JPH0650370B2 - 電圧駆動シヤツタの制御回路 - Google Patents

電圧駆動シヤツタの制御回路

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JPH0650370B2
JPH0650370B2 JP13751485A JP13751485A JPH0650370B2 JP H0650370 B2 JPH0650370 B2 JP H0650370B2 JP 13751485 A JP13751485 A JP 13751485A JP 13751485 A JP13751485 A JP 13751485A JP H0650370 B2 JPH0650370 B2 JP H0650370B2
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shutter
gate
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exposure operation
exposure
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靖男 石黒
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株式会社コパル
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は電圧駆動シャッタの制御回路に関し、 より詳しくは、例えば、バイモルフ構造と電歪素子に電
圧を印加した時に上記電歪素子に発生する機械的な歪曲
を駆動力源として遮光部材を開閉することにより露出動
作をする様にしたシャッタ機構や、偏光格子と積層され
たPLZT板に電圧を印加した時に生じる偏光軸の回転
により露出動作をする様にした電圧駆動シャッタに対し
て、例えば印加電圧の絶対値を低くする等の目的で負領
域から正領域に至る電圧を印加するようにした電圧駆動
シャッタの制御回路において、露出動作の第1段階にお
いて初期位置に対応した電圧を印加した後に露出動作が
可能な電圧を印加することにより、撮影間隔にかかわら
ず安定した露出を与えることができる様にした電圧駆動
シャッタの制御回路に関する。
【従来の技術】
例えば電圧駆動シャッタの一例として、バイモルフ構造
の電歪素子に電圧を印加した時に上記電歪素子に発生す
る機械的な歪曲を駆動力源として遮光幕を開閉する様に
したシャッタ機構が既に開発されている。 先ず、バイモルフ構造の電歪素子の動作原理を説明する
と、電歪素子は薄い金属片の両面に圧電効果を有するセ
ラミック層を積層した構造であり、その一端を固定して
両セラミック層に電圧を印加するとその自由端が歪曲す
る性質を持つ。 そして、電歪素子は回路的にはコンデンサと等価に作用
するので、一度帯電すると、通電を絶たれた後も電荷を
保持し、歪曲状態を維持する。 しかして、この電歪素子に電圧を印加した時にその自由
端に発生する歪曲を利用すれば、電歪素子を機械的な駆
動力の発生源として使用することができる。 該種構造の電歪素子に電圧を印加した時に電歪素子の自
由端に発生する歪曲量は、その他の条件(例えば、電歪
素子の長さ・厚み・圧電定数等)を一定とした場合、印
加電圧に比例する。 従って、電歪素子の自由端に発生する歪曲量を十分に大
きくするためには、印加電圧の絶対値を大きくすること
が要望されるが、印加電圧の絶対値を大きくした場合、
(1)電歪素子の単位長さ当たりの歪曲量が大きくなるの
で、素子破壊を招くおそれがある。 (2)高圧インバータの電力変換効率が低下する。等の問
題点がある。 そこで、電歪素子に負領域から正領域に至る電圧を印加
することにより、電歪素子を正負両方向に歪曲させ、歪
曲量を増大させることなく全体としての変位量を大きく
できるようにした制御方式も案出されている。 さて、この様な電歪素子に発生する歪曲を利用して例え
ばフォーカルプレーンシャッタを駆動する場合、先幕と
後幕の各々の駆動系にそれぞれ電歪素子を設け、第n回
目の露出動作では双方の電歪素子が例えば負に帯電され
た状態から先幕を駆動する電歪素子を正に帯電させた後
に露出秒時に相当する遅延時間をおいて後幕を駆動する
電歪素子を正に帯電させれば、適正露出を得ることがで
き、続く第n+1回目の露出動作では双方の電歪素子が
正に帯電された状態から先幕(第n回目の露出動作時の
後幕)を駆動する電歪素子を負に帯電させた後に露出秒
時に相当する遅延時間をおいて後幕(第n回目の露出動
作時の先幕)を駆動する電歪素子を負に帯電させれば、
適正路を得ることができる。
【発明が解決しようとする問題点】
さてこの様に電歪素子を正・負両方向に歪曲させる様に
した方式は、十分な変位量を確保しながら、歪曲の絶対
量を低減することができる点で極めて有効なものである
が、それでも以下に述べるような問題点がある。 即ち、上記方式は電歪素子がある極性に帯電した状態を
初期状態として、シャッタスイッチのオン動作に連動し
て電歪素子を逆の極性に帯電させることにより露出動作
を行うものであるので、シャッタ幕の初期位置は初期状
態における電歪素子の電位に対応して決定されることも
ある。 従って、電歪素子が極めて静電容量の大きなコンデンサ
と等価的に作用するものであっても、撮影間隔が常に一
定していない限り自然放電によって初期電位が変動し、
シャッタ幕の初期位置も変動してしまうこともあり、露
出誤差や部分的な幕切れが発生するおそれがある。 そして、同様な問題は、電歪素子によってフォーカルプ
レーンシャッタを駆動する様にしたシャッタ機構に限ら
ず、静電容量を持つ被制御対象部材をある帯電状態から
極性の異なる他の帯電状態にすることにより露出動作を
行う様にしたシャッタ機構全てに当てはまる。
【問題点を解決するための手段】
