JP3990781B2 - カメラ用シャッタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影に際し、２枚のシャッタ羽根が相対的に往復作動して、円形をした露光用開口部を開閉するようにした、一般に、レンズシャッタと称されているカメラ用シャッタに関するものであり、特に、シャッタ羽根の開き作動と閉じ作動を、モータの往復回転によって行わせるようにしたカメラ用シャッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、この種のシャッタは、２枚のシャッタ羽根を、露光用開口部の外周近傍の限られた領域に枢着しているので、カメラの構え方によっては重力の影響でシャッタ羽根の作動特性が変わることがある。また、閉鎖時においては、２枚のシャッタ羽根は、相互の重なり面積が極めて大きくなっており、しかも、その重なり部は可成りの密接状態に保たれているため、温度，湿度，埃などの影響によってシャッタ羽根の開き作動特性が変化してしまうことがある。そして、この現象は、久しぶりにカメラを使用する場合などに顕著となる。更に、部品の加工公差や組立公差の関係で、個々のシャッタ間において作動特性が異なることもある。
【０００３】
言うまでもなく、これらのことは、いずれも適正な露光時間を得るための障害になるため、そのような事態に対処するために、これまでにも数々の改善策が提案され且つ実施されてきているが、それらの改善策の一つが特公平７−８９１９０号公報に開示されている。それによれば、この従来例は、シャッタ羽根の開き作動は、電磁石の力によって行われ、閉じ作動は、ばねの力によって行われるタイプのシャッタであり、撮影ごとにシャッタ羽根の開き作動の速度を検出し、仮に、その速度が基準速度よりも遅い場合には、電磁石による開き作動速度を自動的に速くさせるようにして、適正露光時間が得られるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の公報にも記載されているように、シャッタ羽根の開き作動速度を検出し、それによって直ちにそれ以後の開き作動速度を修正してしまうようにすることは、不可能ではないにしても可能にするためにはコストが可成り高くなり、実際上は、なかなか実施するのが難しい。また、上記の公報中には、前回の撮影時における開き作動速度を記憶しておき、その速度を基準速度と比較することによって今回の開き作動速度を決定するようにしても良い旨の記載があるが、そのようにしたのでは、撮影ごとに開き作動速度が異なる場合に対して、開き作動速度を適正に修正することができなくなる。
【０００５】
そこで、そのような問題を解決するために、シャッタ羽根の開き作動速度を、シャッタ羽根が露光用開口部をピンホール状態にする前に検出してしまい、露光用開口部の開き作動特性を適正に修正できるようにすることが考えられるが、そのようにすると、シャッタ羽根がピンホール状態になるまでの検出時間を稼ぐために、シャッタ羽根の平面積を大きくし且つ作動角度を必要以上に大きくしなければならないため、シャッタの小型化と高速化にとって不利になる。
【０００６】
更に、電磁石やモータをシャッタ羽根の駆動源として用いていて、それらにそのような制御を行わせるようにする場合には、別の問題を解決する必要がある。即ち、電磁石やモータは、シャッタ羽根を駆動するような極めて小型のものであっても、一定の作動特性が得られるように製作するだけであれば比較的容易であるが、シャッタ羽根のように高速で作動するものに対して、作動中に、その速度を微妙に且つ正確に変え得るように製作することは非常に困難であり、高価になる。