des Positions-Bestimmungselements 14 und den Permanentmagnetstückchen 13 und werden
durch den Zwischenraum zwischen zwei der Permanentmagnetstückchen 13 zur Verbindung
mit einer nicht gezeigten Antriebsschaltung herausgeführt. Die Leitungsdrähte 21a
und 21b sind durch ein Element 14 aus synthetischem Harz gegen die zweite Grundplatte
6 isoliert. Da der Antriebszapfen
12b ein Potential aufweist,werden
die Verschlußlamellen 8, 9 und 10 aus einem Nichtmetall oder einem anderen geeigneten
Isolationsmaterial, wie schwarz gefärbten Polyesterplatten gefertigt. In-der Verschlußlamelle
8 ist ein Fenster 8a ausgebildet, das eine'Hilfsblende zusammen mit einem Maskenabschnitt
22a einer Hilfs-Blendenlamelle 22 bildet. Die Hilfs-Blendenlamelle 22 ist über einen
Arm 22b bewegbar, um die Lage des Maskenabschnittes 22a zu variieren. Der Rotor
12 ist aus einem synthetischen Harz, beispielsweise aus Glasepoxy gefertigt. Der
Teil des Rotors, der auf den Anschlag 19 auftrifft, ist mit einer Metallschicht
aus demselben Material wie das der vorstehend erläuterten Spule 20 versehen. Die
Metallschicht verstärkt lin Abschnitten 23a und 23b den Rotor 12, so daß die Bil-'
ung von Sprüngen aufgrund der Stöße, die vom Auftreffen auf den Anschlag 19 herrühren,
verhindert wird. Entlang des Außen- und Innenumfangs des Rotors 12 sind mit 23c
und 23d bezeichnete Bänder- aus demselben Metall vorgesehen. Der äußere Metallabschnitt
23c dient dazu, die Erzeugung von Sprüngen zu verhindern, wenn ein Druck ausgeübt
wird, und der innere Metallabschnitt 23d dient dazu, Schäden, die von der thermischen
Ausdehnung bei Änderungen der Umgebungstemperatur herrühren, zu vermeiden, so daß
die Drehung des Rotors relativ zu der Position des Bestimmungselements 14 weich
durchgeführt wird. Auch die mit 23e und 23f bezeichneten Abschnitte, an denen die
Federn 18a und 18b angreifen, sind verstärkt. Die Spule 20 auf dem Rotor 12 ist
durch ein Element 24 zur Verhinderung des elektrischen Kontakts der Spule 20 mit
der Führungsplatte 11 bedeckt. Die bereits erwähnten Permanentmagnetstückchen 13
haben im Querschnitt rechteckige Form, bilden, acht an der Zahl, vier Paare, und
sind radial orientiert und bei dem Positidns-Bestimmungselement 14 angeordnet. Durch
diese Permanentmagnetstückchen 13 werden entsprechend rechteckige Magnetfelder 25
erzeugt, wie
sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind. Die Spule 20
ist in Form eines Musters mit, wie gezeigt, fünf Spuren, die voneinander gleichen
Abstand haben und. von denen jede-aus inneren Abschnitten 201, radialen Abschnitten
202 und äußeren Abschnitten 203 aufgebaut ist. Jeweils zwei benachbarte Radialabschnitte
202 mit ihren dazwischenliegenden äußeren Abschnitten 203 sind in Form eines Sektors
ausgebildet; alle Sektoren sind so angeordnet, daß die Zahl der das Magnetfeld 25
durchsetzenden radialen Spuren erhöht und anschließend erniedrigt wird, wenn sich
der Rotor 12 dreht.
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Im folgenden soll die Arbeitsweise des elektromagnetisch angetriebenen
Verschlusses mit einem derartigen Aufbau unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 beschrieben
werden.
