JP2005128450A - 絞り機構および該絞り機構を用いたカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化，軽量化および部品点数の削減を実現し、絞りの応答性を良好に保つとともに温度環境変化による絞り機構の誤動作や劣化、損傷といった問題を軽減し、Ａs 点の設定範囲の自由度を確保する絞り機構およびカメラを提供する。
【解決手段】 絞り羽根１，２が地板２０に枢着され、羽根１，２の一方端に第１の形状記憶合金３の一端が係止され、連結板７に掛け渡されている。スプリング４ａ，４ｂにより一対の絞り羽根１，２は閉じる方向に付勢されている。連結板７には第２の形状記憶合金５の一端が取り付けられ、さらにスプリング６の一端が係止され、連結板７は下方向に付勢されている。ＳＭＡ駆動回路１２で第１の形状記憶合金３を自己発熱させることにより、絞り羽根１，２が動作する。大きな環境変化があっても第２の形状記憶合金５により装置が保護され、また温度変化に依存することなく安定した制御を行える。
【選択図】 図４

Description

本発明は形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いた絞り機構、さらに詳しくいえば、このシャッタ機構を適用するディジタルカメラや銀塩カメラ、さらには携帯型端末（電話、ＰＤＡ等）用カメラ等に関する。

形状記憶合金を用いた絞り機構は、所定寸法に形状記憶された形状記憶合金に流す電流を制御することにより形状記憶合金の自己発熱を制御し、形状記憶合金が記憶した寸法に変化させることを利用するものである。
通常カメラでは、絞り機構はその駆動部材としてモータや電磁マグネットなどが用いられ、絞り羽根を直接駆動するか、またはレバーやリンク部材を介して駆動するのが一般的である。しかしながら、上記部材は絞り部材として組み込む場合、一定のスペースが必要であり、カメラの小型化，軽量化には限界があった。
そこで、絞り機構に形状記憶合金を用いることにより、カメラの絞り機構の小型化，軽量化および絞り部材の部品点数の削減するものが提案されている。

上記提案によれば、モータや電磁マグネットなどを用いた場合に比較し、小さいスペースで、かつ少ない部品数で実現されている。これによって小型化，軽量化を押し進められたが、さらなる小型化，軽量化および部品点数の削減が要請されている。
また、形状記憶合金による部材が作動してから絞りが開閉するまでの応答性を良好にする必要があり、このような観点からも部品点数を削減することが必須となる。
また、形状記憶合金は温度によって作動させる部材であるので、環境の温度変化の影響を考慮することが必要である。

形状記憶合金が記憶寸法に変形を開始する温度（Ａs 点）は、形状記憶合金を構成する材質の割合（ニッケルとチタンの配合割合）によって決まる。したがって、その形状記憶合金の使用環境によって調整することは可能ではあるが、形状記憶合金が不用意に変形を開始することを回避するために、周囲の環境温度より高く設定することが一般に行われる。例えば、日常生活で使用される機器等では、Ａs 点は７０〜８０°Ｃ程度と考えられる。
ところが、Ａs 点が高く設定されると実際に形状記憶合金を変形させたい場合に、通電開始から変形開始までの時間が長くなることや、時間を短縮するためにより大きな電力を要する等の問題が生じる。
一方、前記の問題を解決すべくＡs 点を低く設定すると、不用意に変形を開始するという問題がある。

しかし、昨今の日常生活で使用される機器も多様化するとともに、携帯性も向上してきていることから室内から室外へと使用形態は変化してきている。そのようなことから、使用環境も広範囲になっており、高温への対応が必須となっている。例えば、日中の車内や海水浴場等の場所では、曝される温度が８０°Ｃを上回ることも少なくなく、このような状況が想定される機器では、高温による絞り部材の誤動作や劣化、損傷と云った問題が起こり易くなる。逆に、不用意な変形を回避するために、温度設定を高くすると通常での使用状態で、作動までの時間の遅れや消費電力の増大につながり携帯性を損ねることにもなる。
特開平９−１２７３９８号公報

