JPH0810310B2

JPH0810310B2 - 電磁駆動シヤツタ

Info

Publication number: JPH0810310B2
Application number: JP31293586A
Authority: JP
Inventors: 好信田中; 眞一郎鞠子; 信雄北村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPS63167340A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、写真撮影用カメラなどに利用するところ
の電磁駆動シヤッタに関する。

「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ッタ羽根を開閉するようにし
た電磁駆動シヤッタとして各種のものが知られている
が、いずれも一長一短であり、実用化には解決すべき問
題点を含んでいる。

そこで、本発明の発明者等によって第１図及び第２図に
示したところの新規な電磁駆動シヤッタが開発された。
この電磁駆動シヤッタに関する発明は、昭和61年特許願
第178829号として既に特許出願してある。

次に、この新規な電磁駆動シヤッタについて説明する。

第１図は永久磁石が第１回動位置でシヤッタを閉成して
いる状態を、第２図は永久磁石が第２回動位置に変位し
シヤッ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
円形に沿って曲面形成し、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にはシヤッタ羽根５、６
がピン７、８をもっ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。

シヤッタ羽根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に遊嵌してあっ
て、駆動レバー１の右回動に連動してシヤッタ羽根５が
左旋回、シヤッタはね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ャ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によって駆動レバー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ッパーピン13によって定め
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
に沿っ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ッタの動作について説明す
る。

通常時にはシヤッタが第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が無給電となってお
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15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。

シヤッ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はシヤッタ羽根５、
６の静止位置、Ｓ₁はシヤッタ羽根５、６が開き始める
位置と閉じ始める位置、Ｓ₂はシヤッタ羽根５、６の全
開位置、ｌはシヤッタ羽根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
流れることによって、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）の脚端面とが共に
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極によって反発されると共に他方側外脚
のＮ極によって吸引されるため、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がストッパーピン13
に突き当たっ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、シヤッタ羽
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、同様にシヤッタ羽根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
ヤッタ全開となる。

シヤッ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
極による極端面に対する吸引力によって機械的に安定す
る。

シヤッタ羽根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
にシヤッタを閉成する。

「発明が解決しようとする問題点」上記した電磁駆動シヤッタは、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ッタ羽根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ッタ制御する構
成であるから、シヤッタ制御によっ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ッタ
となる。

ただ、この電磁駆動シヤッタは、シヤッタ羽根５、６の
速度が早く、シヤッタの開口特性が第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、この種のシヤッタはシャッタ羽根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って動作速度が高くなる。

高輝度領域でのシヤッタ制御は、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、シヤッタ羽根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、シヤッタ
開口特性Ａの立ち上がりが急になる程、シヤッタ羽根
５、６の動きが被写体輝度の変化に追随しなくなる。こ
れはシヤッタ羽根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ッタ特性は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
のシヤッタ特性はＢ₁となるはずであるが、これはシヤ
ッタ羽根５、６が理想的に動作した場合であって、実際
にはシヤッタ特性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
ヤッタ羽根５、６に機械的なガバナーやその他の負荷を
負わせシヤッタ開口特性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
磁駆動シヤッタとなって不利である。

「問題点を解決するための手段」本発明は上記した問題点にかんがみ、シヤッタ開口特
性を電気的手段によって任意に調整することができる電
磁駆動シヤッタを開発することを目的とする。

しかして、本発明では、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ヤッタとを備え、上記永久磁石に対
し第１位置から第２位置に向かう駆動力を与える複数の
正負パルスからなる第１パルス電流及び第２位置から第
１位置に向かう駆動力を与える正パルスまたは負パルス
からなる第２パルス電流をもって上記電磁石を給電する
構成としたことを特徴とする電磁駆動シヤッタを提案す
る。

「作用」上記した本発明では、電磁石が複数の正負パルスから
なる第１パルス電流によって給電され、永久磁石が第１
位置から第２位置に向かう駆動力を受けシヤッタを開口
させる。

永久磁石に対してその動きの始めに第１位置から第２位
置に向かう駆動力を与えれば、その後はこの永久磁石や
シヤッタなどの慣性によってシヤッタが開口するように
進むから、シヤッタが開口動作し始めた後は電磁石を正
負パルスで給電することによってシヤッタ開口特性の立
ち上がりが緩かとなり、高輝度領域の被写体の明るさ変
化に充分に追随するシヤッタとなる。

なお、第１パルス電流を形成する複数の正負パルスは、
正負いずれかの一方極性のパルスに比較して他方極性の
パルスのパルス幅を多少縮小させて、永久磁石に第１位
置から第２位置に向かう駆動トルクを与える構成とする
ことが好ましい。

「実施例」次に本発明の実施例について図面にそって説明する。

第５図（ａ）は上記した従来例の電磁石14を給電する第
１パルス電流Paと第２パルス電流Pbとを示すタイムチャ
ートで、第５図（ｂ）は上記パルス電流Pa、Pbの給電に
よって開閉制御されたシヤッタ羽根５、６の動きを示す
第３図（ｂ）同様の特性図である。