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Wenn die Spule 20 auf dem Rotor 12'durch die Leitungsdrähte 21a und
21b von einer nicht gezeigten Schaltung mit Strom versorgt wird, wirkt der Strom
mit dem magnetischen Fluß der Permanentmagneten 13 derart zusammen, daß eine elektromagnetische
Kraft F auf den Rotor 12 entsprechend der Fleming'schen linke Hand-Regel ausgeübt
wird, wie diens durch einen Pfeil in Fig. 4 angedeutet ist. Da gleichzeitig eine
Federkraft f auf den Rotor 12 durch die Federn 18a und 18b ausgeübt wird, beginnt
der Rotor 12, wenn die elektromagnetische Kraft F größer als die Federkraft f ist,
eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn in den Fig.
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2 und 3. Entsprechend dem Fortschreiten dieses Drehung treten die
Linienelemente 20a1 bis 20a2 der Spule 20 nacheinander in das Magnetfeld 25 beginnend
mit dem Linienelement 20a1 ein, wobei sie das Magnetfeld 25 diagonal durchsetzen,
so daß die elektromagnetische Kraft F allmählich erhöht wird. Wenn die Spule'20
die in Fig. 5 gezeigte Position erreicht, liegen alle Linienelemente im Magnetfeld,
wodurch die elektromagnetische Kraft F einen Maximalwert erreicht. Wenn sich'dann
der Rotor 12 aus
der Stellung gemäß Fig. 5 in eine Stellung gemäß
Fig. 3 bzw. 6 dreht, treten die Linienelemente'der Spule 20e1 bis 20e2 allmählich
aus dem Magnetfeld 25 beginnend mit dem Linienelement 20erz heraus, wodurch'die
elektromagne -tische Kraft F allmählich erniedrigt wird. Eine weitere Drehung des
Rotors 12 wird dann durch den Anschlag 19 angehalten und der Verschluß ist, wie'in
Fig. 3 gezeigt, voll geöffnet. In dieser Stellung ist die elektromagnetische Kraft
F etwas größer als die Kraft der Rückholfedern 18, so daß der Verschluß in der Stellung
mit voll geöffneter Belichtungsöffnung gehalten wird.
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Andererseits wird das Ausgangssignal des fotoempfindlichen Elementes
16 verarbeitet, um mittels einer nicht gezeigten Rechenschaltung einen Belichtungswert
zu errechnen. Bei Beendigung der Dauer eines von dem Ausgangssignal dieser Rechen
schaltung abhängigen Zeitintervalls wird die Stromversorgung zu der Spule 20 abgeschaltet
und die elektromagnetische Kraft F verschwindet. Der Rotor 20 wird dann durch die
Kraft f der Rückholfeder 18 zu einer Drehung im Uhrzeigersinn angetrieben, wodurch
die Verschlußlamellen geschlossen werden.
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Die vorstehend erläuterte Arbeitsweise ist in Fig. 7 schematisch graphisch
dargestellt. Die Kraft f der Rückholfeder wächst linear an, wenn sich der Verschluß
aus der Stellung, bei der die öffnung geschlossen ist, in die voll geöffnete Stellung
bewegt, während die Antriebskraft F der elektromagnetischen Antriebsquelle von der
Positionsbeziehung zwischen dem Spulenmuster und dem Magnet, wie vorstehend erläutert,
abhängt; sie wächst in der frühen Phase des Öffnungsvorgangs an, erreicht dann in
einer Zwischenphase einen konstanten Wert und nimmt schließlich ab, wie sich der
Verschluß mehr und mehr der voll geöffneten Stellung nähert. In der geöffneten
Stellung
ist die Kraft F etwas größer als die Kraft f und die Verschlußlamellen werden stationär
gehalten. Durch die Verwendung dieser dynamischen Merkmale ist der elektromagnetisch
angetriebene Verschluß gemäß der Erfindung vor dem Einfluß des Prallens der Verschlußlamellen
geschützt, da die Antriebskraft'zum Zeitpunkt der vollen öffnung des Verschlusses
und die kinetische Energie zum Zeitpunkt der vollen Öffnung minimiert sind.
