JP2008070824A

JP2008070824A - セクタ駆動機構

Info

Publication number: JP2008070824A
Application number: JP2006251860A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Oishi; 誠一大石
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】連写時のシャッタ速度の向上、シャッタ速度のバラツキを低減することができるセクタ駆動機構を提供する。
【解決手段】４磁極を有するロータと、第１のコイルにより励磁される第１磁極、第２のコイルにより励磁される第２磁極並びに前記第１及び第２のコイルにより励磁される第３磁極とを含んだＣ字状のステータとを備えた電磁アクチュエータと、前記第１のコイル及び前記第２のコイルへ供給する電流を制御する電流制御手段と、前記電磁アクチュエータに接続され、基板に形成したシャッタ開口を開閉するセクタと、前記ロータの回転を前記セクタに伝達し、当該セクタを駆動するための駆動部と、当該駆動部の移動範囲を規制する規制部材と、を含み、前記電流制御手段は、前記ロータを回転させて前記駆動部を前記規制部材に向かわせる駆動パルスに当該駆動パルスとは逆向きの逆転パルスを付加する。
【選択図】図８

Description

本発明は、カメラに内蔵されるセクタ駆動機構に関し、特に電磁アクチュエータを用いてセクタを効率よく駆動させることができるセクタ駆動機構に関する。

近年、カメラは電子化されており、電磁アクチュエータを用いてセクタの駆動を行うようになっている。この種のカメラではセクタであるシャッタ羽根や絞り羽根を無通電時でも保持できる構成を備えていることが望ましい。例えば特許文献１では、コイルの無通電時にロータが振れを生じることなく所定位置にくるようにロック力を与える磁性部材を設けた電磁アクチュエータを開示している。このような電磁アクチュエータであれば、モータ停止時にロータを正確な位置に停止させることができ、また電力消費を抑制できる。

また、カメラに採用するセクタ駆動装置に関しては、必要な時に絞り羽根やシャッタ羽根等の駆動部分を素早く駆動することが望まれる。例えば、特許文献２では、絞り開閉機構の最終停止位置の近くまで２相励磁方式により迅速に駆動し、その後の最終停止位置までの僅かな部分を１−２相励磁方式とする電磁アクチュエータの駆動方法を提案している。この提案によると、所要の絞り値まで短時間で絞り込むことができるのでタイムラグの減縮が可能となり、完了時の絞り値の精度が向上する。

特開２００１−６１２６８号公報特開平１１−１８４９２号公報

しかしながら、上記特許文献１で開示する電磁アクチュエータは、ロータにロック力を与えるために新たに磁性部材を配置する必要がある。そのため、ステータ側に新たな部材を加えたり、複雑な加工を施したりするのでモータの構造が複雑化し、その結果として製造コストが増加するという問題がある。また、上記特許文献２で開示する駆動方法は、従来の一般的な２相励磁型の電磁アクチュエータを用いた場合について精度よい位置制御を行うための技術を提案する。しかし、この特許文献２で開示する駆動方法では、絞り開閉機構を駆動している最中に電磁アクチュエータを２相励磁状態から１−２相励磁状態へと切換えるので、そのためのデータ作成や制御系が複雑化してコストが増加するという問題がある。

さらに、昨今のカメラは連続撮影機能、いわゆる連写機能を搭載したものがあるが、この連写機能の向上には、アクチュエータの制御指令に対してセクタ動作が高精度に応答、追随することが求められる。ここで、連写機能の向上にはシャッタ速度の向上とシャッタ速度のバラツキの低減が含まれる。ところが、シャッタ開口の開閉のためにセクタの回転方向が転換される際にセクタ動作が安定せず、応答遅れが生じるおそれがある。

そこで、本発明は、精度良く効率的にセクタ駆動が行え、特に、連写時のシャッタ速度の向上、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができるセクタ駆動機構を提供することを課題とする。