本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり、
撮影間隔の長短にかかわりなく、常に安定した初期状態
から露出動作を行うことができる様にした電圧駆動シャ
ッタの制御回路を提供することを目的とする。 要約すれば、本発明の電圧駆動シャッタの制御回路は、
基本的には静電容量を持つ被制御対象部材がある帯電状
態から極性の異なる他の帯電状態になることにより露出
動作がなされる様にした電圧駆動シャッタにおいて、露
出動作の第1段階で本来の露出動作と反対方向に前記被
制御対象部材を充電する第1手段と、露出動作の第2段
階で本来の露出動作の方向に前記被制御対象部材を充電
する第2手段とを備え、前記露出動作の第2段階からの
露出秒時後に前記第1手段が前記被制御対象部材を露出
動作と反対方向に充電する様になされている。又、特に
例えばフォーカルプレーンシャッタの様に、各々静電容
量を持つ先幕操作用の被制御対象部材と後幕操作用の被
制御対象部材とを備えるシャッタ機構の場合には、露出
動作の第1段階で本来の露出方向と反対方向に前記両被
制御対象部材を充電する手段と、露出動作の第2段階で
前記先幕操作用被制御対象部材をアパーチュアの開放方
向に充電する手段と、前記第2段階からの露出秒時後に
前記後幕操作用被制御対象部材を前記アパーチュアの閉
鎖方向に充電する手段とを備えて構成されている。
【作用】
従って、本発明によれば、露出動作の第1段階において
被制御対象部材を確実に位置決めした後に露出動作を実
行する様にすることが可能になるので、撮影間隔の長短
に伴う初期電位の相違による露出誤差や未露光部分の発
生を有効に防止することが可能となる。
【実施例】
以下図面を参照して本発明の1実施例を詳細に説明す
る。 先ず、第1図はフォーカルプレーンシャッタをバイモル
フ構造の電歪素子によって駆動する様にした機構例を撮
影レンズ側から見た図である。 尚、第1図に示すフォーカルプレーンシャッタは先幕・
後幕はともに2枚の羽根によって構成される例を示す
が、羽根の構成枚数は本発明にとって本質的な要件では
ない。 第1図において、10はシャッタ機構を搭載したシャッ
タ台板を示し、シャッタ台板10の概ね中央にはアパー
チュア10aが穿孔されている。 又、図中11・12・13・14は各々シャッタ羽根を
示し、各々シャッタ羽根11・12・13・14が第1
図の状態にある時は、シャッタ羽根11・12によって
先幕が構成され、シャッタ羽根13・14によって後幕
が各々構成されるとともに、シャッタ羽根11・12に
よってアパーチュア10aが遮蔽されている。 シャッタ羽根11・12は羽根アーム15・16の回動
運動に連動してアパーチュア10aを開閉し、同様にシ
ャッタ羽根13・14は羽根アーム17・18の回動運
動に連動してアパーチュア10aを開閉する様になされ
ている。 先ず、羽根アーム15・16は、その固定端を、シャッ
タ台板10の左辺付近において撮影レンズ側に突出した
軸19・20に各々回動自在に支持されると共に、その
略中間部で「く」の字状に湾曲している。 そして、羽根アーム15・16の湾曲箇所に設けられた
軸21・22にシャッタ羽根11が回動自在に支持(回
転カシメ)される。 軸19・20の中心を結ぶ仮想的な線分と軸21・22
の中心を結ぶ仮想的な線分は平行であり、又、軸19・
21の中心を結ぶ仮想的な線分と軸20・22の中心を
結ぶ仮想的な線分は平行であるので、羽根アーム15を
軸19を中心に回動させれば、これに連動して羽根アー
ム16も回動し、シャッタ羽根11は第1図において水
平状態を保って上下動することになる。 又、羽根アーム15・16の先端部分に設けられた軸2
3・24にシャッタ羽根12が回動自在に支持(回転カ
シメ)される。 そして、軸23・24の中心を結ぶ仮想的な線分も軸1
9・20の中心を結ぶ仮想的な線分と平行であるので、
シャッタ羽根12はシャッタ羽根11と共に上下に平行
移動し、シャッタ羽根11・12が第1図において下に
移動する程シャッタ羽根11・12の合成面積は大きく
なる。 同様に、羽根アーム17・18は、その固定端を、シャ
ッタ台板10の左辺付近から撮影レンズ側に突出した軸
27・28に各々回動自在に支持されるとともに、その
略中間部で逆「く」の字状に湾曲している。 そして、羽根アーム17・18の湾曲箇所に設けられた
軸29・30にシャッタ羽根13が回動自在に支持(回
転カシメ)される。 そして、軸27・28の中心を結ぶ仮想的な線分と軸2
9・30の中心を結ぶ仮想的な線分は平行であり、又、
軸27・29の中心を結ぶ仮想的な線分と軸28・30
の中心を結ぶ仮想的な線分は平行であるので、羽根アー
ム18を軸28を中心に回動させれば、これに連動して
羽根アーム17も回動し、シャッタ羽根13も第1図に
おいて水平状態を保って上下動することになる。 又、羽根アーム17・18の先端部分に設けられた軸3
1・32にシャッタ羽根14が回動自在に支持(回転カ
シメ)される。 そして、軸31・32の中心を結ぶ仮想的な線分も軸2
7・28の中心を結ぶ仮想的な線分と平行であるので、
シャッタ羽根14はシャッタ羽根13と共に上下に平行
移動し、シャッタ羽根13・14が第1図において上に
移動する程シャッタ羽根13・14の合成面積は大きく
なる。 尚、25・26はシャッタ台板10から撮影レンズ側に
突出した羽根アームストッパである。羽根アームストッ
パ25には羽根アーム15の当接部15a及び羽根アー
ム17の分岐腕の先端の当接部17aが当接して羽根ア
ーム15及び羽根アーム17の反時計廻りの回動を妨
げ、又、羽根アームストッパ26には羽根アーム16の
分岐腕の先端の当接部16a及び羽根アーム18の当接
部18aが当接して羽根アーム16及び羽根アーム18
の時計廻りの回動を妨げる。 さて、第1図に示すシャッタ機構は、第1図に示す状態