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Dies bedeutet, daß beim Beginn der Bewegung des Verschlusses die Antriebskraft
eine derartige Größe hat, daß der Verschluß mit einer ausreichenden Geschwindigkeit
gegen die von der Rückholfeder ausgeübte Vorspannungskraft 'ablaufen kann. Die Antriebskraft
wird mit nahezu derselben Rate wie die der Rückholfeder erhöht, um die Ablaufbewegung
des Verschlusses zu stabilisieren. Entsprechend der Bewegung der Verschlußlamellen
wächst die kinetische Energie an. Nachdem die elektromagnetische Kraft ihr maximales
Niveau erreicht hat, hebt die Trägheitskraft die weiter erhöhte RucKhol-Feder3;raft
auf; deshalb fährt der V.erschluß mit seiner Ablaufbewegung fort. Sobald sich die
Verschlußlamellen der voll geöffneten Stellung nähern, wird der entsprechende Hub
in dieser Stellung vergleichsweise groß mit dem Gesamthub; wenn beispielsweise die
maximal mögliche Öffnung F/2,0 ist, so beansprucht der Hub von F/2,8 zu F/2,0 ein
Drittel bis ein Viertel des Gesamthubs.
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Dies bedeutet, daß der Einfluß des Ausmaßes der Stabilität der Antriebskraft
geringer ist, wenn sich der Verschluß der voll geöffneten Stellung nähert, als in
einer frühen Phase der-Offnungsbewegung. Deshalb wird in der Endphase der Öffnungsbewegung
die Arbeitsweise des Verschlusses ausreichend stabilisiert und der Verschluß bewegt
sich weich gegen den Anschlag 19, da die Netto - Antriebskraft stark verringert
ist. Um eine derartige Größenverteilung der Antriebskraft zu erzielen, ist das
Spulenmuster
auf dem Verschluß-Antriebsrotor so angeordnet, daß die Gesamtlänge'des Abschnittes
der Spule, der mit dem Magnetfeld zusammenwirkt, sich'allmählich erhöht, sobald
die Größe der Belichtungsöffnung von Null an wächst, und sich allmählich erniedrigt,
wenn sich die Größe dem Maximalwert nähert.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, da irgendwelches Springen
des Verschlußlamellen-Antriebsrotors 12 unvermeidbar ist, daß die Lichtmeß -Blende
so ausgebildet ist, daß sie abblendet, wenn der Verschluß-Antriebsrotor 12 springt,
mit dem Ergebnis, daß zu diesem Zeitpunkt ein "Außerbetriebssignal" für den Verschluß
kaum erzeugt )ird. Der negative Effekt des Springens auf eine Verbesserung der Genauigkeit
der Belichtungssteuerung wird hierdurch minimiert.
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Eine genauere Erklärung hiervon soll im folgenden in Verbindung mit
den Fig. 8 bis 11 gegeben werden. Wenn die Verschlußlamellen 8, 9 und 10 in ihrer
ursprünglichen Position sind, ist lediglich eine kleine Fläche der Hilfsblende beim
Maskenabschnitt 22a der Hilfs-Blendenlamelle 22 geöffnet, wie dies in Fig. 2 gezeigt
ist. Sogar diese kleine Fläche des Maskenabschnittes 22a ist vollständig während
eines Zeitintervalls t1 in Fig. 8 nach dem Beginn der Stromversorgung geschlossen.
Zum Zeitpunkt t2 beginnt die Hilfsblende ihre Öffnung, da die rechte obere Ecke
des länglichen Fensters 8a in der Verschlußlamelle die linke Ecke 22a1 des Maskenabschnittes
22a in der Hilfs-Blendenlamelle 22 überlappt. Somit tritt Licht von dem zu fotografierenden
Objekt in das fotoempfindliche Element ein. Während des öfnungsvorgangs der Hilfsblende
beginnt der Verschluß zum Zeitpunkt t3 in Fig. 8 seine Öffnung, wodurch die Belichtung
des fotografischen Films 4 begonnen wird. Die Größe der Hilfsblenden-Öffnung erreicht
zu einem Zeitpunkt t4 in Fig. 8 einen maximalen Wert, da die Ver-
schlußlamelle
8 die in Fig. 9 gezeigte Position einnimmt.
