JP2631103B2

JP2631103B2 - 電磁駆動シヤツタ

Info

Publication number: JP2631103B2
Application number: JP62215799A
Authority: JP
Inventors: 浩司戸田; 眞一郎鞠子; 信雄北村; 好信田中; 勝山本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1987-08-28
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPS6459224A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明はカメラの電磁駆動シヤツタに関し、特に電源
電圧が変動した場合にも適正なシヤツタ動作制御を行う
電磁駆動シヤツタに関する。

「従来の技術」電磁石の電磁力を利用して永久磁石を変位させ、この
永久磁石に連動させてシヤツタ羽根を開閉するようにし
た電磁駆動シヤツタとして各種のものが知られている
が、実用化には改善すべき問題を残している。本発明の
発明者等は第１図および第２図に示されたような新規な
電磁駆動シヤツタ、（ただし図中ホトカプラ20を除く）
を開発し、これは、昭和61年特許願第178829号（特開昭
63−36227号公報）として既に特許出願されている。

次に、この電磁駆動シヤツタについて説明する。

第１図は永久磁石が第１回動位置でシヤツタを閉成し
ている状態を、第２図は永久磁石が第２回動位置に変位
しシヤツタが全開された状態を各々示している。

これらの図において、１は駆動レバーで、これは一方
側のやや中程を地板に設けた支軸２に軸着し、左回動及
び右回動するようになしてある。

このレバー１の一方腕1aの先端面は支軸２を中心とす
る円形に沿つて曲面形成し、また、この一方腕1aにはレ
バー幅方向の両側にヨーク1a₁で連結した２つの永久磁
石3,4が固着してある。なお、永久磁石３は図示右端を
Ｎ極に、左端をＳ極に磁化したもので、永久磁石４はそ
れとは反対に図示右端をＳ極に、左端をＮ極に磁化して
ある。駆動レバー１の他方腕1bにはシヤツタ羽根5,6が
ピン7,8をもつて回動自在に連結してあり、また、この
レバー１の中程には調整ねじ９のねじ受部1cが設けてあ
る。

シヤツタ羽根5,6はこれらに形成した長孔を重合させ
るようにして地板に設けた固定ピン10に遊嵌してあつ
て、駆動レバー１の右回動に連動してシヤツタ羽根５が
左旋回、シヤツタはね６が右旋回し、これらの開口部5
a,6aが第２図に示すようにアパーチヤ11を開放する。

上記調整ねじ９は地板に固定したねじホルダー12に螺
着してあり、このねじ９によつて駆動レバー１の左回動
限界位置、すなわち、第１回動位置を予め調整する。

なお、駆動レバー１の右回動限界位置、すなわち、第
２回動位置は地板に設けたストツパーピン13によつて定
める。

一方、14は電磁石で、これはＥ形のコア15とこのコア
の中央脚に装備した電磁コイル16とで構成してあり、コ
ア15の各脚端面が駆動レバー１の支軸２を中心とする円
形に沿つて曲面形成してある。

この電磁石14はコア脚端面を駆動レバー１の一方腕先
端面に対接させるようにして地板に固定する。

次に、上記した電磁駆動シヤツタの動作について説明
する。

通常時にはシヤツタが第１図に示す状態で閉成してい
る。この閉成状態では、電磁石14が無給電となつてお
り、コア15には帯磁されていない。また、駆動レバー１
に設けた永久磁石3,4のうち、永久磁石３のＮ極がコア1
5の一方側外脚の脚端面に対し僅かずれて対接し、永久
磁石４のＳ極は同コア15の他方側外脚の脚端面から離れ
て中央脚の脚端面に接近している。

上記状態では、永久磁石３のＮ極がコア15の脚端面に
対して吸引力を及ぼし、このＮ極が脚端面に正対向する
ように働くため、駆動レバー１に弱い左回動力が作用し
ている。その結果、このレバー１が調整ねじ９に当接し
て機械的に安定している。

