(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの端部位置の間で、カメラにおけるミラー機構またはシャッタ機構である、機械系の循環的変位を達成するための手段であって、所望の機械的運動を発生するための電磁手段を具備し、該電磁手段は、
軸（１０８）の周りに回動するよう構成されたアーマチュア（１００）であって、該アーマチュア（１００）はロッカーアーム（１０５）に連結され該ロッカーアーム（１０５）は、次に、前記アーマチュア（１００）の揺動運動を連結系（２０１，２０２，２０４，２０５）を介して複数のシャッタブレード（２００）の回転運動に変換するもの、
バイアス力によって前記端部位置の間の中立位置またはゾーンに向かって前記機械系をバイアスするためのバイアス手段（１０４）、
閉じられた端部（１０７）および２つの開放端部（１０９，１１０）を有するステータ構造（１０１）であって、前記アーマチュア（１００）が前記開放端部の間に配置されているもの、および
駆動手段（１０２，１０３）であって、該駆動手段は前記機械系が順次前記端部位置に到達することおよび前記駆動手段（１０２，１０３）が前記機械系の前記端部位置の間の変位の少なくとも一部の間に作動されることを保証するもの、
を具備する機械系の循環的変位を達成するための手段であって、
前記駆動手段（１０２，１０３）は、
複数の永久磁石（１０３）であって、該永久磁石（１０３）の磁気力は、前記アーマチュア（１００）を中立の位置に戻すよう働く前記バイアス手段（１０４）の力を完全に打ち消す一方で、前記アーマチュア（１００）を前記２つの端部位置のいずれかに保持するもの、そして
少なくとも１つのコイル（１０２）であって、該コイル（１０２）は電流が前記少なくとも１つのコイル（１０２）に供給された時、前記アーマチュア（１００）に対して力を及ぼし、該コイルの力と前記バイアス力を合計したものが前記永久磁石（１０３）の磁気力よりも十分大きいもの、
を具備することを特徴とする機械系の循環的変位を達成するための手段。
【請求項２】
さらに、前記機械系の変位を監視するための監視手段（３００，３０１）、および前記機械系の変位が予期されるものから逸脱する際に前記駆動手段（１０２，１０３）を制御するための制御手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の手段。
【請求項３】
前記機械系は監視用ミラーを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の手段。
【請求項４】
前記機械系はシャッタを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の手段。
【請求項５】
前記バイアス手段（１０４）はばね手段から成ることを特徴とする、請求項１〜４の内のいずれか１項に記載の手段。
【請求項６】
前記ばね手段（１０４）は２つの対向するばね部材から成ることを特徴とする、請求項５に記載の手段。
【請求項７】
前記ばね手段（１０４）はリーフばねから成ることを特徴とする、請求項５に記載の手段。
【請求項８】
前記ばね手段（１０４）は引っ張りばねから成ることを特徴とする、請求項５に記載の手段。
【請求項９】
前記ばね手段（１０４）は圧縮ばねから成ることを特徴とする、請求項５に記載の手段。
【請求項１０】
前記アーマチュアの頭部面は２段階で傾斜しており、（それぞれ、１００Ａおよび１００Ｂ）、前記ステータ（１０１）の２つの開放端（１０９，１１０）は対応して異なる面へと反対方向の傾斜が与えられ（１０９Ａ，１０９Ｂ，１１０Ａ，１１０Ｂ）、それによって前記２つの端部位置における前記アーマチュア（１００）は前記アーマチュアの傾斜した面（１００Ａ）の一方に対応する前記ステータ（１０１）の傾斜した面（１０９Ａ，１１０Ａ）において前記ステータの開放端（１０９，１１０）に接触していることを特徴とする、請求項１〜９の内のいずれか１項に記載の手段。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、添付の請求の範囲第１項の前提部に従って、２つの端部位置の間で、カメラにおける、シャッタ機構、ミラー機構などのような、機械系の循環的変位（ｃｙｃｌｉｃ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を達成するための電磁変位手段に関する。
発明の背景
