JP2529345B2

JP2529345B2 - プログラムシャッタ駆動装置

Info

Publication number: JP2529345B2
Application number: JP63080334A
Authority: JP
Inventors: 洋二那珂; 豊吉田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPH01252943A; US4989030A; DE3910448A1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は超音波モータを利用したプログラムシャッタ
の駆動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

レンズシャッタ式のコンパクトカメラの多くには、プ
ログラムシャッタが広く用いられている。プログラムシ
ャッタは、露出時間を制御するシャッタ羽根を絞りにも
兼用してプログラム露光を行うもので、被写体輝度に対
応してシャッタ羽根の開口径（絞り値）とシャッタ秒時
とを決めるようしている。

プログラムシャッタのシャッタ羽根を開閉駆動させる
ために、最近ではステッピングモータが利用されてい
る。これによれば、ステッピングモータの駆動を電気的
に制御するだけでシャッタ羽根の開閉動作を正確にコン
トロールすることができ、しかもシャッタ羽根回りの構
造を非常に簡単にまとめることができるようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ステッピングモータでシャッタ羽根を開閉制
御するようにした従来のプログラムシャッタにおいて
は、ステッピングモータの回転トルクが小さいためにシ
ャッタ羽根の開き時の動作特性が不安定になりやすい。
また、ステッピングモータの回転速度が一定であるた
め、これによりシャッタ羽根の開閉速度も一義的に決ま
ってしまうことから、シャッタ羽根の開閉プログラムに
自由度が少なく、さらにステッピングモータあるいはシ
ャッタ羽根の実際の開閉動作とは無関係にステッピング
モータを駆動することから、露光が不正確になることも
少なくない。

本発明はこのような従来技術の欠点を解決するために
なされたもので、シャッタ羽根を超音波モータで駆動す
ることによって、シャッタ羽根を正確に制御して信頼性
の高い露光制御ができるようにしたプログラムシャッタ
駆動装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、シャッタ部材を
超音波モータで開閉駆動するにあたり、測光された被写
体輝度に応じ、シャッタ部材の変位速度及び開口径に対
応するシャッタ部材の変位位置との組み合わせによって
露光量を決定する露光量決定手段と、この露光量決定手
段で決められたシャッタ部材の変位速度及び変位位置に
対応した測度指令信号及び位置指令信号とを出力する駆
動指令手段と、前記シャッタ部材の開閉駆動時における
変位速度及び変位位置に対応した速度信号及び位置信号
をそれぞれ検知する検知手段と、前記駆動指令手段から
の速度指令信号と位置指令信号が前記検知手段からの速
度信号と位置信号にそれぞれ一致するように前記超音波
モータを駆動する駆動制御手段とを設けたものである。

〔作用〕

上記構成によれば、被写体輝度情報に基づいてシャッ
タ部材の位置指令信号及び速度指令信号が決められ、こ
れによりシャッタ部材の露光プログラムが設定される。
そして、この露光プログラムと実際のシャット部材の開
閉に対応した位置信号並びに速度信号とが対照されなが
らシャッタ部材の駆動が実行されるため、再現性に優れ
た正確な露光制御が実現されるようになる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

〔第１実施例〕本発明に用いられる超音波モータの概略を示す第２図
において、この超音波モータ２のステータは、電歪振動
によって弾性振動を行う弾性体３と、この弾性体３に機
械いな振動を与えるための圧電セラミックス4a,4bとか
らなる。弾性体３の上面には多数の櫛歯上の突起3aが円
弧状に形成されている。そして、これらの突起3aは、ロ
ータを構成する回転体５の下面に形成された円弧状の溝
5aに入り込み、これらの間にはライニング材６が挟まれ
ている。圧電セラミックス4a,4bは互いに接着され、一
方の圧電セラミックス4aは弾性体３の下面に接着されて
いる。また、他方の圧電セラミックス4bはフェルト等の
シート材８を介して支持体９に保持されている。

回転体５には軸部5bが一体に形成され、この軸部5bに
はベアリング10を介してステータに回転自在に支持され
ている。そして、圧電セラミックス4a,4bに対し、位相
が90゜ずれた振動電圧v_a,v_bを与えると、これらの電歪
振動によって弾性体３が振動して突起3aに機械的な進行
波が発生する。この進行波はライニング材６を介して回
転体５に伝達され、これにより回転体５が回転する。な
お、位相のずらし方向によって回転体５の回転方向を制
御することができ、またその回転速度は振動電圧v_a,v_b
の振動エネルギー、すなわち振動数あるいは振幅等によ
って調節することができる。

回転体５の軸部5bに固定されたギヤ11には、シャッタ
羽根12を開閉させるためのギヤ13が噛合している。また
回転体５の上面には導電性のブラシ15が固着されてお
り、固定板16の下面に設けられた摺動抵抗17に摺動して
いる。そして、回転体５を回転させることによってシャ
ッタ羽根12を開閉させることができ、また回転体５の回
転位置は、摺動抵抗17を介して得られる電圧信号によっ
て検出することができる。

第１図は上記超音波モータ２を駆動するための基本的
な回路構成及びシャッタ羽根12の概略を示している。位
置センサ20は、前記ブラシ15と摺動抵抗17とから構成さ
れ、その摺動抵抗値すなわち超音波モータ２の回転位置
に対応した位置信号電圧V_Pを出力する。超音波モータ２
の回転位置はシャッタ羽根12の変位位置と一対一に対応
しているから、結局、位置センサ20はシャッタ羽根12の
変位位置を検知する検知手段を構成する。また、前記位
置信号電圧V_Pの時間変化からシャッタ羽根12の変位速度
信号を求めることもできる。位置指令信号発生回路22
は、詳しくは後述するように、シャッタ羽根12の開閉プ
ログラムにしたがって超音波モータ２の回転を制御する
参照電圧V_refを出力する。制御回路23は前記参照電圧V
_ref及び位置信号電圧V_Pを受け、駆動電圧V_D及び超音波
モータ２の回転方向を決定するための信号電圧V_Sを生成
し、これを振動回路24に出力する。この結果、駆動回路
24から前記圧電セラミックス4a,4bに振動電圧v_a,v_bが供
給され、これにより超音波モータ２が駆動されるように
なる。