を初期状態とした場合、羽根アーム15・16を反時計
廻りに回動させることによりシャッタ羽根11・12を
上方に移動させて露出動作を開始した後に、露出秒時に
対応した時間差をおいて、羽根アーム17・18を反時
計廻りに回動させることによりシャッタ羽根13・14
を上方に移動させれば1回の露出動作を行うことができ
る。又、この様にして一回の露出動作が終了してシャッ
タ羽根11・12・13・14が全て上方に移動した状
態を初期状態とした場合、羽根アーム17・18を時計
廻りに回動させることによりシャッタ羽根13・14を
下方に移動させて露出動作を開始した後に、露出秒時に
対応した時間差をおいて、羽根アーム15・16を時計
廻りに回動させることによりシャッタ羽根11・12を
下方に移動させれば次ぎの一回の露出動作を行うことが
できる。 そして、本実施例では圧電性の電歪素子に電圧を印加し
た時に電歪素子の自由端に発生する歪曲を駆動力源とし
て羽根アーム15・18を回動させる様にしている。 具体的には、50は絶縁性の電歪素子保持部材であり、
電歪素子保持部材50を介して、電歪素子51・52は
その1端がシャッタ台板10に固定される。 又、33は電歪素子51の自由端における歪曲を羽根ア
ーム15に伝達するための連動レーバーを示しており、
連動レバー33はシャッタ台板10から撮影レンズ側に
突出した軸34に回動自在に支持されている。 そして、電歪素子51の先端には連動レバー駆動部材3
5が固着され、この連動レバー駆動部材35の先端の二
股の爪35aが連動レバー33の原動腕の先端に形成さ
れたボス33aと係合しており、電歪素子51の歪曲量
や歪曲方向に対応して連動レバー33が回動する様にな
されている。 又、羽根アーム15の軸19の近傍には撮影レンズ側に
向かってボス15bが突出し、このボス15bは連動レ
バー33の従動腕の先端の二股の爪33bと係合してい
る。 従って、電歪素子51の先端が第1図において上方に歪
曲すると、連動レバー33は軸34を中心に反時計廻り
に回動し、連動して羽根アーム15が時計廻りに回動し
てシャッタ羽根11・12を下方に移動させる。 同様に、36は電歪素子52の自由端における歪曲を羽
根アーム18に伝達するための連動レバーを示してお
り、連動レバー36はシャッタ台板10から撮影レンズ
側に突出した軸37に回動自在に支持されている。 そして、電歪素子52の先端には連動レバー駆動部材3
8が固着され、この連動レバー駆動部材38の先端の二
股の爪38aが連動レバー36の原動腕の先端に形成さ
れたボス36aと係合しており、電歪素子52の歪曲量
や歪曲方向に対応して連動レバー36が回動する様にな
されている。 又、羽根アーム18の軸28の近傍には撮影レンズに向
かってボス18bが突出し、このボス18bは連動レバ
ー36の従動腕の先端の二股の爪36bと係合してい
る。 従って、電歪素子52の先端が第1図において上に歪曲
すると、連動レバー36は軸37を中心に反時計廻りに
回動し、連動して羽根アーム18は時計廻りに回動して
シャッタ羽根13・14を下方に移動させる。 尚、第1図では電歪素子51・52は共に蓄積された電
荷によってその自由端が上方に歪曲し、シャッタ羽根1
1・12がアパーチュア10aを閉鎖した状態を示して
いる。ところで、該種構造のシャッタの場合、シャッタ
羽根11・12・13・14の初期位置は羽根アームス
トッパ25・26及び電歪素子51・52に蓄積された
電荷量によって決定されることはいうまでもなく。電歪
素子51・52に蓄積される電荷量は前回の撮影終了時
からの時間経過に伴う自然放電によって異なってくる。 そこで、本発明では時間経過に伴う電歪素子51・52
の初期電荷量の変動による露出誤差や部分的な幕切れを
防止するためにシャッタレリーズの第1段階において安
定した初期電荷を帯電させた後に実際のシャッタレリー
ズ動作を行う様にしている。 電歪素子51・52に対して初期電荷を対電する方向は
前回の撮影終了時における電歪素子51・52の帯電方
向によって異なり、前回の撮影終了時点における帯電方
向と同方向にフルチャージした後に露出動作を開始する
ことが要求される。 そこで、本実施例では前回の撮影終了時における電歪素
子51・52の帯電方向を記憶する手段を備え、電歪素
子51・52の充電方向や充電順序を制御する様にして
いる。 そこで、次ぎに第2図を参照して上記の様な制御動作を
実施するための回路例を説明する。 尚、第2図におけるデジタル回路は入・出力ともに正論
理になる様に示しているが、これは実施例の理解を容易
にするためであり、論理表現の正・負が本発明にとって
本質的な要件でないことはいうまでもない。 先ず、第2図において、51・52は第1図において既
に説明した電歪素子であり、電歪素子51・52は回路
的にコンデンサと等価である。 そして、本実施例では電歪素子51・52は、共に第2
図における左側の電極が正に帯電されることにより第1
図においてその自由端が上方に歪曲するとともに、第2
図における右側の電極が正に帯電することにより第1図
においてその自由端が下方に歪曲する様になされてい
る。 尚、以下において、電歪素子51・52の第2図におけ
る左側の電極が正に帯電することを電歪素子51・52
が正に帯電すると表現し、電歪素子51・52の第2図
における左側の電極が負に帯電することを電歪素子51
・52が負に帯電すると表現する。 又、P・P・P・P・P・P・P・P
はフォトカプラであり、フォトカプラP・P・P
・P・P・P・P・Pは共にフォトダイオー
ドD・D・D・D・D・D・D・D
フォトサイリスタS・S・S・S・S・S
・S・Sによって構成される。 そして、電歪素子51は、フォトサイリスタS・S
がオフ状態においてフォトサイリスタS・Sがオン
状態になることにより正に帯電し、フォトサイリスタS