大部分のカメラには、写真を写すシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の間に、１つの端部位置から他の端部位置へと変位しかつその後に引き続く写真を写す準備のため前記第１の端部位置へと戻る１つまたはそれ以上の機械系が設けられている。そのような機械システムまたは機械系は、例えば、一眼レフカメラの観察用ミラー（ｖｉｅｗｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ）機構、および／またはシャッタ機構および／または絞り機構を含む。
観察用ミラー機構に関しては、共通の変位手段は戻り設定部材（ｒｅｔｕｒｎ  ｓｅｔｔｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）、ミラー上昇またはミラーアップばね（ｍｉｒｒｏｒ−ｕｐ  ｓｐｒｉｎｇ）および関連する戻りばね、ラッチおよびミラーアップ機構を含んでいる。シャッタチャージ動作は前記ミラーアップばねおよび前記戻りばねの双方を付勢し（ｅｎｅｒｇｉｚｅ）、一方前記戻り設定部材をそれがラッチによってロックされるそのセット位置へと戻す。シャッタレリーズは前記ミラーアップばねの影響の下で前記ミラーを上方向に駆動するように前記ミラーアップ部材を始めに作動させる。シャッタ動作の終了直後に、前記戻り設定部材は前記ラッチからアンロックされまたはロックを外され、それによって前記ミラーがその元の位置に戻るまで前記戻りばねの影響の下で前記設定部材が戻ることができるようにする。
上に述べた機構は数多くの不都合を有する。第１に、たとえミラーが取り付けられたカメラが逆の状態で動作した場合にも、該ミラーが真にその端部位置に到達することを保証するため、前記２つのばねは機械的損失を克服するために十分に緊張され（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ）それによって前記ミラーが少なくとも幾らかの緊張が前記ばねに残った状態でその端部位置に戻らなければならない。このことは前記ミラーがその運動全体の間に加速されかつ従ってその運動に対する最大速度でその端部位置に到達することを意味する。前記端部位置において、前記ミラーおよび駆動機構の運動エネルギは吸収されなければならずかつ、比較的高い速度のため、減速力（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅｓ）はカメラの振れを引き起こす程十分に高くされ、それによってぼやけた写真を生じさせることになる。ミラーの高い速度はまた、該ミラーはラッチの係合の前にはね返ることができるため、その端部位置において該ミラーのラッチに関連する問題を生じさせる。前記必須の高い減速力は大きなノイズレベルおよび振動につながり一方カメラの寿命を低下させる。
上に述べた問題に対する数多くの不完全な解決方法が提案されてきている。例えば、ＷＯ−９３／０２５９３５は２つの端部位置の間で、カメラにおいて、ミラー機構、シャッタ機構その他のような、機械系の循環的変位を達成するための解決方法を提供し、該方法ははね返りの危険を避け、最小量のエネルギを要し、かつ前に述べた解決方法よりも簡単である。これは機械系を前記端部位置の間で中立の（ｎｅｕｔｒａｌ）位置またはゾーンへとバイアスするためのばね手段、および前記機械系の変位の間に駆動または作動され（ａｃｔｉｖａｔｅｄ）、前記機械系が順次（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙ）前記端部位置に到達することを保証するための駆動手段を設けることによって達成される。前記セットアップまたは構成は２つの端部位置の間で、カメラにおいて、ミラー機構、シャッタ機構その他のような、機械系の循環的変位のために使用することもできる。前記解決方法は以下のステップから構成される。
Ｉ）前記端部位置の間でシステムまたは系（ｓｙｓｔｅｍ）を中立の位置またはゾーンへとバイアスする段階、
ＩＩ）前記系を前記２つの端部位置の内の１つに保持する段階、
ＩＩＩ）前記系を前記１つの端部位置から解放する段階、
ＩＶ）前記系が前記２つの端部位置の他方に到達することを保証するため前記バイアスによるものより上の付加的な力を前記系に提供する段階、
Ｖ）前記系を前記他方の端部位置に保持する段階、
ＶＩ）前記系を前記他方の端部位置から解放する段階、そして
ＶＩＩ）前記系が前記一方の端部位置に到達することを保証するため前記バイアスによるものより上の付加的な力を前記系に提供する段階。