図示する如く、本実施例では第１パルス電流Paが、パル
ス幅の広い正パルスの第１パルスPa₁と、これに続くパ
ルス幅の狭い複数の正負パルスから形成してある。

電磁石14を上記した第１パルス電流Paで給電した場合、
第１回動位置で静止していた永久磁石３、４が第１パル
スPa₁による給電によって第２回動位置に向かって一時
的に駆動され、この駆動によりシヤッタ羽根５、６がシ
ヤッタを開く方向に向かって動き始める。

そして、第２、第３・・・・・第ｎと続く正負パルスが
引き続き電磁石14に供給され、永久磁石３、４には、第
２回動位置に押し進める駆動力と第１回動位置に押し戻
す駆動力とが交互に早い周期で加わる。

この結果、第２、第３・・・第ｎの高速パルスは永久磁
石３、４に一方向の駆動トルクを与えず、これら永久磁
石３、４の回動を安定化させるように働く。

上記のようにして、永久磁石３、４が第１パルスPa₁に
よって駆動され第１図から第２図に示す第２回動位置に
変位し、シヤッタ羽根５、６が第５図（ｂ）に示すよう
な立ち上がりの緩やかな開口特性Ａで全開となる。

第２パルス電流Pbは被写体の明るさに応じて電磁石14に
供給され、この供給によってシヤッタ羽根５、６を閉動
作させるが、この閉動作は上記した従来例と同じであ
る。

第６図は高輝度領域でのシヤッタ羽根５、６の動きを示
している。この図から分かる如く、シヤッタ羽根５、６
が動き始めてから、所定のシヤッタ開口値に達するまで
の時間が延びるので、被写体の明るさ変化に対してシヤ
ッタ羽根５、６の動きを充分にカバーすることができ、
高輝度領域での明るさ変化に対して高い分解能の露出値
を得る。なお、第６図上のＣは第２パルス電流Pbを供給
したときのシヤッタ特性、Ｃ₁は第２パルス電流Pb₁を供
給したときのシヤッタ特性を示している。

これより、シヤッタ羽根５、６を絞りに兼用したプログ
ラムシヤッタなどとして使用すれば高輝度領域で有利と
なる。

第１パルス電流Paは、高速パルス（第２、第３、・・・
・・第ｎパルス）の正パルスに比べて負パルスのパルス
幅を多少狭く形成し、永久磁石３、４を第１パルスPa₁
で駆動した後においても、多少の駆動トルクでこれら永
久磁石３、４が第２回動位置に押し進められるようにす
ることが好ましい。

第７図はこのように実施した第１パルス電流Paを示す具
体例について示したものである。

この具体例では、第１パルス電流Pa₁の幅Ｔ₁は５ミリ
秒、各負パルスPa₂、Pa₄、Pa₆、Pa₈・・・・の幅Ｔ₂は
0.9ミリ秒、各正パルスPa₃、Pa₅、Pa₇、Pa₉・・・の幅
Ｔ₃は１ミリ秒に定めてある。また、正パルスから負パ
ルスに、この逆に負パルスから正パルスに高速に変える
ため、電磁石14の電磁コイル16に大きな逆起電力が発生
するため、正パルスから負パルスに、また、負パルスか
ら正パルスに移る時に一旦アースに短絡し、上記逆起電
力の発生を防止するため、アース短絡時間Tx（0.1ミリ
秒）が各正負パルス間に設けてある。

第８図は本発明を実施するための電気回路系の一例を示
すブロックで、17はマイクロコンピュータ、18はインバ
ータ、19はドライバー、20は上記した電磁駆動シヤッタ
である。

マイクロコンピュータ17は測光信号などに応動して上記
した第１パルス電流Paと第２パルス電流Pbとを出力し、
インバータ18によりこれら第１、第２パルス電流Pa、Pb
が波形整形やレベル調整などの処理が行なわれる。

そして、上記第１パルス電流Paと第２パルス電流Pbとを
入力したドライバー19が第１パルス電流Paにしたがいシ
ヤッタを開口し、第２パルス電流Pbにしたがってシヤッ
タを閉成するように制御する。

第９図及び第10図は電磁駆動シヤッタ機構の他の例を示
す簡略図である。

このシヤッタの電磁機構は、永久磁石26を挟んで２つの
電磁石25、26を対向配置し、永久磁石24に駆動レバー27
を固着して構成してある。なお、28、29はＵ字形のコ
ア、30、31は電磁コイル、32は永久磁石24の支軸で、そ
の他は第１図及び第２図に示すものと同じである。この
電磁駆動機構は、通常時には永久磁石24の磁極面が第９
図に示すようにコア28、29各々の一方の脚端面と僅かず
れた状態で安定し、第１回動位置を保っている。電磁石
25、26が複数の正負パルスからなる第１パルス電流Paで
同時に給電されると、永久磁石24が第10図に示す第２回
動位置まで回動する。

また、永久磁石24が第10図に示す回動位置にあるとき、
電磁石25、26を第２パルス電流Pbで同時に給電すると、
永久磁石24が第１回動位置に向かって回動し、第９図の
状態に戻る。