・Sがオフ状態においてフォトサイリスタS・S
がオン状態なることにより負に帯電する。 同様に、電歪素子52は、フォトサイリスタS・S
がオフ状態においてフォトサイリスタS・Sがオン
状態になることにより正に帯電し、フォトサイリスタS
・Sがオフ状態においてフォトサイリスタS・S
がオン状態なることにより負に帯電する。 又、TR・TR・TR・TRは各々スイッチン
グ用のトランジスタを示し、この内トランジスタTR
はフォトダイオードD・Dを、トランジスタTR
はフォトダイオードD・Dを、トランジスタTR
はフォトダイオードD・Dを、トランジスタTR
はフォトダイオードD・Dを各々発光させるための
ものである。 そして、本実施例ではトランジスタTR・TR・T
・TRの前段に配置されたゲート回路群によって
トランジスタTR・TR・TR・TRの作動順
序が規制されて、電歪素子51・52に対する帯電方向
や帯電順序が規制される様になされている。 より具体的には、電歪素子51・52の充電動作がなさ
れるのは、(1)図示せぬシャッタボタンがハーフストロ
ークされたタイミング、(2)図示せぬシャッタボタンが
フルストロークされたタイミング、(3)適正露出が得ら
れたタイミングであり、上記各タイミングで、ワンショ
ット回路53が発生するパルスをアンドゲートG・G
・G・Gのいづれかを介してトランジスタTR
・TR・TR・TRに加え、トランジスタTR
・TR・TR・TRを前回の撮影終了時における
電歪素子51・52の充電状態及び撮影シーケンスの進
行に対応して順次オンさせる様にしている。 前回の撮影終了時における電歪素子51・52の充電状
態及び撮影シーケンスの進行は、フリップフロップF
・F・Fのステータスとして反映される。 先ず、フリップフロップFは、前回の撮影終了時点に
おける電歪素子51・52の帯電方向を記憶するための
ものであり、そのR入力にはオアゲートGを通過した
パルスのダウンエッジをインバータゲートGによって
反転した信号をトリガとしてワンショット回路54が発
生するパルスが加えられ、又、フリップフロップF
S入力にはアンドゲートGを通過したパルスのダウン
エッジをインバータゲートGによって反転した信号を
トリガとしてワンショット回路55が発生するパルスが
加えられる。 そして、前回の撮影終了時において、電歪素子51・5
2が正に帯電している場合は、ワンショット回路53が
発生した最後のパルスはオアゲートGを通過するの
で、フリップフロップFはリセットされ、フリップフ
ロップFの出力によってアンドゲートG・G
10が有効になる。 逆に、前回の撮影終了時において、電歪素子51・52
が負に帯電されている場合は、ワンショット回路53が
発生した最後のパルスはアンドゲートGを通過するの
で、フリップフロップFはセットされ、フリップフロ
ップFのQ出力によってアンドゲートG11・G12・G
13が有効になる。 次ぎに、フリップフロップF及びフリップフロップF
は撮影シーケンスの進行状態を記憶するためのもので
ある。 先ず、フリップフロップF・FのS入力にはシャッ
タボタンのハーフストローク時に発生する第1レリーズ
信号RSが加えられ、フリップフロップFのR入力
にはシャッタボタンのフルストローク時に発生する第2
レリーズ信号RSがアンドゲートG21を介して加えら
れ、フリップフロップFのR入力には適正露出が得ら
れたタイミングでワンショット回路56が発生するパル
スが加えられている。 そして、フリップフロップFのQ出力はアンドゲート
・G11に、フリップフロップFの出力及びフリ
ップフロップFのQ出力はアンドゲートG14に、フリ
ップフロップFの出力はアンドゲートG13・G10
加えられている。 従って、第1レリーズ信号RSによってフリップフロ
ップFがセットされると、アンドゲートG・G11
いづれか一方(フリップフロップFのステータスに対
応して選択された方、以下同様)の出力がHレベルにな
り、続いて第2レリーズ信号RSによってフリップフ
ロップFがリセットされると(この時点ではフリップ
フロップFはセットされているので。)アンドゲート
14の出力がHレベルになってアンドゲートG・G12
のいづれか一方の出力がHレベルになり、露出制御装置
57の出力に応答してワンショット回路56が出力する
パルスによってフリップフロップFがリセットされる
とアンドゲートG10・G13のいづれか一方の出力がHレ
ベルになる。 そして、アンドゲートGの出力はオアゲートG16・G
18を介してアンドゲートG・Gに、アンドゲートG
の出力はオアゲートG17を介してアンドゲートG
に、アンドゲートG10の出力はオアゲートG19を介し
てアンドゲートGに、アンドゲートG11の出力はオア
ゲートG17・G19を介してアンドゲートG・Gに、
アンドゲートG12の出力はオアゲートG18を介してアン
ドゲートGに、アンドゲートG13の出力はオアゲート
16を介してアンドゲートGに各々加えられており、
これらのアンドゲートG・G・G・Gの開閉を
制御する様になされている。 尚、57は公知の露出制御装置である。 具体的には、露出制御装置57は被写体光を積分するコ
ンデンサ57a、被写体輝度に対応した積分電流をコン
デンサ57aに供給するSPD57b、基準電源57
c、コンデンサ57aの積分値を基準電源57cのレベ
ルと比較するコンパレータ57d、オートトリガ用のト
ランジスタ57eを備えており、トランジスタ57eが
遮断されるとコンデンサ57aがSPD57bに流れる
光電流を積分し、その積分値が基準電源57cによて設
定されたレベルに達した時にコンパレータ57dの出力
が反転し、そのアップエッジでワンショット回路56が
トリガされる様になされている。 又、58は電源投入時にシステム全体を初期化するパワ
ーアップクリア回路である。 次ぎに上記事項並びに第3図に示すタイムチャートを参