かかる課題を解決する、本発明のセクタ駆動機構は、４磁極を有するロータと、第１のコイルにより励磁される第１磁極、第２のコイルにより励磁される第２磁極並びに前記第１及び第２のコイルにより励磁される第３磁極とを含んだＣ字状のステータとを備えた電磁アクチュエータと、前記第１のコイル及び前記第２のコイルへ供給する電流を制御する電流制御手段と、前記電磁アクチュエータに接続され、基板に形成したシャッタ開口を開閉するセクタと、前記ロータの回転を前記セクタに伝達し、当該セクタを駆動するための駆動部と、当該駆動部の移動範囲を規制する規制部材と、を含み、前記電流制御手段は、前記ロータを回転させて前記駆動部を前記規制部材に向かわせる駆動パルスに当該駆動パルスとは逆向きの逆転パルスを付加することを特徴としている（請求項１）。本発明のセクタ駆動機構は、第１磁極、第２磁極、第３磁極の組み合わせを種々制御することによりシャッタ開口の全開状態、全閉状態、小絞り状態を実現することができる。例えば、前記ロータの回転を前記セクタに伝達し、当該セクタを駆動するための駆動部の移動範囲を規定し、その移動範囲の一端側を全開状態、中立付近を全閉状態、他端側を小絞り状態となるように設定することができる。このような設定とした場合、全開状態とした際又は小絞り状態とした際に前記駆動部又は前記セクタが前記規制部材と衝突してバウンドし、セクタの動作が不安定となることが懸念される。そこで、本発明のセクタ駆動機構では、前記電流制御手段は、前記ロータを回転させて前記駆動部を前記規制部材に向かわせる駆動パルス、すなわち、全開状態や小絞り状態とするための駆動パルスに当該駆動パルスとは逆向きの逆転パルスを付加する構成としている。
このような構成とすることにより、前記駆動部又は前記セクタが前記規制部材に衝突するときの勢いを低減し、衝突時の衝撃を緩和することができ、ひいてはセクタの安定した動作を確保することができる。セクタの安定した動作を確保することができると連写機能の向上を図ることができる。すなわち、連写時のシャッタ速度の向上と、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。なお、前記駆動部はロータの回転を前記セクタに伝達し、当該セクタを駆動するためのものであれば、その形状、配置等は問わない。また、前記駆動部はロータと一体であってもよい。

このようなセクタ駆動機構では、一回の前記駆動パルスに対し、複数個の前記逆転パルスを付加する構成とすることができる（請求項２）。
この構成により、前記駆動部が前記規制部材に衝突するときの勢いを確実に低減し、衝突時の衝撃を効果的に緩和することができ、また連写機能の向上を図ることができる。すなわち、前記駆動部が前記規制部材と衝突して起こるバウンドをより効果的に緩和、抑制することができ、連写時のシャッタ速度をより向上させ、さらにシャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。また、前記セクタ形状や前記規制部材の位置によりバウンドの発生タイミングが異なるため、各セクタ駆動機構に最適な前記逆転パルスを付加できるように、そのタイミング、長さは適宜調節することができる。また、前記複数個の逆転パルスを使用することにより、多種類のタイミング、長さで逆転パルスを付加することができるので、より多くの前記セクタ形状および前記規制部材の位置が異なるセクタ駆動機構で、バウンドを効果的に緩和、抑制することができ、連写時のシャッタ速度を向上させ、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。

本発明によると、シャッタ開口を開閉するセクタの動作、特にシャッタ開口を閉じた状態から開いた状態にするときのセクタの動作を安定させるようにしたので、連写時のシャッタ速度の向上と、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。

本発明に係る一実施形態のセクタ駆動機構について図面を参照して説明する。以下では、先ず本セクタ駆動機構に採用することが好ましい電磁アクチュエータについて説明し、その後に本セクタ駆動機構の全体構成とその動作について説明する。

図１は、実施形態のセクタ駆動機構で採用する電磁アクチュエータ１の主要部構成を示した図である。電磁アクチュエータ１は、中央に配置した両方向に回転可能なロータ２及びこのロータ２の外側に対向するように配置したステータ３を備えている。ロータ２は断面円形で円筒形状を成している。ステータ３は平面形状がＣ字状で一体型に形成されている。ロータ２はその大部分がステータ３によって囲まれた空間内に存するように配置される。

ここで、Ｃ字状とは、文字Ｃに近似した形状ばかりでなく、円、楕円、多角形等のように閉じた図形の一部が開裂された形状を含む広い概念である。よって、図１に示したステータ３の場合は、四角形一辺の一部を切り欠いたような形状となっている。なお、図１ではステータ３の開放側、すなわち両端部を上側に配置した状態で電磁アクチュエータ１を示している。

ロータ２は、Ｎ磁極及びＳ磁極をそれぞれ２個ずつ備えた４磁極構成である。このロータ２は、同一磁極が互いに対向する位置に着磁された永久磁石であり、軸２１回りに両方向へ回動自在に設定されている。上記Ｃ字状を有するステータ３の両端部は、ロータ２の周面に対向するように形成されている。これらのそれぞれが第１磁極１１、第２磁極１２となる。そして、この第１磁極１１及び第２磁極１２の中間位置に第３磁極１３が配置されている。

