DE69215734T2

DE69215734T2 - Treiber für ein piezoelektrisches Stellglied und Kontrollvorrichtung für den Verschluss, die eine piezoelektrische Vorrichtung benutzt

Info

Publication number: DE69215734T2
Application number: DE69215734T
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Goto; Masanori Hasuda; Akira Katayama; Yoshiaki Tanabe
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: US5678106A; US5371427A; EP0508599A2; EP0696068A2; EP0508599A3; EP0696821A3; EP0508599B1; EP0696070A3; EP0696069A2; DE69215734D1; EP0696821A2; EP0696069A3; EP0696068A3; EP0696070A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Aktuator zur Verwendung in einer Kamera und einer Verschlußsteuereinrichtung unter Verwendung piezoelektrischer Bauelemente.

Zugehöriger Stand der Technik

Ein sogenannter piezoelektrischer Aktuator ist ein piezoelektrisches Bauelement, welches dazu verwendet wird, ein elektrisches Signal in eine mechanische Versetzung umzuwandeln.
Ein solches piezoelektrisches Bauelement besteht aus einem Stapel mehrerer dünner Keramikplättchen mit piezoelektrischer Eigenschaft, und bei Anlegen einer Spannung in der Größenordnung von 100 V an zwei Elektroden zeigt es eine Dimensionsänderung durch Expansion oder Kontraktion, abhängig von der Polarität der Spannung.
Obschon das Ausmaß der Versetzung begrenzt ist auf einige 10 µm, wird ein derartiger Aktuator untersucht als möglicher elektromechanischer Wandler für kleine Geräte wie eine Kamera, weil er trotz seines begrenzten Volumens eine Kraft von bis zu einigen 10 kg entwickeln kann.
Der piezoelektrische Aktuator mit den oben erläuterten Merkmalen wird dazu verwendet, ein mechanisches System anzutreiben, in-dem seine Ausdehnung oder sein Zusammenziehen ausgenutzt wird, welches zwischen einem Zustand ohne angelegte Spannung und einem Zustand mit angelegter Nennspannung auftritt; allerdings sind die verfügbare Versetzung und Beschleunigung beschränkt und unzureichend für eine übliche Antriebsquelle bei mechanischen Systemen.
Außerdem hat ein derartiger piezoelektrischer Aktuator den Nachteil einer geringen Ansprechgeschwindigkeit, da es eine gewisse Zeit braucht, bis nach dem Anlegen der Spannung die Versetzung abgeschlossen ist, bedingt durch seine mechanische Trägheit.
Abgesehen davon nimmt ein solcher piezoelektrischer Aktuator, der in der Ersatzschaltung einen Kondensator bildet, einen beträchtlichen Strom zu Beginn des Anlegens der Spannung auf, und dieser Strom steigt weiter an, mit entsprechender Leistungsaufnahme, wenn die angelegte Spannung angehoben wird, um das Ausmaß des Versatzes zu steigern. Damit besteht die Gefahr, daß die Verwendung eines solchen piezoelektrischen Aktuators in einer Kamera die Lebensdauer der darin befindlichen Batterie verkürzt, da die Kamera bereits beträchtliche elektrische Lasten beinhaltet, beispielsweise ein elektronisches Blitzlichtgerät und eine Lichtquelle zum Beleuchten einer Flüssigkristallanzeige.
Da die Kamera außerdem in verschiedenen Lagen verwendet werden kann, ergibt sich möglicherweise die Situation, daß der in der Kamera verwendete piezoelektrische Aktuator selbst bei Anlegen der Nennspannung nicht richtig funktionieren kann, weil er übermäßig belastet ist, indem die Arbeitsrichtung des Aktuators der Richtung der Schwerkraft entgegengesetzt ist.
Dieser Nachteil läßt sich dadurch vermeiden, daß man der Maximalbeschleunigung unter Berücksichtigung der Last genügend Toleranz verleiht, erreicht durch die verfügbare mechanische Versetzung. Da aber die Kamera in verschiedenen Situationen - vom Einsatz unter Wasser bis zum Einsatz im Weltall - benutzt werden kann, ist es nicht praktikabel, den piezoelektrischen Aktuator vorausschauend für all diese Situationen auszugestalten.
Da weiterhin Schwankungen in der Leistungsfähigkeit des piezoelektrischen Aktuators, in den mechanischen Belastungen und in der Energieversorgungsschaltung unvermeidbar sind, wird die richtige Funktionsweise möglicherweise auch bei geeigneter Spannungsanlegung behindert, falls diese Schwankungen gleichzeitig in sich gegenseitig verstärkender Weise auftreten.
Möglicherweise dämpfen auch eventuelle Vibrationen oder auf die Kamera einwirkende mechanische Stöße die von dem piezoelektrischen Aktuator erzeugte Kraft und beeinträchtigen so seine richtige Funktionsweise auch bei Anlegen der richtigen Spannung.
Zudem hat der oben erläuterte piezoelektrische Aktuator den Nachteil, daß er feuchtigkeitsempfindlich ist. Üblicherweise wird der piezoelektrische Aktuator mit Harz hermetisch abgedichtet, um Feuchtigkeit femzuhalten, aufgrund des vielschichtigen Aufbaus dünner Keramikplatten wird allerdings der Abstand zwischen den auf beiden Oberflächen gebildeten Elektroden gering, und deshalb wird möglicherweise die Isolierung durch Anlegen einer Spannung in der Größenordnung von 100 V unter stark feuchten Bedingungen zerstört. Eine solche Zerstörung der Isolierung kann vorübergehend sein, ist jedoch in den meisten Fällen andauernd, so daß hierdurch der piezoelektrische Aktuator selbst zerstört ist.
Da die Kamera häufig bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit eingesetzt wird, ist der darin verwendete piezoelektrische Aktuator den gleichen Bedingungen ausgesetzt, was die Zerstörung der Isolierung durch Feuchtigkeit zur Folge haben kann. Dieses Versagen des piezoelektrischen Aktuators wird nur daran erkannt, daß der Beginn eines Belichtungsvorgangs beim Drücken des Auslösers ausbleiben wird, so daß keine Möglichkeit einer photographischen Aufnahme besteht.
Darüber hinaus hat ein derartiger piezoelektrischer Aktuator verschiedene Nachteile, die mit einem pyroelektrischen Effekt in Verbindung stehen, den er üblicherweise aufweist. Der pyroelektrische Effekt stellt ein Phänomen einer Spannungserzeugung in dem piezoelektrischen Aktuator durch Infrarotlicht und Wärmestrahlung dar, die von der Atmosphäre her in den Aktuator gelangt.
Bei Verwendung in einer Kamera erzeugt der piezoelektrische Aktuator eine Gleichspannung zwischen seinen Elektroden aufgrund des pyroelektrischen Effekts, indem er aus der Umgebungsatmosphäre spontan Wärme aufnimmt, auch wenn das Anlegen einer Spannung durch Niederdrücken des Auslösers nicht erfolgt. Obschon diese Spannungserzeugung graduell ist, nimmt sie mit der Zeit zu und behindert damit die korrekte Funktionsweise des piezoelektrischen Aktuators bei Anlegen einer Spannung an den Aktuator, um eine Verschlußauslösung zu bewirken. Wenn die durch den pyroelektrischen Effekt erzeugte Spannung die gleiche Polarität hat wie die angelegte Spannung, ergibt sich eine übermäßig große Spannung, die möglicherweise zu einer Zerstörung des piezoelektrischen Aktuators oder zu einer unerwünschten Einwirkung auf die zugehörige elektrische Schaltung führt. Wenn andererseits die sich aus dem pyroelektrischen Effekt ergebende Spannung die zu der angelegten Spannung entgegengesetzte Polarität aufweist, ergibß sich eine unzureichende angelegte Spannung.
Außerdem erzeugt das piezoelektrische Bauelement in dem Aktuator, welches eine umkehrbare Kennlinie aufweist, eine mechanische Versetzung ansprechend auf das Anlegen einer Spannung und erzeugt ferner eine Spannung, wenn von außen her ein mechanischer Druck aufgebracht wird. Aufgrund dieser Eigenschaft wird, wenn die Kamera einen mechanischen Stoß erhält oder herabfällt, auf dem piezoelektrischen Wandler ein mechanischer Stoß ausgeübt, wodurch eine große Spannungsspitze entsteht, die in die zugehörigen Schaltungen fließt und dadurch deren Zerstörung hervorrufen kann oder störendes Rauschen in empfindlichen Steuerschaltungen hervorruft.
Eine denkbare Anwendung des piezoelektrischen Aktuators ist die Verschlußsteuereinrichtung zum Steuern der Verschlußzeit eines Brennebenen-Verschlusses oder dgl. Unter derartigen Verschlußsteuereinrichtungen ist bereits beispielsweise eine Einrichtung bekannt, wie sie in der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung 64-34621 offenbart ist. Sie enthält eine Elektromagneteinrichtung, ein Ankerglied, welches von der Elektromagneteinrichtung angezogen wird, ein Vorspannglied zum Vorspannen des Ankerglieds in Richtung des Freigebens des Glieds von der Elektromagneteinrichtung, und ein Rückstellglied, welches das Ankerglied in Richtung der Elektromagneteinrichtung treibt, gegen die Kraft des Vorspannglieds, wobei sämtliche Teile paarweise vorgesehen sind und die Funktion der Kamera gesteuert wird durch eine Bewegung bei der Freigabe des Ankerglieds durch die Elektromagneteinrichtung.
Allerdings besaß diese konventionelle Steuereinrichtung die Nachteile, daß der Elektromagnet unter Umständen nicht in der Lage war, das Ankerglied anzuziehen, wenn zwischen diese Teile Fremdmaterial eingedrungen war, und ferner die Funktion eines Ankerhebels, der das Ankerglied belagerte, möglicherweise verzögert wurde durch das Haften zwischen Elektromagnet und Anker aufgrund von aus der Lagerung austretendem Öl.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Steuern der Belichtungszeit eines Verschlusses, indem zunächst die Verrastung eines voreilenden Verschlußvorhangs - nachstehend "vorderer Verschlußvorhang" genannt - freigegeben und nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne die Verrastung eines nachlaufenden Verschlußvorhangs - nachstehend "hinterer Verschlußvorhang" genannt - freigegeben wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:
ein erstes und ein zweites piezoelektrisches Schichtbauelement, die jeweils bei Anlegen einer Spannung eine mechanische Verformung erzeugen;
eine erste mechanische Einrichtung zum Freigeben der Verrastung des vorderen Verschlußvorhangs, ansprechend auf die mechanische Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements; und
eine zweite mechanische Einrichtung zum Freigeben der Verrastung des hinteren Verschlußvorhangs, ansprechend auf die mechanische Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements.
Bei der Erfindung kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die frei von einem fehlerhaften Ankeranzug oder einer verzögerten Arbeitsweise des Ankerhebels ist.
Aufgrund der Verwendung piezoelektrischer Bauelemente ist eine derartige Vorrichtung imstande, Nachteile die eine Verschluß-Fehlfunktion aufgrund eines fehlerhaften Anziehens eines Elektromagnetens oder eine Schwankung der Belichtungszeit aufgrund eines Verhakens des konventionellen Mechanismus zu vermeiden.
Da das oben erwähnte piezoelektrische Schichtbauelement lediglich eine Verformung in der Größenordnung von 0,01 mm zeigt, könnte diese Verformung in einigen Konstruktionen nicht ausreichende Antriebskraft bereitstellen, was möglicherweise zu einer Verschluß-Fehlfunktion führen würde, wenn es auch nur einen kleinen Spalt zwischen dem piezoelektrischen Schichtbauelement und einem Übertragungsglied in der oben angegebenen Vorrichtung gäbe. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorgenannten Vorrichtung ist demzufolge eine Verschlußsteuereinrichtung vorgesehen, die in der Lage ist, sicher eine Antriebskraft mit einem Übertragungsglied aus sogar einer kleinen Verformung des piezoelektrischen Bauelements zu erhalten und dadurch eine Fehlfunktion des Verschlusses zu vermeiden.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein Verschlußsteuermechanismus vorgesehen, um die Belichtungszeit in der Weise zu steuern, daß zunächst die Verrastung an einem vorderen Verschlußvorhang gelöst und nach Verstreichen einer Zeit die Verrastung an einem hinteren Vorhang gelöst wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:
ein erstes und ein zweites piezoelektrisches Schichtbauelement, die jeweils bei Anlegen einer Spannung eine Verformung erzeugen;
ein erstes Antriebskraftübertragungsglied zum Gewinnen einer Antriebskraft zum Freilassen der Verrastung des vorderen Verschlußvorhangs ansprechend auf die Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements;
ein zweites Antriebskraftübertragungsglied zum Gewinnen einer Antriebskraft zur Freigabe der Verrastung an dem hinteren Verschlußvorhang, ansprechend auf die Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements;
ein erstes Vorspannglied zum Vorspannen des ersten Antriebskraftübertragungsglieds in einer Richtung zur Beaufschlagung einer sich verformenden Seite des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements;
ein zweites Vorspannglied zum Vorspannen des zweiten Antriebskraftübertragungsglieds in einer Richtung zur Beaufschlagung einer sich verformenden Fläche des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements.
Da in dieser Vorrichtung die Antriebskraftübertragungsglieder mechanisch auf die sich verformenden Flächen der piezoelektrischen Schichtbauelemente mit Hilfe von Vorspanngliedern gedrängt werden, werden die Antriebskräfte zum Freigeben der Verrastungen des vorderen und des hinteren Verschlußvorhangs durch die Übertragungsglieder sicher bereitgestellt, auch aus kleinen Verformungen der piezoelektrischen Bauelemente, so daß eine Fehlfunktion des Verschlusses vermieden wird.
Ein weiterer Punkt besteht darin, daß, weil das piezoelektrische Schichtbauelement nur eine Verformung in der Größenordnung von 0,01 mm aufweist, bei einigen Konstruktionen möglicherweise kein ausreichender Hub in der oben erläuterten Vorrichtung zwischen den Gliedern vorhanden wäre, die mit dem vorderen und dem hinteren Verschlußvorhang in Eingriff kommen und den Gliedern zum Antreiben der Verschlußvorhänge nach Lösen von deren Verrastung, so daß die Belichtungszeit möglicherweise schwankt durch eine eventuelle Kollision der Verschlußvorhang-Antriebsglieder mit den Verrastungsgliedern im Zuge der Zurückstellung in die Verrastungsstellungen nach Lösen der Verrastung. Deshalb schafft eine weitere bevorzugte Ausführungsform eine Verschlußsteuervorrichtung, die in der Lage ist, zuverlässig die Kollision des Verrastungsglieds für den vorderen und den hinteren Verschlußvorhang mit deren Antriebsgliedern mit Hilfe eines einfachen Mechanismus innerhalb eines begrenzten Raums zu vermeiden, um so die Schwankung der Verschlußzeit auszuschalten.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein Verschlußsteuermechanismus vorgesehen, der die Belichtungszeit dadurch steuert, daß zunächst die Verrastung des vorderen Vorhangs freigegeben und dann nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit die Verrastung des hinteren Vorhangs freigegeben wird, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein erstes und ein zweites Verrastungsglied zum Verrasten des vorderen bzw. des hinteren Verschlußvorhangs;
ein erstes und ein zweites piezoelektrisches Schichtbauelements, jeweils zum Erzeugen einer mechanischen Verformung bei Anlegen einer Spannung;
ein erstes Verrastungsfreigabeglied zum Freigeben der Verrastung des ersten Verrastungsglieds ansprechend auf die Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements;
ein zweites Verrastungsfreigabeglied zum Freigeben der Verrastung des zweiten Verrastungsglieds ansprechend auf die Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements;
ein erstes Antriebsglied zum Antreiben des vorderen Verschlußvorhangs, wenn das erste Verrastungsfreigabeglied die Verrastung des ersten Verrastungsglieds freigibt;
ein zweites Antriebsglied zum Antreiben des hinteren Verschlußvorhangs, wenn das zweite Verrastungsfreigabeglied die Verrastung des zweiten Verrastungsglieds löst;
ein erstes Rückstellsperrglied zum Verhindern, daß das erste Verrastungsglied nach dem Lösen der Verrastung in die Verrastungsstellung zurückkehrt; und
ein zweites Rückstellsperrglied zum Verhindern, daß das zweite Eingriffsglied nach dem Freigeben der Verrastung in die Verrastungsstellung zurückkehrt.
In dieser Vorrichtung sind Rückstellsperrglieder vorgesehen, welche die Verrastungsglieder daran hindern, in die Verrastungsstellungen zurückzukehren, nachdem sie aus ihrer Verrastung gelöst wurden, um dadurch die Kollision der Verrastungsglieder mit den Antriebsgliedern für den vorderen und den hinteren Verschlußvorhang zu vermeiden. Deshalb werden der vordere und hintere Verschlußvorhang vor Störungen nach dem Beginn ihres Bewegungsablaufs bewahrt, so daß Nachteile, wie die Schwankung der Verschlußzeit vermieden werden können.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der piezoelektrische Aktuator einen großen Versatz bei geringer elektrischer Leistungsaufnahme beliefern kann.