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、モータの往復回転によって２枚のシャッタ羽根を相対的に往復作動させて露光用開口部を開閉させるようにし、シャッタ羽根の開き作動開始直後の第１位置とその後のピンホール直後における第２位置とを検出することによって開き作動速度を検出し、その検出結果によって、シャッタ羽根に閉じ作動を行わせるためのモータの回転開始時期を調整するようにしたことにより、シャッタ羽根を大型化することなく、適正露光時間が得られるようにしたカメラ用シャッタを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用シャッタは、シャッタ閉鎖時には露光用開口部を閉じており開閉作動時には相対的に往復運動して前記露光用開口部を開閉する２枚のシャッタ羽根と、正転することによって２枚のシャッタ羽根に開き作動を行わせ逆転することによってそれらに閉じ作動を行わせるモータと、シャッタ羽根の開き作動においてその開き作動開始直後の第１位置とその後のピンホール直後における第２位置とを検出する位置検出素子と、シャッタ羽根の開き作動において前記位置検出素子が検出した二つの位置検出信号からその間におけるシャッタ羽根の開き時間を検出する検出回路と、前記モータに正転させるための電流と逆転させるための電流とを選択的に供給することの可能なモータ駆動回路と、露光条件に対応して所定の制御時間を設定し前記第１位置の位置検出信号で該制御時間のカウントを開始しそのカウント終了信号を前記モータ駆動回路に与えて前記モータの正転を停止させる露光時間制御回路と、前記露光時間制御回路による制御時間のカウント終了信号を受けてからの基準時間が設定されていて前記検出回路の検出結果に対応して該基準時間を増減した時間経過後に前記モータ駆動回路に逆転開始の信号を出力するタイミング調整回路とを備えているようにする。
また、本発明のカメラ用シャッタは、好ましくは、前記位置検出素子によって検出される第１位置の被検出部と第２位置の被検出部が一方のシャッタ羽根に設けられており、前記露光時間制御回路は、第１位置の検出信号によって前記制御時間のカウントを開始するようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１〜図５に示した実施例によって説明する。尚、図１は露光用開口部の閉鎖状態を示した平面図であり、図２は図１に示した各部材の重なり状態を理解し易くするために展開して示した断面図である。また、図３はシャッタ羽根の開き作動行程においてピンホール直前の状態を示した平面図であり、図４は露光用開口部の全開状態を示した平面図である。更に、図５は実施例の制御系を示したブロック図であり、図６は実施例の作動を説明するのに必要なタイミングチャートである。
【００１０】
そこで、先ず、図１及び図２を用いて実施例の構成を説明する。本実施例におけるシャッタ地板１と補助地板２は合成樹脂製であって、四つのビス３によって四隅で固定され、それらの間に羽根室を構成している。また、これらの地板１，２は、円形をした開口部１ａ，２ａを有していて、それらによって露光用開口部を形成している。
【００１１】
シャッタ地板１には、羽根室内に、軸１ｂ，１ｃが設けられていて、それらにシャッタ羽根４，５が枢着されている。これらのシャッタ羽根４，５は、シャッタ羽根４がシャッタ地板１側であって、シャッタ羽根５が補助地板２側となるように重ねられていて、シャッタ羽根４の先端には所定の間隔を空けて二つの張出部４ａ，４ｂが形成されている。また、羽根室内に臨ませてフォトインタラプタ６が取り付けられており、その発光部と受光部の間に、シャッタ羽根４の張出部４ａ，４ｂが介在し得るようになっている。尚、図２においては、シャッタ羽根５の図示が省略されている。
【００１２】
シャッタ地板１の表面側には、二つのビス７によってモータ枠８が取り付けられている。シャッタ地板１とモータ枠８の間には、シャッタ地板１に設けられた軸１ｄに、開閉部材９が回転可能に取り付けられている。そして、この開閉部材９に設けられた作動ピン９ａは、シャッタ地板１に形成された長孔１ｅ（図２参照。他図では省略）を貫通し、シャッタ羽根４，５の長孔４ｃ，５ａに嵌合している。従って、シャッタ羽根４，５は、図１において、開閉部材９が反時計方向へ回転すると、露光用開口部である開口部１ａ，２ａを開き、その後、開閉部材９が時計方向へ回転すると、開口部１ａ，２ａを閉じるようになっている。
【００１３】