前記系は前記端部位置の間で中立の位置またはゾーンへとバイアスされるため、一方の端部位置から他方の端部位置へと移動する間にこの中立の位置またはゾーンにおいて構成要素の最大速度が生じる。同様に、系の速度、かつ従ってその運動エネルギ、は端部位置に到達する際にゼロになる傾向となる。したがって、複雑な制動（ｂｒａｋｉｎｇ）、あるいは制振またはダンプ（ｄａｍｐｉｎｇ）システムは必要とされずかつラッチが簡略化される。
この解決方法の１つの不都合はその速度が比較的欠如していることであり、すなわち、系は迅速な動きが要求される際に十分高速で反応することができない。これは、例えば、シャッタブレードまたはカーテンの高速度の移動が必須であるカメラシャッタにおいて高速のシャッタ速度を得るため必要とされる。
異なる形式のシャッタ動作検出装置が知られている。ＵＳ−Ａ−５，５３２，７８５は実際の露出時間を測定するためにシャッタカーテンの近傍に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）およびフォトトランジスタ（ＰＴＲ）を使用するシステムを述べている。写真撮影されるべき対象または主体（ｓｕｂｊｅｃｔ）の輝度値（明るさ）およびフィルム感度に基づく、制御露出時間（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｉｍｅ）と、測定された露出時間との間の差が決定される。次のセッション（期間）のための制御露出時間が次にこの差に基づき修正できる。このシステムはカーテンブレードを介してＬＥＤからＰＴＲへとはね返る反射光を検出することにより２つのシャッタカーテンで構成されるシャッタの前部カーテンおよび後部カーテンの通過の間の時間を測定する。
このシステムの１つの不都合は露出の開始から露出の終了まで、すなわち、完全に閉じられたシャッタから完全に開かれたシャッタへとかつ完全に閉じられたシャッタへと戻るまでのインターバルにおける任意の選択された時間において、シャッタブレードの実際の位置に関して何らの情報も得られないことである。
発明の概要
したがって本発明の目的は２つの端部位置の間で、カメラにおいて、シャッタ機構、ミラー機構その他のような、機械系の循環的な変位を達成するための電磁変位手段であって、該手段は最小量のエネルギを要求する一方で再現性および安定性を備えて高速運動が可能であり、かつ構成が簡単なもの、を提供することにある。
この目的は本発明によれば永久磁石を配置し、それらが協働して機械系を端部位置に向かって引っ張り、前記機械系が前記端部位置の一方にある時、中立の位置に向かうバイアス手段の力より大きな力を及ぼすことによって達成される。
本発明の別の目的は露出の開始から露出の終わりまで、すなわち、完全に閉じられたシャッタから完全に開かれたシャッタへとかつ完全に閉じられたシャッタへと戻るまでのインターバルにおける任意の選択された時間においてシャッタブレードの実際の位置に関する情報を得るための手段を提供することである。
この目的は本発明によれば、例えば、シャッタブレードに運動を伝達する連結システムまたはリンク機構（ｌｉｎｋａｇｅ  ｓｙｓｔｅｍ）に適切に配置されたセンサタブを設けることによって達成され、前記センサタブの位置はセンサによって検出される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、実例のみによって、以下に与えられた説明および添付の図面を参照することによりさらに詳細に説明され、添付の図面においては、
図１は、本発明に係わる電磁変位手段の一実施形態を示す概略的正面図である。
図２は、図１の実施形態の電磁変位手段を、図１と正反対の位置から見たおよび明瞭化のため幾つかの技術的特徴部分を省略した、概略的正面図である。
図３は、図１の実施形態の電磁変位手段の、図１に対応する位置から見たおよび明瞭化のために幾つかの技術的特徴部を省略した、概略的正面図である。
図４から図６までは、図１の実施形態においてシステムの３つの異なる位置（第１の端部位置、中立の位置および第２の端部位置）におけるシステムの異なる位置での詳細を示す概略的正面図である。
図７および図８は、アーマチュアおよびステータ設計の２つの異なる実施形態を示す概略的な細部の側面図である。
好ましい実施形態の説明
図１は、本発明の一実施形態に係わる電磁カメラシャッタ構成を示す。アーマチュア（ａｒｍａｔｕｒｅ）１００は軸１０８の周りに回動するよう構成されている。該アーマチュア１００は揺動アーム（ロッカーアーム：ｒｏｃｋｅｒ  ａｒｍ）１０５に結合され、該揺動アーム１０５は次に、知られた方法で、アーマチュア１００の揺動運動を複数のシャッタブレード２００の回転運動へと変換する。これは前記揺動アームまたはロッカーアームを、連接ロッド（ｌｉｎｋｉｎｇ  ｒｏｄｓ）２０２、平行ロッド２０１、シャッタブレードレバー２０４およびシャッタブレードレバーディスク（円板）２０５をこの順序で介して、シャッタブレード２００に結合することによって達成される。