その他は、上記した実施例同様である。

上記した実施例より分かるように、本発明は以下のよう
に実施して有利である。

（１）第１パルス電流Paの正方向パルスと負方向パル
スとにパルス幅差を設け、また、正負パルス数を増減す
ることによって、シヤッタの開口特性を電気的な手段に
よって定めることができるので、高輝度領域での被写体
の明るさ変化に対してシヤッタ動作を正しく追随させる
ことができる。

（２）第１パルス電流Paの第１パルスPa₁の幅を変え
ることによって、シヤッタ羽根５、６の助走時間を増減
できるので、シヤッタの微調整が容易となる。

（３）第１パルス電流Paを形成する正負パルスの数を
カウントして高速シヤッタ制御することができる。

（４）第１パルス電流Paの正方向パルスと負方向パル
スとのパルス幅に差を設ければ、第１パルスPa₁のパル
ス幅を必ずしも大きくしなくともよい。

（５）第１パルス電流Paのパルスをカウントすること
により、閃光放電発光器のトリガー信号を得ることがで
きる。

（６）機械的なガバナーや上記シリガー信号を出力す
ためのフォトインタラプタなどを必要としないので、設
計の自由度が大きくなると共にコストの低廉化が期待で
きる。

（７）第７図に示したアース短絡時間Txは0.1ミリ秒
〜0.2ミリ秒程度とし正負パルスの切換りによる逆起電
力を防止することが好ましいが、この逆起電力は他の公
知の方法で吸収する構成としてもよい。

「発明の効果」上記した通り、本発明では複数の正負パルスからなる
第１パルス電流をもって電磁石を給電してシヤッタを開
口動作させる構成としたことから、適当なシャッタ開口
特性が電気的な手段によって定まる。

このことから、機械的なガバナーなどを設ける必要がな
く、高輝度領域の被写体の明るさ変化に対して精度高く
追随するシヤッタ制御が可能になると共に、部品点数が
少なく、組み込みスペースの省約化に有利なローコスト
の電磁駆動シヤッタを得る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例として示した電磁駆動シヤッ
タの簡略図で、第１図はシヤッタ閉成状態を、第２図は
シヤッタ開口状態を各々示し、第３図（ａ）、（ｂ）は
上記シヤッタの電磁石を給電するパルス電流のタイムチ
ャートとシヤッタ特性とを示す図、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ッタ
特性とを示す図、第５図（ａ）は本発明の実施例を示す
第１パルス電流と第２パルス電流とのタイムチャート、
第５図（ｂ）は上記第１、第２パルス電流によって制御
された電磁駆動シヤッタのシヤッタ特性を示す図、第６
図（ａ）、（ｂ）は高輝度領域における上記第１パルス
電流と第２パルス電流のタイムチャートとシヤッタ特性
を示す図、第７図は上記第１パルス電流の具体例を示す
タイムチャート、第８図は本発明を実施するための電気
回路系の一例を示すブロック図、第９図及び第10図は本
発明を実施するための電磁駆動シヤッタの他の例を示す
電磁駆動機構の簡略図である。１……駆動レバー３、４……永久磁石５、６……シヤッタ羽根 14……電磁石 24……永久磁石 25、26……電磁石 27……駆動レバー Pa……第１パルス電流 Pb……第２パルス電流

Claims

【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
させたシヤッタとを備え、上記永久磁石に対し第１位置
から第２位置に向かう駆動力を与える複数の正負パルス
からなる第１パルス電流及び第２位置から第１位置に向
かう駆動力を与える正パルスまたは負パルスからなる第
２パルス電流をもって上記電磁石を給電する構成とした
ことを特徴とする電磁駆動シヤッタ。
【請求項２】第１パルスのパルス幅に比較してこれに続
く第２、第３・・・第ｎパルスのパルス幅を縮小させた
複数の正負パルスからなる第１パルス電流を上記電磁石
に供給する構成とした特許請求の範囲第（１）項記載の
電磁駆動シヤッタ。
【請求項３】永久磁石を第１位置から第２位置に駆動す
る正負いずれか一方極性のパルスに比較して他方極性の
パルスのパルス幅を縮小させた複数の正負パルスからな
る上記第１パルス電流を上記電磁石に供給する構成とし
た特許請求の範囲第（１）項記載の電磁駆動シヤッタ。
【請求項４】上記第１パルス電流のパルス数を増減し、
シヤッタ開動作の始点と終点との間の時間を定める構成
とした特許請求の範囲第（１）項記載の電磁駆動シヤッ
タ。
【請求項５】シヤッタ開動作過程で第１パルス電流の供
給を中断し、第１パルス電流を形成する正負パルスに続
いて第２パルス電流を上記電磁石に供給し、シヤッタが
全開に達する以前に閉動作する構成とした特許請求の範
囲第（１）項記載の電磁駆動シヤッタ。
【請求項６】第１パルス電流を形成する複数の正負パル
スのパルス幅を変えてシヤッタ開動作特性を定める構成
とした特許請求の範囲第（１）項記載の電磁駆動シヤッ
タ。