シヤツタをレリーズする場合には、第３図（ａ），
（ｂ）に示すように、電磁石14を正パルス電流Paで給電
し、続いて負パルス電流Pbで給電する。なお、第３図
（ｂ）において、S₀はシヤツタ羽根5,6の静止位置、S₁
はシヤツタ羽根5,6が開き始める位置と閉じ始める位
置、S₂はシヤツタ羽根5,6の全開位置、ｌはシヤツタ羽
根5,6の助走距離（第１図上のl₁,l₂）である。電磁コイ
ル16に正パルス電流Paが流れることによつて、コア15の
一方側外脚（図中上側）の脚端面と、他方側外脚（図中
下側）の脚端面とが供にＮ極に、中央脚の脚端面がＳ極
に各々帯磁されるように構成してある。これより、正パ
ルス電流Paの給電により、永久磁石３のＮ極が反発力を
受け、永久磁石３のＳ極が中央脚のＳ極によつて反発さ
れると供に他方側外脚のＮ極によつて吸引されるため、
駆動レバー１に右回動の駆動トルクが発生し、このレバ
ー１が第１図の第１回動位置から第２図に示す第２回動
位置まで回動する。駆動レバー１が第２回動位置に変位
したときには、永久磁石４のＳ極がコア15の他方側外脚
の脚端面に対して僅かずれて対接し、永久磁石３のＮ極
が一方側外脚の脚端面から離れ中央脚の脚端面に接近す
る。

また、正パルス電流Paが電磁コイル16を通過し、コア
15の帯磁が消失した後は、永久磁石４のＳ極が脚端面に
正対向するように吸引力を及ぼすため、弱い右回動力が
駆動レバー１に作用し、このレバー１がストツパーピン
13に突き当つた状態で機械的に安定する。

駆動レバー１が上記したように回動すると、シヤツタ
羽根５がピン７を介して駆動力を受け、固定ピン10を中
心にして左旋回し、同様にシヤツタ羽根６がピン８を介
して駆動され、固定ピン10を中心に右旋回し、駆動レバ
ー１が第２回動位置に達した段階で第２図に示すように
シヤツタ全開となる。

シヤツタ開口の状態で電磁石14が負パルス電流Pbで給
電される。この場合、コア15の各脚端面は上記に比べて
逆極性に帯磁され、駆動レバー１には左回動の駆動トル
クが発生する。これより、駆動レバー１が第２図の第２
回動位置から第１図に示す第１回動位置に変位し、負パ
ルス電流Pbが電磁コイル16を通過した後に永久磁石３の
Ｎ極による脚端面に対する吸引力によつて機械的に安定
する。

シヤツタ羽根5,6は駆動レバー１の上記した戻り回動
に連動され、上記とは逆方向に旋回し第１図に示すよう
にシヤツタを閉成する。

「発明が解決しようとする問題点」上記した電磁駆動シヤツタは、永久磁石3,4が第1,第
２回動位置に変位することでシヤツタ羽根5,6が閉成ま
たは開口状態で機械的に安定し、電磁石14をパルス電流
で給電し、永久磁石を第１回動位置から第２回動位置
へ、また、この逆に回動してシヤツタ制御する構成であ
るから、シヤツタ制御によつて消費される電力量が少な
く、その上、部品点数が極めて少ない構成簡単なものと
なり、ローコストで生産できる電磁駆動シヤツタとな
る。

ただ、この電磁駆動シヤツタは、シヤツタ羽根5,6の
速度が早く、シヤツタの開口特性が第３図のＡ曲線のよ
うに急進となるため、高輝度側での精度が低いという問
題がある。特に、この種のシヤツタはシヤツタ羽根5,6
の当初の動きが遅く、開き始め位置S₁と全開位置S₂との
間では加速が加わつて動作速度が高くなる。

高輝度領域でのシヤツタ制御は、第４図（ａ），
（ｂ）に示す如く、正パルス電流Paに続いて負パルス電
流Pbを電磁石14に供給し、シヤツタ羽根5,6が全開に達
する前に閉動作するように制御するが、この場合、シヤ
ツタ開口特性Ａの立ち上がりが急になる程、シヤツタ羽
根5,6の動きが被写体輝度の変化に追随しなくなる。こ
れはシヤツタ羽根5,6の動きの遅れが影響するためで、
露出値が被写体輝度の変化に対して正確に対応しなくな
る。