平行ロッド２０１からセンサタブ（ｓｅｎｓｏｒ  ｔａｂｓ）３００が突出している。これらのセンサタブ３００の位置はセンサ３０１、例えば、反射型フォトインタラプタのような光電（ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ）センサによって検出される。好都合なことに、これらのセンサタブ３００の前縁（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅｓ）は該センサタブ３００の進行方向に関して傾けられている。これは前記検出の感度を増大する。前記センサ３０１は、端部位置、すなわち、アーマチュア１００の端部位置に対応する位置のみならず、センサタブ３００の機械的運動全体を検出する。
前記アーマチュア１００は前記電磁手段の一部を形成するステータ構造１０１のそれぞれの開放端部または開放端１０９および１１０の間の中途に位置している。前記ステータ１０１はほぼＵ字型でありかつ前記ステータ１０１の開放端１０９，１１０に接近して配置された少なくとも１つの電磁コイル１０２を有する。ステータの開放端１０９，１１０は前記Ｕ字型の延長部でありかつ前記Ｕ字型の一般面（ゼネラルプレーン：ｇｅｎｅｒａｌ  ｐｌａｎｅ）に垂直である。前記アーマチュア１００は、さらに、バイアス手段１０４によって及ぼされる力によってステータ１０１の２つの開放端１０９，１１０の間の中立位置またはゾーンに向かってバイアスされている。このバイアス手段１０４は系を中立のゾーンに向かってバイアスするための任意の線形または非線形手段で構成することができ、例えば、１つまたはそれ以上のねじりばね、リーフばね、引っ張りばねまたは圧縮ばね、補助的な永久磁石（単数または複数）、ゴム手段のような任意の種類の弾性手段とすることができる。
ステータ１０１の開放端部１０９，１１０に接近して永久磁石１０３が配置されている。これらの永久磁石１０３はアーマチュア１００に向かって反対方向に流れる磁界または磁場を生じさせる。一方の磁界はアーマチュア１００がそれが第１の端部位置にある時に占有する特定の端部位置に位置する第１の永久磁石１０３から、アーマチュア１００を通りかつ次にアーマチュア１００と接触するステータ１０１のその開放端１０９を介して永久磁石１０３へと流れる。他方の磁界は第１の永久磁石１０３と比較してステータ１０１の反対側に配置された、第２の永久磁石１０３からアーマチュア１００を通りかつ次にステータ１０１の同じ開放端１０９を介して第２の永久磁石１０３に戻るよう流れるが、（図２において見られるが図１においてはホルダ１０６によって覆われている）ステータ１０１の閉じられた端部１０７を介して流れる。これら２つの磁界の組み合わされた力はアーマチュアをその２つの端部位置の内のいずれかに保持し、一方アーマチュア１００を前記中立の位置に戻すよう働くバイアス手段１０４の力を完全に打ち消している。
アーマチュア１００をその端部位置のいずれかから移動するために、電流がコイル１０２に供給され、従って永久磁石１０３の力が打ち負かされる。バイアス手段１０４はアーマチュア１００の中立の位置に向かって押圧するから、必要な力、かつ従って必要な電流はバイアス手段１０４が存在しなかった場合より低くなる。
さらに改善された実施形態は２キャパシタ放電システムまたは系を備え、そこではコイル１０２に渡って引き続き２つの電圧が印加される。より小さな容量、かつ高い電圧のキャパシタがプロセスの初期段階の間により高い電圧を提供する。これは高い電流誘導または微分係数（ｄｅｒｉｖａｔｅ）を与え、従って電流は迅速に十分なレベルに到達する。アーマチュア１００が移動を開始した時、この電流は系の低減したインダクタンスのためより低い電源または電圧源によってドライブすることができる。前記より小さな容量の、高い電圧のキャパシタが放電を開始してから放電していたか、あるいは前記より小さな容量の、高い電圧のキャパシタがその電荷を失った時に放電を開始するより高い容量の、より低い電圧のキャパシタはアーマチュアがそれがスタートした端部位置と反対のその端部位置に到達すべき時にプロセスの終了段階に向かって必要とされる電圧を提供する。
これはシャッタブレードの移動のプロセスが開始できる前に前記キャパシタに対しより少ないの量のエネルギを充電する必要があるのみであるためシャッタの応答を改善し、これはシャッタレリーズボタンの押圧とシャッタがその移動を開始する間の遅延が低減されることを意味する。電磁シャッタシステムの総合的なエネルギ消費もまた低減される。
