JP2006010723A - Switching mechanism and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、形状記憶合金部材の通電によって位置切り替えを行う切り替え機構およびこれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a switching mechanism that switches positions by energization of a shape memory alloy member and an electronic apparatus using the switching mechanism.
ヨーク(回動体)の回転に連動して動作される駆動体を有する駆動機構、例えば、アイリス機構を有するビデオカメラがある。このようなビデオカメラに設けられた従来のアイリス機構の一例を、図15および図16に示す。アイリス機構aはそれぞれ所定の形状を成す絞り羽根b,cを互いにスライド動作させ、絞り羽根b,cによって開口dの形状を変化させて光量の調節を行う。絞り羽根b,cは、それぞれ羽根部e,fとこの羽根部e,fから突出された支持部g,hとが一体に形成されて成り、支持部g,hにはそれぞれ長孔i,jが形成されている。 There is a drive mechanism having a drive body that is operated in conjunction with the rotation of a yoke (rotating body), for example, a video camera having an iris mechanism. An example of a conventional iris mechanism provided in such a video camera is shown in FIGS. The iris mechanism a slides the diaphragm blades b and c each having a predetermined shape, and adjusts the amount of light by changing the shape of the opening d by the diaphragm blades b and c. The diaphragm blades b and c are formed by integrally forming blade portions e and f and support portions g and h protruding from the blade portions e and f, respectively. j is formed.
絞り羽根b,cは電磁モータkの駆動力によってスライド動作され、この電磁モータkのモータ軸lに回動体として機能する回動アームmの中央部が固定されている。回動アームmの両端部には支持ピンn,oが突設され、支持ピンn,oがそれぞれ絞り羽根b,cの長孔i,jに挿入され、これにより絞り羽根b,cが回動アームmに支持されている。電磁モータkが回転されると、同期して回動アームmが回動され、電磁モータkの回転方向に従って絞り羽根b,cが互いに異なる方向へスライド動作される。そして、絞り羽根b,cの位置関係によって、開口dの大きさが変化され、開口dを通過する光量の調節が行われる。 The diaphragm blades b and c are slid by the driving force of the electromagnetic motor k, and the central portion of the rotating arm m functioning as a rotating body is fixed to the motor shaft l of the electromagnetic motor k. Support pins n and o project from both ends of the rotating arm m, and the support pins n and o are inserted into the long holes i and j of the diaphragm blades b and c, respectively. It is supported by the moving arm m. When the electromagnetic motor k is rotated, the rotating arm m is rotated synchronously, and the diaphragm blades b and c are slid in different directions according to the rotating direction of the electromagnetic motor k. The size of the opening d is changed depending on the positional relationship between the diaphragm blades b and c, and the amount of light passing through the opening d is adjusted.
上記した従来のビデオカメラに設けられたアイリス機構aにあっては、電磁モータkのモータ軸lに固定された回動アームmを回動させて絞り羽根b,cを動作させているため、アイリス機構aの構成要素である絞り羽根b,c、回動アームmおよび電磁モータkの全てを光路OPに沿う方向に直列状に配置しなければならず、その分ビデオカメラが長くなり大型となってしまうという問題がある。また、絞り羽根b,cを動作させる電磁モータkの配置位置が、絞り羽根b,cに対して定まってしまうため、アイリス機構aを有するビデオカメラの設計の自由度を損なっているという問題もある。そこで、特許文献1においては、駆動源として電磁モータの代わりに2本の形状記憶合金部材を用い、これらの引っ張り力を制御することで絞り羽根の開口量を調整する機構が開示されている。 In the iris mechanism a provided in the above-described conventional video camera, the diaphragm blades b and c are operated by rotating the rotating arm m fixed to the motor shaft l of the electromagnetic motor k. All of the diaphragm blades b and c, the rotating arm m and the electromagnetic motor k, which are components of the iris mechanism a, must be arranged in series in the direction along the optical path OP. There is a problem of becoming. In addition, since the position of the electromagnetic motor k that operates the diaphragm blades b and c is determined with respect to the diaphragm blades b and c, the degree of freedom in designing a video camera having the iris mechanism a is impaired. is there. Therefore, Patent Document 1 discloses a mechanism that uses two shape memory alloy members instead of an electromagnetic motor as a drive source, and adjusts the aperture amount of the diaphragm blades by controlling these pulling forces.