本発明の目的は、従来の形状記憶合金を用いた絞り機構に比較し、小型化，軽量化および部品点数の削減を実現し、絞りの応答性を良好に保つとともに温度環境変化による絞り機構の誤動作や劣化、損傷といった問題を軽減し、Ａs 点の設定範囲の自由度を確保しようとするものである。すなわち、絞り機構に要望される条件に適切な温度設定が可能になるとともに応答速度を確保し、誤動作や劣化，損傷を生じないように品質を確保することができる絞り機構および該絞り機構を用いたカメラを提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１の発明は、回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、連結部材を介して一端同士が連結された第１形状記憶合金及び第２形状記憶合金と、前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段とを備え、前記第１形状記憶合金の他端を前記絞り羽根に係止すると共に、前記第２形状記憶合金を前記絞り部材に係止したことを特徴とする。

請求項２の発明は、回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止した形状記憶合金と、前記第１絞り羽根及び前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、連結部材と、一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する第１付勢手段と、前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段とを備えたことを特徴とする。

請求項４の発明は、回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、連結部材と、一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が前記絞り部材に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段とを備えたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１，３，４の何れかに記載の発明において、前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において、環境温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段にて検出した温度に応じて前記制御手段を制御することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１，３，４の何れかに記載の発明において、前記第２形状記憶合金の長さ変化による前記連結部材の移動により、前記第１形状記憶合金の長さ変化による前記絞り羽根の開閉量の割合が変化することを特徴とする。

請求項８の発明は、回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、連結部材を介して一端同士が連結された第１形状記憶合金及び第２形状記憶合金と、前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段とを備え、前記第１形状記憶合金の他端を前記絞り羽根に係止すると共に、前記第２形状記憶合金を前記絞り部材に係止し、前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とする。

請求項９の発明は、回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止した形状記憶合金と、前記第１絞り羽根及び前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する付勢手段と、前記形状記憶合金の長さを制御する制御手段を備え、前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とする。

請求項１０の発明は、回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、連結部材と、一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する第１付勢手段と、前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段とを備え、前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とする。

請求項１１の発明は、回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、連結部材と、一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が前記絞り部材に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段とを備え、前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項８乃至１１の何れかに記載の発明において、環境温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段にて検出した温度に応じて前記制御手段を制御することを特徴とする。

請求項１３の発明は、請求項８，１０，１１の何れかに記載の発明において、前記第２形状記憶合金の長さ変化による前記連結部材の移動により、前記第１形状記憶合金の長さ変化による前記絞り羽根の開閉量の割合が変化することを特徴とする。

本発明によれば、構成が簡易となって小型化，軽量化および部品点数の削減を実現でき、高温となりうる場所に放置または保管されるようなことがあった場合でも誤動作を回避できるとともに、絞り機構に用いられる形状記憶合金の性能劣化や破損を防ぐことが可能となる。また、部品点数の削減と第２の形状記憶合金による温度補償により、絞り機構の応答性を確保できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
この実施の形態では絞り機構として銀塩カメラやディジタルカメラ、携帯電話や携帯型情報端末等に搭載可能なカメラの絞り装置を例に説明をする。

図１は、本発明によるカメラの絞り機構の第１の実施の形態を示す図である。

地板２０の中央に開口部２０ａが設けられている。絞り羽根回動軸１４ｅが開口部２０ａの下方に植設され、この絞り羽根回動軸１４ｅに回動可能に絞り羽根１４が取り付けられている。絞り羽根１４は、開口部２０ａを覆うための円板形状部１４ａと、この円板形状部１４ａの根元部分となる係止部１４ｃと、円板形状部１４ａおよび係止部１４ｃを繋ぐ折曲形状の中間部１４ｄより構成されている。上記絞り羽根回動軸１４ｅの取り付け位置は絞り羽根１４の中間部１４ｄである。

絞り羽根１４の円板形状部１４ａには突起１４ｂを有し、この突起１４ｂにコイル状のスプリング４の一端が係止され、該スプリング４の他端が地板２０に固定されている。絞り羽根１４はスプリング４によって時計方向に付勢されている。また、地板２０に位置制御用のストッパ１２ｂが植設され、このストッパ１２ｂに上記突起１４ｂが突き当たることにより時計方向の回転が制限される。