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Zu diesem Zeitpunkt t4 ist der Verschluß noch im öffnen begriffen.
Unmittelbar darauf beginnt der Abblendvorgang der Hilfsblende und erreicht zu einem
Zeitpunkt t5 in Fig. 8 bei der in Fig. 10 gezeigten Stellung einen Minimalwert.
Zu diesem Zeitpunkt empfängt das fotoempfindliche Element 16 wenig Licht, so daß
die Wahrscheinlichkeit, daß ein Außerbetriebssignal für den Verschluß von der nicht
gezeigten Steuerschaltung abgegeben wird, sehr gering ist. Dann beginnt die Hilfsblende
ihre Öffnung wieder zu vergrößern. Zu einem Zeitpunkt t6 erreicht die Größe der
Belichtungsöffnung einen Maximalwert, während die Größe der Hilfsblendenöffnung
gleichzeitig einen halb so großen Wert wie den Maximalwert erreicht. Die'Endstellung
ist in Fig. 11 gezeigt. Von diesem Zeitpunkt an arbeiten die Verschlußlamellen 8,
9 und 10 in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben.
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Bei einer derartigen Verhinderungseinrichtung für Belichtungsfehler
ist es möglich, daß es nach dem Verschwinden des Springens in einem Zeitintervall
zwischen dem Erreichen der Belichtungsöffnung und dem Maximalwert,vorkommLt daß
der Verschluß anderweitig außer Betrieb gesetzt werden soll, damit der Verschluß
den Abblendvorgang beginnt. Aufgrund dieser Tatsache ist die Netto-Belichtungszeit
etwas länger als die korrekte. Eine derartige Überbelichtung kann jedoch verglichen
mit der Länge der korrekten Belichtung vernachlässigt werden, da die Belichtungszeit,
die die volle öffnung des Verschlusses verlangt, vergleichsweise relativ lang ist.
In den allgemeinen fotografischen Situationen ist der Bereich der Änderung des Belichtungswertes
durch das Vorsehen der Einrichtung nicht so stark vergrößert.
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Es hat sich herausgestellt, daß eine Zeitverzögerung zwischen der
Erzeugung des Verschluß-Schließsignals und den tatsächlichen Beginn des Schließens
des Verschlusses besteht. Der Überschuß an Belichtungszeit aufgrund dieser Zeitverzögerung
muß kompensiert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Beginn der öffnung des
Verscfriusses hinter den Beginn der öffnung der Hilfsblende'gelegt wird.
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Um wieviel verlängert diese Zeitverzögerung die Belichtungszeit-Unterschiede
vor und nach der vollen öffnung des Verschlusses? Da der in die Blende eingebaute
Verschluß vom sog. halbgeöffneten Typ ist, nimmt die Verschlußöffnung bis zur vollen
öffnung eine dreieckige Form an und nach der vollen Öffnung eine trapezförmige.
Deshalb ist die Rate des Vorkommens einer übermäßigen Belichtung aufgrund der Zeitverzögerung
unterschiedlich für den Zustand, daß sich der Verschluß auf seine Maximalstellung
öffnet und für den Zustand nach Erreichen der vollen Öffnung. Stellt man dies in
Rechnung, so wird erfindungsgemäß die Änderung dieser Rate durch den öffnungszustand
der Hilfsblende derart korrigiert, daß, nachdem die Hilfsblende auf einen Minimalwert
abgeblendet worden ist, sie nicht auf eine voll geöffnete Stellung, sondern auf
eine halb geöffnete Stellung eingestellt wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Startzeit der Öffnungen
der Hilfsblende feineingestellt werden kann, welche wiederum die Öffnungscharakteristik
des Verschlusses einstellt. Dies soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 erlAutert werden.