上記第１磁極１１と第３磁極１３との間には第１のコイル４が、第２磁極１２と第３磁極１３との間には第２のコイル５が、それぞれ巻回されている。第１磁極１１は第１のコイル４が通電されたときに励磁され、第２磁極１２は第２のコイル５が通電されたときに励磁される。これに対して、第３磁極１３は第１のコイル４及び第２のコイル５の両方によって励磁される。よって、第３磁極１３の励磁状態は、第１のコイル４及び第２のコイル５への通電状態を組み合わせた状態が見た目の状態として現れる。

また、電磁アクチュエータ１はロータ２の回転を制御するために電流制御手段として電流制御回路２５が第１のコイル４及び第２のコイル５に接続されている。この電流制御回路２５からパルス状の電流（駆動パルス）が第１のコイル４及び第２のコイル５に供給され、これらを励磁する。図示するように、電流制御回路２５から第１のコイル４には所定波形の電流Ｖｏ１が入力され、これと対称波形となるＶｏ２が出力される。同様に、第２のコイル５には電流Ｖｏ３が入力され、これと対称波形となるＶｏ４が出力される。後述するように、この電流制御回路２５から第１のコイル４及び第２のコイル５へ供給する駆動パルスにより、電磁アクチュエータ１が回転駆動される。そして、この電磁アクチュエータ１に接続されたセクタがステップ駆動されることになる。

電流制御回路２５から両コイル４，５に供給する電流の供給方向を適宜に切換えることで、発生する磁界を変更してロータ２の回転駆動を制御できる。電流制御回路２５から供給する電流の向きによって、第１磁極１１及び第２磁極１２を共に同じ磁極に励磁する状態と、互いに異なる磁極に励磁する状態とを形成できる。このとき第３磁極１３に結果として現れる磁界は、第１磁極１１及び第２磁極１２が共に同じ磁極に励磁された場合には、これらよりも強力なものとなる。その逆に、第１磁極１１及び第２磁極１２が互いに異なる磁極に励磁された場合には、第３磁極１３での磁化は相殺されて無磁化状態となる。ロータ２が回動する様子については、後に図を参照してより詳細に説明する。

この電磁アクチュエータ１はロータ２が４磁極構成であり、特に第１のコイル４及び第２のコイル５への通電を行わない無通電状態で、十分なディテントトルクを得られる構造を備えている。この点について説明する。電磁アクチュエータ１では、ロータ２の周表面と第１磁極１１及び第２磁極１２との間の間隔は、同じギャップｄとされている。このギャップｄは、ロータ２側の磁極との間で十分な磁気的吸引力が得られる狭い距離を持って設定されている。これに対し、ロータ２の周表面と第３磁極１３との間のギャップＤは、このギャップｄよりも大きく設定されている。このギャップＤは、第３磁極１３とロータ２との間で発生する磁気的吸引力が、第１磁極１１及び第２磁極１２とロータ２との間で発生する磁気的吸引力と同等となる距離を持って設定される。例えば、ギャップＤは、ギャップｄの１．３倍程度にされる。

上記構成では、第１磁極１１、第２磁極１２及び、第３磁極１３がロータ２との磁気的関係が同程度となる構造が実現される。よって、無通電状態では、図１でその状態を例示するように、ロータ２側の２極が第１磁極１１及び第２磁極１２のそれぞれにちょうど対向した位置で安定する。電磁アクチュエータ１では、無通電時に互いに磁気的吸引する場所が３箇所存在しており、強力なディテントトルクを得ることができる。よって、本電磁アクチュエータ１は無通電状態でロータを所定位置に安定保持できる。

さらに、図２を参照して、電磁アクチュエータ１のロータ２が回転する際の様子を説明する。電磁アクチュエータ１は、第１のコイル４及び第２のコイル５を励磁する２相励磁によりロータ２を回転させる。図２に示す各コイル４、５への電流供給は、図１に示した電流制御回路２５により行なわれるが、これらの図では図示を省略している。

