(57)【要約】【課題】駆動源として繊維状形状記憶合金を用いたカメラ用シャッタ装置において、環境温度による影響を受けないようにする。【解決手段】シャッタ羽根４の駆動レバー１２に、シャッタ羽根４を常時閉じ方向に付勢する閉じばね９と、通電により収縮動作してシャッタ羽根４を閉じばね９の付勢力に抗し開動作させる繊維状形状記憶合金８とを接続したカメラ用シャッタ装置１であって、レリーズ操作時に繊維状形状記憶合金８を固定状態に保持し、レリーズ操作時以外は固定状態の保持を解除するラッチ機構３を備える。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッタ羽根の駆動レバーに、シャッタ羽根を常時閉じ方向に付勢する閉じばねと、通電により収縮動作してシャッタ羽根を閉じばねの付勢力に抗し開動作させる繊維状形状記憶合金とを接続したカメラ用シャッタ装置であって、
レリーズ操作時に前記繊維状形状記憶合金を固定状態に保持し、レリーズ操作時以外は前記固定状態の保持を解除するラッチ機構を備えることを特徴とするカメラ用シャッタ装置。
【請求項２】
前記駆動レバーに一端部を接続した前記繊維状形状記憶合金の他端部が接続され、前記ラッチ機構により固定状態に保持される回動レバーと、
前記回動レバーに接続され、前記閉じばねより弱い力で回動レバーをラッチ機構により保持される方向に付勢する補助ばねとを備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用シャッタ装置。
【請求項３】
前記ラッチ機構は、前記回動レバーを吸着する保持マグネットまたは前記回動レバーに係合する保持レバーのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラ用シャッタ装置。
【請求項４】
レリーズ操作の第一段階で前記繊維状形状記憶合金を通電して予熱させる制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のカメラ用シャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ用シャッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラのシャッタ開閉動作の駆動源には、ステッピングモータやソレノイド等の電磁アクチュエータが用いられている。
また、繊維状形状記憶合金を駆動源として用いた機構も提案されている。（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）
特許文献１に示す様に、シャッタ羽根駆動部材のレリーズ開始位置への移動と、レリーズ初期段階での、シャッタ羽根係止補助部材の解除に、通電による繊維状形状記憶合金の収縮動作を用いたものが提案されている。
また、特許文献２に示す様に、シャッタ羽根の駆動レバーに繊維状形状記憶合金を接続し、その収縮動作によりシャッタを開動作させるものなどが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１２３５８３号公報
【特許文献２】
実開平８−９７１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電磁アクチュエータは、基本的に電流磁界による磁力を駆動源とするため、駆動力を大きくした上での機構の小型化には限界があった。
また、繊維状形状記憶合金を駆動源とした機構は、形状記憶合金の変態温度以上に周囲温度が高くなると、不用意な動作を引き起こすことを防止できなかった。
また、繊維状形状記憶合金を環境温度から収縮開始温度まで加熱する時間が必要なため、レリーズタイムラグが長くなるという欠点があった。
【０００５】
本発明の課題は、駆動源として繊維状形状記憶合金を用いたカメラ用シャッタ装置において、環境温度による影響を受けないようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、シャッタ羽根の駆動レバーに、シャッタ羽根を常時閉じ方向に付勢する閉じばねと、通電により収縮動作してシャッタ羽根を閉じばねの付勢力に抗し開動作させる繊維状形状記憶合金とを接続したカメラ用シャッタ装置であって、
レリーズ操作時に前記繊維状形状記憶合金を固定状態に保持し、レリーズ操作時以外は前記固定状態の保持を解除するラッチ機構を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、レリーズ操作時には、保持マグネットにより、回動レバーが固定されているので、通電による繊維状形状記憶合金の発熱収縮により、シャッタ羽根を開動作させることができる。