モータの回転子１０は、モータ枠８の表面側において、モータ枠８とカバー枠１１に軸受けされている。また、カバー枠１１はコップ状をしていて、その外周面には円筒状のヨーク１２が取り付けられている。更に、コイル１３が、回転子１０の回転軸を包むようにして、モータ枠８とカバー枠１１に巻かれている。これらのうち回転子１０は、合成樹脂材料に粒状の磁性体を混入し、一体成形したあとに着磁した永久磁石製であって、通常は２極に着磁されている。そして、この回転子１０には一体的に駆動ピン１０ａが形成されていて、モータ枠８に形成された長孔８ａを貫通し、開閉部材９の長孔９ｂに嵌合している。
【００１４】
尚、このような構成のモータは、通常、ムービングマグネット型モータと称されていて、コイル１３に対して順方向に通電すると、初期位置から所定の角度だけ一方方向に回転し、逆方向に通電すると逆方向へ回転して初期位置へ復帰するようになっている。そして、その初期位置は、通電が断たれたとき、回転子１０の磁力がバランスした位置とすることもあるが、一般には、初期位置が安定して維持されるようにするために、磁力が上記した復帰方向へ働いている位置とし、ストッパによって止めておくようにしている。また、そのストッパとしては、本実施例における長孔１ｅや長孔８ａの端面を利用することが知られている。更に、本実施例の回転子１０は、駆動ピン１０ａを同時成形にて製作しているが、最終的に一体的でありさえすれば、駆動ピン１０ａをどのようにして製作しても差し支えない。
【００１５】
ここで、図５に示したブロック図を用い、本実施例の制御系の概略を簡単に説明しておく。測光回路１４には、設定装置１５を介してフィルム感度等の情報が入力され、受光素子１６からは被写体の輝度情報が入力される。速度検出回路１７は、フォトインタラプタ６で検出された開き作動中のシャッタ羽根の二つの位置信号から、シャッタ羽根の速度を検出できるようになっている。露光時間制御回路１８は、フォトインタラプタ６で検出された開き作動中のシャッタ羽根の一番目の位置信号が入力されると、測光回路１４からの入力情報に応じて、所定の制御時間をカウントし、そのカウント終了信号を出力するようになっている。
【００１６】
タイミング調整回路１９は、速度検出回路１７の出力情報に応じて、露光時間制御回路１８からモータ駆動回路２０に与えられる制御信号を調整できるようになっていて、シャッタＳに設けられている上記の構成のモータＭは、このモータ駆動回路２０によって通電方向と通電時間を制御されるようになっている。即ち、タイミング調整回路１９は、露光時間制御回路１８のカウント終了信号を受けることによって、モータＭに対する順方向への通電を断たせ、その後、速度検出回路１７の出力情報に対応した所定時間経過後に、モータＭに逆方向への通電を行わせるようになっている。尚、上記の各回路は、実際には一つの半導体デバイスとして構成されることになり、回路構成上は、このような単純なものでないことは言うまでもない。
【００１７】
次に、本実施例の作動を説明する。図１はカメラの不使用状態を示している。そのため、コイル１３は非通電状態にあり、開閉部材９の位置は、上記したように回転子１０の磁力を利用して維持され、シャッタ羽根４，５は開口部１ａ，２ａを閉鎖している。そして、この状態においてはシャッタ羽根４の張出部４ａが、フォトインタラプタ６の発光部と受光部の間に位置している。この状態においてカメラ本体側の電源スイッチを閉じると、フォトインタラプタ６に通電されるが、張出部４ａが光路を遮断しているので、この場合にフォトインタラプタ６から出力される信号はＬ信号となっている。
【００１８】
その後、シャッタがレリーズされると、モータ駆動回路２０が働いて、コイル１３に対し、電流を順方向に供給する。そのため、回転子１０は、図１の状態から時計方向へ回転し、開閉部材９を反時計方向へ回転させることになる。この開閉部材９の回転によってシャッタ羽根４，５が開き作動を開始するが、図６に示したタイミングチャートからも分かるように、シャッタ羽根４，５は、連結部の公差等によって、回転子１０の回転開始時期よりも若干遅れて作動を開始することになる。これを、通称、メカ遅れと言っている。
【００１９】