図２は、第１のコイル４及び第２のコイル５を励磁して、ステップ角４５°でロータ２を時計方向（右回転方向）に回転する場合を示している。図２（ａ）はコイル４、５が無通電である状態を示している。図２（ｂ）から（ｅ）では、コイル４、５へ供給する電流を制御してロータ２を時計方向に回転させる場合を時系列で示している。図２（ａ）は、コイル４、５に通電されておらず第１磁極１１、第２磁極１２及び第３磁極１３は励磁されない無磁化の状態であるが、前述したようにロータ２のＮ、Ｓ磁極のそれぞれは強いディテントトルクで第１、第２磁極１１、１２の対向位置に保持される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態から第１及び第２のコイル４、５に通電され、第１磁極１１及び第２磁極１２が共にＳ極に励磁された場合を示している。この（ｂ）の状態は第３磁極１３となるＮ極が倍化して励磁されるので、（ａ）の状態から（ｂ）の状態に確実に移行する。つぎに示す、図２（ｃ）では、図２（ｂ）の状態から第１磁極１１の励磁状態がＳ極に維持され、第２磁極１２が逆のＮ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３にはＮ極とＳ極が励磁されるので相殺し合って無磁化状態となる。以下同様に、図２（ｄ）では、図２（ｃ）の状態から第１磁極１１及び第２磁極１２が共にＮ極に励磁された場合を示している。この（ｄ）の状態はちょうど（ｂ）の状態と逆であり、第３磁極１３となるＳ極が倍化して励磁されるので、（ｃ）の状態から（ｄ）の状態に確実に移行する。

次に、図２（ｅ）では、図２（ｄ）の状態から第１磁極１１の励磁状態がＮ極に維持され、第２磁極１２が逆のＳ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３にはＮ極とＳ極が励磁されるので相殺し合って無磁化状態となる。図２においては、上記説明から明らかなように、ステータ２側の磁極１１，１２と対向する様にロータ側の磁極が位置する状態は、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）である。その間に、中立状態となる（ｂ）、（ｄ）が存在する。この（ｂ）、（ｄ）は第３磁極１３の磁力が倍加された状態である。よって、これ以前の状態から（ｂ）又は（ｄ）の状態に確実に移行させることができるので、（ａ）から（ｅ）への回転駆動は円滑に実行される。

上記のように、ステータ３側の各磁極１１〜１３の磁化状態が順次変化するのに伴って、図示するようにロータ２が時計回転方向に４５°ずつ回転する。なお、図２の各図では第１、第２のコイル４、５に通電が行なわれ、４５°の回転が完了した位置にあるロータ２を示している。この図２において、注目すべき点の１つとしては、無通電状態を示した図２（ａ）である。電磁アクチュエータ１では、第１磁極１１及び第２磁極１２とロータ２のギャップｄを狭く形成しているので、第１磁極１１及び第２磁極１２とロータ２側の２磁極との間で強い磁気吸引力が生じているので、無通電であってもディテントトルクにより図２（ａ）の状態が確実に保持できる。

また、図２（ｃ）及び図２（ｅ）で示す状態は、第１磁極１１及び第２磁極１２が励磁されているが、ロータ２側の２磁界が第１磁極１１及び第２磁極１２のそれぞれにちょうど対向しているので、仮にコイル４、５への通電を遮断しても図２（ａ）の場合と同様にディテントトルクによりその時の状態が保持できる。なお、図２（ｅ）のロータ２の位置は図２（ａ）と同じであるから、図２（ｅ）の状態からコイル４、５への通電を遮断すると、図２（ａ）の状態となる。上記のように上記電磁アクチュエータ１は、コイル４、５への無通電時に強いディテントトルクが得られるので電力消費を抑制できるという優れた構造を備えている。

さらに、以下において図３から図６を参照して、上記電磁アクチュエータ１をカメラのセクタ駆動部に採用して駆動機構を構成した実施形態について説明する。図３（Ａ）は、シャッタ基板５０に対して上記電磁アクチュエータ１を配置した様子を平面視で模式的に示した図である。シャッタ基板５０は、後述するように撮影用のシャッタ開口５１を備えている。シャッタ基板５０の前面側には３枚のセクタ６０、６５、７０が基板面に沿うように配置されている。これらのセクタは、シャッタ基板５０側から第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０である。シャッタ基板５０の背面側には上記電磁アクチュエータ１が配置されている。

この図３（Ａ）では穴の位置は確認できないが、第１シャッタ羽根６０は基板５０に設けた突起６１に係合する穴、及びロータ２から延びた係合ピン２７に係合する穴を備えている。同様に、第２シャッタ羽根６５は基板５０に設けた突起６６に嵌合する穴、及びロータ２から延びた係合ピン２７に係合する穴を備えている。また、絞り羽根７０は基板５０に設けた突起７１に係合する穴、及びロータ２から延びた係合ピン２７に係合する穴を備えている。これら第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０は、後述する係合ピン２７の回動動作に伴って、それぞれが独自の軌跡を描いて揺動する。これらの羽根６０、６５、７０に設けられた穴の位置や、これらの動作はこの後に示す図４から図６で明らかにする。