また、レリーズ操作時以外では、ラッチ機構による回動レバーの固定保持が解除されるので、環境温度の上昇により繊維状形状記憶合金が収縮しても、不用意なシャッタ動作を防ぐことが出来る。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカメラ用シャッタ装置において、前記駆動レバーに一端部を接続した前記繊維状形状記憶合金の他端部が接続され、前記ラッチ機構により固定状態に保持される回動レバーと、
前記回動レバーに接続され、前記閉じばねより弱い力で回動レバーをラッチ機構により保持される方向に付勢する補助ばねとを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、回動レバーをラッチ機構により保持される方向に付勢する補助ばねの力は、駆動レバーを閉じ方向に付勢する閉じばねの力よりも弱く設定されているので、レリーズ操作以外での意図しない繊維状形状記憶合金の収縮に対して、回動レバーが回動し、不用意なシャッタ動作を防ぐことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のカメラ用シャッタ装置において、前記ラッチ機構は、前記回動レバーを吸着する保持マグネットまたは前記回動レバーに係合する保持レバーのいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３に記載のカメラ用シャッタ装置において、レリーズ操作の第一段階で前記繊維状形状記憶合金を通電して予熱させる制御手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、レリーズ操作の第一段階で繊維状形状記憶合金を予熱しておくことで、レリーズ操作の第二段階で繊維状形状記憶合金を収縮開始温度まで加熱する時間が短縮でき、レリーズ操作とシャッタ動作の間のタイムラグを短縮することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態のシャッタ装置の概略構成を示す図である。図１に示す様にシャッタ装置１は、シャッタ部２とラッチ機構３から構成される。
【００１５】
シャッタ部２において、シャッタ開口部５を覆うシャッタ羽根４は、回転軸６を中心にシャッタ開位置と閉位置の間を回動する。
シャッタ羽根４は閉位置では、羽根駆動レバー１２が回転止め１０に当接し、更に、閉じばね９により閉位置を維持する様に付勢されている。
羽根駆動レバー１２に設けられたピン状の電極Ａ７には、繊維状形状記憶合金（ＳＭＡ）８の一端が固定されている。この繊維状形状記憶合金８の通電による発熱収縮動作により、シャッタ羽根４は開位置に回動する。繊維状形状記憶合金８は、その長さ方向に緊張収縮と弛緩伸張を遷移する、アクチュエータとして機能する。
【００１６】
図５に於いて、繊維状形状記憶合金８は通電することにより発熱し、収縮開始温度以上になると、急激に緊張収縮することにより駆動力を発生する。また、通電を断つと放熱により、弛緩伸張開始温度以下になり元の長さに戻る。
なお、繊維状形状記憶合金８は発熱すれば緊張収縮するが、この熱源は通電によらずとも周囲温度がこの収縮開始温度以上になると緊張収縮を行う。
【００１７】
図１において、繊維状形状記憶合金８の他端は、ラッチ機構３を形成する回動レバー１３に設けたピン状の電極Ｂ１５に固定されている。
この回動レバー１３は、回転軸１７を中心に回転可能な自由端となっており、更には補助ばね１６により、保持マグネット１４に当接する方向に付勢されている。この時、補助ばね１６の付勢力は、閉じばね９の付勢力より充分弱く設定されている。
シャッタ羽根４が閉位置から全開位置までの回動動作に要する電極Ａ７の移動量Ｌは繊維状形状記憶合金８の通電発熱による収縮ひずみ量に等しい。
更に、回動レバー１３の電極Ｂ１５の保持マグネット１４がオフしている時の変移可能な移動量ＬｍはＬ＜Ｌｍの関係に設定されている。
【００１８】
図６に実施例としての回路図を示す。
電源Ｅに直列にレリーズ第一段操作でオンするスイッチＳ１が接続されている。スイッチＳ２は同じくレリーズ操作の第二段でオンするスイッチである。
Ｃｄｓは被写体輝度で抵抗値が変化する受光素子である。
受光素子Ｃｄｓに直列に接続されているコンデンサＣ１の充電電圧は、コンパレータＣＯＭＰの非反転入力端子に接続され、コンパレータＣＯＭＰの反転入力端子は抵抗Ｒ１、Ｒ２で電源電圧を分圧した基準電位に接続されている。
トランジスタＱ１は、スイッチＳ１オン時はコンデンサＣ１の両端をショートしているが、スイッチＳ２がオンするとトランジスタＱ１はオフし、コンデンサＣ１の充電を開始する。