しかしながら、上記形状記憶合金部材を用いた駆動装置においては、2本の形状記憶合金部材への通電による互いの引っ張り力を利用して回転部材を駆動しているため、非通電時、例えば電源が切られた場合には回転部材が中立的な位置に保持されてしまう。このような機構をアイリス駆動装置に用いると、非通電時には絞り羽根が開いたままの状態になってしまう。これにより、CCDへ不要な光が入射してCCDへ悪影響を与えることになる。したがって、本発明は、2本の形状記憶合金部材を用いた切り替え機構において、非通電時に回転部材が中立的な位置に保持されないようにすることを目的とする。 However, in the drive device using the shape memory alloy member, since the rotating member is driven using the mutual pulling force generated by energizing the two shape memory alloy members, for example, when the power is not supplied, When cut, the rotating member is held in a neutral position. If such a mechanism is used for an iris driving device, the diaphragm blades remain open when no power is supplied. As a result, unnecessary light enters the CCD and adversely affects the CCD. Accordingly, an object of the present invention is to prevent the rotating member from being held in a neutral position when no current is applied in the switching mechanism using two shape memory alloy members.
すなわち、本発明は、回転部材の回転中心に対して両側に設けられるアーム部と、回転中心に対して一方側のアーム部に取り付けられ、通電によって前記一方側のアーム部に非通電時よりも強い引っ張り力を与える第1の形状記憶合金部材と、回転中心に対して他方側のアーム部に取り付けられ、通電によって他方側のアーム部に非通電時よりも強い引っ張り力を与える第2の形状記憶合金部材と、第1の形状記憶合金部材および第2の形状記憶合金部材の各々への通電を制御して、一方のアーム部および他方のアーム部に対する引っ張り力を制御する制御手段とを備えており、第2の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力が、第1の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力よりも強くなっている切り替え機構である。また、この切り替え機構を適用した電子機器である。 That is, the present invention is attached to the arm portion provided on both sides with respect to the rotation center of the rotating member and the arm portion on one side with respect to the rotation center, and the one arm portion is not energized to the one side by energization. A first shape memory alloy member that gives a strong pulling force, and a second shape that is attached to the other arm part with respect to the center of rotation and that gives a stronger pulling force to the other arm part when energized than when not energized. A memory alloy member; and control means for controlling energization of each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member to control a tensile force applied to one arm portion and the other arm portion. The second shape memory alloy member is a switching mechanism in which the tensile force when the first shape memory alloy member is not energized is stronger than the tensile force when the first shape memory alloy member is not energized. In addition, the electronic device to which the switching mechanism is applied.
このような本発明では、第1の形状記憶合金部材および第2の形状記憶合金部材への通電によって回転部材を回転させる切り替え機構において、第2の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力を、第1の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力よりも強くしているため、非通電時には第2の形状記憶合金部材の引っ張り力が第1の形状記憶合金部材の引っ張り力よりも勝り、回転部材を第2の形状記憶合金部材で引っ張った位置に保持できるようになる。 In the present invention, in the switching mechanism that rotates the rotating member by energizing the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member, the tensile force when the second shape memory alloy member is not energized is reduced. Since the first shape memory alloy member is stronger than the non-energized pulling force, the second shape memory alloy member pulling force is superior to the first shape memory alloy member pulling force when de-energized. The rotating member can be held at the position pulled by the second shape memory alloy member.
したがって、本発明によれば、切り替え機構の薄型化および小型化を図ることができるとともに、非通電時の回転部材の位置を中立的な位置ではなく、一方の切り替え位置で保持できるようになる。これにより、本発明の切り替え機構をアイリス駆動装置に用いることで、非通電時には絞り羽根を閉じた状態に保持することができ、CCDへの不要な光の入射を防止して、信頼性の高い電子機器を提供することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, the switching mechanism can be reduced in thickness and size, and the position of the rotating member when not energized can be held at one switching position instead of the neutral position. As a result, by using the switching mechanism of the present invention in the iris driving device, the diaphragm blades can be kept closed when no power is supplied, and unnecessary light can be prevented from entering the CCD, resulting in high reliability. An electronic device can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.