連結板７が地板２０の下方に設けられている。連結板７はロープ状の第１および第２の形状記憶合金３，５を連結するもので、第１の形状記憶合金３の中間部が滑動可能に掛け渡されるとともに第２の形状記憶合金５の一端が固定されている。第１の形状記憶合金３の一端は地板２０に固定され、他端は絞り羽根１４の係止部１４ｃに固定されている。第２の形状記憶合金５の他端は、連結板７の上方位置の地板２０に固定されている。連結板７は、上下方向（矢印２２方向）に摺動可能な状態で地板２０に係止されている。連結板７にはさらにコイル状のスプリング６の一端が固定され、スプリング６の他端は連結板７の下方位置の地板２０に固定されている。連結板７はコイル状のスプリング６によって下方向に付勢されており、図１（ａ）の絞りが閉じている状態では上下移動可能範囲の最も下端位置にある。

第１の形状記憶合金３の両端にはケーブル１３ａ，１３ｂを介してＳＭＡ駆動回路１２が接続され、第２の形状記憶合金５の両端にはケーブル１６ａ，１６ｂを介してＳＭＡ駆動回路１５が接続されている。
図１（ｂ）に示すようにＳＭＡ駆動回路１２，１５はカメラの絞り制御回路２７により制御される。ＳＭＡ駆動回路１２は絞り制御回路２７から絞り開閉の制御信号が送られると、所定の駆動電流を流し第１の形状記憶合金３を急激に温度上昇させ、絞りを開閉制御する。
第２の形状記憶合金５は第１の形状記憶合金３の保護（劣化および破損からの保護）・補償（温度変化により補償および寸法精度のバラツキによる動作の補償）のために設けたものである。この保護・補償は、第２の形状記憶合金５のＳＭＡ駆動回路１５の駆動によって行うものであるが、ＳＭＡ駆動回路１５を用いずに外気温変動による第２の形状記憶合金５自体の特性によって行うこともできる。
なお、第２の形状記憶合金５による動作は、図４の実施の形態と同じであるので、図４において詳述する。

図２は、本発明の第２の実施の形態を示すカメラの絞り機構を示す図である。
地板２０の中央に開口部２０ａが設けられている。絞り羽根回動軸１ａ，２ａが開口部２０ａの下方に植設され、この絞り羽根回動軸１ａ，２ａに回動可能に絞り羽根１，２がそれぞれ取り付けられている。絞り羽根１，２は、開口部２０ａを覆うための翼条の形状部１ｃ，２ｃと、この翼条の形状部１ｃ，２ｃの根元部分となる係止部１ｄ，２ｄと、翼条の形状部１ｃ，２ｃおよび係止部１ｄ，２ｄを繋ぐ折曲形状の中間部１ｅ，２ｅより構成されている。上記絞り羽根回動軸１ａ，２ａの取り付け位置は絞り羽根１，２の中間部１ｅ，２ｅである。

地板２０の下部にはＳＭＡガイド８が植設されている。ロープ形状の形状記憶合金３は絞り羽根１，２の係止部１ｄと２ｄの間を滑動可能なＳＭＡガイド８を介して掛け渡されている。絞り羽根１，２の係止部１ｄ，２ｄには一端が地板２０に固定されたコイル状のスプリング４ａ，４ｂが掛けられ、絞り羽根１は時計方向に、絞り羽根２は反時計方向にそれぞれ回転習性が与えられている。地板２０には位置制御用の絞り羽根ストッパ１ｂ，２ｂが植設され、この絞り羽根ストッパ１ｂ，２ｂが絞り羽根１，２の側部に突き当たり、絞り羽根１，２の回転が止められている。この位置で、絞り羽根１，２が交差するように重なり開口部２０ａを完全に閉じた状態になっている。