基板５０背面側に配置している電磁アクチュエータ１のロータ軸２１には、半径方向に延出したアーム部２６が接続されている。このアーム部２６は本発明における駆動部に相当するもので、このアーム部２６の端部からはシャッタ基板５０側に設けた開口５５を通り反対側まで延在した係合ピン２７が接続されている。前面側に出たこの係合ピン２７に、前記第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０のそれぞれに設けた穴が係合している。よって、電磁アクチュエータ１のロータ２が回動したときには、係合ピン２７がこれに伴って回動し、さらに前記第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０が所定の軌跡で揺動する。

図３（Ｂ）は、上記係合ピン２７の移動軌跡ＣＲについて示した図である。係合ピン２７はロータ２の回転に伴い３６０°の回転が可能であるが、基板５０に形成された開口５５は扇型であり、また、アーム２６の移動を規制する部材２９が配置されている。この規制部材２９にアーム２６が当接すると、ロータ２の回転が制限される。また、アーム２６に接続された係合ピン２７の動きも規制され、この係合ピン２７により駆動される各セクタ６０、６５及び７０も所定位置に規制されることになる。よって、規制部材２９は該セクタを所定位置に規制する機能を果たす。この規制部材２９はアーム２６の回動範囲を設定する両端に１つずつ配置されている。アーム２６は、セクタが全開状態のときに１個目の規制部材２９−１に当接し、セクタが小絞り状態のときに２個目の規制部材２９−２に当接する。なお、本例では係合ピン２７は所定範囲ＲＥ内を回動するように設定されている。この範囲ＲＥは例えば中心角約１２０°に設定される。図３では、軸２１とアーム２６との間の駆動比を調整するギアを図示していないが、軸２１とアーム２６との間にはギアが介在しており、図２で示したようロータ２の回動範囲が上記範囲ＲＥとなるように調整されている。

上記のような構成を有するセクタの駆動機構を、動作させた場合について図４から図６を参照して説明する。これらの各図では、シャッタ基板５０の前面側から見て、第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０の位置が変化する様子が示されている。これら各図の上部には、ロータ２の回転状態が確認できるように電磁アクチュエータ１を示している。

図４は、基板５０に設けた撮影用のシャッタ開口５１を全開とした状態が示されている。このとき電磁アクチュエータ１のロータ２は回転角０°（図２における（ａ）の位置に相当）とされているが、実際には図２（ａ）の場合より若干、図２（ｂ）寄りの位置にずれている。すなわち、ロータ２の磁極がステータ３の磁極と対向する位置よりも、右回り（時計周り方向）へずれている。これは、前述した規制部材２９−１に当接して停止しているためである。このときロータ２のＮ、Ｓ磁極のそれぞれは、ディテントトルクにより第１、第２磁極１１、１２に対向する位置に移動しようとするが、規制部材２９により規制された状態となっている。よって、図４に示す状態でコイル４、５への通電を行なわなくとも、このセクタの状態を保持できる。なお、この図４では、第１シャッタ羽根６０の突起６１に係合する穴６２、第２シャッタ羽根６５の突起６６に嵌合する穴６７、及び絞り羽根７０の突起７１に係合する穴７２が示されている。また、係合ピン２７に係合する係合穴は、手前側にある絞り羽根７０の係合穴７３が確認できる。

図５は、基板５０に設けた撮影用のシャッタ開口５１を全閉とした状態が示されている。この図５は、図４の状態からロータ２が約６５°時計方向に回転した状態であり、係合ピン２７がこれに連動して回動する。この係合ピン２７の回動に伴って第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０が所定の軌跡を描いて揺動し、第１シャッタ羽根６０及び第２シャッタ羽根６５によりシャッタ開口５１が閉じられる。このとき電磁アクチュエータ１のロータ２は、時計方向に回転して、例えば図２（ｃ）の状態に相当している。この図５の場合は、ロータ２のＮ、Ｓ磁極それぞれが、ちょうど第１、第２磁極１１、１２に対向した位置でディテントトルクにより保持される。よって、図５で示した場合にこの状態でコイル４、５への通電が遮断されても、セクタをこの閉状態にて保持できる。この状態保持力は十分大きいのでカメラに少々の衝撃が加わった場合でも確実に保持する。