図1と図2は、本発明の切り替え機構をアイリス駆動装置に適用した電子機器の好ましい実施の形態を示している。図1と図2において、電子機器はビデオカメラレコーダである。ビデオカメラレコーダ10は、たとえばデジタルビデオカメラレコーダであり、ボディ12を有しており、このボディ12には、ビデオカセットの収容部14を有している。この収容部14の中にはビデオカセットを着脱可能に装填することができる。ボディ12の上部16の中には、レンズ鏡筒18が収容されている。上部16にはステレオマイク20や液晶モニター22が設けられている。この液晶モニター22は、図1と図2に示すように所望の方向に向けることで、たとえば撮影しているカラー画像を表示したり、再生する際のカラー画像を表示したりすることができる。レンズ鏡筒18の前側にはマニュアル式のフォーカスレンズ31が配置されており、レンズ鏡筒18の後側にはカラービューファインダー32が設けられている。その他、ボディ12の横にはバッテリーパック34が着脱可能に取り付けられている。
1 and 2 show a preferred embodiment of an electronic apparatus in which the switching mechanism of the present invention is applied to an iris driving device. 1 and 2, the electronic device is a video camera recorder. The video camera recorder 10 is a digital video camera recorder, for example, and has a body 12, and the body 12 has a video cassette housing portion 14. A video cassette can be detachably loaded in the accommodating portion 14. A lens barrel 18 is accommodated in the upper portion 16 of the body 12. A stereo microphone 20 and a
図3は、上述したレンズ鏡筒18の内部構造例を示している。レンズ鏡筒18は、たとえば直方体形状や円筒形状である。レンズ鏡筒18は、対物レンズ30、変倍レンズ(あるいはバリエータレンズ)40、アイリス110、フォーカスレンズ44、フィルター31、ガイドバー62,64等を有している。レンズ鏡筒18の後側には、CCD(電荷結合素子)52が固定されている。このCCD52は、対物レンズ30、変倍レンズ40、アイリス110、フィルター31そしてフォーカスレンズ44を通過した画像を受光する画像受光部である。
FIG. 3 shows an example of the internal structure of the lens barrel 18 described above. The lens barrel 18 has, for example, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape. The lens barrel 18 includes an
ガイドバー62,64は、レンズ鏡筒18の光軸OLと平行に固定されている。ガイドバー62には、変倍レンズ40のホルダー70が配置されており、この変倍レンズ40のホルダー70は、駆動部72を作動させることにより、ガイドバー62に沿って、所定のストロークの間で移動して位置決め可能である。アイリス110は、対物レンズ30から入射してくる光の光量を絞るためのものであり、アイリス駆動装置100の作動により、光の絞り量を変えることができる。アイリス110は、レンズ鏡筒18の中央部において、たとえばほぼ光軸OLを中心として設けられている。アイリス駆動装置100は、コンピュータ400の指令により制御部300の制御により駆動される。
The
フォーカスレンズ44は、対物レンズ30、変倍レンズ40およびアイリス110を通ってきた被写体からの光をフォーカスするためのレンズである。フォーカスレンズ44は駆動部199の作動によりガイドバー64に沿って移動する。CCD52で受光された画像は、画像処理部130で所定の処理がなされた後に、コンピュータ400に情報を送ったり、カラービューファインダー32で表示することができる。ユーザはこのカラービューファインダー32を見ることで画像を確認する。
The
図4〜図8はアイリス駆動装置の好ましい第1の実施の形態を示している。図4、図5および図6において、アイリス駆動装置100は、概略的には第1絞り羽根101、第2絞り羽根102、ヨーク103、第1形状記憶合金部材104、第2形状記憶合金部材105、固定部106,107、回転体132を有している。アイリス110は、第1絞り羽根101と第2絞り羽根102を有している。図4ではアイリス110の開口114はオープンした状態を示しており、図5ではアイリス110の開口114は閉じた状態を示している。
4 to 8 show a first preferred embodiment of the iris driving device. 4, 5, and 6, the
アイリス110の第1絞り羽根101と第2絞り羽根102は、相対的に移動することにより、アイリス110の開口114の大きさを連続的に変えることで、図3において光軸OLを中心として通過する光量を調整するようになっている。第1絞り羽根101は切欠部101Aを有しており、第2絞り羽根102は切欠部102Aを有している。切欠部101Aと切欠部102Aが開口114を形成している。第1絞り羽根101の端部にはL字型の連結部120が設けられている。同様にして第2絞り羽根102の一端部にもL字型の連結部121が設けられている。連結部120,121にはそれぞれ長孔120A,121Aが形成されている。これらの長孔120A,121Aの形成方向は、Y方向(図4において水平方向)である。第1絞り羽根101と第2絞り羽根102は、金属あるいはプラスチックにより作られている。
The