Beispielsweise enthält bei einer Ausführungsform ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator:
Einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer Spannung eine mechanische Verformung erleidet;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet;
eine Vorwärtsspannungs-Generatoreinrichtung zum Erzeugen einer Spannung einer vorbestimmten Polarität;
eine Rückwärtsspannungs-Generatoreinrichtung zum Erzeugen einer Spannung, deren Polarität derjenigen der Vorwärtsspannung-Generatoreinrichtung entgegengesetzt ist; und
eine Steuereinrichtung, die an den piezoelektrischen Aktuator die von der Rückwärtsspannung-Generatoreinrichtung erzeugte Spannung und anschließend die von der Vorwärtsspannung-Generatoreinrichtung erzeugte Spannung anlegt. Bei einem solchen Aufbau wird der piezoelektrische Aktuator zunächst in eine Richtung entgegen der Arbeitsrichtung versetzt, indem eine Spannung mit umgekehrter Polarität angelegt wird, und anschließend wird er durch Anlegen einer Spannung in Vorwärtsrichtung in die Arbeitsrichtung versetzt. Da der Versatz des piezoelektrischen Aktuators an einer Stelle beginnt, die in der entgegengesetzten Richtung liegt, wird die Beschleunigung größer als beim konventionellen Aktuator, und außerdem wird auch der Arbeitshub größer.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Treiber für den piezoelektrischen Aktuator eine sichere Funktionsweise unter verschiedenen Bedingungen gewährleistet.
Beispielsweise weist in einer Ausführungsform ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator auf:
Einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer Spannung eine Verformung erleidet;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung arbeitet;
eine Ende-Detektiereinrichtung zum Nachweisen des Endes der Arbeit der mechanischen Einrichtung;
eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer an den piezoelektrischen Aktuator anzulegenden Spannung; und
eine Steuereinrichtung zum Anlegen der von der Spannungserzeugungseinrichtung an den piezoelektrischen Aktuator gelegten Spannung, um dadurch die Arbeit der mechanischen Einrichtung zu veranlassen, und zum erneuten Anlegen der Spannung an den piezoelektrischen Aktuator dann, wenn die Ende- Detektiereinrichtung nicht das Ende der Arbeit nachweist.
Bei einer modifizierten Variante des oben erläuterten Treibers werden Spannungen mit mehreren Werten erzeugt, und die erneut angelegte Spannung ist höher eingestellt als die zuvor angelegte Spannung.
Selbst wenn die mechanische Einrichtung die Arbeit durch das Aktivieren des piezoelektrischen Aktuators nicht abschließen kann, kann sie in den meisten Fällen die Arbeit dann abschließen, wenn der Aktivierungsvorgang noch einmal wiederholt wird, da es eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür gibt, daß die unerwünschten Bedingungen bei der vorausgehenden Arbeitsphase weggefallen sind. Folglich verbessert der oben erläuterte Aufbau die Funktionssicherheit.
Der Abschluß der Arbeit der mechanischen Einrichtung läßt sich weiter sicherstellen, wenn man die erneut angelegte Spannung höher einstellt als die zuvor angelegte Spannung.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der Zerstörung der Isolierung in dem piezoelektrischen Aktuator unter dem Einfluß von Feuchtigkeit und dgl.
Beispielsweise besitzt bei einer Ausführungsform ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator:
Einen piezoelektrischen Aktuator, der eine mechanische Verformung erfährt, wenn eine Spannung angelegt wird;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet;
eine Treibereinrichtung zum Anlegen einer Spannung an den piezoelektrischen Aktuator;
eine Isolierungsdetektoreinrichtung zum Nachweisen, ob der elektrische Isolierzustand des piezoelektrischen Aktuators beeinträchtigt wurde; und
eine Antriebssperreinrichtung zum Verhindern, daß das Anlegen einer Spannung an den piezoelektrischen Aktuator erfolgt, wenn die Isolationsdetektiereinrichtung feststellt, daß der elektrische Isolierzustand des piezoelektrischen Aktuators beeinträchtigt worden ist.
Eine modifizierte Variante des Treibers enthält außerdem eine Alarmeinrichtung zum Bewirken einer Alarmfunktion in dem Fall, daß die Isolationsdetektiereinrichtung feststellt, daß der elektrische Isolationszustand des piezoelektrischen Aktuators beeinträchtigt wurde.
Der Isolationszustand läßt sich beispielsweise dadurch nachweisen, daß man einen Strom in den piezoelektrischen Aktuator einspeist und den sich ergebenden Spannungsabfall mit einem vorbestimmten Wert vergleicht. Wenn der Isolationszustand beeinträchtigt ist, verringert sich der Innenwiderstand des piezoelektrischen Aktuators, wodurch der erzeugte Spannungsabfall geringer als der vorbestimmte Wert wird.
Bei einer anderen Ausführungsform enthält ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator:
Einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer Eingangsspannung eine mechanische Verformung erfährt;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet;
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen der Eingangsspannung an den piezoelektrischen Aktuator;
eine Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung zum Nachweisen der Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators;
eine Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung zum Ermitteln anhand des Ausgangssignals der Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung, ob die Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators höher als eine Grenzfeuchtigkeit ist, welche möglicherweise eine Zerstörung der Isolierung des piezoelektrischen Aktuators hervorruft; und
eine Anlegesperreinrichtung zum Verhindern des Anlegens der Eingangsspannung an den piezoelektrischen Aktuator für den Fall, daß die Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung feststellt, daß die Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Wandlers größer als die Grenzfeuchtigkeit ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator:
einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer Eingangsspannung eine mechanische Verformung erfährt;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators funktioniert;
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen der Eingangsspannung an den piezoelektrischen Aktuator;
eine Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung zum Messen der Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Wandlers;
eine Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung zum Ermitteln anhand des Ausgangssignals der Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung, wenn die Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators größer als eine vorbestimmte Grenzfeuchtigkeit ist, welche möglicherweise eine Zerstörung der Isolierung des piezoelektrischen Wandlers hervorruft; und
eine Alarmeinrichtung zum Bewirken einer Alarmfunktion dann, wenn die Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung feststellt, daß die Umgebungsfeuchtigkeit des piezbelektrischen Aktuators größer als die Grenzfeuchtigkeit ist.
Wie oben erläutert, ermitteln die Treiber für den piezoelektrischen Aktuator, ob der piezoelektrische Aktuator möglicherweise eine Zerstörung seiner Isolierung hervorruft, indem der Isolationszustand des piezoelektrischen Aktuators oder dessen Umgebungsfeuchtigkeit ermittelt werden, um die Zerstörung der Isolation dadurch zu verhindern, daß das Anlegen einer Spannung an den piezoelektrischen Aktuator verhindert wird und/oder ein Alarm ausgelöst wird, falls eine solche Zerstörung der Isolierung als möglich festgestellt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator in der Lage ist, die Feuchtigkeit dann zu verringern, wenn die Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators hoch ist und möglicherweise dessen Isolierung zerstört.
Beispielsweise weist bei einer Ausführungsform ein Treiber fur einen piezoelektrischen Aktuator auf:
einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer Spannung eine mechanische Verformung erfährt;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators funktioniert;
eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Spannung, die den piezoelektrischen Aktuator veranlaßt, nur eine Verformung zu zeigen, die nicht ausreicht für das Funktionieren der mechanischen Einrichtung, die jedoch ausreichend ist, um im Inneren des Aktuators Wärme zu erzeugen;
eine Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung zum Messen der Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators; und
eine Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung zum Ermitteln anhand des Ausgangssignals der Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung, ob die Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators größer als eine Grenzfeuchtigkeit ist, welche möglicherweise die Isolierung des piezoelektrischen Aktuators zerstört;
wobei die von der Spannungserzeugungseinrichtung erzeugte Spannung an den piezoelektrischen Aktuator dann angelegt wird, wenn die Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung feststellt, daß die Umgebungsfeuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators größer als die Grenzfeuchtigkeit ist.
Bei dem oben erläuterten Treiber wird vor der In-Gang-Setzung des mechanischen Systems durch Anlegen einer Spannung an den piezoelektrischen Aktuator dessen Umgebungsfeuchtigkeit von der Feuchtigkeitsdetektiereinrichtung ermittelt, und es wird mit Hilfe der Feuchtigkeitsdiskriminiereinrichtung festgestellt, ob die Feuchtigkeit größer als eine Grenzfeuchtigkeit ist, welche möglicherweise zu einer Zerstörung der Isolation des Aktuators führt. Wenn die nachgewiesene Feuchtigkeit einen Wert hat, der möglicherweise die Isolierung zerstören kann, wird ein Alarm gegeben, und die Funktion des mechanischen Systems wird gesperrt. Dann wird die von der Spannungserzeugungseinrichtung erzeugte Spannung an den piezoelektrischen Aktuator gelegt, um dadurch Wärme im Inneren des Aktuators zu erzeugen, indem das Laden und Entladen durch den Aktuator selbst wiederholt wird, und die Funktion des mechanischen Systems wird freigegeben, nachdem die in dem Aktuator absorbierte Feuchtigkeit beseitigt ist. Auf diese Weise wird ermöglicht, eine dauernde Zerstörung des piezoelektrischen Aktuators durch dessen Betrieb unter starker Feuchtigkeit zu vermeiden.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator in der Lage ist, die in ihm erzeugte Spannung durch den pyroelektrischen Effekt zu absorbieren.
Beispielsweise weist bei einer Ausführungsform ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator auf:
einen piezoelektrischen Aktuator mit zwei Elektroden, der eine mechanische Verformung bei Anlegen einer Eingangsspannung an die Elektroden zeigt;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet; und
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen der Eingangsspannung an den piezoelektrischen Aktuator;
wobei die zwei Elektroden des piezoelektrischen Aktuators kurzgeschlossen werden, während die Eingangsspannung nicht an den piezoelektrischen Aktuator gelegt wird.
Das Kurzschließen der Elektroden des piezoelektrischen Aktuators macht es möglich, die durch den pyroelektrischen Effekt erzeugte hohe Spannung zu beseitigen.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator die Spannung zu absorbieren vermag, die von dem pyroelektrischen Effekt erzeugt wird oder durch einen mechanischen Stoß, der auf den piezoelektrischen Aktuator einwirkt.
Bei einer Ausführungsform beispielsweise weist ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator auf:
einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer Spannung eine mechanische Verformung erfährt;
eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet;
eine Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Spannung, die an den piezoelektrischen Aktuatur angelegt wird; und
einen Stoßabsorber, der parallel zu dem piezoelektrischen Aktuator geschaltet ist und normalerweise eine starke Impedanzkennlinie aufweist, jedoch gegenüber einer in dem piezoelektrischen Aktuator bei dessen Stoßbeaufschlagung erzeugten Spannungsspitze eine niedrige Impedanzkennlinie besitzt.
Dieser Treiber kann ein Versagen in der Funktion oder eine Zerstörung der elektrischen Schaltungen vermeiden, weil dann, wenn zwischen den Elektroden des piezoelektrischen Aktuators eine hohe Spannung erzeugt wird, beispielsweise durch einen Stoß, der Stoßabsorber kurzgeschaltet wird, um die Spannung zu absorbieren.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Treiber das normale Ansprechverhalten des piezoelektrischen Aktuators verbessert.
Beispielsweise weist bei einer Ausführungsform ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator auf:
einen piezoelektrischen Aktuator, der bei Anlegen einer ersten Spannung eine mechanische Verformung erfährt; eine mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet;
eine erste Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen der ersten Spannung, die an den piezoelektrischen Aktuator anzulegen ist; und
eine zweite Spannungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer zweiten Spannung, die den piezoelektrischen Aktuator veranlaßt, eine mechanische Verformung mit einem Betrag hervorzurufen, die nicht die Arbeit der mechanischen Einrichtung bewirkt;
wobei die zweite Spannung vor dem Anlegen der ersten Spannung an den piezoelektrischen Aktuator angelegt wird.
Vorzugsweise erzeugt die zweite Spannungserzeugungseinrichtung eine Spannung, die eine geringfügige Vibration des piezoelektrisclien Aktuators mit einer Frequenz in der Nähe seines mechanischen Resenanzpunkts hervorruft.
Der piezoelektrische Aktuator kann in einem kleinen Gerät wie z.B. einer Kamera als Einrichtung zum Umwandeln einer Spannung in eine mechanische Versetzung verwendet werden. Ein Beispiel für die Anwendung des piezoelektrischen Aktuators bei einem Verschlußmechanismus einer Kamera ist in Figur 23 dargestellt (ist nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung), wonach ein Aktuator 201 dazu benutzt wird, den Beginn des Öffnens eines vorderen Verschlußvorhangs 220 des Verschlusses zu steuern.
Fig. 23 zeigt einen Zustand vor dem Öffnen des vorderen Vorhangs.
Der piezoelektrische Aktuator 201, der an einem Fixierglied 202 befestigt ist, liegt an einem Ende 206 eines Hebels 203 an, der drehbar um eine Welle 204 gelagert und von einer Feder 205 vorgespannt ist. Der Hebel 203 ist mit einem nach unten gerichteten Stift 207 ausgestattet, der sich mit einem Ende 212 eines Hebels 209 in Berührung befindet, welcher seinerseits um eine Welle 210 drehbar und von einer Feder 211 vorgespannt ist. Der Hebel 209 besitzt einen nach unten abgebogenen Endabschnitt 213, der in Berührung mit einem Ende 217 eines Hebels 214 steht, der von einer Feder 216 vorgespannt wird und direkt die Funktion eines vorderen Verschlußvorhangs 220 steuert. Der Hebel 214 besitzt unter sich einen Stift 218 und ist um eine Welle 215 drehbar. Wenn sich der Stift 218 in einer in Figur 23 dargestellten Stellung befindet, bedeckt der vordere Verschlußvorhang ein Einzelbild 221 eines Films, welches durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Wird der Stift 218 bewegt, bewegt sich der vordere Verschlußvorhang 220 wie ein Pantograph, um das Einzelbild 221 zu belichten. Der Aufbau des vorderen Verschlußvorhangs 221 wird im einzelnen nicht erläutert, da er bekannt ist. Der Belichtungsvorgang unter der Steuerung des vorderen Verschlußvorhangs 220 geschieht folgendermaßen.
Ansprechend auf das Anlegen einer Spannung dehnt sich der piezoelektrische Aktuator 201 nach rechts oben aus, wodurch das Ende 206 des Hebels 203 weggedrückt wird, so daß dieser sich folglich im Uhrzeigersinn um die Hülle 204 gegen die Kraft der Feder 205 dreht. Durch den Stift 207 an seinem Ende 212 gedrückt, dreht sich der Hebel 209 gegen die Kraft der Feder 211 im Gegenuhrzeigersinn. Da das Ende 213 des Hebels 209 an dem Ende 217 des Hebels 214 anliegt, bewegt sich jener ebenfalls im Uhrzeigersinn, wobei der Hebel 214 sich um die Welle 215 aufgrund der Kraft der Feder 216 im Gegenuhrzeigersinn dreht, demzufolge der Stift 218 sich nach rechts oben bewegt.