シャッタ羽根12は一対のセクター12a,12bからなる。
各々のセクター12a,12bにはスロットが形成され、これ
らのスロットに連動ピン18が係合している。この連動ピ
ン18は、扇形ギヤ19aが形成された連動レバー19に植設
され、連動レバー19が前記ギヤ13により反時計方向に回
動することによってセクター12a,12bが互いに開き方向
に回動し、露光が開始される。また、ギヤ13により連動
レバー19が時計方向に回動するとセクター12a,12bが閉
じ方向に回動する。

前記参照電圧V_refを得るための位置指令信号発生回路
22は、例えば第３図のように構成することができる。輝
度検出回路30は、測光素子30aからの光電信号に基づい
て被写体輝度に比例した測光信号を出力する。輝度検出
回路30には演算回路31が接続され、前記測光信号を対数
変換及びデジタル処理し、測光信号の大小に対応した測
光コード信号をROM32に供給する。ROM32は演算回路31か
ら出力されてくる測光コード信号ごとに、時間信号T₁,T
₂を対応づけたテーブルメモリで構成されている。この
時間信号T₁は、シャッタ羽根12が開き方向に駆動される
時間幅を表し、時間信号T₂はシャッタ羽根12が所定の開
口径に達した後、そのままの開口を維持させておく時間
幅を表す。このように、前記輝度検出回路31,演算回路3
1,ROM31は、測定された被写体輝度に対応したシャッタ
羽根12の変位速度及び開口径との組み合わせによって露
光量を決定する露光量決定手段を構成する。さらに、RO
M31はシャッタ羽根12の開閉駆動時における露光プログ
ラムの指令手段、すなわちシャッタ羽根12の変位速度及
び変位位置に対応した速度指令信号及び位置指令信号を
出力する駆動指令手段として機能する。

タイマー回路33,34は、それぞれスタート端子Ｓにス
タート信号が入力された時点から、前記時間信号T₁,T₂
を計時する。この計時中はそれぞれのＱ端子からハイレ
ベル信号（以下、Ｈ信号という）が出力される。タイマ
ー回路33のＳ端子には、スタート信号発生回路35の出力
端が接続されている。このスタート信号発生回路35は、
シャッタレリーズボタンの操作に連動してオンするレリ
ーズスイッチS₀と、チャタリングによる波形歪みを防ぐ
波形成形回路36からなり、レリーズスイッチS₀がオンさ
れたときにタイマー回路33のＳ端子のスタート信号を与
える。また、タイマー回路34のＳ端子にはタイマー回路
33の端子からの信号が供給される。

タイマー回路33,34のＱ端子はノア回路38に接続され
ている。またタイマー回路33の端子は、後述するコン
パレータ40の出力端とともにアンド回路41に接続され、
ノア回路38の出力端はコンパレータ40の出力端とともに
ナンド回路42に接続されている。そして、これらのアン
ド回路41,ナンド回路42からの出力によって、アナログ
スイッチ44,45のオン，オフ制御が行われる。すなわ
ち、アンド回路41,ナンド回路42の出力がＨ信号のとき
にアナログスイッチ44,45がオン状態となる。

アナログスイッチ44,45は、それぞれトランジスタ46,
47のベース端子に接続されている。アナログスイッチ44
がオフのときには、オペアンプ48の出力端の電圧値によ
って決められる定電流i₁がトランズスタ46のエミッタに
流れ、アナログスイッチ45がオフしているときにはオペ
アンプ49の出力端電圧によって決められる定電流i₂がト
ランジスタ47のコレクタに流れる。これらの電流i₁,i₂
の値は、オペアンプ48,49の反転入力端子に入力される
電圧V_r1,V_r2によって調節することができる。

トランジスタ46,47のエミッタ−コレクタ接続点は、
オペアンプ50の非反転入力端に接続され、これと並列に
コンデンサ51が接続されている。コンデンサ51の端子電
圧はオペアンプ50によって増幅され、この出力が前述し
た参照電圧V_refとして得られる。なお、コンデンサ51の
端子電圧は前記コンパレータ40の非反転入力端子にも供
給され、この端子電圧がV_r3以上になったときにコンパ
レータ40の出力端にハイレベル信号が現れるようにな
る。

上記構成による位置指令信号発生回路22の作用につい
て、第４図のタイムチャートを参照して説明する。

レリーズスイッチS₀がオンされると、その時点での被
写体輝度が測光され、ROM32からは被写体輝度に対応し
た時間信号T₁がタイマー回路33に入力され、時間信号T₂
がタイマー回路34に入力される。同時に、波形成形回路
36からタイマー回路33のＳ端子にスタート信号が入力さ
れ、タイマー回路33は時間信号T₁で決められた時間T₁を
計時し、この計時期間中はＱ端子出力がＨ信号，端子
がＬ信号を出力する。なお、この時点でタイマー回路34
のＱ端子はＬ信号状態となっている。また、初期状態に
おいて参照電圧V_refの値はV₀となっており、これに対応
したコンデンサ51の端子電圧はコンパレータ40で設定さ
れた閾値レベルV_r3以下となっているから、コンパレー
タ40の出力端にはＬ信号が現れている。

タイマー回路33の端子からＬ信号が出力されると、
アンド回路41の出力端にはＬ信号が現れ、これによりア
ナログスイッチ44がオフ状態になる。この結果、トラン
ジスタ46が導通し、エミッタにはオペアンプ48の出力端
電圧によって決まる定電流i₁が流れる。この時点では、
トランジスタ47は遮断状態に維持されているから、この
定電流i₁によってコンデンサ51が充電され、その端子電
圧が徐々に上昇してゆく。また、コンデンサ51に充電が
開始されることによって、その端子電圧は初期電圧V₀を
越えてしまうので、コンパレータ40の出力端にはＨ信号
が現れるが、タイマー回路33の端子からはＬ信号が出
力されたままとなっているので、アンド回路41の出力は
依然としてＬ信号であり、よってコンデンサ51への充電
は継続される。