コンパレータＣＯＭＰの出力には、保持マグネットＭｇ１４とトランジスタＱ２を介して、繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８の両電極Ａ７、Ｂ１５が接続されている。
トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ３のコレクタに、トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ４、スイッチＳ１を介して電源Ｅに接続されている。
同じくトランジスタＱ３のベースはトランジスタＱ４のコレクタにも接続されている。
トランジスタＱ４のベースは抵抗Ｒ５、スイッチＰ１１、スイッチＳ１を介して電源に接続されると共に、ダイオードＤ１を介してスイッチＳ２に接続される。ここにはトランジスタＱ１のベースも接続されている。
さらに、この接続点は抵抗Ｒ６、スイッチＳ１を介して電源に接続される。
ここでスイッチＰ１１は、図１、２に示す様に、シャッタ羽根４の駆動レバー１２端の初期変移量を検出する様に設けられている。即ち、駆動レバー１２がわずかに変移するとオフからオンとなる。但し、この変移量ではシャッタ開口開始には至らない様になっている。
【００１９】
以上のように構成されるシャッタ装置１の動作について説明する。
図示しないカメラのレリーズ操作の１段目で図６のスイッチＳ１がオンすると、トランジスタＱ１がオンするので、コンパレータＣＯＭＰの出力はＬＯＷとなり、保持マグネットＭｇ１４がオンし、図１の回動レバー１３を吸着しラッチする。
これにより、繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８が通電発熱により収縮した時、シャッタ羽根４を開方向に回動させることが可能となる。
この時、図１に示す初期状態では、スイッチＰ１１はオフしているので、図６のトランジスタＱ４がオフしトランジスタＱ２、Ｑ３がオンする。
これにより、繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８は電極Ａ７、Ｂ１５間が通電状態となり、発熱により緊張収縮を開始する。
【００２０】
図２に示すように、シャッタ羽根４が開口には至らないわずかな変移をした時、スイッチＰ１１がオンする。従って、図６のトランジスタＱ４がオンし、トランジスタＱ２、Ｑ３がオフすることにより、繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８の通電が断たれてシャッタ羽根４はこれ以上の変移を行わない。
一例として、スイッチＰ１１のオンとオフの切り替えが収縮ひずみ量の１％の変移量で行われるとすると、図５より７０℃でスイッチＰ１１がオンし、これ以上の変移を阻止する。
すると繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８は放熱伸張し、６０℃以下になると再びスイッチＰ１１がオフする。
以降はこの発熱と放熱と繰り返す動作を行い、繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８の温度は約６０℃から７０℃の範囲で予熱されることになる。
この予熱動作により、引き続くレリーズ操作の２段目の露出開始時に、カメラの環境温度から収縮開始温度まで加熱する時間を短縮でき、レリーズタイムラグを短縮することが可能となる。
【００２１】
レリーズ操作の２段目で、図６のスイッチＳ２がオンすると、トランジスタＱ１がオフしコンデンサＣ１は受光素子Ｃｄｓの抵抗値（被写体輝度に比例した抵抗値）で決まる電流で充電が開始される。
一方、同じくスイッチＳ２がオンすることによりトランジスタＱ４のベースは、ダイオードＤ１によりＧＮＤに接続されるのでトランジスタＱ４はスイッチＰ１１の状態にかかわらずオフし、トランジスタＱ２、Ｑ３がオンする。
従って、繊維状形状記憶合金ＳＭＡ８は電極Ａ７、Ｂ１５を介して通電され、図５に示す様に８０℃まで発熱すると最大変移量まで急激に緊張収縮する。
これにより、図３に示す様にシャッタ羽根４を閉じばね９に抗して開き方向に駆動し、シャッタ羽根４は開位置に回動する。
【００２２】
図６に於いて、被写体輝度より決められる電流でコンデンサＣ１の充電が時間経過と共に進み、抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧される基準電位まで充電されると、コンパレータＣＯＭＰの出力はＨＩＧＨになる。
これにより、保持マグネットＭｇ１４がオフし、ラッチを解除する。
この時、図４に示す様に回動レバー１３はフリーとなり、補助ばね１６の付勢力は、閉じばね９の付勢力より充分弱いため、シャッタ羽根４は閉位置に駆動されシャッタが閉じる。