例えば、第４図に示すように、正パルス電流Paに続い
て負パルス電流Pbを供給したときのシヤツタ特性はＢ、
正パルス電流Paに続いて負パルス電流Pb₁を供給したと
きのシヤツタ特性はB₁となるはずであるが、これはシヤ
ツタ羽根5,6が理想的に動作した場合であつて、実際に
はシヤツタ特性B,B₁の違いは明確に区別できない。上記
の問題を解決するため、駆動レバー１或いはシヤツタ羽
根5,6に機械的なガバナーやその他の負荷を負わせシヤ
ツタ開口特性Ａの立ち上がりを緩かにすることが考えら
れるが、しかし、このように構成したのでは、部品点数
が増加するばかりでなく、このような部品の組み込みス
ペースが必要となり、また、コスト高の電磁駆動シヤツ
タとなつて不利である。さらに、電池が新しく電源電圧
が高い場合や温度が高く摩擦が少ない場合等では、露出
オーバーとなり、一方、電池の経時変化や消耗により電
源電圧が低い場合や温度が低く摩擦が大きい場合等で
は、露出不足になるといった問題があり、電源電池の電
圧変動や環境変化や製造上のバラツキによる固体差等に
より、シャッタ開閉制御の精度が低下してしまう。

「問題点を解決するための手段」第１位置と第２位置との間で変位するように設けた永
久磁石と、第１位置でこの永久磁石の一方の磁極が接近
する一方側のコア端部と第２位置でその他方の磁極が接
近する他方側のコア端部との少なくとも２つのコア端部
を有する電磁石と、上記永久磁石の第１位置から第２位
置への変位で開口し、第２位置から第１位置への変位で
閉成するように、この永久磁石の変位に連動させたシャ
ッタと、前記第１位置と第２位置との間の規定の第３位
置にシャッタ羽根の変位を検出するセンサを設け、前記
センサからの信号に基づき第１位置から第３位置にシャ
ッタ羽根が到るまでに要する時間を演算し、この演算さ
れた時間に応じてシャッタ羽根が前記第３位置以降の第
２位置に到るまでに要する時間が適正になるように前記
電磁石への電力供給時間間隔を制御する制御手段を備え
たことを特徴とする電磁駆動シャッタを提供する。

「作用」本発明によれば、シャッタ羽根が閉成初期位置である
第１位置から第３位置に到るまでの規定量だけ開放方向
へ変位するまでに要する時間が、電池の経時変化や摩擦
などの温度特性等により変動する場合、その所要時間が
短いときと長いときとで、それ以後シヤツタ駆動電磁石
への供給電力時間間隔が減増される。したがつてシヤツ
タ開口特性は常に一定ないし略一定となる。

「実施例」以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。第１図
と第２図は本発明に供される電磁駆動シヤツタの１例を
示す略図で、ホトカプラ20以外は従来技術として述べた
ものと同じであるため、異る部分についてだけ説明す
る。第１図はシヤツタ閉成状態を示し、この位置から第
２図に示す開放状態の方向にシヤツタ羽根が移動すると
き、シヤツタ羽根の１部、例えば凸部6bがホトカプラ20
のセンサ部20aに達すると、ホトカプラから信号が送出
される。なおホトカプラの代りに電気スイツチ等を用い
てもよく、設置位置は第１位置から第２位置へ変位する
どの部材に連動するようにしてもよい。ただし設置位置
がスタート位置に近すぎると電源以外の要因によるスタ
ートから位置検出までの時間測定の誤差が大きくなり、
あまり遠すぎるとシヤツタ駆動制御できる時間が短くな
るので、適宜最適位置に設置される。

第５図は本発明の電磁駆動シヤツタ制御系統のブロツ
ク図を示し、21は第１図、第２図に示す電磁駆動シヤツ
タ、22はホトカプラ20からシヤツタ羽根の規定位置変位
信号を取り出して波形整形された出力を送出するセンサ
回路、23はCPU、24はシヤツタ駆動制御回路、25は測光
回路であり、CPU23はシヤツタ駆動制御回路からのシヤ
ツタへの電力供給開始あるいはシヤツタレリーズ操作に
伴うスイツチオン等のスタート信号を入力し、このスタ
ート信号入力からセンサ回路22からの信号入力までの時
間を計測し、この時間の長短に応じ、測光回路からの露
光量信号に応じたシヤツタ駆動制御回路24が電磁駆動シ
ヤツタの電磁石14への電力供給量を規定するためにシヤ
ツタ駆動制御回路へ送出する信号を補正し、この時間が
短いときは電源電圧が高いことを認知してその後の電力
供給時間間隔を短くし、この時間が長いときは電源電圧
が低いことを認知してその後の電力供給時間間隔を長く
して、同一の被写体輝度に対し、同一ないし略同一のシ
ヤツタ開口特性を生ずるように制御する。