なお、絞り羽根ストッパ１ｂ，２ｂは絞り羽根１，２の回転角度を制限するものであるならば、地板２０からのポストやリブ等による突起物や絞り羽根からの突起物で構成して良い。また、スプリング４ａ，４ｂは図１（ａ）のスプリングも含めて必ずしもコイル形状にする必要はない。

ロープ状の形状記憶合金３にはケーブル１３ａ，１３ｂが電気的に接続され、ＳＭＡ駆動回路１２が接続されている。ＳＭＡ駆動回路１２は図示しないカメラのレリーズが押され、図１（ｂ）に示す絞り制御回路から制御指令が送られると、動作を開始する。
ＳＭＡ駆動回路１２が動作し、所定の電流が流れると、形状記憶合金３は発熱によりＡｓ点の温度を越えることにより元の記憶した形状に急速に変形する。元の記憶した形状は形状記憶合金３が収縮して長さが短くなった状態であり、形状記憶合金３が収縮すると、スプリング４ａ，４ｂに抗して絞り羽根１は反時計方向に、絞り羽根２は時計方向にそれぞれ回転を開始し、元の記憶した形状になったとき、開口部２０ａは完全に開く。

この実施の形態は、２つの絞り羽根１，２の係止部１ｄ，２ｄの間をＳＭＡガイド８を介して直接接続しているので、形状記憶合金の縮む速度が絞り羽根１，２の回転速度にそれぞれに反映されると同時に相互に他方の絞り羽根の形状記憶合金の縮む速度が加わるため、ロープ状の形状記憶合金の他端を絞り地板に固定した場合や、各絞り羽根の他端にそれぞれ係合する部材を設けて、その係合する部材間をロープ状の形状記憶合金を掛け渡す場合に比較し、絞り羽根の回動速度の速度を増加させることができる。これは、ロープ状の形状記憶合金自体の性能向上（応答性を速くするなど）ではなく、形状記憶合金を駆動部材として組み込む構造によって実現するものである。また、駆動部材が１本のロープ状の形状記憶合金であるので、絞り駆動部材としてモータや電磁マグネットを用いる場合に比較し、小型化，軽量化を実現できる。

図３は図２の一部を変形した第３の実施の形態を示す図である。
この実施の形態は、図２の構成において、スプリングおよび絞りを駆動する形状記憶合金の構成を変えたものである。

絞り羽根１，２の翼条の形状部１ｃ，２ｃと、この翼条の形状部１ｃ，２ｃの根元部分となる係止部１ｄ，２ｄとを繋ぐ中間部１ｅ，２ｅは、図２では折曲形状になっているが、略直線の形状になっている。
形状記憶合金３ａは係止部１ｄと２ｄの間を直接、掛け渡されている。地板２０に植設されたピン８ａにスプリング２３の基部２３ａが固定され、張り出ている両端は、たすき掛けで絞り羽根１，２の係止部１ｄ，２ｄにそれぞれ係止されている。このスプリング２３の作用によって絞り羽根１は時計方向に、絞り羽根２は反時計方向に付勢されている。絞り動作は図２と同様であるので、省略する。

図２および図３の実施の形態では開口部２０ａが閉じた状態で、外気温が上昇すると、形状記憶合金３，３ａは温度が上がり自己収縮するため、ＳＭＡ駆動回路１２の電流制御とは関係なく、絞り羽根１，２が少し動くこととなる。これによって絞りの開閉性能が劣化したり、通常状態と比較し形状記憶合金３に大きな力が加わって変形し、極端な場合には損傷したりする場合がある。また、絞りが動作したときに、絞り羽根がストッパに当たるときの衝撃が大きくなって絞り羽根自体が同様に損傷することが考えられる。
この状態を回避するために絞りを直接駆動する第１の形状記憶合金３に対し、第２の形状記憶合金を設けてこの問題を解決したのが図１および図４以降の実施の形態である。