こうしてコンデンサ51への充電が継続され、その端子
電圧が上昇してゆくと、オペアンプ50の出力端の参照電
圧V_refは、第４図に示したように、初期電圧V₀から傾き
α_１で上昇してゆく。そして、タイマー回路33が時間T₁
の計時を完了した時点で、タイマー回路33の端子にＨ
信号が現れ、これによりアンド回路41の出力端にＨ信号
が現れ、アナログスイッチ44がオン状態となってトラン
ジスタ46が遮断状態となる。なお、傾きα_１はオペアン
プ48の反転入力端子に与えられている電圧V_r1を変える
ことによって調節することができる。

タイマー回路33が時間T₁の計時を完了すると、タイマ
ー回路34が時間T₂の計時を開始し、そのＱ端子にはＨ信
号が現れる。しかし、この時点ではタイマー回路33のＱ
端子出力はＬ信号となっているため、ノア回路38の出力
はＬ信号のままに維持されることになる。そして、この
ノア回路38からのＬ信号がナンド回路42の一方の入力と
なるため、ナンド回路42の出力端はＨ信号のままとなっ
ており、アナログスイッチ45はオン状態を維持する。こ
うしてタイマー回路34が時間T₂を計時する間は、アナロ
グスイッチ44,45の双方がオン状態となりトランジスタ4
6,47は共に遮断されるため、コンデンサ51は充電も放電
もされることなく、その端子電圧は一定に保たれる。

タイマー回路34が時間T₂の計時を完了すると、Ｑ端子
にＬ信号が現れる。このＬ信号がノア回路38に入力され
ると、ノア回路38の出力端にＨ信号が、そしてナンド回
路42の出力端にＬ信号が生ずる。この結果、アナログス
イッチ45がオフしてトランジスタ47が導通する。なお、
他方のアナログスイッチ44はオン状態のままであり、ト
ランジスタ46は遮断されたままとなっている。

トランジスタ46が遮断状態でトランジスタ47が導通す
ると、トランジスタ47にはコンデンサ51の放電による電
流i₂が流れる。こうしてコンデンサ51の放電が開始され
ると、コンデンサ51の端子電圧が徐々に低下するため、
オペアンプ50の出力端電圧、すなわち参照電圧V_refも低
下してゆくようになる。なお、電流i₂の値は、オペアン
プ49の非反転入力端子に与えられている電圧V_r2によっ
て調節することができ、これにより参照電圧V_refの下降
時の傾きα_２を変えることも可能である。

コンデンサ51の端子電圧が低下してゆき、その電圧値
がコンパレータ40の閾値電圧V_r3未満になると、コンパ
レータ40の出力端にＬ信号が生ずる。このＬ信号がナン
ド回路42に入力されると、ナンド回路42の出力がＨ信号
となり、アナログスイッチ45がオン、そしてトランジス
タ47が遮断される。この結果、第４図に示したように、
台形状の参照電圧V_refの波形を得ることができるように
なる。なお、本実施例ではROM32からの出力T₁によって
シャッタが最大開口となる位置指令電圧の最大値V_Mを決
定づけているが、出力T₁の代わりにこの最大値V_Mに相当
する情報をROM32から出力させて直接最大値V_Mを決定づ
けるようにしてもよい。

位置指令信号発生回路22から出力される上記参照電圧
V_refは、ブラシ15及び摺動抵抗17を介し、位置センサ20
から出力される位置信号電圧V_Pとともに制御回路23に供
給される。

第５図は制御回路23の一例を示す。制御回路23は、図
示のように基本的に比較回路部，加算回路部，安定化回
路部とからなる。比較回路部は、前記参照電圧V_ref及び
位置信号電圧V_Pが各々入力される一対のオペアンプ52,5
3、これらの出力端に接続されたアナログスイッチ54,5
5、さらに各々オペアンプ52,53の出力レベルを比較する
コンパレータ56とからなる。そして、一方のアナログス
イッチ54はコンパレータ56の出力によってオン・オフ制
御され、他方のアナログスイッチ55はインバータ57を介
しコンパレータ56の反転出力によってオン・オフ制御さ
れる。

また、コンパレータ56はオペアンプ52、53の出力を比
較し、その大小に応じてＨ信号もしくはＬ信号を出力す
る。このコンパレータ56からの出力は、超音波モータ２
の回転方向を決めるための信号電圧V_Sとなり、信号電圧
V_SがＨ信号のときには超音波モータ２は正転され、Ｌ信
号のときには逆転される。

加算回路部は、オペアンプ52,53の出力の内で、いず
れか大きい方にベース電圧V_Bを加算してこれを増幅する
オペアンプ58からなる。このオペアンプ58の出力は、オ
ペアンプ59及びトランジスタ60,61からなる安定化回路
部に供給され、駆動電圧V_Dとして取り出される。

上記の制御回路23によれば、オペアンプ52,53の出
力、すなわち参照電圧V_ref,位置信号電圧V_Pの差の絶対
値の大きい方が比較回路部のゲインa₁で増幅されて出力
電圧V_Aとなり、これが加算回路部でベース電圧V_Bの加算
及びゲインa₂で増幅されて加算回路部出力となり、さら
にこの加算回路部出力が安定化回路部のゲインa₃で増幅
されて駆動電圧V_Dとなる。すなわち各回路部出力をそれ
ぞれV_A,V_C,V_Dとすると、 V_A＝a₁・|V_ref−V_P| V_C＝a₂・（V_A＋V_B） V_D＝a₃V_C となり、第６図に示した駆動電圧V_Dが得られるようにな
る。なお、「V_ref−V_P＝０」のときの駆動電圧V_D0は初
期電圧を示し、例えこの初期電圧V_D0が後述する駆動回
路24に印加されても、超音波モータ２は回転されること
がない。

上述のようにして制御回路23から得られた信号電圧V_S
及び駆動電圧V_Dは、駆動回路24の入力信号となる。駆動
回路24は第７図に示したように、クロックパルルスを発
生するためのパルス発生部63と、イクスクルーシブオア
回路64と、駆動部65とからなる。パルス発生部63には発
振器66,分周器67,68,インバータ69が設けられており、
分周器67,68からは互いに90゜の位相差をもつパルスが
出力される。イクスクルーシブオア回路64は、信号電圧
V_SがＨ信号のときには分周器67からのパルス位相を90゜
進めたものとし、またＬ信号のときにはこれを90゜遅ら
せたものとする。