図６は、基板５０に設けた撮影用のシャッタ開口５１に絞り羽根を位置させて小絞りとした状態を示した図である。この図６は図５の状態からロータ２がさらに時計方向に回転した状態である。係合ピン２７がこれに連動して回動する。この係合ピン２７の回動に伴って第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０が所定の軌跡を描いて揺動し、第１シャッタ羽根６０及び第２シャッタ羽根６５はシャッタ開口５１を開く位置まで遠ざかり、その代わりに絞り羽根７０がシャッタ開口５１を覆う位置にくる。この絞り羽根７０は絞り開口７５を備えているので、シャッタ開口５１を小絞りとした状態を実現する。このとき電磁アクチュエータ１のロータ２は、時計方向に回転して、例えば図２（ｅ）より若干図２（ｄ）寄りの位置にする。ここでの位置ずれも図４の場合と同様に規制部材２９に当接して停止するためである。但し、この場合には反対側の規制部材２９−２に当接するので、図４の場合とは逆にロータ２の位置が僅かに反時計回転方向へずれた状態となっている。この図６で示す場合もコイル４、５への通電を遮断しても、各セクタの位置が保持されるので小絞り状態を保持できる。

ここで、図７を参照して説明する。この図７は、上記の様にセクタ６０，６５，７０が全開、全閉、小絞り状態になったとき、ロータ２の回転状態が分かるように示した電磁アクチュエータ１の図である。この図７は、先に示した図２と対応している。左肩に付した（ａ）〜（ｅ）は図２と対応させている。図７で示す全開状態と小絞り状態は、図２で示した（ａ）及び（ｅ）にそれぞれが対応するが、前述したように上記電磁アクチュエータ１を本セクタ駆動機構に組み込んだことにより、規制部材２９による移動規制を受けたロータ２の位置がずれている（図３（Ｂ）参照）。

本セクタ駆動機構は、上記のように全開状態及び小絞り状態となった時に生ずる、ずれを有効に活用して、シャッタスピードを向上させる構成を備えている。以下、この点について説明する。図７に示されるように小絞り状態のときにはロータ２の位置が反時計方向へずれているのでコイル４，５へ１個の駆動パルスを供給するだけの１ステップの駆動で全閉状態とすることができる。同様に、全開状態のときもロータ２の位置が時計方向へずれているのでコイル４，５へ１個の駆動パルスを供給するだけの１ステップの駆動で全閉状態とすることができる。

ところが、全閉状態から全開或いは小絞り状態へ移行させるときには、上記とは様子が異なる。図７で示すように全閉状態のときにはロータ２側の磁極とステータ側の磁極１１、１２がちょうど対向した状態である。よって、この位置にあるロータ２に対して、コイル４，５から磁束を及ぼしても、全開、小絞りのどちら側へ振れるが不確定となる。そこで、本セクタ駆動機構では、全閉から全開へ移行させるときには動的安定位置Ａ、全閉から小絞りへ移行させるときには動的安定位置Ｂを介して移行させるようにしている。これらの動的安定位置停止状態により、全閉状態から全開又は小絞りのどちら側へ回転させかを決定できる。

ここで、示す動的安定位置停止状態は、図２の（ｂ）、（ｄ）に対応しており、第３磁極１３の磁化が倍加されているので、全閉状態からでもロータ２は確実にこの中立位置へ回転する。そして、中立状態Ａから全開、或いは中立状態Ｂから小絞りへとロータ２をスムーズに回動させることができる。

図７に示す電磁アクチュエータ１の駆動は、電流制御回路２５からコイル４，５に供給する電流（駆動パルス）によって実行される。よって、全開状態又は小絞り状態から全閉状態に移動させるには、電流制御回路２５からコイル４，５に駆動パルスが１個供給される。全閉状態から全開状態又は小絞り状態に移動させる際には、先ず回転方向を決めるため動的安定停止状態Ａ，Ｂへ移行させる駆動パルス（方向制御パルス）が供給される。そして、動的安定停止状態Ａ，Ｂから全開状態又は小絞り状態に移動させる駆動パルスが供給される。

以上から明らかなように、本セクタ駆動機構では先に示した電磁アクチュエータ１を用い、全開或いは小絞りの状態から全閉状態とするときには、電流制御回路２５から１個の駆動パルスを供給して１ステップで全閉状態を形成させる。よって、シャッタ開口を高速で閉じることができる。一方、この全閉状態から全開或いは小絞り状態とするときには、開口を閉じる時と比較してスピードを要求されない。そこで、電流制御回路２５から回転方向を決定する動的安定停止状態Ａ，Ｂに移行させる制御パルスを供給して回転方向を決定付け、続いて全開或いは小絞り状態とする駆動パルスを供給する。すなわち、全閉状態からは複数ステップで確実に全開或いは小絞り状態を形成させる。

図８及び図１０は、本セクタ駆動機構でセクタが移動するときのタイミングチャートを示している。図８は、全開から全閉とし、再び全開に戻る場合のタイミングチャートを示している。図１０は、小絞りから全閉とし、再び小絞りに戻る場合のタイミングチャートを示している。また、図９は、図８におけるＣ部を拡大して示した説明図であり、図１１は、図１０におけるＤ部を拡大して示した説明図である。