Aufgrund dieser Abläufe bewegt sich der vordere Verschlußvorhang 220 ebenfalls nach rechts oben und beginnt dadurch mit dem Belichtungsvorgang.
An einer Stelle, an der die Öffnung des Verschlußvorhangs abgeschlossen ist, drückt ein an den Hebel 214 befindlicher Stift 222 sich drehend gegen einen Grenzschalter.
Ein Signal von dem Grenzschalter signalisiert die sichere Beendigung des Öffnungsvorgangs des vorderen Verschlußvorhangs 220 und wird beispielsweise dazu verwendet, eine elektronische Blitzlichteinheit auszulösen.
Wie oben erläutert, erfordert der Verschlußmechanismus der Kamera eine getrennte Detektiereinrichtung, um beispielsweise den Abschluß des Verschlußlaufs zu bestätigen, und es werden in den meisten Fällen für diesen Zweck billige Grenzschalter verwendet.
Allerdings zeigen derartige Grenzschalter häufig zeitabhängige Fehlfunktionen insofern, als sie nicht in der Lage sind, auszuschalten, weil sie nach längerem Gebrauch mit den Kontakten aneinanderkleben, oder sie nicht in der Lage sind, einzuschalten, weil der Kontaktabstand zu weit aufgespreizt ist.
Deshalb wird gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Aufbau verwendet, der in der Lage ist, auf die oben angesprochenen Grenzschalter zu verzichten, indem der piezoelektrische Aktuator nicht nur als Aktuator, sondern auch als Sensor eingesetzt wird. Der piezoelektrische Aktuator kann als Sensor dadurch verwendet werden, daß man seine Eigenschaft ausnutzt, zwischen den Elektroden eine Spannung zu erzeugen, wenn von außen her ein Schlag auf ihn aufgebracht wird.
Beispielsweise weist ein Treiber für einen piezoelektrischen Aktuator auf:
einen piezoelektrischen Aktuator zum Erzeugen einer mechanischen Verformung bei Anlegen einer Eingangsspannung;
eine erste mechanische Einrichtung, die ansprechend auf die mechanische Verformung des piezoelektrischen Aktuators arbeitet;
eine erste Schaltungseinrichtung zum Anlegen der Eingangsspannung an den piezoelektrischen Aktuator;
eine Zweite mechanische Einrichtung zum Anlegen einer Schlagkraft an den piezoelektrischen Aktuator in Abhängigkeit der Arbeit der ersten mechanischen Einrichtung, um dadurch den piezoelektrischen Aktuator zu veranlassen, eine Ausgangsspannung zu liefern; und
eine Zweite Schaltungseinrichtung, die ansprechend auf die Ausgangsspannung arbeitet.
In dem Treiber ist eine mechanische Einrichtung unter Verwendung eines piezoelektrischen Aktuators kombiniert mit einer weiteren mechanischen Einrichtung zum Aufbringen einer Schlagkraft auf den piezoelektrischen Aktuator, wodurch ein Signal von diesem Aktuator erhalten werden kann, welches die Beendigung der Arbeit der zuerst genannten mechanischen Einrichtung repräsentiert, beispielsweise ein Detektorsignal zur Bestätigung der Beendigung einer Funktion. Daher ist es möglich geworden, die Anzahl von Bauelementen in der Detektiereinrichtung zu verringern, und Fehlfunktionen bei den Kontakten der Detektiereinrichtung zu vermeiden.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Verschlußsteuermechanismus einen verringerten Energieverbrauch aufgrund der Ausnutzung einer piezoelektrischen Einrichtung besitzt.
Bei einer Ausführungsform besitzt die Verschlußsteuervorrichtung, die mit einer Verschlußeinrichtung zur Durchführung eines Belichtungsvorgangs ausgestattet und zur Steueurng der Arbeitsweise der Verschlußeinrichtung ausgelegt ist, beispielsweise:
ein piezoelektrisches Schichtbauelement zum Erzeugen einer mechanischen Verformung beim Anlegen einer Eingangsspannung; und
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum momentanen Anlegen einer Eingangsspannung an das piezoelektrische Bauelement;
wobei die Verschlußeinrichtung ihre Arbeit beginnt durch die momentane mechanische Verformung des piezeoelektrischen Bauelements ansprechend auf die momentane Eingangsspannung.
Bei dieser Steuervorrichtung wird ein unnötiger Energieverbrauch vermieden, da das Anlegen der Spannung an das piezoelektrische Bauelement momentan erfolgt.
Bei einer Ausführungsform beispielsweise enthält die Verschlußsteuereinrichtung, die mit einer Verschlußeinrichtung zum Durchführen eines Belichtungsvorgangs ausgestattet und dazu ausgebildet ist, die Verschlußeinrichtung zu steuern.
Ein piezoelektrisches Schichtbauelement, welches bei Anlegen einer Spannung eine mechanische Verformung erfährt;
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen der Eingangsspannung an das piezoelektrische Bauelement; und
eine Detektiereinrichtung zum Feststellen, ob die Verschlußeinrichtung gearbeitet hat;
wobei die Spannungsanlegeeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Verschlußeinrichtung zum Arbeiten zu veranlassen aufgrund der mechanischen Verformung des piezoelektrischen Bauelements durch Anlegen der Eingangsspannung an das Bauelement, um das Anlegen der Eingangsspannung zu beenden, wenn von der Detektiereinrichtung die Arbeit der Verschlußeinrichtung bestätigt wurde.
Bei dieser Steuereinrichtung wird ein zuverlässiger Verschlußbetrieb gewährleistet, da das Anlegen der Spannung an das piezoelektrische Bauelement abgeschlossen wird, nachdem die Verschlußfunktion bestätigt wurde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figuren 1 bis 14 veranschaulichen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung zum Treiben eines in Fig. 2 gezeigten Mechanismus ist;
Fig. 2 eine Ansicht eines mechanischen Aufbaus ist, bei dem ein piezoelektrischer Aktuator zum Antreiben des Verschlusses einer Kamera eingesetzt wird;
Fig. 3 als Flußdiagramm eine Hauptroutine eines Programms der CPU veranschaulicht;
Fig. 4 als Flußdiagramm eine Isolationszustands-Detektierroutine veranschaulicht;
Figuren 5A und 5B Flußdiagramme sind, welche zwei Beispiele einer Entfeuchtungsroutine zeigen;
Fig. 6 ein Flußdiagramm einer Verschlußfreigaberoutine ist;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer in einem Schritt 61 dargestellten Freigaberoutine ist;
Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, welches einen Ablauf zum Erzielen einer größeren Versetzung und einer höheren Beschleunigung mit Hilfe des piezoelektrischen Aktuators darstellt;
Fig. 9 ein Flußdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Routine zur Verbesserung der Anspruchempfindlichkeit des piezoelektrischen Aktuators veranschaulicht;
Fig. 10 eine Ansicht der Ausdehnung eines piezoelektrischen Aktuators 1 ist, welcher mit dem in Fig. 6 dargestellten normalen Verfahren angesteuert wird;
Figuren 11A und 11B Ansichten sind, welche Versetzungen des piezoelektrischen Aktuators in den Entfeuchtungsroutinen gemäß den Figuren 5A und 5B veranschaulichen.
Fig. 12 eine Ansicht ist, welche die Zustände des piezoelektrischen Aktuators 1 zeigt, wenn die Ausdehnung nach dem Zusammenziehen dazu benutzt wird, ein mechanisches System in der in Fig. 8 gezeigten Sequenz anzutreiben;
Fig. 13 ein Flußdiagramm ist, welche eine Wechselspannung veranschaulicht, die im vorliegenden Fall eingesetzt wird; und
Fig. 14 ein Diagramm ist, welches eine intermittierende Spannung veranschaulicht, die im vorliegenden Fall verwendet wird;
Figuren 15 bis 19 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform, die sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, und zwar ist:
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines Verschlußmechanismus einer Kamera unter Verwendung eines piezoelektrischen Aktuators mit einem Mechanismus zum Aufbringen einer Stoßkraft auf den piezoelektrischen Aktuator;
Fig. 16 ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises zum Treiben des in Fig. 15 gezeigten Mechanismus;
Fig. 17 ein Flußdiagramm einer Verschlußablaufsequenz;
Fig. 18 ein Blockdiagramm, welches einen Teil des Blockdiagramms nach Fig. 16 bildet und eine elektrische Schaltung zeigt, die dazu dient, das Ausgangssignal des piezoelektrischen Aktuators über einen intermittierend betreibbaren Transistor unter der Steuerung der CPU an eine elektronische Strobe-Schaltung SB zu liefern; und
Fig. 19 ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises, bei dem das Ausgangssignal des piezoelektrischen Aktuators direkt an eine Auslöseelektrode einer Entladungsröhre gegeben wird;
Figuren 20 bis 22 veranschaulichen eine dritte Ausführungsform der Erfindung, und zwar ist:
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer Verschlußsteuervorrichtung;
Figuren 21 und 22 Teilansichten, die die Arbeitsweise der Verschlußsteuervorrichtung darstellen; und
Fig. 23 ist eine Ansicht bezüglich der zweiten Ausführungsform und zeigt einen Verschlußmechanismus einer Kamera, bei dem ein piezoelektrischer Aktuator nach einem herkömmlichen Verfahren eingesetzt wird, welches nicht zur vorliegenden Erfindung gehört.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird eine erste Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 2 ist eine Ansicht eines mechanischen Aufbaues, wenn zum Treiben eines Verschlusses einer Kamera ein piezoelektrischer Aktuator verwendet wird.
In Fig. 2 werden piezoelektrische Aktuatoren 1, 2 dazu verwendet, einen vorderen Verschlußvorhang 17 bzw. einen hinteren Verschlußvorhang 37 zu treiben, und es ist der Zustand vor der Funktion des vorderen Vorhangs dargestellt.
An einem Fixierglied 3 ist ein piezoelektrischer Aktuator 1 fixiert, und ein von einer Feder 5 vorgespannter Hebel 4 wird in Berührung mit einer Stirnfläche des Aktuators 1 gehalten.
Der Hebel 4 ist drehbar mit Hilfe eines darauf befindlichen Zapfens 7 um eine Welle 6 gelagert.
Ein um eine Welle 9 drehbarer und von einer Feder 10 vorgespannter Hebel 8 steht mit einem Ende in Eingriff mit dem Zapfen 7 und verhindert eine Drehung eines Hebels 11, der um eine Welle 13 drehbar gelagert und von einer Feder 12 vorgespannt ist, im Normalfall allerdings von einem Ende des Hebels 8 an einer Drehung gehindert wird.
An dem Hebel 11 ist zur direkten Steuerung der Arbeit des vorderen Verschlußvorhangs 17, der eine nicht dargestellte Filmebene in bekannter Weise abdeckt, an dem Hebel 11 ein Stift 14 vorgesehen.
Der Stift trägt einen Hebel 15 an einer Stelle, an der er einen Schalter 16 an- und ausschalten kann, wobei er in der dargestellten Stellung sich in der Aus-Stellung befindet.
An einem Fixierglied 23 ist ein weiterer piezoelektrischer Aktuator 2 befestigt, und ein von einer Feder 25 vorgespannter Hebel 24 wird in Berührung mit einer Stirnfläche des Aktuators 2 gehalten.
Der Hebel 24 ist um eine Welle 26 zusammen mit einem von ihm nach unten abstehenden Stift 27 drehbar gelagert.
Ein um eine Welle 29 drehbarer und von einer Feder 30 vorgespannter Hebel 28 steht mit einem Ende in Eingriff mit dem Stift 27 und verhindert das Drehen eines Hebels 31, der um eine Welle 33 drehbar und von einer Feder 32 vorgespannt ist, im Normalfall jedoch von einem Ende des Hebels 28 an einer Drehung gehindert wird.
An dem Hebel 31 ist ein Stift 34 vorgesehen, um die Funktion des hinteren Verschlußvorhangs 37, der von einer nicht dargestellten Filmebene in an sich bekannter Weise zurückgezogen ist, direkt zu steuern.
Der Stift 34 ist an seinem einen Ende mit einem Hebel 35 ausgestattet, um einen Schalter 36 ein- und auszuschalten, wobei in der dargestellten Stellung die Aus-Stellung eingenommen ist.
Der Belichtungsvorgang wird folgendermaußen durchgeführt, indem der vordere und hintere Verschlußvorhang 17 bzw. 37 gesteuert wird.
Wenn der piezoelektrische Aktuator 1 erregt wird, dehnt er sich nach oben rechts aus, und dieser Versatz wird zusammen mit der sich ergebenden Beschleunigung auf den Hebel 4 übertragen.
Der Hebel 4 dreht sich gegen die Kraft der Feder 5 im Uhrzeigersinn, wodurch der Stift 7 gegen ein Ende des Hebels 8 legt, um diesen zu veranlassen, sich im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der Feder 10 um die Welle 9 zu drehen.
Als Ergebnis beginnt der Hebel 11, dessen Drehung unter der Vorspannkraft der Feder 12 durch das andere Ende des Hebels 8 gesperrt wurde, sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, wodurch der vordere Vorhang 17 nach rechts oben zu laufen beginnt und damit einen Belichtungsvorgang einleitet. Gleichzeitig bewegt der Stift 24 sich nach rechts oben, wodurch der Hebel 15 den Schalter 16 einschaltet.
Dann wird zu einem Zeitpunkt des Schließens des hinteren Vorhangs 27 nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne im Anschluß an das Öffnen des vorderen Vorhangs 17 der piezoelektrische Aktuator 2 erregt, wodurch sich der Aktuator 2 nach oben links ausdehnt und die resultierende Versetzung auf den Hebel 24 übertragen wird.
Der Hebel 24 dreht sich gegen die Vorspannkraft der Feder 25 um die Welle 26 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch der Stift 27 gegen ein Ende des Hebels 28 drückt und diesen dadurch veranlaßt, sich gegen die Kraft der Feder 30 um die Welle 29 im Uhrzeigersinh zu drehen.
Als Ergebnis beginnt der Hebel 31, dessen Drehung unter der Vorspannkraft der Feder 32 von dem anderen Ende des Hebels 38 gesperrt wurde, sich um die Welle 33 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, wodurch der hintere Vorhang 37 nach rechts oben zu laufen beginnt und damit den Belichtungsvorgang abschließt. Gleichzeitig bewegt der Stift 36 sich nach oben rechts, wodurch der Hebel 35 den Schalter 36 einschaltet.
Die Belichtung eines Films mit Hilfe des vorderen und hinteren Verschlußvorhangs 17 bzw. 37 wird in der oben erläuterten Weise abgeschlossen, und der Abschluß der Arbeit der Vorhänge 17 und 27 läßt sich bestätigen, indem man den Zustand der Schalter 16 und 36 überwacht.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung zum Treiben des in Fig. 2 gezeigten Mechanismus. Die Funktionsweise der Schaltung wird im folgenden erläutert.
Eine Batterie 40 speist Versorgungsleitungen P1, P2 und P3. Die Versorgungsschaltung P1 liefert eine Ausgangsspannung von etwa 5 V fur eine Steuerschaltung, welche eine CPU enthält.
Die Versorgungsschaltung P2 liefert eine Ausgangsspannung von etwa 100 V zum Treiben der piezoelektrischen Aktuatoren 1, 2 im Normalzustand, außerdem zum Ansteuern einer Anzeigebeleuchtungslampe 43.
Die Versorgungsschaltung P3 liefert eine Ausgangsspannung von etwa 200 V zum Treiben der piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 in einem außergewöhnlichen Zustand, außerdem zum Treiben einer Strobe-Entladungskurve 44.
Die Arbeitsweise der Versorgungsschaltung P1 wird gesteuert durch einen Schalter 41 mit halbem Tasthub, der eingeschaltet wird durch Betatigung eines nicht dargestellten Auslöseknopfs der Kamera, außerdem durch den Einschaltzustand eines von der CPU gesteuerten Transistors Q1. Der Zustand des Halbhub-Schalters 41 wird außerdem an die CPU übertragen. Zwischen dem Transistor Q1 und dem Halbhub-Schalter 41 ist eine Diode Q1 eingefügt, um die Einschaltzustände des Schalters voneinander zu unterscheiden. Nachdem bei einem solchen Aufbau der Halbhub-Schalter 41 durch Loslassen des Auslöseknopfs ausgeschaltet wurde, bleibt der Transistor 41 für eine vorbestimmte Zeitspanne eingeschaltet und verlängert dadurch den Funktionszustand der Kamera. Der oben erläuterte Aufbau ist als Zustand der Technik bekannt.
Die Arbeit der Versorgungsschaltung P2 und P3 wird von Transistoren Q2 bzw. Q3 gesteuert, welche ihrerseits von der CPU gesteuert werden.
An die CPU sind außerdem Schaltungsblöcke angeschlossen, die eine Lichtmeßschaltung LM, eine Anzeigeschaltung DSP, eine Blendensteuerschaltung AP, eine Filmempfindlichkeitssignal- Leseschaltung FM, eiyie Feuchtigkeitsdetektierschaltung HMD und eine Öruppe von Schaltern SW aufweisen, die folgende Eingabe/Ausgabe-Funktionen aufweisen:
Die Lichtmeßschaltung LM gibt in die CPU ein Objekthelligkeitssignal ein.
Die Anzeigeschaltung DSP liefert eine zu steuernde Verschlußzeitinformation und verschiedene Alarmsignale in visueller oder akustischer Form, basierend auf Signalen seitens der CPU.
Die Verschlußsteuerschaltung AP steuert eine Objektivblende auf einen geeigneten Blendenwert, basierend auf einem Signal von der CPU.