駆動部65は、それぞれトランジスタ，抵抗，インバー
タからなる一対のプッシュプル回路65a,65bからなり、
これらのプッシュプル回路65a,65bには制御回路23から
の出力電圧V_Dが供給される。プッシュプル回路65a,65b
から出力される振動電圧v_a,v_bは、超音波モータ２の圧
電セラミックス4a,4bに印加されるようになっている。

上述の位置指令信号発生回路22,制御回路23,駆動回路
24からなるプログラムシャッタ駆動装置の作用について
説明する。

パワースイッチ（図示省略）をオンすると、超音波モ
ータ２が初期位置に停止しているため、位置センサ20か
らは初期位置にあることを示す位置信号電圧V_PとしてV₀
が出力され、制御回路23からはベース電圧V_Bに対応した
初期電圧V_D0が出力され、この初期電圧V_D0は駆動回路24
に供給されるが、その電圧レベルは低く、超音波モータ
２を駆動するには不十分なものとなっている。しかし、
これにより超音波モータ２には予備電圧が与えられるこ
とになり、その始動時の応答性をよくする上で有利であ
る。

レリーズスイッチS₀をオンすると、その時点の被写体
輝度に対応した測光コード信号に基づき、ROM32からは
時間信号T₁,T₂がそれぞれタイマー回路33,34に入力さ
れ、位置指令信号発生回路22からは時間的に変化する参
照電圧V_refが出力される。この参照電圧V_refは、シャッ
タ羽根12の時間的な開閉プログラムを決定する。

すなわち、第４図のタイムチャートを参照して説明す
れば、レリーズスイッチS₀がオンした時点t₁から時点t₂
に達するまではシャッタ羽根12を開き、時点t₂からt₃ま
では開口径をそのまま維持し、さらに時点t₃からt₄まで
の間はシャッタ羽根12を閉じるような開閉プログラムが
設定される。もちろん、被写体輝度が高くなるにしたが
ってROM32から供給される時間信号T₁,T₂は小さいものに
なり、時間信号T₂が「０」の場合にはいわゆる三角波形
露光用の開閉プログラムを設定することもできる。

参照電圧V_refが時点t₁から傾きα_１で上昇してゆく
と、「V_ref＞V_P」となるため、コンパレータ56の出力端
にはＨ信号が現れ、信号電圧V_SがＨ信号となるとともに
アナログスイッチ54がオンする。これによりオペアンプ
52の出力端には信号電圧V_A＝a₁・（V_ref−V_P）が現れ、
駆動電圧V_D（＞V_D0）が得られる。この駆動電圧V_Dと、
信号電圧V_SとしてＨ信号が駆動回路24に入力されると、
プッシュプル回路65a,65bが作動し、圧電セラミックス4
a,4bには振動電圧v_a,v_bが印加される。この振動電圧v_a,
v_bの振福は出力電圧V_Dの大きさに比例し、振動電圧v_aの
位相は振動電圧v_bよりも90゜進んでいるから、第１図に
示した弾性体３の櫛歯状の突起3aには回転体５を正転さ
せるような機械振動が生じる。これにより回転体５が正
転し、ギヤ11,13,連動レバー19を介してシャッタ羽根12
は開き方向に移動し露光が開始される。

このようにして超音波モータ２が回転すると、位置セ
ンサ20からは超音波モータ２の回転位置に対応した位置
信号電圧V_Pが制御回路23にフィードバックされる。これ
により制御回路23からの駆動電圧V_Dが補償され、駆動電
圧V_Dは極端に変動することなくほぼ一定のレベルのもの
となる。

第４図に示したシャッタ羽根12の開閉プログラムにお
いて、時点t₂では参照電圧V_refはシャッタ羽根12の開き
量に対応した一定の出力値になる。そして、時点t₂から
時点t₃の間は|V_ref−V_P|＝０となり、駆動回路24には駆
動電圧V_D0が供給されるだけとなって、超音波モータ２
は停止したまま維持される。

時点t₃以降では、参照電圧V_refがα_２の傾きで降下し
てゆき、「V_ref−V_P＜０」の状態となる。これにより、
コンパレータ56の出力端にはＬ信号が現れるとともに、
アナログスイッチ54がオフ、アナログスイッチ55がオン
し、制御回路23の出力電圧V_Dは、「V_P−V_ref」に比例し
たものとなる。

信号電圧V_SとしてＬ信号がイクスクルーシブオア回路
64に入力されると、分周器67からのパルスは分周器68か
らのパルスに対して位相が90゜遅らされる。これにより
圧電セラミックス4a,4bに印加される振動電圧v_a,v_bは、
回転体５を逆転させる方向の振動を弾性体３に生じさせ
る。したがって、超音波モータ12はシャッタ羽根12を閉
じる方向に移動させてゆき、時点t₄でシャッタ羽根12が
全閉し、露光が終了する。

以上によれば、シャッタ羽根12は、位置指令信号発生
回路22からの参照電圧V_refによって決められるシャッタ
羽根12の開閉プログラムにしたがい、超音波モータ２の
実際の回転に伴って発生される位置信号電圧V_Pを参照し
ながら開閉駆動されるようになり、再現性に優れた高精
度の自動露光調節ができるようになる。またシャッタ羽
根12の開閉時の速度、すなわち参照電圧V_refの時点t₁〜
t₂間の傾きα_１及び時点t₃〜t₄間の傾きα_２は、位置指
令信号発生回路22のオペアンプ48,49に与えられている
電圧V_r1,V_r2を調節することによって簡単に変えること
ができる。したがって、この電圧V_r1,V_r2を調節できる
ようにしておくとともに、その調節値に対応した時間信
号T₁,T₂のデータをROM32に用意しておけば、電圧V_r1,V
_r2の調節によりシャッタ羽根12の開閉プログラムを自在
に切り換えることも可能になる。

また上記実施例では、超音波モータ２が初期位置にあ
るときに、制御回路23からは加算回路部のベース電圧V_B
による初期電圧V_D0が出力されるが、例えば第８図に示
したように、前記加算回路を省略することにより超音波
モータ２に加わる初期電圧を「０」にすることもでき
る。