このようにしてシャッタ羽根４，５が開き作動を開始し、ピンホール状態の直前になると、シャッタ羽根４の張出部４ａがフォトインタラプタ６の光路からそれ、フォトインタラプタ６からはＨ信号が出力されることになる。そのときの状態が図３に示されている。そして、このＨ信号が出力されたときが、シャッタ羽根４の第１位置の検出時期であり、同時に、そのＨ信号の出力によって、露光時間制御回路１８による制御時間のカウントが開始される。尚、図６においては、フォトインタラプタ６の出力信号をＰＩとし、露光時間制御回路１８のカウント時間ををＴＡＥとしている。
【００２０】
シャッタ羽根４，５の開き作動が続けられてピンホール状態になると、今度はシャッタ羽根４の張出部４ｂがフォトインタラプタ６の光路に入るため、フォトインタラプタ６はＬ信号を出力し、続いて張出部４ｂが光路からそれることによってＨ信号を出力する。そして、この２回目のＨ信号が出力されたときが、シャッタ羽根４の第２位置の検出時期となる。そのため、速度検出回路１７は、第１位置の信号から第２位置までの時間Ｔ１を割り出し、その情報をタイミング調整回路１９に出力する。
【００２１】
そして、上記の検出結果が基準時間と同じであった場合には、シャッタ羽根４，５は、図６に実線で示したようにして、図４に示した全開状態に達するが、仮に、時間Ｔ１が基準時間よりも遅い場合には、図６に二点鎖線で示したようにして、全開状態に達することになる。その後、露光時間制御回路１８のカウントが終了すると、その終了信号によって、モータ駆動回路２０によってコイル１３に供給されていた順方向の通電が断たれるが、上記の検出結果が基準時間と同じであった場合には、所定の時間Ｔ２後に、タイミング調整回路１９の出力信号によってモータ駆動回路２０が働き、コイル１３に逆方向への通電が行われる。他方、上記の検出結果が基準時間よりも遅い場合には、調整時間Ｔ３が加えられ、Ｔ２＋Ｔ３の長い時間経過後に、タイミング調整回路１９の出力信号によってモータ駆動回路２０が働き、コイル１３に逆方向への通電が行われることになる。
【００２２】
このようにしてコイル１３に逆方向への通電が行われると、いずれの場合にも、図４において、回転子１０が反時計方向へ回転され、開閉部材９が時計方向へ回転されることになる。そのため、シャッタ羽根４，５は、上記したメカ遅れの後、閉じ作動を開始し、開口部１ａ，２ａを閉じることになる。そして、シャッタ羽根４，５が図１の状態に達した後、コイル１３に対する通電が断たれ、一連の露光作動が終了する。尚、上記の説明においては、時間Ｔ１が基準時間と同じである場合と、基準時間よりも遅い場合について説明したが、時間Ｔ１が基準時間よりも速かった場合には、コイル１３に対する順方向への通電が断たれてから、即ち露光時間制御回路１８のカウントが終了してから、時間Ｔ２よりも短い時間経過後に、コイル１３に逆方向への通電が行われることになる。
【００２３】
このように、本実施例によれば、シャッタ羽根４，５の開き作動の初期速度を、ピンホール前後で検出しているので、ピンホール前に検出してしまうようにする場合に比較して、開き作動開始からピンホールまでのシャッタ羽根４，５の作動量を少なくて済むようにでき、且つそれによってシャッタ羽根４，５の平面積を大きくしなくて済むので、シャッタの小型化と高速化を損なうことがない。また、その検出結果によって、モータの回転速度を変えるようにしなくて済むから、特別なモータを用意しなくても、従来からのモータをそのまま使用でき、また、検出素子（フォトインタラプタ６）も、従来から用いられていた、露光時間制御回路１８のカウント開始用の検出素子を充当できるので、コスト的にも極めて好都合である。
【００２４】
更に、上記の作動説明においては、シャッタ羽根４，５の閉じ作動が、開口部１ａ，２ａの全開後に行われる場合で説明したが、本実施例においては開き速度の検出がピンホールの前後で終了してしまうことと、その結果による調整が、開き速度を変えるのではなく、閉じ作動の開始時間を変えることによって行われるので、全開前に、シャッタ羽根４，５に、閉じ作動を行わせるようにすることが容易である。
【００２５】