照して本実施例の動作を説明しよう。 先ず、電源が投入されると、パワーアップクリア回路5
8はクリアパルスを発生し、このクリアパルスによりフ
リップフロップF・F・Fはすべてクリアされ
る。 又、このクリアパルスはオアゲートG・G15を介して
トランジスタTR・TRのベースに加えられるの
で、トランジスタTR・TRはクリアパルスのオン
時間だけ導通し、その間発光ダイオードD・D・D
・D・Dが発光する。 尚、この時オアゲートGを通過したパルスのダウンエ
ッジのタイミングでワンショット回路54が発生するパ
ルスはフリップフロップFのR入力に加えられるの
で、フリップフロップFはリセット状態を維持し、そ
の出力によってアンドゲートG・G・G10が有効
になる。 発光ダイオードD・Dが発光することによりフォト
サイリスタS・Sがオンし、電源VH−フォトサイ
リスタS−電歪素子51−フォトサイリスタS−グ
ランドという直列回路が形成され、同様に発光ダイオー
ドD・Dが発光することによりフォトサイリスタS
・Sがオンし、電源VH−フォトサイリスタS
電歪素子52−フォトサイリスタS−グランドという
直列回路が形成されるので、電歪素子51.52は共に
正に帯電され、その自由端が第1図において上方に歪曲
する。 先ず、電歪素子51の自由端が第1図において上方に歪
曲すると連動レバー駆動部材35は連動レバー33を反
時計廻りに回動させるので、羽根アーム15は時計廻り
に回動し、これに連動して羽根アーム16も時計廻りに
回動するので、シャッタ羽根11・12は下方に移動し
ながらアパーチュア10aを閉鎖する。 そして、電歪素子51がフルチャージされた状態では羽
根アーム16の分岐腕の先端の当接部16aが羽根アー
ムストッパ26に当接してシャッタ羽根11・12はそ
の位置で停止する。 同様に、電歪素子52の自由端が第1図において上方に
歪曲すると連動レバー駆動部材38は連動レバー36を
反時計廻りに回動させるので、羽根アーム18は時計廻
りに回動し、これに連動し羽根アーム17も時計廻りに
回動するので、シャッタ羽根13・14は下方に移動し
てたたみ込まれた状態になる。 そして、電歪素子52がフルチャージされた状態では羽
根アーム18の当接部18aが羽根アームストッパ26
に当接してシャッタ羽根13・14はその位置で停止す
る。 ところで、本実施例では電歪素子51・52は各々フォ
トサイリスタS・S・S・Sを介して充電され
ので、電歪素子51・52の充電レベルの上昇に伴って
フォトサイリスタS・S・S・Sに流れる電源
が低下すると、フォトサイリスタS・S・S・S
は自動的にオフ状態になるが、電歪素子51・52は
電荷を帯電し続け、歪曲状態を維持する。 さてこの様に、電歪素子51・52はフォトサイリスタ
・S・S・Sがオフ状態になった後も電荷を
蓄積し、歪曲状態を維持するが、この状態が長時間に及
ぶと、蓄積した電荷が徐々に自然放電され、その歪曲量
も減少する。 そこで、本実施例では撮影者がシャッタボタンを押す
と、シャッタボタンのハーフストローク時における帯電
方向に電歪素子51・52を再度フルチャージした後
に、現実の露出動作を行うことにより初期電荷の相違に
よる露出誤差の防止を可能としている。 シャッタレリーズ操作時点における電歪素子51・52
の帯電方向はフリップフロップFの状態によって示さ
れる。 第1枚目の撮影前には、フリップフロップFは初期ク
リアされた状態のままであり、その出力によりアンド
ゲートG・G・G10の一方の入力はHレベルになっ
ている。 そして、電源投入後第1枚目の撮影を行うためにシャッ
タボタンが押されると、そのハーフストローク時に発生
する第1レリーズ信号RSによってフリップフロップ
・フリップフロップFは共にセットされる。 そして、フリップフロップFがセットされると、その
Q出力によってアンドゲートGの出力がHレベルにな
る。 そしてこのアンドゲートGのHレベル出力はオアゲー
トG16を介してアンドゲートGに加えられてアンドゲ
ートGを導通可能するとともに、オアゲートG18を介
してアンドゲートGに加えられてアンドゲートG
導通可能にする。 従って、第1レリーズ信号RSをトリガとしてワンシ
ョット53が発生するパルスは、アンドゲートG及び
オアゲートGを介してトランジスタTRに加えられ
るとともに、アンドゲートG及びオアゲートG15を介
してトランジスタTRに加えられる。 従って、トランジスタTR・トランジスタTRはそ
のパルスのオン時間導通するので、既に説明した様に、
電歪素子51・52は再度共に正に帯電され、シャッタ
羽根11・12・13・14は正確な初期位置に位置せ
しめられる。 引続き、シャッタボタンがフルストロークされると第2
レリーズ信号RSが発生し、この第2レリーズ信号R
はアンドゲートG21に加えられる。アンドゲートG
21の他方の入力にはアンドゲートG22の出力が加えられ
ているが、この時点ではフリップフロップFはセット
されてそのQ出力はHレベルにあるとともに、ワンショ
ット回路53がパルスを発生した後、インバータゲート
23の出力もHレベルにあるので、アンドゲートG22
出力はHレベルであり、従って、第2レリーズ信号RS
はアンドゲートG21を通過して、フリップフロップF
をリセットする。 フリップフロップFのリセットにより、アンドゲート
14の出力がHレベルになるので、アンドゲートG
出力もHレベルになり、これがオアゲートG17を介して
アンドゲートGね伝達されて、アンドゲートGを導
通可能にする。 従って、第2レリーズ信号をトリガとしてワンショット
回路53が発生するパルスはアンドゲートGを通過し
てトランジスタTRに加えられるので、トランジスタ
TRはそのパルスのオン時間導通して、フォトダイオ
ードD及びフォトダイオードDはその間発光し、フ
ォトサイリスタSはその間オンする。 従って、電源VH−フォトサイリスタS−電歪素子5