次に、図3のヨーク103とマグネット130のギャップに磁気センサーとしてのホール素子164が配置され、ホール素子164はマグネット130の回転による磁束変化を検出している。回転中心であるシャフト(回転シャフト)504と回転体132は、導電性を有する材料(真鍮、SUS等)により作られていて互いに固定され、さらにマグネット130も一体的に固定されている。回転体132はシャフト504を中心としたアーム状になっており、シャフト504に対して一方側にアーム部132A、他方側に132Bが延出している。
Next, a
第1形状記憶合金部材104と第2形状記憶合金部材105は、共に通電されることで超弾性を呈して、引っ張りコイルばねとして機能を発揮するものである。第1形状記憶合金部材104と第2形状記憶合金部材105は、たとえばTi(チタン)、Ni(ニッケル)およびCu(銅)からなる合金部材である。しかし、これに限らず第1と第2形状記憶合金部材104,105はNi,Tiの2元合金でもよい。
The first shape
第1形状記憶合金部材104の一端部は、回転体132の一方のアーム部132Aのピン140に連結されている。また、第1形状記憶合金部材104の他端部は固定部106に連結されている。第2形状記憶合金部材105の一端部は、回転体132の他方のアーム部132Bのピン141に連結されている。また、第2形状記憶合金部材105の他端部は固定部107に連結されている。固定部106,107はたとえば図3のレンズ鏡筒18に固定されている。
One end portion of the first shape
本実施形態では、この第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105において、第2形状記憶合金部材105の非通電時の引っ張り力が、第1形状記憶合金部材104の非通電時の引っ張り力よりも強く設定されており、非通電時には第2形状記憶合金部材105の引っ張り力が第1形状記憶合金部材104の引っ張り力よりも勝って、回転体132のアーム部132Bを第2形状記憶合金部材105で引っ張るようにして、その引っ張った際の位置で保持できるようになっている。
In the present embodiment, in the first shape
ここで、非通電時に第2形状記憶合金部材105の引っ張り力を第1形状記憶合金部材104の引っ張り力より強くするには、2本の形状記憶合金部材の線径が同じ場合には巻き径を小さくし、巻き径が同じ場合には線径を太くすればよい。
Here, in order to make the tensile force of the second shape
図7は、上述した第1形状記憶合金部材104と第2形状記憶合金部材105が、制御部300に対して電気的に接続されている例を示している。制御部300は、第1形状記憶合金部材104の他端部104Bと第2形状記憶合金部材105の他端部105Bに通電のために電気的にそれぞれ接続されている。第1形状記憶合金部材104の一端部104Aと第2形状記憶合金部材105の一端部105Aは、ヨーク103を通じて制御部300に電気的に接続されている。ヨーク103の中間部は、制御部300に対し電気的に接続されている。これにより、制御部300は、コンピュータ400の指示により、第1形状記憶合金部材104あるいは第2形状記憶合金部材105に対してそれぞれ一方だけあるいは両方に対して必要な電流を流すことができる。
FIG. 7 shows an example in which the first shape
図8は、ヨーク103が中心軸Cを中心として回転する回転角を検出するための回転角度検出手段160について示している。図8の回転角度検出手段160は、センサーであるホール素子164とマグネット130・ボビン502、ヨーク103から構成されている。実施の形態転ではマグネット130は回転体132の長手方向に略平行に着磁されており、センサーとしてはホール素子164を用いている。ホール素子164はマグネット130の回転角度を2等分する線LNに略垂直方向で、マグネット130の長さlの方向のほぼ中央に配置されており、マグネット130の回動によるギャップのシャフトに垂直方向の磁束変化を検出する構造となっている。ボビン502は上記ホール素子164を所定の位置に維持するための部材で非磁性体で作られている。ヨーク103は磁路を形成するため、強磁性体で作られている。
FIG. 8 shows the rotation angle detection means 160 for detecting the rotation angle at which the yoke 103 rotates about the central axis C. FIG. 8 includes a
次に回転角度の検出方法について述べる。マグネット130、ヨーク103、ホール素子164が上述した配置により、図8(B)の様なホール素子164の出力が得られる。この出力特性は正弦波特性を示し、通常角度θは30度以下であり、図8(B)中の点A,B,Cは実用上直接とみなすことができる。この特性を応用して、回転体132の回転角度を電気信号に変換する。
Next, a method for detecting the rotation angle will be described. With the arrangement of the
次に、図4と図5を参照して、アイリス駆動装置100の動作について説明する。図4はアイリス110の開口114が最も大きくなっているオープン状態を示している。このオープン状態を実現するためには、図7の制御部300は、第1形状記憶合金部材104に対して所定量の電流を通電する。これにより、第1形状記憶合金部材104は引っ張りコイルばねとして機能を発揮し、図4に示すように回転体132がR1方向に回転される。この場合に第2形状記憶合金部材105は通電されていない。このことから第1絞り羽根101と第2絞り羽根102は最も離れた状態になるので、アイリス110の開口114が最も広く確保することができる。
Next, the operation of the
次に、図7の制御部300が第1形状記憶合金部材104に対する通電を止めて、第2形状記憶合金部材105に対して所定量の電流を通電すると、図5に示すようにクローズ状態になる。すなわち第2形状記憶合金部材105が引っ張りコイルばねとして機能を発揮し、回転体132がR2の方向に回転される。図5に示すように、第1絞り羽根101はT1方向に沿って基部190にガイドされながら移動し、かつ第2絞り羽根102はT2の方向に移動する。従って、アイリス110の開口114が最も小さいかあるいは閉じることになる。