Nimmt man an, daß die elektromagnetische Kraft F zu groß ist, so daß eine Überbelichtung
erfolgt, wenn der gewünschte Belichtungswert eine kleine Größe der Belichtungsöffnung
erfordert; dann wird das Einstellteil 22b verschoben, um den Zeitpunkt t2 auf einen
früheren Zeitpunkt t2' zu verschieben, wenn die Hilfs-Blendenlamelle 22 entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht wird. In
diesem Falle wird die Öffnungscharakteristik
geändert, wie dies durch die gestrichelte~Linie auf der linken Seite der gestrichelten
Linie für den Zeitpunkt t2 in Fig. 8 angedeutet ist. Dies bedeutet, daß die'nicht
gezeigte Schaltung das Außerbetriebssignal zu einem früheren Zeitpunkt abgibt, so
daß das Ubermaß an Belichtungszeit für eine kleine'Größe der Verschlußöffnung kompensiert
werden kann.
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Wenn umgekehrt die elektromagnetische Kraft zu klein ist, so'daß eine
Unterbelichtung erfolgt, wenn der gewünschte Belichtungswert eine kleine Größe der
Verschlußöffnung erfordert, wird die Hilfs-Blendenlamelle 22 im Uhrzeigersinn durch
das Einstellteil 22b so gedreht, daß der Zeitpunkt t2 auf einen Zeitpunkt t2" verzögert
wird. In diesem Falle wird die Öffnungscharakteristik der Hilfsblende geändert,
wie dies durch die gestrichelte Linie auf der rechten Seite in Fig. 8 gezeigt-ist,
so daß die Belichtungszeit verlängert wird, um die Verkürzung der Belichtungszeit
im Bereich kleiner Größen der Verschlußöffnung zu kompensieren. In diesem Zusammenhang
ist es wünschenswert, die Drehachse der eingebauten Hilfsblenden-Verschlußlamelle
8, der Hilfs-Blendenlamelle 22 und der linken unteren Ecke 22a1 des Maskenabschnittes
22a auf eine gemeinsame gerade Linie auszurichten; wenn nicht, so wird die Verschlechterung
der Hilfs-Blendenöffnung durch die Einstellung der Winkellage der Hilfs-Blendenlamelle
verstärkt. Anders ausgedrückt, eine geringe Größe der Bewegung ergibt einen maximalen
Veränderungsbereich der Belichtungszeit.
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Zu diesem Zweck wird das Einstellteil 22b vorzugsweise auf ein ausreichendes
Maß verlängert, wodurch sich ein zusätzlicher Vorteil dadurch ergibt, daß, wenn
die Einstellung ausgeführt wird, fremde Magnetpartikel daran
gehindert
werden, daß sie aufgrund der Anziehungskraft in die Permanentmagnetkammer eindringen.
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In Verbindung mit der offnungscharakteristik der Hilfsblende ist zu
beachten, daß die Geschwindigkeit der Bewegung der Verschlußlamellen in der frühen
Öffnungsphase der Hilfsblende niedrig ist. Deshalb ergibt sich durch einen kleinen
Unterschied in der Einstellage ein großer Effekt, soweit eine frühe Phase des offnungsvorgangs
betrachtet wird. Diese Einstellung des Zeitpunkts des Beginns der Öffnung beeinflußt
später nicht die Genauigkeit der Belichtungssteuerung, da die Geschwindigkeit der
Bewegung des Verschlusses größer und größer wird, wenn dieser die voll geöffnete
Stellung erreicht. Deshalb ist die Größe der Verschiebung an der Einstellposition
vernachlässigbar verglichen mit dem Zeitintervall, während dem die voll geöffnete
Position erreicht wird.
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Die offnungscharakteristik des Verschlusses kann andererseits durch
Einstellen der Uberlappung der Verschlußlamellen geändert werden. Dies soll im folgenden
unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert werden.