1−フォトサイリスタS−グランドという直列回路が
形成され、電歪素子51は負に帯電される。 電歪素子51は負に帯電されると、第1図においてその
自由端が下方に歪曲するので、連動レバー33は時計廻
りに回動し、連動レバー33の時計廻りの回動に連動し
て羽根アーム15は反時計廻りに回動する。 これに連動して羽根アーム16も反時計廻りに回動する
ので、シャッタ羽根11・12は上方に移動しながらア
パーチュア10aを開口し、露出動作が開始される。 そして、電歪素子51が負にフルチャージされると羽根
アーム15の当接部15aが羽根アームストッパ25に
当接してシャッタ羽根11・12はその位置で停止す
る。 一方、既に説明したフリップフロップFのリセットに
伴ってオートトリガ用のトランジスタ57eは遮断され
ているので、積分用のコンデンサ57aは露出動作の開
始とともにSPD57bに流れる光電流の積分動作を開
始している。 そして、コンデンサ57aの積分値が基準電源57cの
レベルになった時にコンパレータ57dの出力は立ち上
がり、そのアップエッジでワンショット回路56はパル
スを発生し、このパルスによってフリップフロップF
はリセットされる。 この様にしてフリップフロップFがリセットされる
と、アンドゲートG10の出力はHレベルになり、これが
オアゲートG19を介してアンドゲートGに伝達され、
アンドゲートGを導通可能にする。 従って、ワンショット回路56が発生したパルスをトリ
ガとしてワンショット回路53が発生するパルスはアン
ドゲートGを通過してトランジスタTRに加えられ
る。 従って、トランジスタTRはそのパルスのオン時間導
通するので、フォトダイオードD及びフォトダイオー
ドDはその間発光し、フォトサイリスタS及びフォ
トサイリスタSはその間オンする。 従って、電源VH−フォトサイリスタS−電歪素子5
2−フォトサイリスタS−グランドという直列回路が
形成され、電歪素子52は負に帯電される。 電歪素子52は負に帯電すると、第1図においてその自
由端が下方に歪曲して連動レバー36が時計廻りに回動
するので、羽根アーム18は反時計廻りに回動する。 これに連動して羽根アーム17も反時計廻りに回動する
ので、シャッタ羽根13・14は上方に移動しながらア
パーチュア10aを閉鎖して露出動作を終了する。 そして、電歪素子52が負にフルチャージされた状態で
は羽根アーム17の分岐腕の先端の当接部17aが羽根
アームストッパ25に当接してシャッタ羽根13・14
はその位置で停止する。 又、この時アンドゲートGを通過したパルスのダウン
エッジでワンショット回路55が発生するパルスによっ
てフリップフロップFはセットされる。 さて、この様にして第1回目(奇数回目)の露出動作の
終了時点では、シャッタ機構は第1図に示す状態とは逆
にシャッタ羽根11・12がアパーチュア10aの上方
にたたみ込まれ、シャッタ羽根13・14がアパーチュ
ア10aを閉鎖した状態にあり、次ぎの偶数回目の露出
動作ではシャッタ羽根13・14が下方に走行して露出
動作を開始した後シャッタ羽根11・12が下方に走行
して露出動作を終了する。 回路系の具体的な動作を説明すると、先ず、奇数回目の
露出動作の終了時点においては、フリップフロップF
はセットされており、そのQ出力によってアンドゲート
11・G12・G13の一方の入力がHレベルになってお
り、アンドゲートG11・G12・G13が有効なものとな
る。 又、フリップフロップF及びフリップフロップF
前回の(奇数回目の)露出動作における第2レリーズ信
号RS及びワンショット回路56が発生したパルスに
よって各々リセットされている。 偶数回目の撮影における第1レリーズ信号RSによっ
てフリップフロップFがセットされると、そのQ出力
によってアンドゲートG11の出力はHレベルになり、こ
れがオアゲートG17及びG19を介してアンドゲートG
及びGに伝達される。 従って、第1レリーズ信号RSをトリガとしてワンシ
ョット回路53が発生するパルスはアンドゲートG
を通過して、トランジスタTR・TRを導通さ
せるので、上記と同様にして電歪素子51・52は共に
負に帯電され、シャッタ羽根11・12・13・14を
初期位置(第1図とは逆の位置)に位置せしめる。 引き続く第2レリーズ信号RSによってフリップフロ
ップFがリセットされると、その出力により、アン
ドゲートG14を介してアンドゲートG12の出力がHレベ
ルになり、これがオアゲートG18を介してアンドゲート
に伝達される。 従って、第2レリーズ信号RSをトリガとしてワンシ
ョット回路53が発生するパルスはアンドゲートG
オアゲートオトG15を通過してトランジスタTRを導
通させるので、電歪素子52の自由端が第1図において
上側に歪曲し、シャッタ羽根13・14が下方に走行し
て露出動作が開始される。 その後、適正露光が与えられたタイミングにおいて、ワ
ショット回路56が発生するパルスによってフリップフ
ロップFがリセットされると、その出力によってア
ンドゲートG13の出力がHレベルになり、これがオアゲ
ートG16を介してアンドゲートGに伝達される。 従って、ワンショット回路56が発生したパルスをトリ
ガとしてワンショット回路53が発生するパルスはアン
ドゲートG・オアゲートGを介してトランジスタT
を導通させるので、電歪素子51の自由端が第1図
において上側に歪曲し、シャッタ羽根シャッタ羽根11
・12が下方に走行して、露出動作を終了する。 そしてオアゲートGを通過したパルスのダウンエッジ
でワンショット回路54が発生するパルスによってフリ
ップフロップFがリセットされて、次ぎの奇数回目の
撮影に備える。 以後は上記の動作を交互に繰り返しながら、奇数回目・
偶数回目の撮影が行われる。 尚、上記では通常の感光材料を使用したスチルカメラを