Next, when the
このように、制御部300が第1形状記憶合金部材104と第2形状記憶合金部材105に対して一方に通電することで、アイリス110のオープンおよびクローズ状態を実現することができる。しかし、制御部300が第1形状記憶合金部材104、第2形状記憶合金部材105に対してそれぞれ任意の電流を供給することで、第1形状記憶合金部材104、第2形状記憶合金部材105がそれぞれ発揮する引っ張りコイルばねの力差により、ある回転角度の位置で回転体132の釣り合いを実現することで、回転体132のR1あるいはR2の方向における任意の回転角度の状態を規定することができる。これによりアイリス110の開口114の開き度合を調整して光量を調整できる。
As described above, when the
このように回転体132を所定の位置まで回転させる際に、位置指令信号と回転角度検出手段よりの電気信号をコンピュータ400に入力し信号差を演算し結果を制御部300に出力し、形状記憶合金部材104,105の少なくともいずれかに所定の電流を流し、回転体132を指令位置まで回動させる。図6は本実施の形態の断面を示したものである。回転体132とマグネット130はシャフト504を介して一体的に固定されており、シャフト504はスラストバネ505によって一方向に付勢され固定壁506に押し付けられている。シャフト504とスラストバネ505はその付勢力によって電気的に接続が保たれ、図7に示す電気回路が形成される。
Thus, when rotating the
また、第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105のいずれにも電流が流れない状態(非通電時)には、先に説明したように第2形状記憶合金部材105による引っ張り力に回転体132が引っ張られ、図5に示すようなアイリス110の開口114が最も小さいか、あるいは閉じた状態に保持される。これにより、例えば電源が切られた場合や何らかのトラブルによって通電がされなくなった場合、第2形状記憶合金部材105による非通電時の引っ張り力によってアイリス110の開口114が最も小さいか、あるいは閉じた状態になるため、CCDへの不要な光の入射を防止でき、CCDの保護を確実に達成することが可能となる。
Further, when no current flows through any of the first shape
次に、アイリス駆動装置の第2の実施の形態について説明する。図9と図10に示す第2の実施の形態のアイリス駆動装置100では、第1絞り羽根101、第2絞り羽根102、回転体132、第1形状記憶合金部材104、第2形状記憶合金部材105を有する点で第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態のおいて回転角を検知するために用いていたヨーク、マグネット、ホール素子が第2の実施の形態では不要となっている点で相違する。
Next, a second embodiment of the iris driving device will be described. In the
つまり、第2の実施の形態では、回転体132の中心部分にはヨークやマグネット、ホール素子が設けられておらず、シャフト504を中心とした両側にアーム部132A、132Bが設けられ、一方のアーム部132Aに設けられたピン140に第1形状記憶合金部材104の一端部が取り付けられ、他方のアーム部132Bに設けられたピン141に第2形状記憶合金部材105の一端部が取り付けられている。また、第1形状記憶合金部材104の他端部は固定部106に連結され、第2形状記憶合金部材105の他端部は固定部107に連結されている。
That is, in the second embodiment, a yoke, a magnet, and a hall element are not provided at the central portion of the
第2の実施の形態でも第1の実施の形態と同様、第2形状記憶合金部材105の非通電時の引っ張り力が、第1形状記憶合金部材104の非通電時の引っ張り力よりも強く設定されており、非通電時には第2形状記憶合金部材105の引っ張り力が第1形状記憶合金部材104の引っ張り力よりも勝って、回転体132のアーム部132Bを第2形状記憶合金部材105で引っ張るようにして、その引っ張った際の位置で保持できるようになっている。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the tensile force when the second shape
この第2の実施の形態に係る切り替え機構の動作は第1の実施の形態と同様である。すなわち、図9はアイリス110の開口114が最も大きくなっているオープン状態を示している。このオープン状態を実現するためには、図9の制御部300は、第1形状記憶合金部材104に対して所定量の電流を通電する。これにより、第1形状記憶合金部材104は引っ張りコイルばねとして機能を発揮し、図9に示すように回転体132がR1方向に回転される。この場合に第2形状記憶合金部材105は通電されていない。このことから第1絞り羽根101と第2絞り羽根102は最も離れた状態になるので、アイリス110の開口114が最も広く確保することができる。
The operation of the switching mechanism according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. That is, FIG. 9 shows an open state in which the opening 114 of the iris 110 is the largest. In order to realize this open state, the