図４は、本発明によるシャッタ機構を用いたカメラの第４の実施の形態を示す図である。この実施の形態は外気温変化に対応して絞りの動き量を補正するためのものである。

この図は、第２の形状記憶合金および関連する部材が増設されている点で図２とは異なっている。すなわち、第１の形状記憶合金３が掛け渡されているＳＭＡガイドに変えて連結板７が設けられている。連結板７は第１および第２の形状記憶合金３，５を連結するもので、第１の形状記憶合金３の中間部が滑動可能に掛け渡されるとともに第２の形状記憶合金５の一端が固定されている。第２の形状記憶合金５の他端は、連結板７の上方の地板２０に固定されている。連結板７は、上下方向（矢印２２方向）に摺動可能な状態である。連結板７にはさらにコイル状のスプリング６の一端が固定され、スプリング６の他端は連結板７の下方の地板２０に固定されている。連結板７はスプリング６によって下方向に付勢されており、絞りが閉じている図４の状態では上下移動可能範囲の最も下端位置にある。
第２の形状記憶合金５の両端にはケーブル１６ａ，１６ｂを介してＳＭＡ駆動回路１５が接続されている。

図４は、ＳＭＡ駆動回路１２，１５の通電による第１および第２の形状記憶合金３，５の制御を行っていない状態を示している。また、外気温の影響を殆ど受けていないため自己収縮も無い状態にある。すなわち、通常状態の絞り羽根が閉の状態を示している。

図５は、図４において絞り羽根に繋がっている第１の形状記憶合金に通電制御を行い、所定の寸法まで収縮させ絞り羽根を開いた状態を示す図である。
このとき、外気温は第１および第２の形状記憶合金３，５には影響ない状態であり、従ってＳＭＡ駆動回路１５による第２の形状記憶合金５の通電制御も行っていない。第１の形状記憶合金３のみ通電制御を行い絞り羽根の開閉制御を行っている。

図６は、図４の状態から外気温の影響を受けた状態であり、２つの形状記憶合金３，５が自己収縮している状態を示している。

ここで、図２に示すように第１の形状記憶合金３とその反力となるスプリング４ａ，４ｂのみで構成した場合、第１の形状記憶合金３の変形開始温度（Ａｓ点）を高く設定しなくてはならない。そうでないと、ある程度の温度に達すると自己収縮し絞り羽根１，２が図５に示すように開くことになるからである。

逆に、変形開始温度（Ａｓ点）の設定が高すぎると、前述したような誤動作は防げるものの使用時により大きな電力を要することになること、および制御の遅れ等の問題も生じる。そこで、第２の形状記憶合金５を設けることによりかかる問題を解消しようとするものである。図中の第１および第２の形状記憶合金３，５の特性や形状寸法については絞り全体の形状により決められ、通電制御を行わずに要求される調整を得ることができる。また、調整用に設けられている第２の形状記憶合金のＳＭＡ駆動回路１５を駆動し通電制御することにより調整を可能にするようにしてもよい。
しかしながら、カメラは使用されていないときは電源がオフ状態であり、消費電力の問題等を鑑みると、カメラに使用する場合は前述したような特性や形状寸法により自己補正できるような構成にすることが望ましい。

図７は、図６の状態から絞り羽根を開くように制御した図であり、ＳＭＡ駆動回路１２により第１の形状記憶合金３に通電を行い制御したものである。
第１の形状記憶合金３のＡｓ点を比較的低く設定し外気温の上昇により第１の形状記憶合金３が縮んだ場合、第２の形状記憶合金５を縮ませて連結板７を上部に移動させることにより、外気温が上昇した状態でも開口部２０ａが開かず、ＳＭＡ駆動回路１２の駆動により開口動作に遅れを生じることなく絞り羽根を開くことができる。
ＳＭＡ駆動回路１５を駆動して調整する構成の場合には外気温を検出する温度検出器１７を設け、温度検出器１７からの上昇温度データによりＳＭＡ駆動回路１５の第２の形状記憶合金５に流す電流値を制御して温度上昇に対応して第２の形状記憶合金５の縮む量を変化させることができる。

図８は、本発明の第４の実施の形態を示す図で、図４の構成において２つの絞り羽根を連結させるリンク機構を設けることにより１個のスプリングを削減した例である。
図４の構成と同じ符号を付してある部分は同じ機能を果たす。