想定して説明したが、所謂電子スチルカメラの場合であ
れば、第2レリーズ信号を垂直同期信号に置き換えれば
よい。 又、上記では正に帯電した状態にある電歪素子51・5
2を順次負に帯電させることにより奇数回目の露出動作
をし、逆に負に帯電した状態にある電歪素子52・51
を順次正に帯電させるとことにより偶数回目の露出動作
をするという具合に、シャッタ羽根の双方向の移動時に
露出動作がなされる様にした例を示したが、電歪素子を
駆動力源としたフォールカルプレーンシャッタは上記以
外でも例えば正に帯電した状態にある電歪素子51・5
2を順次負に帯電させることにより露出動作を行った後
に、アパーチュア10aを開口させることなく電歪素子
51・52を再度正に帯電させることにより初期復帰を
する様にする例もあり、この様な場合にも本発明を適用
することにより電歪素子の初期電位を安定させることが
できる。 尚、この場合には、電歪素子の帯電状態を記憶するため
のフリップフロップF及びこれに付帯するゲート回路
が不要になるとともに、後幕となるシャッタ羽根13・
14がアパーチュアを閉鎖したタイミングでワンショッ
ト回路53をトリガする手段、及びこの時ワンショット
回路53が発生したパルスをトランジスタTR・トラ
ンジスタTRに伝達して電歪素子51・52を再度正
に帯電させる手段が必要になる。 更に、上記では電圧駆動シャッタの一例として電歪素子
に電圧を印加した時に発生する歪曲を駆動力源としたシ
ャッタ機構に本発明を適用した例を示したが、本発明は
静電容量を持つ被制御対象部材に対して電圧を印加する
ことにより駆動されるシャッタ機構に等しく適用するこ
とかできるものであり、例えば、印加電圧に対応して偏
光軸が回転する電気光学セラミックを偏光板と積層した
所謂PLシャッタの制御にも本発明を適用することがで
きる。 第4図はPLシャッタの基本構造を示した分解斜視図で
あり、偏光板60・61間に、電気光学セラミックの1
例であるPLZT板62を積層し、撮影レンズを通過し
た光は偏光板60で偏光され、PLZT板62を通過し
て偏光板61に入射する様になされている。 PLZT板62は偏光された光が入射した時、入射光に
直交する方向に電圧を駆動回路63から印加すると、印
加電圧に対応して入射光の偏光軸を回転させる性質を持
つ。 従って例えば偏光板60・61をその偏光軸が、矢示a
・矢示bに示す様に、互いに直交する様に配置した場合
について考えると、先ず、PLZT板62に電圧が印加
されていない時は偏光板60で偏光された光はそのまま
PLZT62を通過して2枚目の偏光板61に入射する
が、2枚目の偏光板61の偏光軸は矢示bの如く予め直
交配置されているので、2枚目の偏光板61で遮断され
る。一方、PLZT板62に偏光軸を90度回転させる
様な電圧を印加すると、1枚目の偏光板60で偏光され
た光の偏光軸はPLZT板62を通過する時に90度回
転して2枚目の偏光板61の偏光軸と平行になり、2枚
目の偏光板61を通過することになる。 従って、上記構造のPLシャッタの場合、PLZT板6
2に対して上記の電圧を加える時間を制御することのみ
によって、メカニカルなシャッタ機構では実現不可能な
高速シャッタをも可能とすることができる。 第5図は偏光板60・61の偏光軸が直交配置されたP
Lシャッタにおける、PLZT板62に対する印加電圧
VHと入射光の透過率σの関係の一例を示したものであ
り、印加電圧VH=0の時に透過率σが0になり、印加
電圧VH=E(Eは偏光軸を90度回転させる電圧)の
時に透過率σが最大になる。 さて、該種構造のPLシャッタは、偏光板60・61の
各々の偏光軸の交叉角度を決定することにより透過率σ
が0となる時の印加電圧を決定することができる。 例えば、第4図に矢示a及び矢示cで示す様に、偏光板
61の偏光軸を偏光板60の偏光軸に対して+45度傾
斜させた場合、第6図に示す様に、PLZT板62に対
する印加電圧−1/2Eとすると、偏光板60を通過し
た光の偏光軸はPLZT板62によって反時計廻りに4
5度回転して偏光板61の偏光軸と直交し、全体の透過
率σは0になり、一方、PLZT板62に対する印加電
圧を+1/2Eとすると、偏光板60を通過した光の偏
光軸はPLZT板62によって時計廻りに45度回転し
て偏光板61の偏光軸と平行になり、全体の透過率σは
最大になる。 従って、PLZT板62が−1/2Eに帯電した状態を
初期状態としてその印加電圧を+1/2Eにすれば露出
動作が行われ、露出秒時に対応したタイミングでPLZ
T板62に対する印加電圧を再度−1/2Eにすれば露
出動作が終了する。 この様に偏光板61の偏光軸を偏光板60の偏光軸に対
して+45度傾斜させた場合、PLZT板62に印加す
る電圧の絶対値を従来の1/2に低下させることができ
るという大きな効果を期待することができるが、PLZ
T板62も電歪素子と同様に回路的にはコンデンサと等
価であるので、正確な露出制御を行うためには撮影間隔
にかかわらず初期電位を安定させることが必要であり、
該種PLシャッタにも本発明を適用することは極めて有
用なものである。 第7図は本発明をPLシャッタに適用した実施例を示す
回路図であり、第8図はそのタイミングチャートであ
る。 その構成を作用とともに説明する。 先ず、パルスTは(1)電源投入時、(2)シャッタボタン
のハーフストローク時、(3)露出秒時に対応したタイミ
ングにおいて各々発生し、又、パルスTはシャッタボ
タンのフルストローク時に発生する様になされている。 電源投入時にパルスTが発生すると、このパルスT
によってトランジスタTRは導通し、フォトサイリス
タS・Sが導通して、PLZT板62は第7図にお
いて左側電極が正で右側電極が負に帯電される。尚、こ
の時の帯電状態を以下において、PLZT板62が−1
/2Eに帯電されたと表現する。 PLZT板62が−1/2Eに帯電されると、偏光板6