次に、図9の制御部300が第1形状記憶合金部材104に対する通電を止めて、第2形状記憶合金部材105に対して所定量の電流を通電すると、図10に示すようにクローズ状態になる。すなわち第2形状記憶合金部材105が引っ張りコイルばねとして機能を発揮し、回転体1329がR2の方向に回転される。図10に示すように、第1絞り羽根101はT1方向に沿って基部1190にガイドされながら移動し、かつ第2絞り羽根102はT2の方向に移動する。従って、アイリス110の開口114が最も小さいかあるいは閉じることになる。
Next, when the
このように、制御部300が第1形状記憶合金部材104と第2形状記憶合金部材105に対して一方に通電することで、アイリス110のオープンおよびクローズ状態を実現することができる。しかし、制御部300が第1形状記憶合金部材104、第2形状記憶合金部材105に対してそれぞれ任意の電流を供給することで、第1形状記憶合金部材104、第2形状記憶合金部材105がそれぞれ発揮する引っ張りコイルばねの力差により、ある回転角度の位置で回転体132の釣り合いを実現することで、回転体132のR1あるいはR2の方向における任意の回転角度の状態を規定することができる。これによりアイリス110の開口114の開き度合を調整して光量を調整できる。
As described above, when the
図11は、上述した第1形状記憶合金部材104と第2形状記憶合金部材105が、制御部300に対して電気的に接続されている例を示している。制御部300は、第1形状記憶合金部材104の他端部104Bと第2形状記憶合金部材105の他端部105Bに通電のために電気的にそれぞれ接続されている。制御部300は、第1形状記憶合金部材104あるいは第2形状記憶合金部材105に対してそれぞれ一方だけあるいは両方に対して必要な電流を流すことができる。この際、あらかじめアイリス110をオープン、およびクローズさせて第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105の各々の抵抗値(インピーダンス)とその時の回転角を制御部300に記憶させておくことにより、制御部300は、第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105の各々の抵抗値を検出し、このインピーダンスによって回転部材132の回転角を制御する。
FIG. 11 shows an example in which the first shape
すなわち、形状記憶合金部材は通電時のインピーダンスと形状記憶合金の内部温度(形状記憶合金の通電電流量)との間に所定の関係が成り立つことから、この関係を利用して、検出したインピーダンスから制御部300に記憶させておいた位置(回転角)を把握し、回転部材132の回転角を制御できることになる。形状記憶合金部材のインピーダンス(導体抵抗)と内部温度(すなわち通電電流量)との関係を図12に示す。図12は、Ni,Ti,およびCuの3元(もちろんNi,Tiの2元合金でも良い)による形状記憶合金に通電し、内部温度を上昇および降下させた時の導体抵抗値の変化を表している。温度を上昇させる(すなわち通電電流を上げる)ことにより導体抵抗値が減少し(この時の形状記憶合金の状態はマルテンサイト相)、50℃付近より形状記憶合金がオーステナイト相へ変態して、導体抵抗値が増加する。なお、周囲の温度による影響については、制御部300が第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105のインピーダンスの増減をキャンセルするように制御することで影響を無くすことができる。
That is, since the shape memory alloy member has a predetermined relationship between the impedance at the time of energization and the internal temperature of the shape memory alloy (the amount of energization current of the shape memory alloy), using this relationship, The position (rotation angle) stored in the
このように、第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105の通電時のインピーダンスによって回転部材132の回転角を制御すれば、回転部材の回転角を検出する特別なセンサーが不要となり、更なる機構の小型化および簡素化を達成することが可能となる。
Thus, if the rotation angle of the
ところで本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105については、コイル状のもののほか、図13に示すような形態、つまり、図13(A)に示すような折り畳み状のもの、図13(B)に示すような波状のもの、図13(C)に示すような一部折り畳み状のもの、図13(D)に示すような一部コイル状のもの、その他の形状、またはこれらの組み合わせであってもよい。
By the way, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, for the first shape
また、本実施形態では、第1形状記憶合金部材104の一端部および第2形状記憶合金部材105の一端部が各々取り付けられるアーム部を備えているが、このアーム部は必ずしもアーム形状になっていなくてもよく、回転中心であるシャフトから離れた位置に第1形状記憶合金部材104および第2形状記憶合金部材105が各々取り付けられるよう設けられていればよい。
Moreover, in this embodiment, although the arm part to which the one end part of the 1st shape
また、本実施形態では、制御部300によって通常のアイリス駆動のほか、第1絞り羽根101および第2絞り羽根102を利用したシャッター動作を制御してもよい。シャッター動作を行う場合には、図14に示すように、通常のアイリス機能時のパルス信号によるPWM(Pulse Width Modulation)制御に比べ、瞬間的に大きい電流量を与えるようにする。この際の電流量は通常のアイリス機能時の電流量の1.3〜1.4倍程度にしておき、形状記憶合金部材の特性破壊を起こさないようにしておく。これにより、アイリス機能とともにメカニカルシャッターとしての機能を持たせることが可能となる。