〔第２実施例〕第９図は本発明の他の実施例を示すもので、超音波モ
ータ２の駆動を、回転位置及びその回転位置における回
転速度とから制御するようにしたものである。出力電圧
V_Dは前述した第１実施例と同様に第７図の駆動回路24に
供給される。ただし、この第２実施例及び後述する第３
実施例で用いられる駆動回路24には、その作動をオン・
オフ制御するための信号電圧V_Nも供給される。

第９図において、輝度検出回路30及び演算回路31は前
記実施例と同様に構成され、演算回路31からROM70には
被写体輝度に対応した測光コード信号が入力される。RO
M70は、測光コード信号ごとにシャッタ羽根12の最大開
き位置を示す位置指令信号D₁を対応させたテーブルメモ
リと、シャッタ羽根12の開放動作時及び閉止動作時に基
準となる超音波モータ２の回転速度を表す回転速度指令
信号ΔX_O,ΔX_Cを格納した記憶部とを備えている。ROM70
にはデータセレクタ71,72が接続され、一方のデータセ
レクタ71には被写体輝度に対応した位置指令信号D₁が、
他方のデータセレクタ72には前記回転速度指令信号Δ
X_O,ΔX_Cが各々デジタル信号として入力され、さらに制
御ユニット73には時間信号Ｔが入力される。データセレ
クタ71,72は、CPUからなる制御ユニット73からの同期処
理信号を受けて、位置指令信号D₁,回転速度指令信号ΔX
_O,ΔX_Cを所要部に出力する。

コンパレータ75は、データセレクタ75からの位置信号
D₁を受ける入力端Ｂと、位置センサ20からの位置信号V_P
をA/Dコンバータ76を介してデジタル化した位置信号X_n
を受ける入力端Ａを有する。このコンパレータ75は、位
置指令信号D₁と位置信号X_nとを比較し、「X_n＜D₁」の状
態ではＨ信号となる信号電圧V_Sと、「D₁＝X_n」の状態で
Ｈ信号となる信号電圧V_Nとを駆動回路24に出力する。

前記位置信号X_nの値は、クロックパルス発生回路77か
らのクロックパルスに同期したタイミングで変化し、ク
ロックパルスが発生されるごとにX₁,X₂,・・,X_i,・・,X
_nと変化する。この位置信号X_nは、ラッチ回路78,第１減
算回路79に供給され、ラッチ回路78はクロックパルスの
個数が「ｎ−１」の時点の位置信号X_n-1をラッチし、第
１減算回路79は「X_n-1−X_n（＝ΔＸ）」の減算処理を行
う。

前記第１減算回路79にはさらに第２減算回路80が接続
され、第１減算回路79から出力された信号ΔＸと、デー
タセレクタ72から供給されてくる回転速度指令信号ΔX_O
あるいはΔX_Cとに基づいて演算を行い回転差信号δが算
出され、補正回路81に供給される。この補正回路81は、
基準値Y₀に対して前記回転差信号δを加えた補正、すな
わち「Y_n-1＋δ（＝Y_n）」の処理を行い、出力Y_nはD/A
コンバータ82に出力される。

D/Aコンバータ82は、出力Y_nをアナログ電圧に変換す
る。このD/Aコンバータ82には電圧安定化回路83が接続
されており、その出力端には前記出力Y_nに対応したレベ
ルの駆動電圧V_Dが得られる。この駆動電圧V_Dは、前述の
実施例と同様に駆動回路24に供給される構成となってい
る。

上記構成による作用について、第10図に示したタイム
チャートにしたがって説明する。

レリーズ信号発生回路35から制御ユニット73のスター
ト信号が入力されると、輝度検出回路30によって検出さ
れた被写体輝度に対応したデータ、すなわち位置指令信
号D₁,時間信号T,回転速度指令信号ΔX_O,ΔX_Cが、それぞ
れROM70からデータセレクタ71,72,制御ユニット73に入
力される。これらのデータは、第10図（Ａ）に示したよ
うに、前記被写体輝度に対応したシャッタ羽根12の開閉
プログラムを表している。

整除ユニット73はスタート信号を受け、データセレク
タ71を介して位置指令信号D₁をコンパレータ75に供給す
る。この時点においては、D₁≠X_nであり、コンパレータ
75からの信号出力V_NはＬ信号であるから駆動回路24は能
動状態となっている。したがって、駆動回路24には電圧
安定化回路83からの駆動電圧V_Dが印加され、これにより
超音波モータ２が正転する。なお、この駆動電圧V_Dの初
期値V_D0は、後述する補正回路81の初期設定値によって
も決められるものである。

超音波モータ２が正転を開始することによって、位置
センサー20から得られる位置信号V_Pは初期位置信号D₀か
ら徐々に上昇してゆく。この位置信号V_Pは、A/Dコンバ
ータ76によりデジタル化された位置信号X_nに変換されて
からコンパレータ75に供給される。コンパレータ75は、
位置指令信号D₁と位置信号X_nとを比較し、「X_n＜D₁」の
ときには信号電圧V_SとしてＨ信号を出力する。この信号
電圧V_Sは第１実施例と同様に駆動回路24に供給され、超
音波モータ２を正転させるための信号となっている。

超音波モータ２の正転によってシャッタ羽根12は開放
され、これとともに位置信号X_nは増加してゆくが、この
とき例えば外乱等の影響を受けて、シャッタ羽根12が同
図（Ｂ）のように不規則に開放されたとすると、位置信
号X_nは第10図（Ｃ）に示したように増加してゆく。この
位置信号X_nはラッチ回路78によりクロックパルスの１サ
イクル分ラッチされ、位置信号X_n-1として第１減算回路
79に入力される。そして減算回路79は、クロックパルス
ごとに更新される位置信号X_nと、その１サイクル前の位
置信号X_n-1とから、、同図（Ｄ）に示したような信号Δ
Ｘを求める。この信号ΔＸは、クロックパルスの１サイ
クルを単位時間とする位置信号X_nの増加分すなわち位置
信号X_nの微分出力を意味し、超音波モータ２の回転速度
に対応した値となる。