図８で、最上段はセクタの開閉状態を示した波形である。この波形は、全開から全閉へ、そして全閉から全開へとセクタが移動する状態を示している。中央部にはＶｏ１からＶｏ４の４個の波形を示している。これらは、図１に示した電流制御回路２５により制御された電流波形、すなわち駆動パルス波形を例示している。第１のコイル４には電流Ｖｏ１が入力され、これと対称波形となるＶｏ２が出力される。第２のコイル５には電流Ｖｏ３が入力され、これと対称波形となるＶｏ４が出力される。

図８で、全開から全閉とするときには、電流制御回路２５から１個の駆動パルスＰＵ１がコイル４，５にそれぞれ供給され１ステップでセクタが全閉とされる。なお、コイル４側へ供給される駆動パルスの中間にブレーキパルスＢＰＵが介在されている。これは移動しているセクタを全閉位置で停止するときに慣性力（イナーシャ）でオーバーランするので、これを減衰させるためである。よって、コイル４側へ供給される駆動パルスも実質的には１駆動パルスである。このように、本セクタ駆動機構では１ステップでセクタを全閉位置に移動させるので、素早くシャッタ開口を閉じることができる。

なお、図８の最上段に示したセクタの駆動波形では、コイル４，５に駆動パルスが供給されてから時間ずれＴＬをもって、全閉側へ移行する様子が示されている。これは、退避位置にあったセクタがシャッタ開口を塞ぐ位置に来るまでに移動するタイムラグである。

上記によりセクタが全閉状態となったときには、コイル４，５を無通電状態（無磁化状態）としても、前述したように電磁アクチュエータ１ではディテントトルクによりロータ２の位置が保持される。続いて、全閉状態から全開状態とする場合には、２ステップでセクタが駆動される。すなわち、先に説明した図７で示したαルートで全閉状態から全開状態へと移行される。よって、図８で示すように、電流制御回路２５からコイル４，５に先ずＰＵ２を供給してロータ２を動的安定停止状態Ａとし、さらにＰＵ３を供給して全開状態とする。この場合には、動的安定停止状態Ａを介するので、確実に全閉から全開へとセクタを戻すことができる。

１つ目の駆動パルスＰＵ２の前に介在されているパルスＨＰＵは、ホールディングパルスである。このパルスはロータ２の位置を所定位置に揃えるために供給される。よって、全閉から全開とするための実質的な駆動パルスはＰＵ２とＰＵ３である。すなわち、ＰＵ２とＰＵ３がロータ２を回転させてアーム部２６を規制部材２９−１、２９−２に向かわせる駆動パルスということになる。この駆動パルスＰＵ２とＰＵ３には図８に示すように逆向きの逆転パルスが付加されている。より具体的には、コイル４に通電されるＶｏ１及びＶｏ２では、ＰＵ２に２個の逆転パルスが付加されており、コイル５に通電されるＶｏ３及びＶｏ４では、ＰＵ３に２個の逆転パルスが付加されている。このような逆転パルスを付加すると、全閉状態から全開状態へ向かうセクタの勢いを低減することができる。これによりアーム部２６が規制部材２９−１に衝突するときの勢いを低減し、衝突時の衝撃を緩和することができる。図９に、逆転パルスを付加したときのセクタの動きを、逆転パルスを付加していないときと比較して示している。逆転パルスを付加していないとき（逆転パルス無）は、セクタのバウンドが収束するのはｂの時点である。これに対し、逆転パルスを付加しているとき（逆転パルス有）は、セクタのバウンドはａの時点で収束している。すなわち、セクタのバウンドが収束し、安定した状態となる時間がＳ１だけ短縮されている。このように、セクタが即座に安定した状態となるため、引き続きセクタを閉方向へ回転させるための駆動パルスを入れるタイミングを早めることができる。これにより連写時のシャッタ速度の向上と、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。

なお、上記ブレーキパルスＢＰＵとホールディングパルスＨＰＵは省略することができる。また、図８の最下段には、カメラに内蔵した撮像用ＣＣＤの駆動波形を対応して示している。ＣＣＤはコイル４，５が駆動された後、所定時間してから起動されてシャッタ開口が全閉とされた直前の画像を撮影し、後端に付加したパルスＴＰＵのときに所定部位に取得した画像信号を送信する。