保持マグネット１４がオフするのと同時に、繊維状形状記憶合金８の通電もオフするので、繊維状形状記憶合金８は放熱により弛緩伸張し、補助ばね１６の付勢力により回動レバー１３は再び保持マグネット１４に当接する位置に戻る。
繊維状形状記憶合金８は、通電による発熱以外でも周囲温度が変態点以上となると収縮する。
【００２３】
レリーズ操作以外で、繊維状形状記憶合金８が収縮した場合は、保持マグネット１４がオフしているので、繊維状形状記憶合金８の収縮による駆動力は回動レバー１３を保持マグネット１４から引き離す方向に働き、シャッタ羽根４の開動作は行われない。これにより、不用意な露出動作を防止できる。
【００２４】
〔第２の実施の形態〕
図７はラッチ機構３の他の実施例を示している。基本的には図１に示したラッチ機構３と同様であり、対応する部分には、対応する参照番号を付して理解を容易にしている。
ラッチ機構３の保持マグネット１４の代わりに、保持レバー２１と繊維状形状記憶合金１８でラッチ機構３ｂを形成している。
【００２５】
図７に示すラッチ機構３ｂでは、保持マグネット１４をオフすることによりシャッタの閉動作を行わせる代わりに、羽根の開動作用とは別に設けた繊維状形状記憶合金１８を通電加熱することにより、保持レバー２１による係止を解除する点が異なる。
また、この繊維状形状記憶合金１８も図示しないカメラのレリーズ操作の１段目で予熱を与えておくことになる。
繊維状形状記憶合金１８の発熱量は、供給電力に比例するので、予め求められる予熱温度に対する電力量をＰＷＭ方式で与えればよい。
ＰＷＭによる電力制御は従来公知であるから、詳細説明は省略する。
【００２６】
なお、以上の実施の形態においては、保持マグネットや保持レバーを用いたラッチ機構としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、シャッタ羽根の駆動源である繊維状形状記憶合金の固定状態の保持と解除を行うことができる機能を具備すれば他の機構を用いても良い。
また、シャッタ羽根の枚数等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、繊維状形状記憶合金がレリーズ操作以外で収縮した場合に、ラッチ機構の固定状態の解除によりシャッタの閉状態を維持できる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、補助ばねにより、繊維状形状記憶合金の意図しない収縮時以外は、回動レバーがラッチ機構に接するように保持することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、繊維状形状記憶合金の発熱収縮までの時間を短縮することができ、レリーズタイムラグを少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態の構成を示すためのもので、シャッタ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示したラッチ状態から、レリーズ操作第１段階によりシャッタ羽根がわずかに変移した状態を示す図である。
【図３】図２に示した状態からシャッタ羽根が開いた状態を示す図である。
【図４】図３に示した状態からシャッタ羽根が閉じた直後を示す図である。
【図５】本発明を適用した一実施の形態の構成で用いた繊維状形状記憶合金の温度−ひずみ特性を示す図である。
【図６】図１に示したシャッタ装置の制御回路の一例を示す図である。
【図７】第二の実施形態のラッチ機構を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１      シャッタ装置
２      シャッタ部
３      ラッチ機構
３ｂ    ラッチ機構
４      シャッタ羽根
５      シャッタ開口部
６      回転軸
７      電極Ａ
８      繊維状形状記憶合金
９      閉じばね
１０    回転止め
１１    スイッチＰ
１２    羽根駆動レバー
１３    回動レバー
１４    保持マグネット
１５    電極Ｂ
１６    補助ばね
１７    回転軸
１８    繊維状形状記憶合金
１９    電極
２０    電極
２１    保持レバー
２２    回転軸
２３    保持ばね
２４    回転止め
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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