第６図は本発明の時間に対するシヤツタ羽根の動きの
特性の代表例を示す。シヤツタの電磁石に電力が供給さ
れてからある時間経過後の時間Toからシヤツタ羽根が移
動を始め（So）、標準的な特性Ｑを示す場合は時間Trの
時点でホトカプラから信号の送出される位置Srに達し、
適宜の時間で供給電流の極性が逆転されると、実線Ｑの
特性のように開閉作動する。S₂はシヤツタ全開位置であ
り、シヤツタ時間が長い場合には２点鎖線で示すＱ′の
ように開閉動作する。またシヤツタ開口の開き始める位
置S₁はSrに近い位置、例えば図のS₁の位置に設定され
る。電池が新しく、温度特性等で電源電圧が高い場合
は、Q₁に示すようにSrに達する時間Tr′はTrより短くな
り、特性Ｑの場合と同じ時間間隔の電力を供給すると電
源電圧の高い分だけＱの曲線より大きな勾配でシヤツタ
が開口するのでＱの特性曲線より大きな山を描く特性と
なり露出オーバーとなる。そのためCPU23がTr′に応じ
た電力供給時間間隔を演算してシヤツタ駆動制御回路24
に電力供給時間間隔信号を送出し、この信号に基いてシ
ヤツタ駆動制御されるので、Tr′とSrの交点からはQ₁の
特性はQ₁′のようにＱと同一ないし略同一の特性曲線を
示すようになる。したがつて、特性Ｑのときは時間Tr、
特性Q₁,Q₁′のときはTr′をシヤツタ時間のスタート時
点にして露出制御を行えば、電源電圧の変化に対し、シ
ヤツタの露光動作は同一ないし略同一となる。経時変化
または温度特性等で電源電圧が低い場合には、Q₂に示す
ようにSrに達する時間Tr″はTrより長くなり、Ｑの場合
と同じ電力供給時間間隔では電源電圧の低い分だけＱの
特性曲線より小さな山を描く特性となり、露出不足とな
る。そのためCPU23がTr″に応じた時間間隔を演算して
シヤツタ駆動制御するので、Tr″とSrとの交点からはQ₂
の特性はQ₂′のようにＱと同形となり、Q₁のときと同様
にしてＱと同様の正しい露出制御が行われる。

第７図はシヤツタ時間のスタート時点をシヤツタ釦の
操作に連動した時点、例えばTsないしTsの間の一定時間
に設定された場合に適した制御の例を示し、各々時間T
r,Tr′,Tr″に応じ、Q₁″,Q₂″の特性を、シヤツタ開口
開始から規定開口に到るまでの間で図示のように露光量
をＱ特性と同一ないし略同一とし、規定開口付近以後の
特性曲線をＱと同一ないし略同一となるようにCPUによ
り演算制御される。