In the present embodiment, the
さらに、上述した実施の形態では、本発明の切り替え機構は、アイリス駆動装置以外であっても他の切り替え機構(例えば、フィルター切り替え機構やマクロ切り替え機構)に適用してもよい。また、本発明は例えばデジタル式のビデオカメラレコーダ10のレンズ鏡筒に組み込まれているが、これに限らず他の種類の電子機器、たとえばデジタルスチルカメラや、CCTV、携帯電話等のレンズを搭載するすべての電子機器に対しても適用することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the switching mechanism of the present invention may be applied to other switching mechanisms (for example, a filter switching mechanism and a macro switching mechanism) other than the iris driving device. The present invention is incorporated in a lens barrel of a digital video camera recorder 10, for example. However, the present invention is not limited to this, and other types of electronic devices such as digital still cameras, CCTVs, mobile phones and other lenses are mounted. The present invention can be applied to all electronic devices.
10…ビデオカメラレコーダ(電子機器)、18…レンズ鏡筒、100…アイリス駆動装置、101…第1絞り羽根、102…第2絞り羽根、103…ヨーク、104…第1形状記憶合金部材、105…第2形状記憶合金部材、132…回転体、132A…アーム部、132B…アーム部、160…回転角度検出手段、300…制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Video camera recorder (electronic device), 18 ... Lens barrel, 100 ... Iris drive device, 101 ... 1st aperture blade, 102 ... 2nd aperture blade, 103 ... Yoke, 104 ... 1st shape memory alloy member, 105 ... 2nd shape memory alloy member, 132 ... Rotating body, 132A ... Arm part, 132B ... Arm part, 160 ... Rotation angle detection means, 300 ... Control part
Claims (10)
前記回転中心に対して一方側のアーム部に取り付けられ、通電によって前記一方側のアーム部に非通電時よりも強い引っ張り力を与える第1の形状記憶合金部材と、
前記回転中心に対して他方側のアーム部に取り付けられ、通電によって前記他方側のアーム部に非通電時よりも強い引っ張り力を与える第2の形状記憶合金部材と、
前記第1の形状記憶合金部材および前記第2の形状記憶合金部材の各々への通電を制御して、前記一方のアーム部および前記他方のアーム部に対する引っ張り力を制御する制御手段とを備えており、
前記第2の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力が、前記第1の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力よりも強くなっている
ことを特徴とする切り替え機構。 Arm portions provided on both sides with respect to the rotation center of the rotating member;
A first shape memory alloy member attached to an arm portion on one side with respect to the center of rotation and applying a stronger tensile force to the arm portion on the one side by energization than when not energized;
A second shape memory alloy member attached to the other arm portion with respect to the center of rotation and applying a stronger tensile force to the other arm portion than when not energized by energization;
Control means for controlling energization to each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member to control a pulling force on the one arm portion and the other arm portion. And
A switching mechanism, wherein the second shape memory alloy member has a tensile force when not energized when the first shape memory alloy member is not energized.