第２減算回路80は、上述のようにして求められた信号
ΔＸと、データセレクタ72を介して供給されてくる回転
速度指令信号ΔX_Oをもとにして、回転差信号δ（＝ΔＸ
−ΔX_O）を演算する。この回転差信号δは、ROM70にメ
モリされた超音波モータ２の基準となる回転速度と、実
際の超音波モータ２の回転速度との差に対応しており、
この値が「＋」の場合には実際の回転速度が基準となる
回転速度よりも大きく、「−」の場合には遅いことを示
している。

この回転差信号δはクロックパルスの１サイクルごと
に補正回路81に供給され、補正回路81は回転差信号δを
補正因子とした出力Y_nを算出する。この出力Y_nは、１ク
ロックパルス前の出力Y_n-1を、回転差信号δで補正した
出力を表しており、超音波モータ２の実際の回転速度を
回転速度指令信号ΔX_Oに合わせるための出力値となる。
したがって、出力Y_nをD/Aコンバータ82を介して電圧安
定化回路83に供給することによって、駆動回路24には超
音波モータ２の実際の回転速度を回転速度指令信号ΔX_O
に合わせるような駆動電圧V_Dが印加され、シャッタ羽根
12は同図（Ａ）に示した開閉プログラムに近い特性で開
放されてゆくようになる。なお、出力Y_nの初期値Y_oは、
前述した駆動電圧V_Dの初期値V_D0を設定するための値と
なっている。

シャッタ羽根12が位置指令信号D₁の位置まで開放さ
れ、「X_n＝D₁」になると、コンパレータ75からの信号電
圧V_NがＨ信号，信号電圧V_SがＬ信号となる。この結果、
駆動回路24の作動が停止して超音波モータ２が停止し、
シャッタ羽根12はその開口位置で止まる。そして、制御
ユニット73は時間Ｔを計時する間その状態を保持する。
時間Ｔが経過すると、制御ユニット73はコンパレータ75
からの信号電圧V_Nを再びＬ信号にするとともに、データ
セレクタ72を介して回転速度指令信号ΔX_Cを第２減算回
路80に送り込む。

これにより、制御ユニット73はラッチ回路78,第１減
算回路79,第２減算回路80,補正回路81等を作動させ、前
述と同様にして電圧安定回路83から駆動電圧V_Dが得ら
れ、これが駆動回路24に供給されるようになる。なお、
このときにはコンパレータ75からの信号電圧V_SがＬ信号
となっているから、超音波モータ２は回転速度指令信号
ΔX_Cを基準とした速度で逆転する。これによりシャッタ
羽根12が閉鎖されるようになり、１回の露光が完了する
ものである。このように、超音波モータ２の回転位置の
他にその回転速度もデータとして取り込みながら回転制
御することによって、より正確にシャッタ羽根12を開閉
制御することができるようになるものである。

〔第３実施例〕第11図は、デジタル的な処理を行うようにした本発明
の実施例を示すもので、これにより得られる信号電圧
V_N,V_S及び駆動電圧V_Dは上記実施例と同様に駆動回路24
に供給されるものである。

第11図に示した実施例においては、超音波モータ２の
実際の回転を監視するために、遮光板に一定ピッチで透
孔が形成され、超音波モータ２と一体的に回転するチョ
ッパ85と、一対のフォトセンサー86a,86b、さらにエン
コーダ87を利用している。ROM88は、輝度検出回路30,演
算回路31を介して得られる測光コード信号に対応し、シ
ャッタ羽根12の開閉プログラムを決めるためのデータと
して、前述の実施例と同様の位置指令信号D₁,時間信号
Ｔ、そして超音波モータ２の正転時及び逆転時の回転基
準速度となる回転速度指令信号Ｗを出力する。

前記エンコーダ87は、一対のフォトセンサー86a,86b
からの光電信号に基づき、超音波モータ２の回転方向を
表す信号と、その回転方向に比例した周波数をもつパル
ス信号を出力する。これらの信号はカウンタ90に供給さ
れ、超音波モータ２が正転しているときにはカウンタ90
は前記パルス信号を加算カウントし、逆転しているとき
には減算カウントする。このカウンタ90での計数値はコ
ンパレータ91に入力される。

コンパレータ91は、そのＡ端子に入力されるカウンタ
90の計数値Ｎと、そのＢ端子にデータセレクタ92から入
力される位置指令信号D₁もしくは初期位置信号D₀のいず
れかを比較して、N/D₁（D₀）のときには信号出力V_Sとし
てＨ信号を出力する。また、Ｎ＝D₁（D₀）のときには、
信号出力V_NとしてＨ信号が出力される。これらの信号出
力V_S,V_Nは、前述の実施例と同様に駆動回路24に供給さ
れ、超音波モータ２の回転方向を切り換えたり、駆動回
路24の作動をオン・オフさせる信号となる。

前記信号電圧V_Sは、ROM88からの時間信号Ｔによって
決められる時間幅Ｔを計時するタイマー93の計時開始信
号にも用いられる。タイマー93にはモノマルチバイブレ
ータ（以下、MMという）94が接続され、タイマー93の計
時終了信号によって一定幅のパルス信号を出力する。こ
のパルス信号の立ち上がりによってフリップフロップ回
路（以下、FFという）95がセットされ、さらにこのFF95
のＱ端子から出力されるＨ信号はデータセレクタ92のデ
ータ切り換え端子に供給される。そして、データセレク
タ92はこのＨ信号を受けることによって、コンパレータ
91に入力するデータをD₀からD₁に切り換える。また、MM
96はレリーズ信号発生回路35からの信号を受けて、前記
MM95をリセットするために用いられる。

チョッパ85の回転によってエンコーダ87から出力され
るパルス信号は、MM97にも供給される。MM97のＱ端子出
力はラッチ回路98に入力され、また端子出力はMM99と
カウンタ100とに供給される。カウンタ100には、ROM88
からの回転速度指令信号Ｗと発振器101からのクロック
パルスが供給される。回転速度指令信号Ｗはデジタル値
となっており、カウンタ100はMM97の端子からＨ信号
が入力された時点から、回転速度指令信号Ｗからクロッ
クパルスの入力ごとに減算カウントを行う。