Die Filmempfindlichkeitssignal-Leseschaltung FM liest Filmempfindlichkeitsdaten, die sich in bekannter Weise auf einer Filmpatrone befinden, und sie sendet die Daten an die CPU.
Die Feuchtigkeitsd.etektierschaltung HMD erfaßt die Feuchtigkeit in der Kamera mit dem Feuchtigkeitsfühler und sendet ein entsprechendes Signal an die CPU. Der Feuchtigkeitssensor kann an einer Stelle vorgesehen sein, die das Ermitteln der Feuchtigkeit des piezoelektrischen Aktuators innerhalb der Kamera ermöglicht. Im Idealfall ist er an dem piezoelektrischen Aktuator angebracht, um eine präzise Feuchtigkeitsmessung zu ermöglichen.
Die Schaltergruppe SW enthält einen Auslöseschalter, der mit dem Auslöseknopf gekoppelt ist und den Start des Belichtungsvorgangs veranlaßt, einen Schalter zum Feststellen der Beendigung des Filmspulens und die oben erwähnten Schalter 16 und 36 zum Detektieren der Beendigung der Bewegungen des vorderen und hinteren Verschlußvorhangs.
Wenn schon die Verdrahtungen nicht dargestellt sind, werden die oben erläuterten Schaltungsblöcke von der Versorgungsschaltung P1 gespeist.
Außerdem speiste die Versorgungsschaltung P2 eine Beleuchtungsschaltung EL, deren hintere Beleuchtungslampe 43 eingeschaltet wird, wenn ein Transistor Q13 von der CPU leitend gemacht wird, um dadurch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der vorerwähnten Anzeigeschaltung DSP zu beleuchten.
In der vorliegenden Schaltung besteht die Lampe 43 aus einem Elektrolumineszenz-Bauelement, welches von der etwa 100 V betragenden Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 gespeist werden kann, wobei diese Ausgangsspannung auch für die piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 verwendet wird.
Die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P3 wird an die Strobe-Schaltung SB geliefert, deren Entladungsröhre 44 dadurch Blitzlicht emittiert, daß bei geöffnetem Verschluß ein Transistor Q14 eingeschaltet wird.
Diese Ausgangsspannung wird auch zum Treiben der piezoelektrischen Aktuatoren dann verwendet, wenn ein abnormaler Zustand vorliegt, was weiter unten noch erläutert wird. Es sind Schaltungsblöcke 46 und 47 zum Ansteuern der piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 vorgesehen. Da die Schaltungsblöcke identisch sind, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung lediglich auf den Aktuator 1, die für den Aktuator 2 entfällt.
Ein oberer Anschluß des piezoelektrischen Aktuators erhält die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 über einen Transistor Q5 wie diejenige von der Versorgungsschaltung P3 über einen Transistor Q6, und ist über einen Transistor Q11 auf Masse gelegt, welcher direkt von der CPU gesteuert wird.
Die genannten Transistoren Q5 und Q6 werden jeweils gesteuert von Transistoren Q8 und Q10, die ihrerseits von der CPU gesteuert werden.
Ein unterer Anschluß des piezoelektrischen Aktuators 1 ist über einen von der CPU gesteuerten Transistor Q9 auf Masse gelegt oder erhält die Ausgangsspannung von der Versorgungsschaltung P2 über einen Transistor Q7, der durch einen von der CPU angesteuerten Transistor Q12 gesteuert wird.
Der obere Anschluß des piezoelektrischen Aktuators 1 erhält die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P1 über einen Transistor Q4, eine Diode D2 und einen Widerstand R1, und er ist außerdem über Widerstände R2 und R3 auf Masse gelegt.
Der Knoten zwischen den Widerständen R2 und R3 ist an einen Eingangsanschluß eines Vergleichers C angeschlossen, der einen Vergleich mit einer Spannungsquelle 45 durchführt und das Ergebnis des Vergleichs an die CPU gibt.
Zwischen den Anschlüssen des piezoelektrischen Aktuators 1 befindet sich ein Stoßspannungsabsorber in Parallelschaltung.
Für den piezoelektrischen Aktuator 2 ist eine Peripherieschaltung 47 ähnlichen Aufbaus vorgesehen.
Die oben erläuterte Schaltung 46 wird folgendermaßen betrieben.
Zunächst beginnt die Versorgungsschaltung P1 die Spannungszufuhr zum Aktivieren der CPU, welche eine geeignete Belichtungsbedingung berechnet anhand der Eingangssignale von der Lichtmeßschaltung LM und der Filmempfindlichkeitssignal-Detektierschaltung FM. Das Ergebnis der Berechnung wird in bekannter Weise von der Anzeigeschaltung DSP angezeigt, und es wird ein Alarm zusätzlich geliefert, wenn die Bedingung unerwunscht ist.
Gleichzeitig werden die Versorgungsschaltungen P2 und P3 aktiviert, um zwei hohe Spannungen zu generieren, und der Transistor Q13 wird eingeschaltet, um die Beleuchtungslampe 43 für die Flüssigkristallanzeige zu aktivieren, die in der Anzeigeschaltung DSP an die Versorgungsschaltung P2 angeschlossen ist. Die Ausgangsleistung der Versorgungsschaltung P3 wird in einem nicht dargestellten Kondensator der Strobe- Schaltung SB gesammelt.
Im folgenden werden die Abläufe bei der Feuchtigkeitsmessung und Entfeuchtung erläutert.
Die Feuchtigkeitsdetektierschaltung HMD wird aktiviert, um die Feuchtigkeit der Atmosphäre zu messen, in welcher sich der piezoelektrische Aktuator befindet. Ist die Feuchtigkeit extrem hoch und sie gefährdet die Funktionsweise des piezoelektrischen Aktuators 1, wird eine Entfeuchtung mit Hilfe des Transistors in dem Schaltungsblock 46 durchgeführt, wie es im folgenden noch erläutert wird.
Erreicht werden kann die Entfeuchtung dadurch, daß intermittierend eine Spannung mit einem Pegel angelegt wird, die in dem piezoelektrischen Aktuator keine Versetzung hervorruft.
Genauer gesagt, der Transistor Q5 wird aktiviert, um die Spannung anzulegen, und anschließend wird der Transistor Q11 aktiviert, um die angesammelte elektrische Ladung abzuleiten. Dieser Vorgang wird mit einem vorbestimmten Intervall wiederholt, wodurch im Inneren des piezoelektrischen Aktuators Wärme erzeugt und damit die darin angesammelte Feuchtigkeit ausgetrieben wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Entfeuchtung durchgeführt, indem eine intermittierend erzeugte Spannung angelegt wird, man kann aber auch eine Wechselspannung mit einer Frequenz anlegen, die eine Verlagerung hervorruft, welche die Mechanik des Aktuators nicht beeinflußt.
Die hier verwendete Wechselspannung gemäß Fig. 13 ist eine Spannung, die sich innerhalb gewisser Grenzen kontinuierlich bei einer gewissen Periodendauer ändert.
Intermittierende Spannung bedeutet, wie in Fig. 14 dargestellt ist, eine sich wiederholende Spannungserzeugung mit einem Spannungswert und einer Pause, was mit einer gewissen Periodendauer wiederholt wird.
Dann wird ermittelt, ob der piezoelektrische Aktuator normal arbeitet, indem der Transistor Q4 eingeschaltet und die Spannung der Versorgungsschaltung P1 an den piezoelektrischen Aktuator gelegt wird, die an seinen Anschlüssen gebildete Spannung mit den Widerständen R2 und R3 geteilt wird, und die so geteilte Spannung in dem Vergleicher C mit einer Spannung von einer Spannungsquelle 45 verglichen wird. Arbeitet der piezoelektrische Aktuator 1 normal, besitzt er einen beträchtlich hohen Isolationswiderstand, so daß die Spannung der Versorgungsschaltung P1, die über den Transistor Q4 zugeführt wird, an den Vergleicher C eine hohe geteilte Spannung über die Diode D2 und die Widerstände R1, R2 und R3 liefert. Wenn andererseits die Isolierung des piezoelektrischen Aktuators 1 durch dessen Betrieb unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit zerstört ist, ist der obere Anschluß des Aktuators in äquivalenter Weise geerdet. Wenn somit der Transistor Q4 eingeschaltet wird, wird die dem Vergleicher C zugeführte Spannung erheblich niedriger, verglichen mit dem Normalzustand wird sie an dem Knoten zwischen den Widerständen R1 und R2 auf Masse liegen. Wenn die Spannung an dem Knoten niedriger als ihr vorbestimmter Wert ist, liefert der Vergleicher C an die CPU ein Signal, welches eine Abnormalität der Isolierung anzeigt.
Die Diode D2 ist zum Schützen des Transistors Q4 gegen Zerstörung durch Anlegen einer umgekehrten Spannung sowie zum Schützen der Versorgungsschaltung P1 vor Zerstörung durch die hohe Spannung seitens der Versorgungsschaltung P2 beim Einschalten des Transistors Q5 zum Treiben des piezoelektrischen Aktuators 1 vorgesehen, wie im folgenden erläutert wird.
Der Widerstand R1 ist in Normalzustand nicht notwendig, er ist aber vorgesehen, um eine thermische Zerstörung zu vermeiden, die möglicherweise verursacht wird durch das direkte Erden des Transistors Q4 und der Diode D2 in dem Fall, daß der piezoelektrische Aktuator 1 eine Zerstörung seiner Isolierung aufweist.
Der Stoßspannungsabsorber 42 hat die Eigenschaft, einen unendlich großen Widerstand zu zeigen, wenn die Spannung zwischen seinen Anschlüssen innerhalb einiger 100 V liegt, er hingegen kurzgeschlossen wird, wenn die Spannung größer wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Stoßspannungsabsorber 42 parallel zum piezoelektrischen Aktuator 1 geschaltet und dient zum Schutz der peripheren Schaltungen vor einer hohen Spannung, die durch den Aktuator selbst erzeugt wird.
Der Stoßabsorber 42 beeinflußt diese Schaltungsteile im Normalzustand in keiner Weise, absorbiert aber durch Kurzschließen eine Spannung von zu einigen 10 000 Volt, die möglicherweise durch einen Stoß entsteht, der auf die Kamera einwirkt; auf diese Weise wird die Zerstörung des Transistors Q2 etc. verhindert, für die Widerstand gegenüber einer derart hohen Spannung nicht erwartet werden kann.
Ein piezoelektrisches Glied zeigt pyroelektrische Defekte, wenn es Wäre ausgesetzt wird. Wenn also Wärme zugeführt wird, erzeugt der piezoelektrische Aktuator 1 eine Spannung. Im folgenden wird die Funktion des Absorbierens der durch einen solchen pyroelektrischen Effekt erzeugten Spannung erläutert.
Wenn der Auslöseschalter eingeschaltet wird, um ansprechend auf das Betätigen der Auslösetaste den Beginn der Belichtung zu veranlassen, werden die Transistoren Q9 und Q11 eingeschaltet, damit sie in sich die Ladung verteilen, die durch den pyroelektrischen Effekt in dem piezoelektrischen Aktuator 1 erzeugt wurde. Eine solche Routine zum Absorbieren pyroelektrischer Ladung ist nicht nur in der Verschlußfreigaberoutine erforderlich, sondern kann auch zu geeigneten Zeiten wie z.B. beim Spulen des Films, unmittelbar nach dem Aktivieren der Versorgungsschaltung P1 oder unmittelbar vor Beendigung von deren Funktion durchgeführt werden. Auch kann der Kurzschlußzustand fortgesetzt werden, während die Versorgungsschaltung P1 aktiviert und der piezoelektrische Aktuator 1 nicht angetrieben wird, sqlange der Basisstrom in den Transistoren Q9 und Q11 nicht die Leistungsaufnahme aus der Batterie 40 beeinflußt.
Wenn die durch den pyroelektrischen Effekt erzeugte Spannung hoch ist, gelangt möglicherweise ein übermäßf iger Strom in die Transistoren Q9 und Q11, wenn diese kurzgeschlossen werden, was möglicherweise deren thermische Zerstörung bedeutet. Um dieses Phänomen auszuschalten, wird ein kleiner Widerstand in Reihe zu dem piezoelektrischen Aktuator geschaltet, und zwar an die Kollektorseite des Transistors Q11.
Im Normalzustand wird der piezoelektrische Aktuator in der im folgenden beschriebenen Weise im Anschluß an den oben erläuterten Kurzschluß durch die Transistoren Q9 und Q11 betrieben.
Der Transsitor Q8 wird eingeschaltet und legt dadurch die hohe Spannung der Versorgungsschaltung P2 über den Transistor Q5 an den oberen Anschluß des piezoelektrischen Aktuators. Die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 muß die empfohlene Arbeitsspannung (Nennspannung) gemäß den Betriebsspezifikationen des piezoelektrischen Aktuators sein, nämlich eine Spannung, die nicht eine Zerstörung des piezoelektrischen Aktuators bei wiederholtem Anlegen der Spannung bewirkt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird von der Annahme ausgegangen, daß die empfohlene Arbeitsspannung mit der Treiberspannung der Lampe 43 übereinstimmt. Der piezoelektrische Aktuator 1 wird über den Widerstand R4 betrieben, um eine thermische Zerstörung des Transistors Q5 zu vermeiden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Nennspannung die von der Versorgungsschaltung P2 erhaltene Spannung.
Da das mechanische System die Beschleunigung gemäß Fig. 2 ausnntzt, ist der Einschaltzustand der oben angesprochenen Transistoren relativ kurz.
Aufgrund der oben erläuterten Vorgänge dehnt sich der piezoelektrische Aktuator vorübergehend in seiner Längsrichtung aus, wodurch eine Antriebskraft erzeugt wird, die die bereits in Verbindung mit Fig. 2 erläuterten Abläufe veranlassen.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Schaltung für den Fall erläutert, daß die Arbeit des piezoelektrischen Aktuators 1 nicht korrekt auf das mechanische System gemäß Fig. 2 übertragen wird, weil möglicherweise eine überlappung der unerwünschten Bedingungen, z.B. die Schwankung in der Leistungsfähigkeit des Aktuators 1, im Ausgangssignal der Versorgungsschaltung P2 und in der Lage der Kamera bei dem Aufnahmevorgang zusammenkommen.
Falls der piezoelektrische Aktuator 1 nur bei Anlegen der Spannung aus der Versorgungsschaltung P2 über den Transistor Q5 in nicht zufriedenstellender Weise arbeitet, läuft der vordere nicht in der in Verbindung mit Fig. 2 erläuterten Weise, so daß der Schalter 16 nicht eingeschaltet wird.
Da der Schalter 16 in der Schaltergruppe SW enthalten ist, kann die CPU erkennen, daß das Anlegen der Spannung von der Versorgungsschaltung P2 zu nichts geführt hat. In diesem Fall wird der piezoelektrische Aktuator 1 erneut angesteuert, und zwar mit einer höheren Spannung.
Diesmal wird der Transistor Q10 eingeschaltet, um die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P3 an den piezoelektrischen Aktuator zu legen. Um eine thermische Zerstörung des Transistors Q6 zu vermeiden, ist ein Widerstand R5 in Serie geschaltet, so, wie es der Fall bei dem Transistor Q5 ist.
Die zum erneuten Treiben verwendete Spannung ist die absolut maximale Nennspannung des piezoelektrischen Aktuators 1 oder eine etwas darunter liegende Spannung. Anders gesagt, die angelegte Spannung übersteigt nicht einen Pegel, oberhalb dessen die Zerstörung des piezoelektrischen Aktuators eintreten kann.
Maximale Kraft und Beschleunigung lassen sich von dem piezoelektrischen Aktuator 1 dann erwarten, wenn man mit einer derartigen Spannung treibt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird diese Spannung von der Spannungsquelle für die Strobe-Schaltung SB erhalten, man kann aber auch eine getrennte Spannungsquelle verwenden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt das erneute Ansteuern mit der Spannung von der Versorgungsschaltung P3, die höher ist als die Spannung von der Versorgungsschaltung P2, allerdings könnte ein solches erneutes Ansteuern auch mit der gleichen Spannung erfolgen, die von der Versorgungsschaltung P2 erhalten wird. Ferner ist es möglich, den Aktuator mehrmals mit einer gewissen Häufigkeit unter Verwendung der Nennspannung anzusteuern, anschließend mit der maximal zulässigen Spannung.
Im folgenden wird ein Verfahren zum Erhalten des maximalen Versatzes und der maximalen Beschleunigung durch den piezoelektrischen Aktuator 1 erläutert.
Unmittelbar vor der Hauptansteuerung werden die Transistoren Q1 und Q12 eingeschaltet, um über einen Transistor Q7 ein umgekehrtes Potential anzulegen, wodurch sich der piezoelektrische Aktuator 1 in die entgegengesetzte Richtung zusammenzieht. Auch in diesem Zustand folgt der in Fig. 2 gezeigte Hebel 4 der Stirnfläche des Aktuators, ohne mit dieser einen Spalt zu bilden. Unmittelbar anschließend wird die oben erläuterte Hauptansteuerung mit Hilfe der Transistoren Q5 und Q9 durchgeführt. Aufgrund dieser Abläufe wird der Versetzungshub des piezoelektrischen Aktuators 1 nahezu verdoppelt, und die sich ergebende Beschleunigung wird folglich erhöht. Außerdem ist der Transistor Q9 mit einem Serienwiderstand R6 ausgestattet, um eine thermische Zerstörung zu unterbinden.
Figuren 3 bis 9 sind Flußdiagramme, die den Steuerungsablauf der CPU veranschaulichen.
Im folgenden wird eine Erläuterung des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms gegeben.
Wenn die Versorgungsschaltung P1 in Betrieb ist, führt die CPU wiederholt folgende Routine durch:
Schritt 50: Berechnen der angemessenen Steuerbedingung anhand der Ausgangssignale der Lichtmeßschaltung LM und der Filmempfindlichkeits-Detektierschaltung FM;