第１の絞り羽根９の絞り羽根回動軸１ａの付近に長溝９ａが設けられている。
第２の絞り羽根１０の絞り羽根回動軸２ａの付近に連結ピン１１が植設され、この連結ピン１１が長溝９ａに嵌合している。コイル状のスプリング４により第１の絞り羽根９が時計方向に付勢されストッパ１ｂに突き当たるまで連結ピン１１により第２の絞り羽根１０は反時計方向に回転するように連動させられているので、第２の絞り羽根１０専用のスプリングは不要となる。

第１の形状記憶合金３にＳＭＡ駆動回路１２により通電制御を行うことにより形状記憶合金３は収縮し、絞り羽根９，１０を絞り羽根回動軸１ａ、２ａで回転動作を行うことにより、絞りが開口する。逆に通電制御を止めると第１の形状記憶合金３はスプリング４によって元の長さに復帰することとなり、前記の動作とは逆の動作となる。

図９は、本発明の第５の実施の形態を示す図である。
図１（ａ）の実施の形態において、絞り羽根１４を付勢させるコイル状のスプリング４の取り付け位置を変えたものである。図１（ａ）の構成と同じ符号を付してある部分は同じ機能を果たす。
スプリング４の一端は絞り羽根１４の係止部１４ｃに固定され、他端は地板２０の上方に固定されている。このスプリング４によって絞り羽根１４を時計方向に付勢している。絞り動作の性能および温度補正は図１（ａ）と同じである。

図１０は、本発明の第６の実施の形態を示す図で、第２の形状記憶合金で位置制御される連結板をレバーに置き換えることにより変化量（伸縮）を拡大・縮小する例である。
連結板に変わるＳＭＡ連結レバー２１の一端は、地板２０に植設された回動軸２１ａに回動可能に取り付けられている。ＳＭＡ連結レバー２１の他端はピン２１ｂが固定されており、ピン２１ｂに第１の形状記憶合金３が掛け渡されている。また、スプリング６の一端がＳＭＡ連結レバー２１の他端に固定され、スプリング６の他端が地板２０に固定されている。ＳＭＡ連結レバー２１の他端側の上方にＳＭＡガイド１９が植設されている。

第２の形状記憶合金１８の一端は地板２０に固定され、第２の形状記憶合金１８がＳＭＡガイド１９を滑動できる状態で掛け渡され、第２の形状記憶合金１８の他端がＳＭＡ連結レバー２１の中央部より右寄りに固定されている。

ＳＭＡ連結レバー２１における第２の形状記憶合金１８の固定場所（ＳＭＡ連結レバー回動軸２１ａの中心からの距離）を変えることによりピン２１ｂの位置の移動量を変化させ、第１の形状記憶合金３の変移量に対する第２の形状記憶合金１８の変化の倍率を変えることができる。これにより、第２の形状記憶合金１８の特性に応じて適正な調整ができる。これは図４に比較し第２の形状記憶合金１８の温度に対する変化の度合いを大きく又は小さくできることになる。また、第１の形状記憶合金３を用いる機構と第２の形状記憶合金１８を用いる機構の関係を容易に構築できるようになる。
なお、図１０におけるＳＭＡ駆動回路１２および１５は図４の実施の形態の同じ回路と同様に制御される。

図１１は、図１０の構成において、第２の形状記憶合金をＳＭＡ駆動回路で駆動制御することにより絞り羽根を開放位置以外の場所で止めるような制御を行った状態を示した図である。
第１の形状記憶合金３は絞り羽根の開閉のみを駆動制御し、第２の形状記憶合金１８はＳＭＡ駆動回路１５で微少の動きの制御を行うことによって第１の形状記憶合金３の保護（劣化および破損からの保護）・補償（温度変化により補償および寸法精度のバラツキによる動作の補償）の他に絞り開口量の制御も同時にできるように構成している。すなわち、この実施の形態の絞り機構は絞り開閉動作と同時に開口時の開口量を制御し、絞りとしての役割も果たすことが可能である。