上記のように本セクタ駆動機構では、シャッタスピードが要求される全閉への移動時には１ステップで駆動を行うのでカメラに内蔵して使用すると精度の良い撮影画像を得ることができる。さらに、連写時のシャッタ速度の向上と、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。なお、ＰＵ２、ＰＵ３に対して逆転パルスを付加する場合、どのタイミングで付加するのか、コイル４に対する駆動パルス、コイル５に対する駆動パルスのどちらか一方又は双方に付加するのか、何個のパルスを付加するのかは適宜調節することができる。

図１０は、上記図８と同様に示したタイミングチャートである。図１０で示すタイミングチャートも１ステップで小絞りから全閉となり、２ステップで小絞りに戻るという動作であり図８と同様である。この図１０の駆動パルスは、図８に示したものとＶｏ１及びＶｏ２とＶｏ３及びＶｏ４とを入れ替えた状態で現れる。この図９の動作の流れは、先に説明した図７で示したβのルートとなる。ここで図１０において、図８と同様に、ＰＵ２、ＰＵ３に逆転パルスが付加されている。これによりセクタを全閉状態から小絞り状態とするときのセクタのバウンド収束を早めることができる。図１１に、逆転パルスを付加したときのセクタの動きを、逆転パルスを付加していないときと比較して示している。逆転パルスを付加していないとき（逆転パルス無）は、セクタのバウンドが収束するのはｄの時点である。これに対し、逆転パルスを付加しているとき（逆転パルス有）は、セクタのバウンドはｃの時点で収束している。すなわち、セクタのバウンドが収束し、安定した状態となる時間がＳ２だけ短縮されている。このように、セクタが即座に安定した状態となるため、引き続きセクタを閉方向へ回転させるための駆動パルスを入れるタイミングを早めることができる。これにより連写時のシャッタ速度の向上と、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。

上記図８及び図１０は、全開或いは小絞りから全閉とし、再び初期の状態に戻す動作を示しているが、全開から全閉を介し最終的に小絞り、小絞りから全閉を介し最終的に全開とする場合であっても同様の逆転パルスを付加することができる。要は、全開状態や小絞り状態となるとき、すなわちアーム部２６が位置規制部材２９−１、２９−２に衝突する動作が行われるときに逆転パルスを付加するようにできる。これにより連写時のシャッタ速度の向上と、シャッタ速度のバラツキの低減を図ることができる。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施形態のセクタ駆動機構で採用する電磁アクチュエータの主要部構成を示した図である。図１に示す電磁アクチュエータの第１のコイル及び第２のコイルを励磁して、ステップ角４５°でロータを時計方向に回転する場合を示した図である。（Ａ）はシャッタ基板に対して電磁アクチュエータを配置した様子を平面視で模式的に示した図、（Ｂ）は係合ピンの移動軌跡について示した図である。基板に設けた撮影用のシャッタ開口を全開とした状態を示した図である。基板に設けた撮影用のシャッタ開口を全閉とした状態を示した図である。基板に設けた撮影用のシャッタ開口を小絞りとした状態を示した図である。各セクタが全開、全閉、小絞り状態になったとき、ロータの回転状態が分かるように示した電磁アクチュエータの図である。全開から全閉となり、再び全開に戻る場合のタイミングチャートを示した図である。図８におけるＣ部を拡大して示した説明図である。小絞りから全閉となり、再び小絞りに戻る場合のタイミングチャートを示した図である。図１０におけるＤ部を拡大して示した説明図である。

符号の説明

１電磁アクチュエータ
２ロータ
３ステータ
４第１のコイル
５第２のコイル
１１第１磁極
１２第２磁極
１３第３磁極
２５電流制御回路
２６アーム部
２９移動規制部材
５１シャッタ開口
６０第１シャッタ羽根
６５第２シャッタ羽根
７０絞り羽
ＰＵ駆動パルス

Claims

４磁極を有するロータと、第１のコイルにより励磁される第１磁極、第２のコイルにより励磁される第２磁極並びに前記第１及び第２のコイルにより励磁される第３磁極とを含んだＣ字状のステータとを備えた電磁アクチュエータと、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルへ供給する電流を制御する電流制御手段と、
前記電磁アクチュエータに接続され、基板に形成したシャッタ開口を開閉するセクタと、
前記ロータの回転を前記セクタに伝達し、当該セクタを駆動するための駆動部と、
当該駆動部の移動範囲を規制する規制部材と、
を含み、
前記電流制御手段は、前記ロータを回転させて前記駆動部を前記規制部材に向かわせる駆動パルスに当該駆動パルスとは逆向きの逆転パルスを付加することを特徴としたセクタ駆動機構。
請求項１記載のセクタ駆動機構において、
一回の前記駆動パルスに対し、複数個の前記逆転パルスを付加することを特徴としたセクタ駆動機構。