尚、上記の実施例においては、シャッタ羽根４，５と回転子１０の間に開閉部材９を介在させているが、回転子１０と一体の駆動ピン１０ａを、シャッタ羽根４，５の長孔４ｃ，５ａに直接嵌合させるようにしても差し支えない。但し、その場合には、回転子１０の回転順序を逆にできるようにする必要がある。また、本実施例においては、検出素子としてフォトインタラプタ６を用いているが、それに代えてフォトリフレクタを用いても差し支えない。更に、コスト高にはなるが、検出素子を２連の検出素子として、シャッタ羽根４の張出部４ａ，４ｂを、いずれか一つにしても差し支えない。また、上記の実施例においては、モータとしてムービングマグネット型モータを用いたが、通常用いられているステッピングモータを用いるようにしても、何ら差し支えない。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、モータの往復回転によって２枚のシャッタ羽根を相対的に往復作動させて露光用開口部を開閉させるようにしたカメラ用シャッタにおいて、シャッタ羽根の開き作動開始直後の第１位置とその後のピンホール直後における第２位置とを検出することによって開き作動速度を検出し、その検出結果によって、モータによる閉じ作動の開始時期を調整するようにしたから、シャッタ羽根を大型化することなく、且つモータの回転速度を変えるようにすることなく、適正に露光時間を得ることが可能になる。従って、シャッタの小型化，高速化，低コスト化にとって極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の平面図であって、シャッタ羽根が露光用開口部を閉鎖している初期状態を示している。
【図２】図１の要部断面図であって、展開状態にして示してある。
【図３】実施例の平面図であって、シャッタ羽根の開き作動行程においてピンホール状態になる直前の状態を示している。
【図４】実施例の平面図であって、露光用開口部の全開状態を示している。
【図５】実施例の制御系を示したブロック図である。
【図６】実施例の作動を説明するのに必要なタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ シャッタ地板
１ａ，２ａ 開口部
１ｂ，１ｃ，１ｄ 軸
１ｅ，４ｃ，５ａ，８ａ，９ｂ 長孔
２ 補助地板
３，７ ビス
４，５ シャッタ羽根
４ａ，４ｂ 張出部
６ フォトインタラプタ
８ モータ枠
９ 開閉部材
９ａ 作動ピン
１０ 回転子
１０ａ 駆動ピン
１１ カバー枠
１２ ヨーク
１３ コイル
１４ 測光回路
１５ 設定装置
１６ 受光素子
１７ 速度検出回路
１８ 露光時間制御回路
１９ タイミング調整回路
２０ モータ駆動回路
Ｓ シャッタ
Ｍ モータ

Claims (2)

1. シャッタ閉鎖時には露光用開口部を閉じており開閉作動時には相対的に往復運動して前記露光用開口部を開閉する２枚のシャッタ羽根と、正転することによって２枚のシャッタ羽根に開き作動を行わせ逆転することによってそれらに閉じ作動を行わせるモータと、シャッタ羽根の開き作動においてその開き作動開始直後の第１位置とその後のピンホール直後における第２位置とを検出する位置検出素子と、シャッタ羽根の開き作動において前記位置検出素子が検出した二つの位置検出信号からその間におけるシャッタ羽根の開き時間を検出する検出回路と、前記モータに正転させるための電流と逆転させるための電流とを選択的に供給することの可能なモータ駆動回路と、露光条件に対応して所定の制御時間を設定し前記第１位置の位置検出信号で該制御時間のカウントを開始しそのカウント終了信号を前記モータ駆動回路に与えて前記モータの正転を停止させる露光時間制御回路と、前記露光時間制御回路による制御時間のカウント終了信号を受けてからの基準時間が設定されていて前記検出回路の検出結果に対応して該基準時間を増減した時間経過後に前記モータ駆動回路に逆転開始の信号を出力するタイミング調整回路とを備えていることを特徴とするカメラ用シャッタ。
2. 前記位置検出素子によって検出される第１位置の被検出部と第２位置の被検出部が一方のシャッタ羽根に設けられており、前記露光時間制御回路は、第１位置の検出信号によって前記制御時間のカウントを開始するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカメラ用シャッタ。

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