次に電力供給時間間隔の制御方法について説明する。
第８図（ａ）〜（ｆ）はその制御方法の各種制御モード
についての説明図であり（ａ）〜（ｅ）の時間軸は共通
である。図（ａ）は第６図、第７図で示した標準的特性
Ｑを示し、図（ｂ）はホトカプラ出力を示し、（ｃ）は
第４図（ａ）と同様の１パルス制御モード（以下直流制
御モードという）を示し、各々Tr,Tr′,Tr″の値t₀,
t₀′,t₀″に応じて、それに引続く電力供給時間間隔はt
₁に対しt₁′,t₁″のように減増する。なお図ではt₁′,t
₁″がTrすなわちt₀の終端からの間隔として示されてい
るが、これは説明の便宜のためであり、実際にはt₁′は
t₀′に続き、t₁″はt₀″に続くよう図面上でシフトされ
るべきものであつて、このことは以下の図（ｄ）につい
ても同様である。またt₀′に対する電流はt₀のそれより
大きく、t₀″の電流はt₀のそれより小さく、図（ｄ）、
図（ｅ）も同様である。図（ｄ）は図（ｃ）の直流制御
（１パルス制御）モードに対し、パルス周波によるパル
スの印加時間間隔制御モードを示し、Tr,Tr′,Tr″と
t₀,t₀′t₀″およびt₁,t₁′,t₁″の関係は直流がパルス
波になつた以外図（ｃ）と同様である。シヤツタを閉成
する期間t₃は図示のように負極性直流でもよいし、負極
パルス幅が正極パルス幅より広いパルス波であつてもよ
く、このことは次の図（ｅ）についても同様である。図
（ｅ）はパルスのデユーティ時間間隔制御モードを示
し、Tr,Tr′,Tr″とt₀,t₀′,t₀″に対応して図（ｆ）に
拡大して示すようにt₀,t₀′,t₀″以後の印加パルスのデ
ユーテイ比をd₀,d₁′,d₁″とd₂,d₂′,d₂″のように設定
される。すなわち図（ｃ）、図（ｄ）のモードが直流お
よびパルス電流の印加時間間隔を制御して、エンコーダ
からの出力が送出されて以後の電力供給時間間隔を制御
するのに対し、図（ｅ）のモードはパルスの正負の時間
間隔を制御する。

次にこれら各制御モードの制御手順について流れ図を
用いて説明する。第９図は第８図（ｃ）に示す直流モー
ドの制御手順を示し、ステツプS1でタイムt₀値を初期化
し、S2でシヤツタ駆動電磁石に通電開始しシヤツタ羽根
を開方向に移動開始させる。S3,S4でシヤツタの凸部
（第１図6a）がホトカプラ20のセンサ部20aの規定位置S
rに到達する迄の時間t₀（またはt₀′,t₀″）を計測し、
S5でt₀（またはt₀,t₀″）を基に適正露出を行うために
必要なそれ以後の電力供給時間間隔t₁（またはt₁′,
t₁″）を演算により算出し、S6,S7でt₁（またはt₁′,
t₁″）の通電を行つた後、時間終了を検知したらS8でシ
ヤツタ閉成制御に移り、シヤツタ制御を終了する。第10
図は第８図（ｄ）に示すパルスの印加時間間隔制御モー
ド（パルスモードＩ）の制御手順を示し、第10図（ａ）
においてステツプS11でシヤツタが規定位置Srに到達す
る時間を計測するタイマをスタートさせ、S12の間外部
割り込み端子にセンサ出力が接続されている。S13でパ
ルスのデユーテイ比をセツトし、S14でシヤツタの開方
向作動を開始し、S15,S16でパルスの正方向デユテイd₁
の印加を制御し、これが終了（S17）すると、S18,S19で
負パルス（または電流なし）のデユーテイd₂の間隔を制
御する。（13）〜（19）のどのステツプにあつてもシヤ
ツタがSrの位置に来たt₀（またはt₀′,t₀″）で外部割
込みルーチン（第10図（ｂ））へ移る。第10図（ｂ）の
シヤツタ割込みに移り、S20で外部割込みを禁止し、S21
でt₀（またはt₀′,t₀″）計測タイマを停止し、S22で計
測し、S23でこの計測値からそれ以後適正露出を行うた
めの時間t₁（またはt₁′,t₂′）を算出、S24〜S26で時
間計測を開始する。S27で印加パルスのデユーテイd₁,d₂
を再度セツトし、t₀までのときと同様にしてS28〜S33で
t₁（またはt₁′,t₁″）の間シヤツタ駆動を続ける。そ
れが終了するとタイマ／カウンタ割込みが行われ、S34
でシヤツタ開放駆動が終了し、S35のシヤツタ閉成駆動
を経てパルスモードＩが終了する。第11図は第８図
（ｅ）に示すパルスデユーテイ時間間隔制御モード（パ
ルスモードII）の制御手順を示し、第11図のS41〜S52ま
では第10図S11〜S22までと同じであるため詳しい説明を
詳略する。S52で計測されたt₀（またはt₀′,t₀″）に応
じて、t₁の期間に供給されるパルスのデユーテイd₁（ま
たはd₁′,d₁″）およびd₂（またはd₂′,d₂″）をS53,S5
4で演算し、S55で印加時間t₁を算出、S56〜S58で時間計
測を開始する。S57でd₁,d₁′またはd₁″＝d₃およびd₂,d
₂′またはd₂″＝d₄をセツトし、S59〜S65ではS53,S54で
決められたデユーテイ比で、S55で定められた時間t₁の
間シヤツタを駆動し、それが終了するとタイマ／カウン
タ割込みが行われ、S66でシヤツタ開放駆動が終了し、S
67のシヤツタ閉成駆動を経てパルスモードIIが終了す
る。