Schritt 51: Aktivieren der Versorgungsschaltung P2 und Einschalten des Transistors Q13, um dadurch das Lämpchen 43 einzuschalten;
Schritt 52: Veranlassen der Anzeigeschaltung der DSP, die im Schritt 50 erhaltene angemessene Steuerbedingung anzuzeigen;
Schritt 53: Ausführen einer Prüfroutine für den Isolierzustand der piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2. Die Einzelheiten dieser Routine werden in Verbindung mit Fig. 4 erläutert.
Schritt 54: Anhand des Ergebnisses aus dem Schritt 3 wird ermittelt, ob ein Fehler in der Isolierung in dem piezoelektrischen Aktuator 1 oder 2 vorliegt, und der Ablauf geht weiter zu einem Schritt 55 oder 57, wenn ein solcher Isolierungsfehler vorhanden bzw. nicht vorhanden ist;
Schritt 55: Liefern eines Alarms, der angibt, daß der piezoelektrische Aktuator 1 oder 2 abnormal arbeitet, und zwar in Form eines visuellen oder akustischen Alarmsignals über die Anzeigeschaltung DSP;
Schritt 56: Einstellen eines Sperrzustands, durch den die Auslöseroutine auch dann nicht ausgeführt wird, wenn die Verschlußtaste niedergedrückt wird. Anschließend geht der Ablauf zum Schritt 50 zurück und stellt fortgesetzt das Ergebnis der Berechnung auf der Anzeige dar und liefert den Alarm für die Abnormalität des piezoelektrischen Aktuators;
Schritt 57: Da der Isolierungszustand zufriedenstellend ist, ermittelt dieser Schritt den Feuchtigkeitszustand in der Kamera mit Hilfe der Feuchtigkeitsdetektierschaltung HMD. Der Ablauf geht dann weiter zu einem Schritt 58 oder 62, wenn die ermittelte Feuchtigkeit akzeptabel ist bzw. nicht akzeptabel ist;
Schritt 58: Da der Feuchtigkeitszustand akzeptabel ist, ermöglicht dieser Schritt die Verschlußfreigabe und damit ein Aufheben des im Schritt 56 eingestellten Sperrzustands;
Schritt 59: Aktivieren der Versorgungsschaltung P3 und damit Vorbereitung für die Lichtemission der Strobe-Schaltung SB;
Schritt 60: Ermitteln, ob der Auslöseschalter durch den Auslöseknopf eingeschaltet wurde; falls eingeschaltet, kehrt der Ablauf zum Schritt 50 zurück, falls er jedoch nicht eingeschaltet ist, erfolgt die Fortsetzung bei einem Schritt 60;
Schritt 61: Ausführen einer in Fig. 6 gezeigten Freigabesequenz, wenn der Auslöseschalter eingeschaltet wurde;
Schritt 62: Veranlaßt die Anzeige DSP, einen Alarm zu geben, wonach die Entfeuchtung durchgeführt wird, weil die Feuchtigkeit in der Kamera übermäßig hoch und für die Funktionsweise der piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 gefährlich ist;
Schritt 63: Einstellen eines Auslösesperrzustands;
Schritt 64: Ausführen einer Entfeuchtungsroutine gemäß Fig. 5. Nach der Ausführung dieser Routine geht der Ablauf zurück zum Schritt 50 und wiederholt die oben erläuterten Schritte. Wenn die Entfeuchtung abgeschlossen ist, geht. der Ablauf zu der Freigaberoutine im Schritt 61, wenn nicht der Isolierzustand unakzeptierbar ist.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm der Isolierzustands-Detektierroutine im Schritt 53, deren Einzelheiten im folgenden erläutert werden:
Schritt 70: Einschalten des Transistors Q9;
Schritt 71: Einschalten des Transistors Q4 und dadurch Anlegen der Spannung der Versorgungsschaltung P1 über die Diode D2 und den Widerstand R1 an den piezoelektrischen Aktuator 1;
Schritt 72: Beginn des Lesens des Ausgangssignals des Vergleichers C;
Schritt 73: Wiederholen des Lesens des Ausgangssignals des Vergleichers C. Dieses Lesen wird solange wiederholt, bis das Ausgangssignal stabil wird, weil insbesondere dann, wenn der Aktuator 1 nicht normal arbeitet, die von R2 und R3 geteilte Spannung wegen des Stroms in dem Aktuator Zeit zur Stabilisierung benötigt. Nachdem der Lesevorgang stabilisiert ist, geht der Ablauf weiter zu einem Schritt 74.
Schritt 74: Speichern des Leseergebnisses in einem Speicher. Der Schritt 54 in Fig. 3 hat den Zweck, den Inhalt des in diesem Schritt gefüllten Speichers zu bestätigen.
Schritt 75: Schaltet den Transistor Q4 aus;
Schritt 76: Ausschalten des Transistors Q9, wodurch die Routine zum Anlegen des Ausgangssignals der Versorgungsschaltung P2 an den piezoelektrischen Aktuator 1 abgeschlossen ist.
Eine ähnliche Routine ist für den piezoelektrischen Aktuator 2 erforderlich, jedoch werden die Einzelheiten der Routine hier weggelassen.
Figuren 5A und 5B sind Flußdiagramme, die zwei Beispiele für die Entfeuchtungsroutine in dem Schritt 64 zeigen. In der in Fig. 5A gezeigten Routine wird der piezoelektrische Aktuator in Längsrichtung durch Anlegen einer Spannung ausgedehnt, während in der in Fig. 5B gezeigten Routine der Aktuator in dieser Richtung durch Anlegen einer umgekehrten Spannung zusammengezogen wird.
Im folgenden wird das in Fig. 5A gezeigte Flußdiagramm erläutert:
Schritt 80: Einstellen der Anzahl n von Wiederholungen auf 0.
Schritt 81: Ermitteln, ob die Anzahl n von Wiederholungen eine vorbestimmte Zahl N überstiegen hat, und Fortführen des Ablaufs zum Schritt 90 oder 82, wenn die Anzahl N überschritten wurde bzw. nicht überschritten wurde;
Schritt 82: Einschalten des Transistors Q9, wenn die Anzahl n von Wiederholungen die Zahl N nicht erreicht hat;
Schritt 83: Einschalten des Transistors Q8, wodurch der Transistor Q5 eingeschaltet und die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 an den piezoelektrischen Aktuator 1 angelegt wird;
Schritt 84: Einstellen einer gewissen Verzögerungszeit, um dadurch die Spannungsanlegezeit für den piezoelektrischen Aktuator 1 zu definieren, während der der Aktuator aufgeladen wird;
Schritt 85: Ausschalten des Transistors Q8, wodurch der Transistor Q5 ausgeschaltet und das Anlegen der Spannung seitens der Versorgungsschaltung P2 beendet wird.
Schritt 86: Ausschalten des Transistors Q11, um dadurch die in dem piezoelektrischen Aktuator 1 angesammelte Ladung zu entladen
Schritt 87: Einstellen einer gewissen Verzögerungszeit, um die Entladung zu gewährleisten;
Schritt 88: Erhöhen der Zahl n von Wiederholungen um 1, wenn ein Ladungs- und Entladungszyklus abgeschlossen ist;
Schritt 89: Ausschalten des Transistors Q11.
Der oben erläuterte Lade-Entlade-Zyklus wird solange wiederholt, bis die Anzahl n von Wiederholungen den Wert N erreicht. Wenn die Zahl N erreicht ist, geht der Ablauf von dem Schritt 81 weiter zu einem Schritt 90.
Schritt 90: Ausschalten des Transistors Q9, und anschließend geht der Ablauf zum Schritt 50 zurück, um den vorstehend erläuterten Ablauf zu wiederholen.
Im folgenden wird das in Fig. 5B dargestellte Flußdiagramm erläutert, wobei allerdings der Ablauf von einem Schritt 150 nach 151 weggelassen ist, da er ähnlich ist wie der Ablauf vom Schritt 80 zum Schritt 81 gemäß Fig. 5A:
Schritt 152: Einschalten des Transistors Q11, wenn die Anzahl n von Wiederholungen noch nicht den Zahlenwert N', der kleiner als die Zahl N in Fig. 5A ist, erreicht hat, weil die Ladezeit für den piezoelektrischen Aktuator länger gemacht werden kann als der in Fig. 5A dargestellte Ablauf, wie im folgenden noch erläutert wird;
Schritt 153: Einschalten des Transistors Q12, wodurch der Transistor Q7 ebenfalls eingeschaltet und die Ausgangsspannung der Versorgnngsschaltung P2 an den piezoelektrischen Aktuator 1 angelegt wird.
Schritt 154: Einstellen einer gewissen Verzögerungszeit, um dadurch die Spannungsanlegezeit für den piezoelektrischen Aktuator zu definieren, während der der Aktuator aufgeladen wird. Die Verzögerungszeit ist länger als im Schritt 84 nach Fig. 5A, weil im Fall von Fig. 5A eine längere Ladezeit möglicherweise das mechanische System beeinflußt, weil sich der Aktuator ausdehnt, wohingegen im Fall der Fig. 5B das mechanische System nicht durch eine längere Aufladezeit beeinflußt wird, weil sich der Aktuator zusammenzieht;
Schritt 155: Ausschalten des Transistors Q12, wodurch der Transistor Q7 ebenfalls ausgeschaltet und das Anlegen der Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 abgeschlossen wird;
Schritt 156: Einschalten des Transistors Q9, wodurch die in dem piezoelektrischen Aktuator 1 angesammelte Ladung entladen wird;
Schritt 157: Einstellen einer gewissen Verzögerungszeit, um die Entladung zu sichern;
Schritt 158: Halbieren von 1 auf die Anzahl n von Wiederholungen, wenn ein Zyklus aus Laden und Entladen abgeschlossen ist;
Schritt 159: Einschalten des Transistors Q9.
Der oben erläuterte Lade- bzw. Entlade-Zyklus wird wiederholt, bis die Anzahl n von Wiederholungen den Zahlenwert N' erreicht. Wenn die Zahl N' erreicht ist, geht der Ablauf von dem Schritt 151 nach 160;
Schritt 160: Ausschalten des Transistors Q11, anschließend geht der Ablauf zum Schritt 50 zurück, um den oben erläuterten Ablauf zu wiederholen.
Bei dem in Fig. 5A dargestellten Ablauf wurde die Ladezeit auf einen Wert eingestellt, der keine Zersetzung in dem piezoelektrischen Aktuator 1 verursachte, da ansonsten das mechanische System gemäß Fig. 2 während der Befeuchtung betätigt wird. Allerdings beeinflußt der in Fig. 5B dargestellte Ablauf nicht das mechanische System, wenn sich der piezoelektrische Aktuator zusammenzieht. Die Wiederholungsfrequenz und die Anzahl N von Wiederholungen wurden streng nach experimentellen Daten bezüglich des Feuchtigkeitswiderstands des verwendeten piezoelektrischen Aktuators festgelegt, im allgemeinen erfolgt ein Betreiben für mehrere 10 Millisekunden bei einer Frequenz von einigen kHz.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Werte N und N' unabhängig von der Feuchtigkeit konstant gehalten, sie können allerdings der Feuchtigkeit gemäß variiert werden.
Figuren 6 und 7 zeigen Flußdiagramme einer in dem Schritt 61 gezeigten Freigaberoutine, in welcher:
Schritt 95: den Transistor Q13 ausschaltet, wodurch die Beleuchtungslampe 43 ausgeschaltet und die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 anschließend ausschließlich für die piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 verwendet wird;
Schritt 96: einen Spiegel der Kamera hochschwenkt;
Schritt 97: die Blendensteuerschaltung AP so ansteuert, daß die Blende auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird;
Schritt 98: den Transistor Q8 einschaltet, wodurch der Transistor Q5 eingeschaltet wird;
Schritt 99: Den Transistor Q9 einschaltet. Der piezoelektrische Aktuator 1 wird von der Versorgungsschaltung P2 gespeist;
Schritt 100: Die Messung einer vorbestimmten Verschlußzeit einleitet;
Schritt 101: bestätigt, ob der Schalter 16 eingeschaltet wurde, um zu verifizieren, ob der piezoelektrische Aktuator 1 das mechanische System berichtigt angetrieben hat, woraufhin der Ablauf zu einem Schritt 102 geht, wenn der Schalter 16 eingeschaltet wurde, jedoch zu einem Schritt 106 geht, wenn der Schalter 16 ausgeschaltet ist, nämlich dann, wenn das vordere Verschlußvorhangsystem nicht betätigt wurde;
Schritt 102: ermittelt, ob die im Schritt 100 gestartete Zeitmessung beendet ist, woraufhin der Ablauf zu einem Schritt 103 oder 102 geht, wenn die Messung beendet ist bzw. nicht beendet ist;
Schritt 103: einen Prozeß zum Steuern des hinteren Verschlußvorhangs ausführt, wenn die gemessene Zeit den vorbestimmten Wert erreicht hat, indem ein Transistor für den piezoelektrischen Aktuator 2 entsprechend dem Transistor Q8 eingeschaltet wird, wodurch ein dem Transistor QS entsprechender Transistor ebenfalls eingeschaltet wird;
Schritt 104: einem dem Transistor Q9 entsprechenden Transistor einschaltet, wodurch der piezoelektrische Aktuator erregt wird;
Schritt 105: bestätigt, daß der Schalter 36 eingeschaltet wurde, woraufhin der Ablauf zu einem Schritt 125 in Fig. 7 geht, wenn der Schalter 36 eingeschaltet ist, jedoch zu einem Schritt 111 geht, wenn der Schalter 36 ausgeschaltet ist, nämlich dann, wenn das hintere Verschlußvorhangsystem nicht richtig gearbeitet hat;
Schritt 125: sämtliche mit dem Treiben der piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 in Verbindung stehenden Transistoren ausschaltet;
Schritt 126: die Blende in den Ausgangszustand verschiebt;
Schritt 127: den Spiegel absenkt;
Schritt 128: den Transistor Q13 einschaltet, um dadurch die Beleuchtung durch das Lämpchen 43 wieder in Gang zu setzen;
Schritt 129: eine Filmspulroutine ausführt, wenn die Belichtung des Films mit Hilfe der obigen Routine abgeschlossen ist.
In Verbindung mit dem Filmvorschub wurde lediglich die obige filmspulroutine erläutert. Das Rückspulen des Films wird nicht näher erläutert, das nach bekannten Verfahren durchgeführt werden kann.
Falls der Schritt 101 feststelltf daß der Schalter 16 nicht eingeschaltet ist, weil nämlich das vordere Vorhangsystem nicht richtig gearbeitet hat, wird folgende Sequenz ausgeführt.
Schritt 106: Ausschalten des Transistors Q8, wodurch der Transistor QS erneut ausgeschaltet wird, um das Anlegen der Spannung seitens der Versorgungsschaltung P2 zu beenden.
Schritt 107: Einschalten des Transistors Q10, wodurch der Transistor Q6 eingeschaltet wird, um die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P3 an den piezoelektrischen Aktuator zu legen.
Wie oben erläutert wurde, dient das Anlegen der Spannung seitens der Versorgungsschaltung P3 dem Zweck, den maximalen Versatz des piezoelektrischen Aktuators 1 zu erzielen. Da die angelegte Spannung dicht bei der absolut größten Nennspannung liegt, hat eine solche Spannung, wenn sie immer verwendet wird, möglicherweise einen unerwünschten Einfluß auf die Lebensdauer des piezoelektrischen Aktuators. Deshalb wird diese Spannung nur in einem solchen abnormalen Zustand verwendet.
Schritt 108: leitet die Messung der Verschlußzeit neu ein;
Schritt 109: bestätigt, ob der Schalter 16 eingeschaltet wurde. Wenn das vordere Verschlußvorhangsystem durch die vorstehend erläuterte Notoperation ordnungsgemäß funktioniert hat, wird der Schalter 16 eingeschaltet, so daß der Ablauf zum Schritt 102 zurückkehrt und die oben erläuterte Prozedur fortgesetzt wird. In diesem Fall wird der Alarm nicht ausgegeben, weil das Versagen des Betriebs möglicherweise aufgrund einer Kameralage oder eines äußeren Stoßes entstanden ist, so daß ein Alarm den Benutzer nur verwirren würde. Wenn andererseits das vordere Verschlußvorhangsystem trotz der vorstehend erläuterten Sequenz noch nicht funktioniert hat, bleibt der Schalter 16 ausgeschaltet, so daß der Ablauf zu einem Schritt 110 weitergeht:
Schritt 110: liefert über die Anzeigeschaltung DSP einen Alarm, der bedeutet, daß das vordere Verschlußvorhangsystem nicht funktioniert hat, und der Ablauf geht zu einem Schritt 120 in Fig. 7;
Schritt 120: schaltet sämtliche Transistoren in Verbindung mit dem Antreiben der piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 aus;
Schritt 121: verschiebt die Blende in den Ausgangszustand;
Schritt 122: senkt den Spiegel;
Schritt 123: schaltet den Transistor Q13 ein, um das Lämpchen 43 zu aktivieren;
Schritt 124: sperrt den Filmvorschub, da dieser Vorschub in diesem Zustand nicht notwendig ist, weil die Belichtung aufgrund des Versagens des vorderen Verschlußvorhangs nicht erfolgt ist; anschließend geht die Sequenz zum Schritt 50 nach Fig. 3, um einen Alarm auszugeben.
Für den Fall, daß das hintere Vorhangsystem im Schritt 109 nicht richtig gearbeitet hat, wird folgende Sequenz durchgeführt:
Schritt 111: schaltet den Transistor für den piezoelektrischen Aktuator 2 aus, entsprechend dem Transistor Q8, wodurch der Q5 entsprechende Transistor ebenfalls ausgeschaltet wird, um die Ansteuerung seitens der Versorgungsschaltung P2 zu beenden.
Schritt 112: Schaltet den Q10 entsprechenden Transistor ein, wodurch der Q6 entsprechende Transistor eingeschaltet wird, so daß die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P3 angelegt wird, was den gleichen Zweck hat, wie bei dem vorderen Vorhangsystem;
Schritt 113: bestatigt, ob der Schalter 36 geschlossen wurde und die Sequenz führt weiter zu einem Schritt 114 oder 115, wenn der Schalter 36 eingeschaltet bzw. ausgeschaltet ist;
Schritt 114: liefert einen Alarm, daß die richtige Belichtung nicht erzielt wurde, weil die Belichtungszeit aufgrund der Schritte 111, 112 und 113 verlängert wurde, obschen die Belichtung von dem hinteren Verschlußvorhangsystem abgeschlossen wurde, was durch das Schließen des Schalters 36 angezeigt wird.