系の変位が予期されるものから逸脱した場合に機械的運動系を制御するための制御手段も存在するが、図面には示されていない。該制御手段は任意の形式のものとすることができ、例えば、カメラの電子制御システムに統合することができる。
図１においては、さらに、ホルダ１０６が見られる。このホルダは、とりわけ、前記バイアス手段１０４のための保持手段として作用する。
図２は、アーマチュア１００およびステータ１０１の開放端１０９，１１０の相対的な配置をより明瞭に示しており、かつさらに、バイアス手段１０４の一実施形態をより詳細に示している。また、ステータ１０１の閉じられた端部１０７を見ることができる。
図３は、図１に対応するが、明瞭化のために幾らかの細部が除去されている。
図４においては、図１に示された電磁カメラシャッタの構成（ホルダ１０６は除去されている）が示されているが、シャッタブレード２００が閉じられた位置にある。これはフィルムフレーム露出の間の期間の間に使用されるシャッタ位置である。
図５は、図４と同様の電磁カメラシャッタ構成を示しているが、アーマチュア１００が中立の位置にあり、かつ従って、シャッタブレード２００は完全に閉じられた位置と完全に開かれた位置との間の中間の位置にある。
図６においては、図４および図５と同じ電磁カメラシャッタ構成が示されているが、シャッタブレード２００が完全に開かれた位置に到達している。シャッタの所望の合計の開放時間に依存する、所定の時間の後に、アーマチュア１００は解放されかつ図４において有していた位置に戻るよう進行する。
アーマチュア設計の好ましい実施形態が図７に示されており、そこではアーマチュアの頭部面が２段階、それぞれ、１００Ａおよび１００Ｂで先細になりあるいは傾斜している。ステータ１０１の２つの開放端１０９，１１０は異なる面１０９Ａ，１０９Ｂ，１１０Ａ，１１０Ｂへと対応して負の方向にまたは反対方向にテーパーが付けられ、それによってその２つの端部位置においてアーマチュア１００がアーマチュアのテーパー面１００Ａの１つに対応する面１０９Ａ，１１０Ａにおいてステータの開放端１０９，１１０に接触するよう構成される。残りのステータの開放端面１０９Ｂ，１１０Ｂはアーマチュア１００がその端部位置のいずれかにある時にアーマチュア１００と接触していない。これはアーマチュア１００を保持する磁界が、アーマチュア１００がステータの開放端１０９，１１０と接触している時に、始めにより小さな面１００Ａへと絞られるが、コイル１０２の電流の解除の後は、アーマチュア１００はステータの開放端１０９，１１０との接触を失い、従って、磁界の強度をさらに低下させるエアギャップがあっても、磁界領域をステータの開放端の面１０９Ｂ，１１０Ｂも含むように拡大する。
アーマチュア設計のさらに他の好ましい実施形態が図８に示されており、そこではステータ１０１の２つの開放端１０９，１１０が異なる面１０９Ａ，１０９Ｂ，１１０Ａ，１１０Ｂへと先細にされまたはテーパーが付けられ、アーマチュアの頭部面は対応して異なる面１００Ａ，１００Ｂへと負の方向にまたは反対方向にテーパーが付けられている。このアーマチュア／ステータの相互作用の機能は図７に対するものと同じである。
本発明は上で述べたあるいは図面に示された実施形態に限定されるのではなく、添付の請求の範囲に記載された範囲内で変更することができる。上の例はシャッタに向けられたが、本発明の原理は任意のカメラシステムまたは光学的観察装置に好適に適用することが可能なことが理解されるべきである。例えば、本発明はまたカメラの開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）、絞りまたは観察用ミラー機構に適用できる。また、レンズシャッタまたはフォーカルプレーンシャッタのような、異なる種類のシャッタも本発明にとって適切なものである。前記ばね手段は機械系を中立の位置にバイアスするよう説明されたが、前記中立位置は実際上前記端部位置の間の中立ゾーンまたは区域（ｚｏｎｅ）とすることができ、そのような中立ゾーンは機械系に対して前記ばね手段から結果として与えられる力がゼロであるゾーンとして定義される。
【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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【図８】
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