なお、直流モードとパルスモードＩの制御方法は第６
図の特性を得るのに適し、パルスモードIIの制御方法は
第７図の特性を得るのに適している。ただし、これらの
モードを適宜組合せて制御することもできる。

また本発明の装置は特開昭61−178829に開示された各
シヤツタに適用できる他、シヤツタ閉成がばねによつて
行われる電磁駆動シヤツタにも応用出来る。

「発明の効果」本発明によれば、電池の経時変化や模範変化による電
源電圧変動や摩擦などの温度特性等による変動や製造上
のバラツキによる固体差等があっても、精度の良い電磁
駆動シャッタ制御ができる。

【図面の簡単な説明】第１図および第２図は本発明の実施例を示す電磁駆動シ
ヤツタの簡略図で、第１図はシヤツタ閉成状態を、第２
図はシヤツタ開口状態を各々示し、第３図（ａ），
（ｂ）は上記シヤツタの電磁石を給電するパルス電流の
タイムチヤートとシヤツタ特性とを示す図、第４図
（ａ），（ｂ）は高輝度領域における上記パルス電流と
シヤツタ特性とを示す図、第５図は本発明の制御系統を
示すブロツク図、第６図は本発明の第１のシヤツタ駆動
制御特性を示すグラフ、第７図は本発明の第２のシヤツ
タ駆動制御特性を示すグラフ、第８図は本発明の電磁駆
動シヤツタ特性図（ａ）、センサ出力特性図（ｂ）、直
流駆動モード説明図（ｃ）、パルス印加時間間隔制御モ
ード（パルス駆動モードＩ）の説明図（ｄ）、パルスデ
ユーテイ時間間隔制御モード（パルス駆動モードII）の
説明図（ｅ）、およびその一部拡大図（ｆ）を示す。第
９図は直流モードの制御手順を示す流れ図、第10図
（ａ），（ｂ）はパルスモードＩの制御手順を示す流れ
図、および第11図（ａ），（ｂ）はパルスモードIIの制
御手順を示す流れ図である。１……駆動レバー、3,4……永久磁石 14……電磁石、5,6……シヤツタ羽根 20……ホトカプラ、20a……センサ部 21……電磁駆動シヤツタ 22……センサ回路、23……CPU 24……シヤツタ駆動制御回路 25……測光回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本勝東京都渋谷区神宮前６丁目27番８号京セラ株式会社東京原宿事業所内審査官佐藤昭喜 (56)参考文献特開昭63−167340（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１位置と第２位置との間で変位するよう
に設けた永久磁石と、第１位置でこの永久磁石の一方の
磁極が接近する一方側のコア端部と第２位置でその他方
の磁極が接近する他方側のコア端部との少なくとも２つ
のコア端部を有する電磁石と、上記永久磁石の第１位置
から第２位置への変位で開口し、第２位置から第１位置
への変位で閉成するように、この永久磁石の変位に連動
させたシャッタと、前記第１位置と第２位置との間の規定の第３位置にシャ
ッタ羽根の変位を検出するセンサを設け、前記センサからの信号に基づき第１位置から第３位置に
シャッタ羽根が到るまでに要する時間を演算し、この演
算された時間に応じてシャッタ羽根が前記第３位置以降
の第２位置に至るまでに要する時間が適正になるように
前記電磁石への電力供給時間間隔を制御する制御手段を
備えたことを特徴とする電磁駆動シャッタ。