Ein solcher Alarm ist natürlich dann nicht notwendig, wenn die Schritte 111, 112 und 113 relativ kurz sind im Vergleich zu der Belichtungszeit, und er braucht nur dann ausgegeben zu werden, wenn eine kurze Belichtungszeit ausgewählt wird.
Anschließend geht der Ablauf zu einem Schritt 120 in Fig. 7, um den oben erläuterten Ablauf auszuführen. Für den Fall, daß das hintere Verschlußvorhangsystem im Schritt 113 erneut nicht funktioniert, wird folgender Ablauf durchgeführt.
Schritt 115: liefert einen Alarm, daß der Verschlußvorhang offengeblieben ist, und es wird die oben erläuterte Routine durchgeführt, die mit dem Schritt 125 in Fig. 7 beginnt.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren zum Erzielen eines großen Versatzes und einer hohen Beschleunigung durch die piezoelektrischen Aktuatoren 1 und 2 zeigt, und diese Sequenz wird im Anschluß an den Schritt 97 in Fig. 6 und vor dem Schritt 98 ausgeführt.
Schritt 130: Einschalten des Transistors Q11, wodurch der obere Anschluß des piezoelektrischen Aktuators 1 auf Masse gelegt wird;
Schritt 131: Einschalten des Transistors Q12, wodurch der Transistor Q7 eingeschaltet und die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 an den unteren Anschluß des piezoelektrischen Wandlers 1 angeschlossen wird, wodurch dieser sich zusammenzieht;
Schritt 132: hält das oben erläuterte Anlegen einer umgekehrten Spannung für eine gewisse Verzögerungszeit aufrecht;
Schritt 133: Ausschalten des Transistors Q12, um dadurch das Anlegen der umgekehrten Spannung zu beenden;
Schritt 134: Ausschalten des Transistors Q11.
Die oben erläuterte Routine veranlaßt den piezoelektrischen Aktuator 1, sich zusammenzuziehen, so daß ein größerer Versatz und eine höhere Beschleunigung in Kombination mit dem Ausdehnen des Aktuators beginnend mit dem Schritt 98 erzielbar ist. Obschon nicht im einzelnen erläutert, kann man eine ähnliche Anlegeroutine für eine umgekehrte Spannung für den piezoelektrischen Aktuator 2 anwenden, um von diesem eine größere Versetzung und Beschleunigung zu erhalten.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm eines Beispiels der Routine zum Verbessern des Ansprechverhaltens des piezoelektrischen Aktuators, in dem eine kleine Vibration in dem Aktuator bei einer Frequenz bewirkt wird, die sich in der Nähe seines mechanischen Resonanzpunkts befindet, um dadurch einen rascheren Versatz in dem sich anschließenden Hauptantriebsvorgang zu erreichen. Diese Routine ist ähnlich der in Fig. 5 gezeigten Entfeuchtungsroutine, unterscheidet sich jedoch in dem Intervall von Betriebsabläufen und in der Dauer. Diese Routine wird auch zwischen den Schritten 97 und 98 ausgeführt.
Schritt 140: stellt die Anzahl n von Wiederholungen auf 0;
Schritt 141: ermittelt, ob die Anzahl n von Wiederholungen einen vorbestimmten Zahlenwert N erreicht hat, und der Ablauf kehrt zum Schritt 98 zurück oder geht weiter zu einem Schritt 142, wenn die Anzahl N erreicht ist bzw. nicht erreicht ist;
Schritt 142: schaltet den Transistor Q9 ein, wenn die Anzahl n von Wiederholungen den Zahlenwert N nicht erreicht hat;
Schritt 143: schaltet den Transistor Q8 ein, wodurch der Transistor Q5 ebenfalls eingeschaltet wird, um die Ausgangsspannung der Versorgnngsschaltung P2 an den piezoelektrischen Aktuator 1 anzulegen;
Schritt 144: setzt eine gewisse Verzögerungszeit fest, um dadurch die Anlegezeit für die Spannung am piezoelektrischen Aktuator 1 zu definieren, während der der Aktuator 1 aufgeladen wird;
- Schritt 145: schaltet den Transistor Q8 aus, wodurch der Transistor Q5 ebenfalls ausgeschaltet wird, um das Anlegen der Ausgangsspannung seitens der Versorgungsschaltung P2 zu beenden;
Schritt 146: schaltet den Transistor Q11 ein, wodurch die in dem piezoelektrischen Aktuator 1 angesammelte Ladung entladen wird;
Schritt 147: setzt eine gewisse Verzögerungszeit fest, um die Entladung zu gewährleisten;
Schritt 148: addiert-auf die Anzahl n von Wiederholungen den Wert 1, da ein aus Läden und Entladen bestehender Zyklus abgeschlossen ist;
Schritt 149: schaltet den Transistor Q11 aus.
Der oben erläuterte Ablauf wird wiederholt, bis die Anzahl n von Wiederholungen den Zahlenwert N erreicht. Wenn die Zahl N erreicht ist, geht der Ablauf von dem Schritt 141 zu dem Schritt 98, um die nachfolgende Routine zum Steuern der Bewegung des vorderen Verschlußvorhangs auszuführen.
In dem oben erläuterten Ablauf muß die Ladezeit auf einen Wert eingestellt werden, bei dem kein Versatz des piezoelektrischen Aktuators 1 erfolgt, da ansonsten das in Fig. 2 gezeigte mechanische System während dieser Vorbereitungsroutine betätigt würde. Außerdem muß die Wiederholungsfrequenz sowie die Anzahl N von Wiederholungen aus dem Ansprechverhalten basieren, auf dem Resonanzverhalten des zu verwendenden piezoelektrischen Aktuators exakt bestimmt werden, im allgemeinen reicht aber ein Ansteuern während einiger Millisekunden bei einer Frequenz von einigen kHz aus. Obschon nicht im einzelnen dargestellt, ist auf den piezoelektrischen Aktuator 2 ein ähnlicher Prozeß anwendbar.
Figuren 10, 11 und 12 zeigen die Zustände des Ausdehnens/Zusammenziehens des piezoelektrischen Aktuators 1 in den vorstehend erläuterten Routinen.
Fig. 10 zeigt die Zustände des Aktuators 1 beim normalen Treiberverfahren gemäß Fig. 6.
In einem stationären Zustand bis zu dem Schritt 98 besitzt der piezoelektrische Aktuator 1 eine Länge, wie sie oben dargestellt ist. Einen Versatz A1 erhält man durch Anlegen der Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P2 im Schritt 99. Wenn die Versetzung A1 unzureichend ist zum Antreiben des mechanischen Systems, wird die Ausgangsspannung der Versorgnngsschaltung P3 im Schritt 107 an den Aktuator 1 gelegt, um in diesem einen Versatz A2 zu erhalten, der größer ist als der Versatz A1. Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch die Ausnutzung der Änderung des Versatzes und der daraus resultierenden Beschleunigung.
Fig. 11A zeigt die Versetzungen des piezoelektrischen Aktuators während der in Fig. 5A gezeigten Entfeuchtungsroutine.
Bei dem Wechselspannungsantrieb, bei dem die Treiberspannung entfernt wird, bevor die Versetzung in Sättigung gelangt, erhält man zwischen den Schritten 82 und 83 einen Versatz A3. Bevor der Versatz sich A1 nähert, geht der Ablauf zum Schritt 85, wodurch der Aktuator zu seiner ursprünglichen Länge zurückkehrt.
Fig. 11b zeigt die Versetzungen des Aktuators 1 während der in Fig. 5B gezeigten Entfeuchtungsroutine. Beim Wechselspannungsbetrieb, bei dem die Treiberspannung entfernt wird, bevor die Versetzung in Sättigung gelangt, erhält man zwischen den-Schritten 152 und 153 einen Versatz A4, der größer als A3 ist, wie in Fig. 11A gezeigt ist.
Fig. 12 zeigt die Zustände des piezoelektrischen Aktuators, wenn die Ausdehnung nach dem Zusammenziehen dazu verwendet wird, das mechanische System zu betreiben, wie in Fig. 8 dargestellt ist.
Der Aktuator, der seine ursprüngliche Länge bis zu dem Schritt 130 aufweist, zieht sich bei Anlegen der umgekehrten Spannung im Schritt 131 um B1 zusammen, um sich dann gegenüber der ursprünglichen Länge um A1 auszudehnen, indem im Schritt 99 die Spannung angelegt wird. Wie oben erläutert, wird die Summe der Versetzungen B1 und A1 dazu ausgenutzt, das mechanische System zu betreiben.
Die Entfeuchtung bei der vorliegenden Ausführungsform wird ausgeführt, wenn der Halbhub-Schalter eingeschaltet wird, sie kann jedoch auch ansprechend auf das Schließen eines nicht dargestellten Hauptschalters ausgeführt werden. Darüber hinaus kann sie ansprechend auf das Schließen eines nicht dargestellten Entfeuchtungsschalters ausgeführt werden, der durch Niederdrücken einer nicht dargestellten Entfeuchtungstaste geschlossen wird.
Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist, in der die Treibervorrichtung für den piezoelektrischen Aktuator gemäß der Erfindung Anwendung findet bei einer Verschlußsteuervorrichtung.
Diese Vorrichtung setzt sich zusammen aus dem Hinzufügen eines erfindungsgemäßen Mechanismus zu dem oben erläuterten, in Fig. 23 dargestellten Aufbau, wobei die Bauelemente, die jenen gemäß Fig. 23 äquivalent sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Der piezoelektrische Aktuator 201, die Hebel 209 und 219 und der vordere Verschlußvorhang 220 sind identisch mit den entsprechenden Teilen aus Fig. 23, jedoch sind hier Hebel 223 und 226 vorgesehen, um auf dem piezoelektrjschen Aktuator eine Schlagkraft auszuüben. Das Ende 206 des Hebels 203 dient nicht nur zur Aufnahme der Verlängerung des Aktuators zum Öffnen des vorderen Verschlußvorhangs, sondern auch dazu, auf den Aktuator eine Schlagkraft aufzubringen.
Der um eine Welle 224 drehbare Hebel 223 trägt einen Stift 225, der sich zwischen den Enden 229 und 230 des Hebels 226 befindet und mit dem Hebel 226 nicht kollidiert. Dieser Hebel 226 ist um eine Welle 228 drehbar und wird von einer Feder 227 vorgespannt. Das Ende 230 des Hebels 226 besitzt, wie in Fig. 15 gezeigt ist, in einem Basisabschnitt 231 eine Schulter, die mit einem Endabschnitt 208 in Eingriff steht, der sich nun von dem Hebel 203 aus erstreckt.
Der oben erläuterte Aufbau arbeitet folgendermaßen:
Das Öffnen des vorderen Verschlußvorhangs 220 durch Drehung der Hebel 203, 209 und 214, ansprechend auf das Anlegen einer Spannung an den piezoelektrischen Aktuator 201 wird zunächst erläutert. Im folgenden werden nur diejenigen Funktionen erläutert, die sich von den oben erläuterten Funktionen unterscheiden.
Bei der im Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung des Hebels 203 im Anfangsstadium des Betriebs bewegt sich der Endabschnitt 208 aus der Zeichnungsebene nach hinten, wodurch der Hebel 226 aufgrund der Vorspannkraft der Feder 227 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, demzufolge der Endabschnitt 208 des Hebels 203 mit dem schmaleren Endabschnitt 230 des Hebels 226 in Eingriff tritt. Deshalb wird der Hebel 203 in einer etwas im Uhrzeigersinn verdrehten Stellung gehalten und erzeugt damit einen gewissen Spalt zwischen dem piezoelektrischen Aktuator 201 und dem Ende 206 des Hebels 203.
Wenn sich der Hebel 214 im fortgesetzten Betrieb im Gegenuhrzeigersinn dreht, drückt der Stift 222 gegen einen Arm 232 des Hebels 223, so daß dieser sich im Gegenuhrzeigersinn dreht. Die im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Drehung muß exakt übereinstimmen mit der Belichtung des Einzelbildes 221 durch den vorderen Verschlußvorhang 220. Ein an dem Hebel 223 vorgesehener Stift 225 bewegt den Endabschnitt 229 des Hebels 226 nach vorn und bewirkt damit dessen Drehung im Uhrzeigersinn. Folglich löst sich der Endabschnitt 208 des Hebels 203 von dem Endabschnitt 230 des Hebels 226, wodurch das Ende 206 des Hebels 203 auf den piezoelektrischen Aktuator 201 auftrifft und damit in ihm eine Spannung erzeugt.
Figl 16 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung zum Treiben des in Fig. 15 gezeigten Mechanismus. Die Arbeitsweise dieser Schaltung wird im folgenden erläutert.
Eine Batterie 240 speist die Versorgungsschaltungen P21 und P22. Die Versorgnngsschaltung P21 liefert eine Ausgangsspannung von etwa 5 V für eine Steuerschaltung, welche die CPU enthält. Die Versorgungsschaltung P22 liefert eine Ausgangsspannung von etwa 200 V zum Betreiben des piezoelektrischen Aktuators 201 und außerdem zum Treiben einer Entladungsröhre 255, die an eine Strobe-Schaltung SB angeschlossen ist.
Die Arbeitsweise der Versorgungsschaltung P21 wird gesteuert durch den Halbhub-Schalter 241, der mit einem nicht-dargestellten Auslöseknopf der Kamera gekoppelt ist, außerdem durch den Ein-Aus-Zustand eines von der CPU angesteuerten Transistors 243. Der Zustand des Halbhub-Schalters 241 wird außerdem an die CPU übermittelt. Zwischen dem Transistor 243 und dem Schalter 241 ist eine Diode 242 eingefügt, um deren Einschaltzustände unterscheiden zu können. Bei einem solchen Aufbau bleibt, nachdem der Halbhub-Schalter 241 durch Beendigung des Niederdrückens der Verschlußtaste ausgeschaltet wurde, der Transistor 243 für eine vorbestimmte Zeitspanne eingeschaltet, um dadurch den Betriebszustand der Kamera zu verlängern.
An die CPU sind außerdem folgende Schaltungsblöcke mit Eingabe/Ausgabe-Funktionen angeschlossen.
Eine Lichtmeßschaltung LM gibt an die CPU ein Objekthelligkeitssignal. Eine Anzeigeschaltung DSP liefert eine zu steuernde Verschlußzeitinformation und verschiedene Alarmsignale in visueller oder akustischer Form, basierend auf von der CPU kommenden Signalen. Eine Blendensteuerschaltung AP steuert eine Objektivblende auf einen geeigneten Wert, basierend auf einem von der CPU kommenden Signal. Eine Filmempfindlichkeitssignal-Leseschaltung FM liest Filmempfindlichkeitsdaten, die in an sich bekannter Weise auf einer Filmpatrone vorgesehen sind, und sendet die Daten an die CPU. Obschon die Verdrahtungen nicht dargestellt sind, werden die oben erläuterten Schaltungsblöcke von der Spannungsversorgungsschaltung P21 gespeist. Darüber hinaus sind z.B. ein Auslöseschalter, der mit der Auslösetaste verbunden ist, und ein Schalter vorgesehen, der den Ablaufstatus der Kamera angibt.
Die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P22 wird auf die Strobe-Schaltung SB gegeben, deren Entladungsröhre 255 Blitzlicht durch die Aktivierung eines Transistors 256 seitens der CPU emittiert, wenn der Verschluß geöffnet ist.
Ein oberer Anschluß des piezoelektrischen Aktuators 1 erhält die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P22 über einen Transistor 251 und einen Widerstand 252. Der Transistor 251 wird von einem von der CPU gesteuerten Transistor 253 gesteuert. Der obere Anschluß des piezoelektrischen Aktuators 201 wird von einer Zenardiode 250 geklemmt und ist über Widerstände 247 und 249 sowie einen Kondensator 248 an einem Transistor 246 angeschlossen. Außerdem ist der piezoelektrische Wandler 201 über einen Transistor 254 auf Masse gelegt, der dazu dient, unmittelbar vor dem Betrieb des Aktuators die darin bis zu dem Treibervorgang angesammelte Ladung abzuladen.
Die oben erläuterte Schaltung arbeitet wie folgt:
Wenn der Schalter 241 eingeschaltet wird, beginnt die Versorgnngsschaltung P21, die CPU durch Zuführen der Spannungsversorgung zu aktivieren, wobei die CPU dann eine geeignete Belichtungsbedingung anhand der Eingangssignale von der Lichtmeßschaltung LM und der Filmempfindlichkeitssignal-Detektierschaltung FM berechnet. Das Berechnungsergebnis wird über die Anzeigeschaltung DSP angezeigt, und zusätzlich wird ein Alarm gegeben, wenn die Bedingung unerwünscht ist. Gleichzeitig wird der Transistor 244 aktiviert, damit die elektrische Leistung von der Versorgungsschaltung P22 in einem nicht dargestellten Kondensator gesammelt wird, um die Entladungsröhre 255 zu betreiben.
Wenn das Schließen eines nicht dargestellten Auslöseschalters festgestellt wird, werden mechanische Operationen durchgeführt, beispielsweise das Hochschwenken des Spiegels, gefolgt von dem Öffnungsvorgang des vorderen Verschlußvorhangs, wobei der Transistor 253 aktiviert wird, um den Transistor 251 einzuschalten, damit die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P22 an den piezoelektrischen Aktuator 201 angelegt wird. Auf diese Weise dehnt sich der Aktuator 201 vorübergehend in Längsrichtung aus, und es schließen sich die bereits in Verbindung mit Fig. 15 erläuterten Operationen an.
Nach Beendigung des Öffnens des vorderen Vorhangs schlägt das Ende 206 des Hebels 203 an den piezoelektrischen Aktuator 201 und erzeugt in ihm eine Spannung, die von der Zenardiode 250 begrenzt wird, wodurch der Transistor 246 für eine vorbestimmte Zeitspanne über dem Kondensator 248 eingeschaltet wird. Der Widerstand 247 dient zum Entladen des Kondensators 248, während der Widerstand 249 vorgesehen ist, um eine fehlerhafte Funktion des Transistors zu vermeiden.
Nach Bestätigung der zeitlichen Beendigung des Öffnens des vorderen Vorhangs durch Einschalten des Transistors 246 schaltet die CPU den Transistor 256 ein, um die Strobe- Schaltung SB zu aktivieren, damit die Entladungsröhre 255 Licht abgibt. Die CPU kann auch ein Signal zur Anzeige bringen, welches die Beendigung des Öffnens des vorderen Vorhangs anzeigt, was mit Hilfe der Anzeigeschaltung DSP geschieht.