図１１のＳＭＡ駆動回路１５は絞り情報２４に対応して駆動電流が変化させられ、第２の形状記憶合金１８を駆動する。
第１の形状記憶合金３の制御は絞り羽根の開閉のみを行うだけでよい。ただし、絞りの開閉は、時間との関係があるために時間制御と電力容量を大きくすることが望ましい。

図１２は、形状記憶合金のひずみ特性の一例を説明するためのグラフで、温度（電力）変化と絞り羽根の開閉位置の関係を示す図である。
例えば、図４における第１の形状記憶合金３による絞りが特性２５の曲線に従う動作をしたとする。第１の形状記憶合金３をＳＭＡ駆動回路１２で自己発熱させることにより温度ｔ１で絞りが開き始め、温度ｔ３で完全に絞りが開いた状態となる。

外気温が上昇した場合、気温上昇により第２の形状記憶合金３が直接、上昇温度に対応しただけ縮むように制御するか、または温度検出器１７で検知した検知データに基づき対応付けられる電流値をＳＭＡ駆動回路１５で流すことにより第１の形状記憶合金３による絞りの特性を２６のように移行させる。これにより温度がｔ１から（ｔ２−ｔ１）の範囲内で上昇したとしても、第１の形状記憶合金３による絞りが動作していないにも関わらず開き始めることはない。

以上、説明した実施の形態は、通常状態で絞り羽根が閉じている構成で説明したが、形状記憶合金や付勢手段等を組みかえることで、通常状態で絞り羽根が開いている構成も考えられる。例えば、前者は銀塩フィルムを使ったカメラ用に、後者はディジタルカメラや携帯型端末等のカメラにと言った使用形態が考えられる。
また、絞り羽根の開口部を閉じる形状は円形，翼形状以外に開口部を閉じることができるのであれば、これら以外の形状を用いても良い。例えば楕円形，角形などである。さらに、ストッパの形状もピン形状ではなく他の形状であってもよく、ストッパの機能を果たすものであれば、地板ではなく他の部材に固定しても良い。

さらには、形状記憶合金はロープ状の例を用いたが、ロープ状ではなく他の形状でも良い。例えば、ロープ状の滑動する部分以外は、その太さや形状を変えても良い。かかる場合、開閉制御に用いるか、温度補償などに用いるかによってその特性を考慮して、その形を決める必要がある。また、連結板，レバーを介さない部分に用いる形状記憶合金であるならば、長い薄板，コイル形状，つづら折り形状，これらに類似する形状などである。

本発明による形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いた絞り機構は、銀塩カメラやディジタルカメラ，携帯型端末（電話、ＰＤＡ等）用カメラ等に用いられ、これらカメラの絞りや、光学式防振装置の駆動部、その他の直進や回転の駆動源として応用できる。

（ａ）は本発明による絞り機構を用いるカメラの第１の実施の形態を示す図である。

（ｂ）はカメラに組み込んだときの絞り回路の実施の形態を示す図である。
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すカメラの絞り機構を示す図である。 図２を一部の変形した第３の実施の形態を示す図である。 本発明によるシャッタ機構を用いたカメラの第４の実施の形態を示す概略図である。 図４において絞り羽根に繋がっている第１の形状記憶合金に通電制御を行い、所定の寸法まで収縮させ絞り羽根を開いた状態を示す図である。 図４の状態から外気温の影響を受けた状態であり、２本の形状記憶合金３，５が自己収縮している状態を示している。 図６の状態から絞り羽根を開くように制御した図であり、ＳＭＡ駆動回路１２により第１の形状記憶合金３に通電を行い制御したものである。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、図４の構成において２つの絞り羽根を連結させるリンク機構を設けることにより１個のスプリングを削減した例である。 本発明の第５の実施の形態を示す図で、さらに、部品点数を削減するために絞り羽根を１枚にした例である。 本発明の第６の実施の形態を示す図で、第２の形状記憶合金で制御される連結板をレバーに置き換えることにより変化量（伸縮）を拡大・縮小する例である。 図１０の構成において、第２の形状記憶合金をＳＭＡ駆動回路で駆動制御することにより絞り羽根を開放位置以外の場所で止めるような制御を行った状態を示した図である。 形状記憶合金のひずみ特性の一例を説明するためのグラフで、温度（電力）変化と絞り羽根の開閉位置の関係を示す図である。