ことを特徴とする請求項1記載の切り替え機構。 The switching mechanism according to claim 1, wherein the control unit controls the amount of current to each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member.
ことを特徴とする請求項1記載の切り替え機構。 The control means detects a resistance value when each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member is energized, and generates a tensile force with respect to the one arm portion and the other arm portion. The switching mechanism according to claim 1, wherein the switching mechanism is controlled.
前記制御手段は、前記第1の形状記憶合金部材および前記第2の形状記憶合金部材への通電制御によって前記絞り羽根による開口量を調整し、
非通電時には前記第2の形状記憶合金部材の引っ張り力によって前記絞り羽根による開口量が最小となる
ことを特徴とする請求項1記載の切り替え機構。 A diaphragm blade is connected to each of the one arm portion and the other arm portion,
The control means adjusts an opening amount by the diaphragm blades by energization control to the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member,
2. The switching mechanism according to claim 1, wherein an opening amount by the diaphragm blade is minimized by a pulling force of the second shape memory alloy member when the power is not supplied.
ことを特徴とする請求項4記載の切り替え機構。 5. The switching mechanism according to claim 4, wherein the control unit controls the shutter operation by the diaphragm blades with a larger amount of current than when the aperture amount is controlled by the diaphragm blades.
前記回転中心に対して一方側のアーム部に取り付けられ、通電によって前記一方側のアーム部に非通電時よりも強い引っ張り力を与える第1の形状記憶合金部材と、
前記回転中心に対して他方側のアーム部に取り付けられ、通電によって前記他方側のアーム部に非通電時よりも強い引っ張り力を与える第2の形状記憶合金部材と、
前記第1の形状記憶合金部材および前記第2の形状記憶合金部材の各々への通電を制御して、前記一方のアーム部および前記他方のアーム部に対する引っ張り力を制御する制御手段とを備えており、
前記第2の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力が、前記第1の形状記憶合金部材の非通電時の引っ張り力よりも強くなっている切り替え機構を有する
ことを特徴とする電子機器。 Arm portions provided on both sides with respect to the rotation center of the rotating member;
A first shape memory alloy member attached to an arm portion on one side with respect to the center of rotation and applying a stronger tensile force to the arm portion on the one side by energization than when not energized;
A second shape memory alloy member attached to the other arm portion with respect to the center of rotation and applying a stronger tensile force to the other arm portion than when not energized by energization;
Control means for controlling energization to each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member to control a pulling force on the one arm portion and the other arm portion. And
An electronic apparatus comprising: a switching mechanism in which a tensile force when the second shape memory alloy member is not energized is stronger than a tensile force when the first shape memory alloy member is not energized.
ことを特徴とする請求項6記載の電子機器。 The electronic device according to claim 6, wherein the control unit controls a current amount to each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member.
ことを特徴とする請求項6記載の電子機器。 The control means detects a resistance value when each of the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member is energized, and generates a tensile force with respect to the one arm portion and the other arm portion. The electronic device according to claim 6, wherein the electronic device is controlled.
前記制御手段は、前記第1の形状記憶合金部材および前記第2の形状記憶合金部材への通電制御によって前記絞り羽根による開口量を調整し、
非通電時には前記第2の形状記憶合金部材の引っ張り力によって前記絞り羽根による開口量が最小となる
ことを特徴とする請求項6記載の電子機器。 A diaphragm blade is connected to each of the one arm portion and the other arm portion,
The control means adjusts an opening amount by the diaphragm blades by energization control to the first shape memory alloy member and the second shape memory alloy member,
The electronic apparatus according to claim 6, wherein an opening amount by the diaphragm blade is minimized by a pulling force of the second shape memory alloy member when the power is not supplied.
ことを特徴とする請求項9記載の電子機器。
The electronic device according to claim 9, wherein the control unit controls a shutter operation by the diaphragm blades with a larger amount of current than when the aperture amount is controlled by the diaphragm blades.
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