Fig. 17 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel für die Verschlußsequenz darstellt.
Während der Arbeit der Versorgungsschaltung P21 führt die CPU wiederholt diese Routine durch:
Schritt 265: erhält das Objekthelligkeitssignal von der Lichtmeßschaltung LM;
Schritt 266: berechnet eine geeignete Belichtungsbedingung anhand des Helligkeitsignals und des Signals von der Filmempfindlichkeits-Detektierschaltung FM;
Schritt 267: zeigt den im Schritt 266 erhaltenen Zustand über die Anzeigeschaltung DSP an;
Schritt 268: aktiviert die Versorgungsschaltung P22;
Schritt 269: ermittelt, ob der Auslöseschalter von der Auslösetaste geschlossen wurde, und der Ablauf geht zum nächsten Schritt weiter oder kehrt zum Schritt 256 zurück, wenn der Schalter geschlossen ist bzw. nicht geschlossen ist;
Schritt 270: schwenkt den Spiegel der Kamera hoch;
Schritt 271: treibt die Blendensteuerschaltung AP an, damit die Blende auf einem vorbestimmten Wert eingestellt wird;
Schritt 272: schaltet den Transistor 523 ein, wodurch der Transistor 251 eingeschaltet und die Spannung von dem piezoelektrischen Aktuator 201 angelegt wird. Das oben erläuterte- Erden des piezoelektrischen Aktuators durch den Transistor 254 kann unmittelbar vor diesem Schritt erfolgen;
Schritt 273: startet die Messung der Belichtungszeit;
Schritt 274: ermittelt, ob der Transistor 246 eingeschaltet wurde, nämlich ob das Öffnen des vorderen vorhangs abgeschlossen wurde, und der Ablauf geht zum nächsten Schritt weiter, wenn der Schalter eingeschaltet wurde, falls er nicht eingeschaltet wurde, wartet der Ablauf bis auf das Schließen des Schalters;
Schritt 275: schaltet den Transistor 256 ein, damit die Entladungsröhre Blitzlicht emittiert, wenn das Signal von dem piezoelektrischen Aktuator 1 nachgewiesen wurde;
Schritt 276: ermittelt, ob die im Schritt 273 begonnene Zeitmessung abgeschlossen wurde, woraufhin der Ablauf zum nächsten Schritt geht, wenn die Zeitmessung abgeschlossen wurde, während der Ablauf auf die Beendigung der Zeitmessung wartet, wenn sie noch nicht abgeschlossen ist;
Schritt 277: führt nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne einen Prozeß zum Steuern des hinteren Verschlußvorhangs aus, indem der piezoelektrische Aktuator für den hinteren Vorhang angesteuert wird.
Schritt 278: bestättgt den Einschaltzustand eines in der Steuerschaltung für den hinteren Verschlußvorhang befindlichen Transistors entsprechend dem Transistor 246, um so festzustellen, - ob der hintere Verschlußvorhang ordnungsgemäß funktioniert, entsprechend dem Schritt 274, und der Ablauf geht weiter zum nächsten Schritt, wenn der Transistor eingeschaltet ist, ist er dies nicht, wartet der Ablauf, bis der Transistor eingeschaltet wird;
Schritt 279: führt die Filmtransportroutine zum Verschieben der Blende in den Ausgangszustand aus, senkt den Spiegel und spult den Film um ein Einzelbild weiter. Anschließend kehrt der Ablauf zum Schritt 265 zurück, um den Prozeß auszuführen, wie er oben erläutert wurde.
Bei dem in den Figuren 16 und 17 dargestellten Aufbau wird die von dem piezoelektrischen Aktuator erzeugte Spannung von der CPU aufgenommen und für den nachfolgenden Prozeß verwendet. Fig. 18 und 19 zeigen einen weiteren Aufbau, bei dem die Spannung von dem piezoelektrischen Aktuator direkt durch eine modifizierte Hardware an die Strobe-Schaltung SB gelegt wird.
Gemäß Fig. 18 wird die Spannung von dem piezoelektrischen Aktuator 201 über einen Transistor 261 an die Strobe-Schaltung SB gegeben, wobei der Transistor von der CPU intermittierend gesteuert werden kann. In Fig. 18 sind solche Bauteile, die in ihrer Funktion mit Bauteilen aus Fig. 16 äquivalent sind, mit gleichen Ziffern versehen. Nachdem die Spannung von dem Transistor 253 an den piezoelektrischen Aktuator 201 angelegt wurde, wird der Transistor 261 eingeschaltet. Bei Beendigung des Öffnungsvorgangs des vorderen Verschlußvorhangs wird die von dem Aktuator erzeugte Spannung direkt über den Transistor 260 an die Entladungsröhre 255 gelegt. Diese Spannung, die in einigen Fällen den Pegel von einigen zehntausend Volt erreichen kann, reicht aus, um die Entladung der Röhre 255 einzuleiten. Bei diesem Aufbau kann die Steuerung seitens der CPU entfallen. Das Aktivieren des Transistors 260 nach Anlegen der Spannung an den piezoelektrischen Aktuator 201 hat den Zweck, zu verhindern, daß die Entladungsröhre 255 möglicherweise durch die Ausgangsspannung der Versorgungsspannung P22 vor dem richtigen Zeitpunkt aktiviert wird.
Wenn die Ausgangsspannung der Versorgungsschaltung P22 niedriger ist als die Auslösespannung der Entladungsröhre 255, so kann eine in Fig. 1 gezeigte direkte Verbindung verwendet werden, so daß man auf den Transistor 261 verzichten kann.
Im folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung in Anwendung bei einem Verschlußsteuermechanismus erläutert, wie er in Fig. 20 gezeigt ist, die einen Zustand nach Beendigung des Verschlußspannens zeigt.
Wellen 301 - 311 und Positionierstifte 329 und 330 sind an einer nicht dargestellten Verschlußbasisplatte befestigt. Ein Spannhebel 314 ist drehbar an der Welle 301 gelagert, und von einer Feder S1 im Uhrzeigersinn vorgespannt.
Ein Antriebshebel 315 für eine vordere Lamelle ist drehbar auf einer Welle 304 gelagert und wird von einer Feder S2 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt. Ein vorderer Haken 316 ist drehbar auf der Welle 303 gelagert und wird von einer Feder S3 im Uhrzeigersinn vorgespannt. Ein Vorderhaken-Rasthebel 317 ist drehbar auf der Welle 302 gelagert und wird von einer Feder S4 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt. Ein vorderer Trägheitshebel 318 ist drehbar auf der Welle 305 gelagert und wird von einer Feder S5 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt.
Ein Antriebshebel 319 für eine hintere Lamelle ist drehbar auf der Welle 306 gelagert und wird von einer Feder S6 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt. Ein Hinterhaken 320 ist drehbar auf der Welle 302 gelagert und wird von einer Feder S7 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt. Ein Hinterhaken-Rasthebel 321 ist drehbar auf der Welle 309 gelagert und wird von einer Feder S8 im Uhrzeigersinn vorgespannt Ein hinterer Trägheitshebel 322 ist drehbar auf der Welle 308 gelagert und wird von einer Feder S9 im Uhrzeigersinn vorgespannt.
Ein vorderer Treiberarm 325 ist drehbar auf der Welle 304 gelagert und mit einem Stift 315b verbunden, der an dem Vorderhakenhebel 315 fixiert ist. Ein vorderer Hilfsarm 326 ist drehbar auf der Welle 310 gelagert und bildet in Kombination mit dem vorderen Treiberarm 325 und einer vorderen Lamelle 312 ein Parallelgestänge.
Ein hinterer Treiberarm 328 ist drehbar auf der Welle 306 gelagert und mit einem an dem hinteren Treiberhebel 319 befestigten Stift 319b verbunden. Ein hinterer Hilfsarm 327 ist drehbar auf der Welle 311 gelagert und bildet in Kombination mit dem hinteren Treiberarm 328 und einer hinteren Verschlußlamelle 313 ein Parallelgestänge.
Ein piezoelektrisches Schichtbauelement 323 für die vordere Verschlußlamelle ist an einem Lagerglied 323 gelagert, welches auf der nicht dargestellten Verschlußbasisplatte befestigt ist. Ein piezoelektrisches Schichtbauelement 324 für die hintere Verschlußlamelle ist an einem Lagerglied 324a gelagert, welches auf der Basisplatte fixiert ist.
Im folgenden wird im einzelnen die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform in Verbindung mit deren detaillierten Aufbau beschrieben. Wenn eine nicht dargestellte Auslösetaste niedergedrückt wird, wird die Objektivblende eingestellt und wird der Spiegel hochgeschwenkt, wie es bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera üblich ist, woraufhin eine Spannung an das piezoelektrische Schichtbauelement 323 für die vordere Verschlußlamelle gelegt wird.
Ansprechend auf das Anlegen der Spannung erzeugt das Bauelement 323 sofort eine Verlängerung und trifft daher auf den vorderen Trägheitshebel 318, der hierdurch um die Welle 305 gegen die Vorspannkraft seitens der Feder S5 im Uhrzeigersinn dreht. Auf die Drehung hin kollidiert ein an dem vorderen Trägheitshebel 318 befestigter Stift 318a mit einem Arm 316a des Vorderhakens 316, um dadurch den Vorderhaken 316 gegen die Vorspannkraft der Feder S3 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen.
Als ein Ergebnis der Drehung des Vorderhakens 316 löst sich ein abgebogener Abschnitt 316b des Vorderhakens von einem Finger 315a des vorderen Treiberhebels 315, welcher sich daher unter der Vorspannkraft der Feder S2 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Als ein Ergebnis dieser Drehung bewegt die vordere Verschlußlamelle 312, die mit dem Stift 315b des Hebels 315 verbunden ist, in Richtung C, um dadurch den Belichtungsvorgang eines Einzelbildes 329 einzuleiten.
Aufgrund der Drehung des vorderen Trägheitshebels 318 setzt andererseits der Vorderhaken 316 die Drehung im Gegenuhrzeigersinn gegen die Vorspannkraft der Feder S3 fort. Ein an dem Vorderhaken 316 fixierter Stift 316c, der in Berührung mit dem Vorderhaken-Rasthebel 317 gehalten wird, gelangt über die Seitenfläche 316a des Hebels und erreicht eine Schulter 314b, woraufhin der Rasthebel 316 sich unter der Vorspannkraft der Feder S4 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Anschließend kehrt der Vorderhaken 316 aufgrund der im Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung durch die Vorspannkraft der Feder S3 zurück, jedoch hält der Vorderhaken 316 an einer in Fig. 21 durch ausgezogene Linien dargestellten Position, weil der Stift 316c des Hakens mit der Schulter 317b des Vorderhaken-Rasthebels 317 in Eingriff gelangt, wie dies in Fig. 21 gezeigt ist.
Nach einer vorbestimmten Zeitspanne wird eine Spannung an das piezoelektrische Schichtbauelement 324 für die hintere Verschlußlamelle gelegt, die ansprechend darauf spontan eine Ausdehnung erfährt und dadurch auf den hinteren Trägheitshebel 322 auftrifft. Deshalb dreht sich dieser Hebel 322 um die Welle 308 gegen die Vorspannkraft der Feder S9 im Gegenuhrzeigersinn.
Auf die Drehung hin kollidiert ein an den hinteren Trägheitshebel 322 befestigter Stift 322a mit einem Arm 320a des Hinterhakens 320 und dreht dadurch den Hinterhaken 320 gegen die Vorspannkraft der Feder S7 im Uhrzeigersinn. Als Ergebnis der Drehung des Vorderhakens 320 löst sich sein abgebogener Abschnitt 320b von einem Finger 319a des vorderen Treiberhebels 319, der sich deshalb unter der Vorspannung der Feder S6 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Als Ergebnis dieser Drehung bewegt sich die mit dem Stift 319b des Hebels 319 verbundene hintere Verschlußlamelle 313 in einer Richtung C und deckt somit das Einzelbild 329 ab, um die Belichtung zu beenden.
Andererseits setzt wegen der Drehung des hinteren Trägheitshebels 322 der Hinterhaken 320 die im Uhrzeigersinn erfolgende Drehung gegen die Vorspannkraft der Feder S7 fort. Ein an dem Umterhaken 320 fixierter Stift 320c, der in Berührung mit dem Hinterhaken-Rasthebel 321 gehalten wird, gelangt über dessen Seitenfläche 321a und erreicht eine Schulter 321b, woraufhin der Rasthebel 321 sich unter der Vorspannkraft der Feder S8 im Uhrzeigersinn dreht.
Anschließend kehrt der Hinterhaken 320 durch die im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Drehung unter der Vorspannkraft der Feder S7 zurück, allerdings hält der Hinterhaken 320 an der in Fig. 22 ausgezogenen Position, weil sein Stift 320c mit der Schulter 321b des Hinterhaken-Rasthebels 321 in Eingriff tritt, wie in Fig. 22 gezeigt.
Bei dem Verschlußspannvorgang bewegt ein an einem nicht dargestellten Kameragehäuse gelagerter Hebel 331 in Richtung A und drückt einen Arm 314a des Spannhebels 314, der sich folglich gegen die Vorspannkraft der Feder S1 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Als ein Ergebnis der Drehung des Spannhebels 314 gelangt ein daran befestigter Stift 314b in Berührung mit einem Arm 315c des vorderen Treiberhebels 315 und drückt gegen den Arm, so daß der Hebel sich gegen die Vorspannkraft der Feder S2 im Uhrzeigersinn dreht.
Anschließend gelangt ein an dem Spannhebel 314 fixierter Stift 314c in Berührung mit einem Arm 319c des hinteren Treiberhebels 319, um den Arm zu drücken, so daß der Hebel sich gegen die Vorspannkraft der Feder S6 im Uhrzeigersinn dreht.
Anschließend werden die vordere Verschlußlamelle 312 und die hintere Verschlußlamelle 313 in einer Richtung entgegen der Richtung C in einander überlappendem Zustand gespannt, so daß das Einzelbild 329 nicht belichtet wird.
Anschließend gelangen die Finger 315a und 319a des vorderen und des hinteren Treiberhebels 315 bzw. 319 durch Stellungen, in der sie mit den abgebogenen Abschnitten 316b und 32db des Vorder- bzw. Hinterhakens 316 und 320 in Eingriff treten.
Anschließend drückt der Arm 315c des vorderen Treiberhebels 315 gegen den an den Vorderhaken-Rasthebel 317 fixierten Stift 317c, so daß sich der Hebel gegen die Vorspannkraft der Feder S4 im Uhrzeigersinn dreht. Damit lösen sich der Stift 316c des Vorderhakens 316 und die Schulter 317b des Vorderhaken-Rasthebels 317 voneinander. Hierdurch dreht sich der Vorderhaken 316 unter der Vorspannkraft der Feder S3 im Uhrzeigersinn, und ein Arm 316d des Hakens 316 hält an einer Stelle an, in der er auf den Stift 329 auftrifft. In dieser Funktion kann der Finger 315a des vorderen Treiberhebels 315 mit dem abgebogenen Abschnitt 316b des Vorderhakens 316 in Eingriff treten.
In ähnlicher Weise drückt ein an dem hinteren Treiberhebel 319 befestigter Stift 319d den Arm 321c des Hinterhaken- Rasthebels 321, der sich daher gegen die Vorspannkraft der Feder S8 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Damit werden der Stift 320c des Hinterhakens 320 und die Spule 321b des Hinterhaken-Rasthebels 321 voneinander gelöst. Hierdurch dreht sich der Hinterhaken 320 unter der Vorspannkraft der Feder S7 im Gegenuhrzeigersinn, und ein Arm 320d des Hakens hält an einer Stelle an, an der er auf den Stift 330 auftrifft. In dieser Position kann der Finger 319a des hinteren Treiberhebels 319 mit dem gebogenen Abschnitt 32db des Hinterhakens 320 in Eingriff treten.
Nachdem dieser Zustand erreicht ist, kehrt der Hebel 331 entgegen der Richtung A zurück. Deshalb dreht sich der Spannhebel 314 unter der Vorspannkraft der Feder S1 im Uhrzeigersinn, und der vordere Treiberhebel 315 sowie der hintere Treiberhebel 319 drehen sich unter der Vorspannkraft seitens der Federn S2 bzw. S3 im Gegenuhrzeigersinn. Da der Vorderhaken 316 und der Hinterhaken 320 bereits in die verrastbaren Stellungen zurückgekehrt sind, wie oben erläutert wurde, werden der vordere Treiberhebel 315 und der hintere Treiberhebel 319 von dem Vorderhaken 316 bzw. dem Hinterhaken 320 angehalten, wodurch der in Figur 20 dargestellte Zustand wieder hergestellt wird.
Der Vorderhaken-Rasthebel 315 und der Hinterhaken-Rasthebel 321 sind aus folgendem Grund vorgesehen. Die Ausdehnung der piezoelektrischen Schichtbauelemente 323 und 324 durch Anlegen einer Spannung beträgt größenordnungsmäßig 0,01 mm. Bei Fehlen des Vorderhaken-Rasthebels 317 und des Hinterhaken- Rasthebels 321 kollidieren der Vorderhaken 316 und der Hinterhaken 320 bei ihren Rückstellbewegungen unter den Vorspannkräften der Federn S3 und S7 mit dem vorderen bzw. hinteren Treiberhebel 315 und 319, wie in den Figuren 21 und 22 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, wodurch die Verschlußzeit möglicherweise Schwankungen unterliegt. Folglich haben der Vorderhaken-Rasthebel 317 und der Hinterhaken- Rasthebel 321 die Funktion, Lücken t3 und t4 zwischen den Drehbahnen des vorderen Treiberhebels 315 und des hinteren Treiberhebeis 319 zu schaffen, nachdem diese sich von dem Vorder- bzw. Hinterhaken 316 und 320 gelöst haben.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Belichtungszeit eines Verschlusses, indem zuerst die Verrastung eines voreilenden Verschlußvorhangs (17; 312) - nachstehend "vorderer Verschlußvorhang" genannt - freigegeben und nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit die Verrastung eines nachlaufenden Verschlußvorhangs (37; 313) - nachstehend "hinterer Verschlußvorhang" genannt - freigegeben wird, umfassend:

ein erstes und ein zweites piezoelektrisches Schichtbauelement (1, 2; 323, 324), die jeweils bei Anlegen einer Spannung eine mechanische Verf ormung erzeugen;

eine erste mechanische Einrichtung (4-14; 315 - 318) zum Freigeben der Verrastung des vorderen Verschlußvorhangs, ansprechend auf die mechanische Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements; und

eine zweite mechanische Einrichtung (24-34; 319 - 322) zum Freigeben der Verrastung des hinteren Verschlußvorhangs, ansprechend auf die mechanische Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste mechanische Einrichtung aufweist:

ein erstes Antriebskraftgewinnungsglied (4; 318) zum Erhalten einer Antriebskraft zum Freigeben der Verrastung des vorderen Verschlußvorhangs, ansprechend auf die Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements; und

ein erstes Vorspannglied (5; S5) zum Vorspannen des ersten Antriebskraftgewinnungsgliedes in Richtung auf eine sich verformende Fläche des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements;

wobei die zweite mechanische Einrichtung aufweist:

ein zweites Antriebskraftgewinnungsglied (24; 322) zum Erhalten einer Antriebskraft zum Freigeben der Verrastung des hinteren Verschlußvorhangs, ansprechend auf die Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements; und

ein zweites Vorspannglied (25, S9) zum Vorspannen des zweiten Antriebskraftgewinnungsglieds in Richtung auf eine sich verformende Fläche des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

ein erstes und ein zweites Verrastungsglied (335, 328) zum Verrasten des vorderen bzw. des hinteren Verschlußvorhangs;

ein erstes Rückstellsperrglied (217) zum Verhindern des Rückkehrens des ersten Verrastungsglieds in die Verrastungsstellung, nachdem es aus der Verrastung freigegeben wurde; und

ein zweites Rückstellsperrglied (321) zum Verhindern, daß das zweite Verrastungsglied in die Verrastungsstellung zurückkehrt, nachdem es aus der Verrastung gelöst wurde;

wobei die erste mechanische Einrichtung aufweist:

ein erstes Verrastungsfreigabeglied (316) zum Freigeben der Verrastung des ersten Verrastungsglieds, ansprechend auf die Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements; und

ein erstes Antriebsglied (315) zum Antreiben des vorderen Verschlußvorhangs, wenn das erste Verrastungsfreigabeglied die Verrastung des ersten Verrastungsglieds löst;

und wobei die zweite mechanische Einrichtung aufweist:

ein zweites Verrastungsfreigabeglied (320) zum Lösen der Verrastung des zweiten Verrastungsglieds, ansprechend auf die Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements; und

ein zweites Antriebsglied (319) zum Antreiben des hinteren Verschlußvorhangs, wenn das zweite Verrastungsfreigabeglied die Verrastung des zweiten Verrastungsglieds löst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin umfassend:

eine Spanneinrichtung (314), die den vorderen Verschlußvorhang in den Verrastungszustand mit dem ersten Verrastungsglied und den hinteren Verschlußvorhang in den Verrastungszustand mit dem zweiten Verrastungsglied bringt.

5. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine Spannungsanlegeeinrichtung (46, 47) zum Anlegen einer Spannung an das erste piezoelektrische Bauelement und zum Anlegen einer Spannung an das zweite piezoelektrische Bauelement.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Spannungsanlegeeinrichtung aufweist:

eine erste Spannungsanlegeeinrichtung (46) zum vorübergehenden Anlegen einer Spannung an das erste piezoelektrische Schichtbauelement, um die erste mechanische Einrichtung zu veranlassen, die Verrastung des vorderen Verschlußvorhangs freizugeben in Abhängigkeit der mechanischen Verformung des ersten piezoelektrischen Schichtbauelements, die sich aus dem vorübergehenden Anlegen der Spannung ergibt; und

eine zweite Spannungsanlegeeinrichtung (47) zum vorübergehenden Anlegen einer Spannung an das zweite piezoelektrische Schichtbauelement, um die zweite mechanische Einrichtung zu veranlassen, die Verrastung des hinteren Verschlußvorhangs zu lösen in Abhängigkeit der mechanischen Verformung des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements, die sich aus dem vorübergehenden Anlegen der Spannung ergibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, umfassend:

eine Detektiereinrichtung (16; 36; 323, 324) zum Feststellen, ob der vordere und der hintere Verschlußvorhang abgelaufen sind;

wobei die Spannungsanlegeeinrichtung dazu ausgebildet ist, den vorderen und den hinteren Verschlußvorhang ablaufen zu lassen, indem die Spannungen an das erste und das zweite piezoelektrische Schichtbauelement angelegt werden, um dadurch die mechanische Verformung in ihnen hervorzurufen und so die Verrastungen des vorderen und des hinteren Verschlußvorhangs freizugeben, und das Anlegen der Spannungen beendet wird, wenn die Detektiereinrichtung feststellt, daß die Verschlußvorhänge abgelaufen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, umfassend eine Steuereinrichtung (CPU) zum Steuern der Spannungsanlegeeinrichtung beim Anlegen einer Spannung an das erste piezoelektrische Schichtbauelement und anschließend an das zweite piezoelektrische Schichtbauelement.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend eine Einrichtung (16, 36; 323, 324), die auf die Bewegung des vorderen Verschlußvorhangs oder des hinteren Verschlußvorhangs anspricht, um das Beendigen des Anlegens der Spannung an das erste piezoelektrische Schichtbauelement oder das zweite piezoelektrische Schichtbauelement zu steuern.

10. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der jedes von dem ersten und dem zweiten piezoelektrischen Schichtbauelement mit zwei Elektroden ausgestattet ist und die Vorrichtung außerdem eine Kurzschlußeinrich-. tung (Q9, Q11; 254) aufweist, welche die zwei Elektroden sowohl des ersten als auch des zweiten piezoelektrischen Schichtbauelements zu einer vorbestimmten Zeit kurzschließt, während zwischen die zwei Elektroden keine Spannung gelegt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, vorgesehen in einer Kamera, bei der ein Auslöseschalter (SW), ansprechend auf das Drücken einer Auslösetaste, geschlossen wird, um einen Belichtungsvorgang einzuleiten;

wobei die vorbestimmte Zeit die Zeit des Schliessens des Auslöseschalters ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, umfassend:

eine Anzeigeeinrichtung (DSP);

eine Beleuchtungseinrichtung (EL) zum Beleuchten der Anzeigeeinrichtung;

eine Energiequelle (P2) zum Einspeisen elektrischer Energie in die Spannungsanlegeeinrichtung und die Beleuchtungseinrichtung.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Beleuchtungseinrichtung eine Elektrolumineszenz-Einrichtung aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, fähig für den Einsatz einer Blitzlichteinrichtung, wobei die Spannungsanlegeeinrichtung betreibbar ist, um an die Blitzlichteinrichtung eine Spannung anzulegen.

15. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine Spannungserzeugungseinrichtung (P1-P3; P22) zum Erzeugen einer Spannung, die an den ersten und den zweiten piezoelektrischen Aktuator gelegt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, weiterhin umfassend:

eine Überspannungsabsorbiereinrichtung (42), die parallel zu dem ersten und dem zweiten piezoelektrischen Bauelement geschaltet ist und im Normalzustand eine Kennlinie hoher Impedanz zeigt, jedoch eine Kennlinie niedriger Impedanz bezüglich einer Spannungsspitze zeigt, die von den piezoelektrischen Bauelementen erzeugt wird, wenn diese einen Stoß erhalten.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Spannungserzeugungseinrichtung aufweist:

eine erste Spannungserzeugungseinrichtung (P2) zum Erzeugen einer ersten Spannung, die an das erste und das zweite piezoelektrische Schichtbauelement angelegt wird, wobei das Anlegen der ersten Spannung die mechanische Verformung in dem ersten und dem zweiten piezoelektrischen Schichtbauelement in einem ausreichendem Maß hervorruft, um die Verrastungen der jeweiligen Verschlußvorhänge freizugeben;

eine zweite Spannungserzeugungseinrichtung (P1, Q4) zum Erzeugen einer zweiten Spannung, die in dem ersten und dem zweiten piezoelektrischen Schichtbauelement Verformungen hervorruft, die keine Freigabe der Verrastungen der jeweiligen Verschlußvorhänge verursachen;

wobei die zweite Spannung an das erste und das zweite piezoelektrische Schichtbauelement gelegt wird, bevor die erste Spannung angelegt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die zweite Spannungserzeugungseinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Spannungssignal zu erzeugen, welche eine kleine Schwingung in dem ersten und dem zweiten piezoelektrischen Schichtbauelement bei einer Frequenz verursacht, die in der Nähe deren mechanischer Resonanzstelle liegt.

19. Bildaufnahmevorrichtung mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.