ラッチ回路98はMM97のＱ端子からＨ信号を受けた時点
で、カウンタ100の計数値をラッチする。ラッチ回路98
には補正回路102が接続されており、ラッチ出力をΔｘ
とすると「Y_n＝Y_n-1＋Δｘ」の演算を行う。この出力Y_n
は、前述の実施例と同様にD/Aコンバータ103を介して電
圧安定化回路83に入力され、電圧安定回路83からはラッ
チ出力Δｘによって補正された駆動電圧V_Dが取り出さ
れ、駆動回路24に供給される。

上記構成による作用について、第12図に示したタイム
チャートにしたがって説明する。

レリーズ信号発生回路35からMM96にスタート信号が入
力されると、FF95がリセットされデータセレクタ92の切
り換え端子にはＬ信号が入力される。データセレクタ92
は、被写体輝度に対応した位置指令信号D₁と、超音波モ
ータ２が初期位置にあることを示す初期位置信号D₀のう
ち、切り換え端子にＬ信号が入力されている状態では位
置指令信号D₁を選択してこれをコンパレータ91に供給す
る。またROM88からは前記位置指令信号D₁の他に、時間
信号T,回転速度指令信号Ｗがそれぞれタイマー93,カウ
ンタ100に入力される。これらのデータは、第12図
（Ａ）に示したように、シャッタ羽根12の開閉プログラ
ムに対応したものとなっている。

この時点においては、Ｎ≠D₁であり、コンパレータ91
からの信号電圧V_NはＬ信号であるから駆動回路24は能動
状態となっている。したがって、駆動回路24には電圧安
定化回路83からの駆動電圧V_Dが印加され、これにより超
音波モータ２が正転する。なお、駆動電圧V_Dの初期値V
_D0は、第２実施例と同様に予め決められた値となってい
る。

超音波モータ２が正転を開始することによって、エン
コーダ87からはチョッパ85の回転速度に比例したパルス
間隔でパルス信号が出力される。また、一対のフォトセ
ンサー86a,86bとによって、その回転方向が正転方向で
あることを示すＨ信号もカウンタ90のU/D端子に入力さ
れる。したがって、カウンタ90はエンコーダ87から出力
されてくるパルスを加算しながら計数してゆく。このカ
ウンタ90の計数値Ｎはコンパレータ91のＡ端子に入力さ
れ、Ｂ端子に入力された位置指令信号D₁と比較される。
そして、「Ｎ＜D₁」の間は信号電圧V_SとしてＨ信号が出
力された状態となっているから、超音波モータ２の正転
が継続される。

超音波モータ２の正転によってシャッタ羽根12は開放
され、これとともにカウンタ90の計数値Ｎは増加してゆ
くが、その起動時には慣性等の影響によって、エンコー
ダ87からのパルス信号は、第12図（Ｂ）に示したよう
に、そのパルス間隔が広いものになりやすく、したがっ
てカウンタ90の計数値Ｎは、同図（Ｃ）に示したよう
に、起動時には緩やかに増加してゆく。

エンコーダ87から出力されるパルス信号は、MM97によ
って一定幅のパルス信号に変換され、MM97のＱ端子を介
してラッチ回路98に供給される。他方、MM99のＱ端子か
らは、MM97のＱ端子から発生されたパルス信号に対して
１パルス幅分だけ遅延されたパルス信号が発生され、カ
ウンタ100に入力される（第12図（Ｈ），（Ｉ）参
照）。

これによりカウンタ100は、同図（Ｊ）に示したよう
に、MM97の端子からＨ信号が入力される毎に、回転速
度指令信号Ｗから発振器101からのパルスで減算処理を
開始する。そして、この減算処理はMM99のＱ端子出力が
入力される毎に、カウンタ100の計数値は回転速度指令
信号Ｗにリセットされる。なお、回転速度指令信号Ｗ
は、発振器101からの一定個数のパルスに対し、カウン
タ100の計数値が「０」に復帰するのに必要なクロック
パルス数として設定されている。

ラッチ回路98はMM97からＱ端子出力が入力されたタイ
ミングでカウンタ100の計数値をラッチする。したがっ
てラッチ回路98からのラッチ出力Δｘは、同図（Ｋ）に
示したようになり、MM97のＱ端子出力から順次に出力さ
れてくるＨ信号の時間間隔中に、発振器101からのクロ
ックパルスを積分した値を回転速度指令信号Ｗから減算
した値に対応している。そして、ラッチ出力Δｘが
「−」の値になるときは、回転速度指令信号Ｗに対して
チョッパー85の回転、すなわち超音波モータ２の回転が
遅いことを意味し、逆にラッチ出力Δｘが「＋」になる
ときには、超音波モータ２の回転が速いことを意味して
いる。

このラッチ出力Δｘはクロックパルスの１サイクルご
とに補正回路102に供給され、補正回路102はラッチ出力
Δｘを補正因子とした出力Y_nを算出する。この出力Y
_nは、１クロックパルスの出力Y_n-1を、ラッチ出力Δｘ
で補正した出力を表しており、超音波モータ２の実際の
回転速度を回転速度指令信号Ｗに合わせるための出力値
となる。したがって、出力Y_nをD/Aコンバータ103を介し
て電圧安定化回路83に供給することによって、駆動回路
24には超音波モータ２の実際の回転速度を回転速度指令
信号Ｗに合わせるような駆動電圧V_Dが印加され、シャッ
タ羽根12は第12図（Ａ）に示した開閉プログラムに近い
特性で開放されてゆくようになる。なお、出力Y_nの初期
値Y_Oは、駆動電圧V_Dの初期値V_D0を設定するための値と
なっている。

シャッタ羽根12が位置指令信号D₁の位置まで開放さ
れ、「Ｎ＝D₁」になると、コンパレータ91からの信号出
力V_NがＨ信号，信号出力V_SがＬ信号となる。この結果、
駆動回路24の作動が停止して超音波モータ２が停止し、
シャッタ羽根12はその開口位置で止まる。そして、タイ
マー93は信号出力V_SがＬ信号になった時点から時間Ｔを
計時し、（第12図（Ｇ））、その間はシャッタ羽根12は
開放位置に保持されたままとなる。また信号出力V_NがＨ
信号となった時点で発振器101の作動も停止し、カウン
タ100の減算処理は中断されるようになる。