0を通過した光の偏光軸は反時計廻りに45度回転して
偏光板61の偏光軸と直交するので、全体としての透過
率σは0になり、感光面は遮光された状態になる。 そして、その後の待機時間中におけるPLZT板62の
自然放電によりPLシャッタの透過率は変動し、若干の
漏光が予想されるが、通常の感光フィルムを使用する場
合であれば、PLシャッタの前後いずれかにメカニカル
なシャッタ機構を設けることにより待機中の漏光による
感光は防止される。尚、所謂電子スチルカメラの場合に
はこの様な漏光対策は必要である。 上記待機時間中の自然放電量は撮影間隔やその他の理由
によって異なるので、各撮影時にはPLZT板62の初
期電位を安定させることが要求される。 そして本実施例では、露出動作を行うためにシャッタボ
タンが押されると、そのハーフストローク時に発生する
パルスTによってトランジスタTRが導通し、PL
ZT板62を再度−1/2Eにフルチャージするので、
PLZT板62は待機時間中における自然放電量にかか
わらず、安定した初期電位にある。 引き続くシャッタボタンのフルストローク時にパルスT
が発生すると、このパルスTによってトランジスタ
TRが導通しフォトサイリスタS・Sが導通する
ので、PLZT板62は+1/2Eに帯電される。 PLZT板62が+1/2Eに帯電されると、偏光板6
0を通過した光の偏光軸は時計廻りに45度回転して偏
光板61の偏光軸と平行になるので、全体としての透過
率σは最大になり、感光面は被写体光に露呈される。 そして、露出秒時に対応したタイミングでパルスT
発生すると、このパルスTによってトランジスタTR
が再度導通し、PLZT板62を−1/2Eに帯電さ
せるので、PLシャッタの透過率σは0になり、露出動
作が終了する。 そして以後は電源が落とされるまで、シャッタボタンが
押される毎に上記と同様の動作を繰り返すことになる。 又、上述のPLシャッタの駆動動作は電歪素子で一組の
羽根を往復運動させてアパーチュアを開閉するレンズシ
ャッタの駆動動作に共通する。
【効果】
以上説明した様に、本発明によれば、静電容量も持つ被
制御対象部材をある帯電状態から極性の異なる他の帯電
状態にすることにより露出動作を行う様にした電圧駆動
シャッタにおいて、撮影間隔の長短等の理由によって被
制御対象部材の電位が変動しても、現実の露出開始時点
における初期電位を安定させてから露出を行うことが可
能となり、初期電位の変動による露出誤差を有効に防止
することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明をフォーカルプレーンシャッタに適用し
た場合の被制御対象機構の1例を示す機構図、第2図は
第1図に示す電圧駆動シャッタを制御するための回路例
を示す回路図、第3図は第2図に示す回路のタイムチャ
ート、第4図はPLシャッタの動作原理を示す斜視分解
図、第5図及び第6図はPLシャッタの印加電圧と透過
率の関係を示す特性図、第7図は第4図に示すPLシャ
ッタに本発明を適用するための回路例を示した回路図、
第8図は第7図に示す実施例のタイムチャート。 11・12・13・14…シャッタ羽根 51・52…電歪素子 60・61…偏光板 62…PLZT板 F・F・F…フリップフロップ P〜P…フォトカプラ D〜D…フォトダイオード S〜S…フォトサイリスタ T〜T…トランジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静電容量を持つ被制御対象部材がある帯電
    状態から極性の異なる他の帯電状態になることにより露
    出動作がなされる様にした電圧駆動シャッタにおいて、 露出動作の第1段階で本来の露出動作と反対方向に前記
    被制御対象部材を充電する第1手段と、 露出動作の第2段階で本来の露出動作の方向に前記被制
    御対象部材を充電する第2手段と、 を備え、 前記露出動作の第2段階からの露出秒時後に前記第1手
    段が前記被制御対象部材を露出動作と反対方向に充電す
    る、 電圧駆動シャッタの制御回路。
  2. 【請求項2】静電容量を持つ先幕操作用被制御対象部材
    及び後幕操作用被制御対象部材がある帯電状態から極性
    の異なる他の帯電状態になることにより露出動作がなさ
    れる様にした電圧駆動シャッタにおいて、 露出動作の第1段階で本来の露出方向と反対方向に前記
    両被制御対象部材を充電する手段と、 露出動作の第2段階で前記先幕操作用被制御対象部材を
    アパーチュアの開放方向に充電する手段と、 前記第2段階からの露出秒時後に前記後幕操作用被制御
    対象部材を前記アパーチュアの閉鎖方向に充電する手段
    と、 を備える電圧駆動シャッタの制御回路。
  3. 【請求項3】静電容量を持つ第1幕操作用被制御対象部
    材及び第2幕操作用被制御対象部材がある帯電状態から
    極性の異なる他の帯電状態になることにより露出動作が
    なされる様にした電圧駆動シャッタにおいて、 前記静電容量を持つ前記両被制御対象部材の帯電方向を
    記憶する手段と、 露出動作の第1段階で前記記憶手段の示す帯電方向に前
    記両被制御対象部材を充電する手段と、 露出動作の第2段階で前記記憶手段の示す帯電方向と反
    対の方向に前記一方の被制御対象部材を充電する手段
    と、 を備える電圧駆動シャッタの制御回路。
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JPS62186237A (ja) * 1986-02-12 1987-08-14 Minolta Camera Co Ltd バイモルフ駆動素子を有するカメラ
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