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Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang die elektromagnetische
Kraft zu groß eingestellt ist, beginnt sich der Verschluß zu dem Zeitpunkt t3' zu
öffnen. In diesem Falle ist es notwendig, daß die Bedienungsperson den Anschlag
19 dreht,wobei sich dessen obere Tangente erniedrigt, wodurch die Größe der Oberlappflächen
der Verschlußlamellen 8, 9 und 10 anwächst und deshalb der Zeitpunkt t3' auf den
Zeitpunkt t3 verschoben wird. Es ist von großer Wichtigkeit, die Möglichkeit einer
derartigen Einstellung vorzusehen; da jedoch der Unterschied der sich überlappenden
Flächen der Verschlußlamellen in der Stillstandsposition klein ist, wird die Netto-Belichtungs-
zeit
in einem großen Ausmaß geändert, wenn die sich ergebende Größe der Verschlußöffnung
klein ist, denn die Bewegungen der Verschlußlamellen wird in der frühen Phase beschleunigt.
Eine derartige einleitende Gegenmaßnahme hat jedoch keinen großen Effekt bei längeren
Verschlußzeiten, da die Bewegungsgeschwindigkeit der Verschlußlamellen anwächst,
bis sie in der Endphase auf einem hohen Niveau stabilisiert wird. Ein weiterer Aspekt
von Bedeutung ist, daß, da ein Verschluß vom sog. halb geöffneten Typ seine Öffnungsgröße
bei einer großen Zahl von Blenden kleinen Öffnungswertes um einen sehr kleinen.
Hub in der frühen Phase der Bewegung ändert, es erforderlich ist, daß die zeitliche
Änderung der Größe der Verschlußöffnung mit einer ausreichend hohen Genauigkeit
erfolgt.
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Wenn der Verschluß nahe an die voll geöffnete Position kommt, wird
der Hub für eine Blende extrem groß. Deshalb hat eine Modifikation der zeitlichen
Änderung der Größe der Verschlußöffnung nur eine geringe Wirkung auf die Genauigkeit
der automatischen Belichtungssteuerung.
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Eine derartige Änderung der Verschlußöffnungscharakteristik bewirkt
auch eine große Änderung der Hilfsblenden-Öffnungscharakteristik, welche später
dadurch kompensiert wird, daß die Lage des Maskenabschnittes 22a der Hilfs-Blendenlamelle
22 durch Verschieben des Einstellteils 22b verstellt wird.
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In dem Fall, daß die elektromagnetische Kraft zu gering ist, muß die
Bedienungsperson den exzentrischen Anschlagzapfen 19 in einer Richtung drehen, in
der sich die überlappenden Flächen der Verschlußlamellen verringern, so daß der
Zeitpunkt des Starts des Öffnungsvorgangs von einem Punkt t3" zu einem Punkt t3
verschoben werden.
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Es ist zu beachten, daß bei der vorliegenden Erfindung der Rotor 12
durch die Metallschicht aus demselben Metall wie die Metallspule 20 (in diesem Falle
eine Kupferfolie) in dem gegen den Anschlag anliegenden Abschnitt, dem äußeren Umfangsabschnitt,
dem inneren Umfangsabschnitt und anderen eine erhöhte Festigkeit erfordernden Abschnitten,
beispielsweise den Halteabschnitten für die Feder, welche mit 23a bis 23f bezeichnet
sind, verstärkt ist, da diese Abschnitte der'Ietallschiazt gegen den Xtzvorgang
geschützt waren. Das Vorsehen eines Metalls oder eines Kupferfolienstreifens 23c
am Außenumfang hat zusätzliche Vorteile dadurch, daß, wenn der Rotor 12 mittels
einer Preßeinrichtung ausgestanzt wird, der Schneidevorgang auf demselben Niveau
wie bei dem Spulenabschnitt erfolgen kann und daß Mikrosprünge, die sonst im Spulenabschnitt
erzeugt werden würden, in der Fläche unter der Kupferfolienverstärkung gestoppt
werden, da die vom Preßvorgang herrührende Spannung durch die Kupferfolie hoher
Duktilität verteilt wird. Somit ist die gedruckte Spule 20 vor einer Beschädigung
durch Sprünge geschützt: und die Stückausbeute kann erhöht werden. Der Rotor 12
schlägt gegen den Anschlag 19, wobei ein auf den Rotor 12 übertragener Stoß bzw.