タイマー93が時間Ｔの計時を完了すると、その端子
出力によりMM94からパルスが発生されFF95がセット状態
になる。このときにFF95のＱ端子にはＨ信号が現れ、こ
れがデータセレクタ92の切り換え端子に出力されるた
め、データセレクタ92は位置指令信号D₁に変えて初期位
置信号D₀をコンパレータ91のＢ端子に供給する（第12図
（Ｆ））。したがって、コンパレータ91からの信号電圧
V_Nは再びＬ信号となり、駆動回路24が作動を再開すると
ともに、発振器101も作動を開始する。

こうして駆動回路24の作動が再開される際には、信号
電圧V_SがＬ信号であることから、超音波モータ２は逆転
を開始し、シャッタ羽根12は閉じ方向に動作されるよう
になる。超音波モータ２が逆転されると、フォトセンサ
86a,86b及びエンコーダ87がその回転方向を検出し、カ
ウンタ90を加算計数状態から減算計数状態に切り換え
る。したがって、超音波モータ２が逆転されてゆくにつ
れ、カウンタ90の計数値Ｎは減少してゆく。超音波モー
タ２が逆転されるときにも、カウンタ100,ラッチ回路9
8,補正回路102は正転時と同様の作用を行い、ラッチ出
力Δｘをもとにして超音波モータ２の回転速度を回転速
度指令信号Ｗに合わせるように機能する。

超音波モータ２が逆的してゆき、カウンタ90の計数値
がD₀になると、コンパレータ91からの信号電圧V_Nが再び
Ｈ信号となり、これにより駆動回路24の作動が停止す
る。この状態で超音波モータ２は初期位置に復帰しシャ
ッタ羽根12は最初の閉じ状態となって、１回の露光が完
了するものである。もちろん、この実施例においても超
音波モータ２の正転時の回転速度指令信号と逆転時の回
転速度指令信号とを別の値にすることも可能である。

なお上述した第1,第３実施例では、超音波モータの変
位位置を知るためにブラシと摺動抵抗、あるいはチョッ
パを超音波モータと一体的に設けたが、これらの変位量
検出器をシャッタ羽根と一体的、あるいは駆動系の中間
手段に設けてシャッタ羽根の位置信号と速度信号を得る
とともに、ROMからの出力Ｄ及びＷをシャッタ羽根の位
置指令信号及び回転速度指令信号とするようにしてもよ
い。さらに、これらの実施例では超音波モータの速度制
御を行うのに駆動回路24への供給電圧V_Dをコントロール
しているが、発振器66の発振周波数をコントロールした
り、超音波モータ２に加わるパルス幅をコントロール
（PWM）してもよい。

また、本発明に用いる超音波モータ２についても、第
２図に示した形態のものだけてなく、例えば特開昭60−
200776号公報に示されるように、２個の圧電体を被駆動
面に対して45゜ずつ傾けて配置し、適当な圧縮力と交流
電圧を印加して楕円運動を発生させ、これにより被駆動
体を回転させるようにしたものも用いることができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明のプログラムシャッタ
駆動装置によれば、シャッタ羽根を超音波モータで駆動
して開閉動作させるにあたり、超音波モータをシャッタ
羽根開閉プログラムに適合した基準の回転プログラムに
沿って駆動するために、超音波モータの実際の回転位置
を監視し、基準となる回転プログラムに追従するように
駆動制御するようにしている。したがって、超音波モー
タの高トルク性に加え、上記の駆動制御を行うことによ
って、精度の高いプログラムシャッタの開閉制御を実現
することができる。しかも、トルクを低下させることな
く超音波モータの回転速度を変えることも簡単であるた
め、プログラム露光の自由度を増すうえでも有利であ
る。

さらに、超音波モータの回転位置を監視するだけでな
く、その回転速度に対応した速度信号をも検出し、この
速度信号を基準となる回転速度と対照させながら超音波
モータの駆動制御を行うことによって、シャッタ羽根を
さらに正確に開閉動作させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる基本的な回路構成の概略図
である。第２図は超音波モータの構造の概略を示す部分断面図で
ある。第３図は本発明の第１実施例に用いられる位置指令信号
発生回路のブロック図である。第４図は第３図の位置指令信号発生回路の作用を説明す
るためのタイムチャート図である。第５図は本発明の第１実施例に用いられる制御回路の一
例を示す回路図である。第６図は第５図の制御回路によって得られる出力電圧の
レベルを表すグラフである。第７図は本発明の第１実施例に用いられる駆動回路の一
例を示す回路図である。第８図は本発明の第１実施例に用いる制御回路の他の例
を示す回路図である。第９図は本発明の第２実施例に用いられる制御回路の概
略を示すブロック図である。第10図は第９図の制御回路の作用を説明するためのタイ
ムチャート図である。第11図は本発明の第３実施例に用いられる制御回路の概
略を示すブロック図である。第12図は第11図の制御回路の作用を説明するためのタイ
ムチャート図である。２……超音波モータ 12……シャッタ羽根 15……ブラシ 17……摺動抵抗 20……位置センサ 22……位置指令信号発生回路 23……制御回路 24……駆動回路 35……レリーズ信号発生回路 85……チョッパ 86a,86b……フォトセンサー。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シャッタ部材の開度を規制して絞り機能を
持たせた絞り機能兼用のシャッタ部材を超音波モータで
開閉駆動する装置であって、測光された被写体輝度に応じ、前記シャッタ部材の変位
速度及び開口径に対応するシャッタ部材の変位位置との
組み合わせによって露光量を決定する露光量決定手段
と、この露光量決定手段で決められたシャッタ部材の変
位速度及び変位位置に対応した速度指令信号及び位置指
令信号とを出力する駆動指令手段と、前記シャッタ部材
の開閉駆動時における変位速度及び変位位置に対応した
速度信号及び位置信号をそれぞれ検知する検知手段と、
前記駆動指令手段からの速度指令信号と位置指令信号が
前記検知手段からの速度信号と位置信号にそれぞれ一致
するように前記超音波モータを駆動する駆動制御手段と
を備えたことを特徴とするプログラムシャッタ駆動装
置。