符号の説明

１，２，９，１０ 絞り羽根
１ａ，２ａ 絞り羽根回動軸
１ｂ，２ｂ 絞り羽根ストッパ
３，５，１８ 形状記憶合金（ＳＭＡ）
４，４ａ，４ｂ，６ スプリング
７ 連結板
８，１９ ＳＭＡガイド
９ａ 長溝
１１ 連結ピン
１２，１５ ＳＭＡ駆動回路
１３ａ，１３ｂ，１６ａ，１６ｂ ケーブル
２１ ＳＭＡ連結レバー
１７ 温度検出器
２０ 地板
２０ａ 開口部

Claims (13)

1. 回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、
   連結部材を介して一端同士が連結された第１形状記憶合金及び第２形状記憶合金と、
   前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、
   前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段とを備え、
   前記第１形状記憶合金の他端を前記絞り羽根に係止すると共に、前記第２形状記憶合金を前記絞り部材に係止したことを特徴とする絞り機構。
2. 回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、
   一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止した形状記憶合金と、
   前記第１絞り羽根及び前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する付勢手段と、
   を備えたことを特徴とする絞り機構。
3. 回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、
   連結部材と、
   一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、
   一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、 前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する第１付勢手段と、
   前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、
   を備えたことを特徴とする絞り機構。
4. 回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、
   連結部材と、
   一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が前記絞り部材に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、
   一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、
   前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、
   前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、
   を備えたことを特徴とする絞り機構。
5. 前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１，３，４の何れかに記載の絞り機構。
6. 環境温度を検出する温度検出手段を有し、
   前記温度検出手段にて検出した温度に応じて前記制御手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の絞り機構。
7. 前記第２形状記憶合金の長さ変化による前記連結部材の移動により、前記第１形状記憶合金の長さ変化による前記絞り羽根の開閉量の割合が変化することを特徴とする請求項１，３，４の何れかに記載の絞り機構。
8. 回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、
   連結部材を介して一端同士が連結された第１形状記憶合金及び第２形状記憶合金と、
   前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、
   前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、
   前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段とを備え、
   前記第１形状記憶合金の他端を前記絞り羽根に係止すると共に、前記第２形状記憶合金を前記絞り部材に係止し、前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とするカメラ。
9. 回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、
   一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止した形状記憶合金と、
   前記第１絞り羽根及び前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する付勢手段と、
   前記形状記憶合金の長さを制御する制御手段を備え、
   前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とするカメラ。
10. 回動可能な第１絞り羽根と第２絞り羽根とを備えた絞り部材と、
    連結部材と、
    一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が第２絞り羽根に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、
    一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、 前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根をそれぞれ異なる回動方向に付勢する第１付勢手段と、
    前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、
    前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とするカメラ。
11. 回動可能な絞り羽根を備えた絞り部材と、
    連結部材と、
    一端が前記第１絞り羽根に係止し他端が前記絞り部材に係止すると共に略中央にて前記連結部材にてガイドされる第１形状記憶合金と、
    一端を前記連結部材に係止し他端を前記絞り部材に係止した第２形状記憶合金と、 前記絞り羽根を所定回動方向に付勢する第１付勢手段と、
    前記連結部材を所定方向に付勢する第２付勢手段と、
    前記第１形状記憶合金の長さと前記第２形状記憶合金の長さを制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段により前記絞り羽根の開閉制御を行うことを特徴とするカメラ。
12. 環境温度を検出する温度検出手段を有し、
    前記温度検出手段にて検出した温度に応じて前記制御手段を制御することを特徴とする請求項８乃至１１の何れかに記載のカメラ。
13. 前記第２形状記憶合金の長さ変化による前記連結部材の移動により、前記第１形状記憶合金の長さ変化による前記絞り羽根の開閉量の割合が変化することを特徴とする請求項８，１０，１１の何れかに記載のカメラ。
    
    

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