Schlag erzeugt wird. Da die gegen den Anschlag anliegenden Abschnitte 23a und 23b
des Rotors 12 durch eine Metallschicht verstärkt sind, ist es möglich, die Erzeugung
von Sprüngen zu vermeiden. Da die innere Umfangskante des Rotors 12 durch die Metallschicht
23 c verstärkt ist, ist es möglich, den Einfluß thermischer Ausdehnung auf die Drehbewegung
des Rotors 12 an dem Positions-Bestimmungselement 12 zu minimieren, Bei dem vorstehend
erläuterten Ausführungsbeispiel besteht die SpuLe aus einer Mehrzahl von Sektormustern,
während die Permanentmagnetstückchen als rechteckige Säulen aufgebaut sind. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf einen der-
artigen Aufbau beschränkt;
es ist ersichtlich, daß im Bereich des allgemeinen Erfindungsgedankens beispielsweise
auch eine Ausführung liegt, bei der die Spule20 ein rechteckiges Muster hat, während
die Permanentmagneten Sektorform haben.
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Wie vorstehend im einzelnen beschrieben worden ist, wird bei dem erfindungsgemäßen
elektromagnetisch angetriebenen Verschluß das stationäre Magnetfeld durch einen
Permanentmagneten rechteckiger Form erzeugt, so daß das Spulenmuster auf dem Verschluß-Antriebsrotor
allmählich in'das Magnetfeld mit einem Linienelement nach dem anderen beginnend
von seinem einen Ende, das der optischen Achse am nächsten ist, eintritt, sowie
hiervon allmählich beginnend an der entgegengesetzten Seite, die am weitesten von
der optischen Achse entfernt ist, austritt, wodurch im Zusammenwirken mit der Vorspannungskraft
der Rückholfeder eine weiche Anderung der Antriebskraft erhalten werden kann; da
die elektromagnetische Antriebskraft im letzten Abschnitt des Bewegungsbereichs
beträchtlich reduziert wird, wodurch die Bewegung stabilisiert wird, ist es möglich,
zu verhindern, daß die kinetische Energie zu groß wird.
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Ferner wird erfindungsgemäß bewirkt, daß genau bevor die mit der Blende
zusammengebauten Verschlußlamellen die voll geöffnete Stellung erreichen, die Hilfsblende
auf einen bestimmten Wert abgeblendet wird mit dem Vorteil, daß ein Einfluß des
Springens des Verschluß-Antriebsrotors auf die Belichtung vermieden werden kann.
Ferner wird es durch die Feineinstellung des Zeitpunkts des Beginns des Öffnungsvorgangs
der Hilfsblende und der Stillstandsposition des Verschluß-Antriebsrotors möglich,
die Verschlußöffnungscharakteristik einzustellen und die Genauigkeit der Belichtungssteuerung
zu verbessern.
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Ferner wird es dadurch, daß das gleiche Metall wie das Metall der
Spule auf den notwendigen Abschnitten der Oberfläche des aus synthetischem Harz
bestehenden Rotors belassen wird, möglich, dem Rotor eine ausreichende Festigkeit
zu geben, so daß der Verschluß im praktischen Gebrauch standhalten kann. Die Verstärkung
des Rotors kann selbstätig erreicht werden, wenn die Spule auf dem Rotor durch ein
Ätzverfahren hergestellt wird.
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Beschrieben wird ein elektromagnetisch angetriebener Verschluß, der
einen Rotor mit einem leitenden Spulenmuster und einen Stator mit Permanentmagneten
aufweist, die auf ihm so angeordnet sind, daß sie ein Magnetfeld bilden, in dem
der Rotor zu einer Drehung angetrieben wird. Der Rotor ist mit einer Rückholfeder
versehen, die die Verschlußlamellen in der Schließrichtung beaufschlagen, wobei
ein von dem Vorsehen der Rückholfeder herrührendes Springen des Rotors, wenn die
Verschlußlamellen voll geöffnet sind, durch eine Gegenmaßnahme vermieden wird.