JP2009175596A - Motor-driven diaphragm device and driving method for motor-driven diaphragm device - Google Patents
Motor-driven diaphragm device and driving method for motor-driven diaphragm device Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、電動絞り装置およびその励磁状態の選定方法に関するものである。 The present invention relates to an electric diaphragm device and a method for selecting an excitation state thereof.
パルスモータを用いて絞り羽根を駆動する電動絞り装置が知られている(特許文献1)。この電動絞り装置にあっては、カメラの電源スイッチが入ると、絞り羽根は初期位置から一旦基準位置へ駆動したのち初期位置まで戻り、レリーズボタンが押されると初期位置から絞り込み位置まで駆動する。 An electric diaphragm device that drives a diaphragm blade using a pulse motor is known (Patent Document 1). In this electric diaphragm device, when the power switch of the camera is turned on, the diaphragm blades are once driven from the initial position to the reference position and then returned to the initial position. When the release button is pressed, the diaphragm blade is driven from the initial position to the narrowing position.
しかしながら、上記電動絞り装置では、初期位置としての停止位置に誤差が生じ、絞り口径の精度が低下するという問題があった。 However, the electric diaphragm device has a problem that an error occurs in the stop position as the initial position, and the accuracy of the diaphragm aperture is lowered.
本発明が解決しようとする課題は、絞り羽根を精度良く初期位置に位置させることができる電動絞り装置およびその駆動方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an electric diaphragm device that can accurately position the diaphragm blades at the initial position and a driving method thereof.
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, although the code | symbol corresponding to drawing which shows embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, this code | symbol is only for making an understanding of this invention easy, and is not the meaning which limits this invention.
[1]本発明に係る電動絞り装置(220)は、開口の大きさを可変とする絞り羽根(4)と、
複数の励磁状態を取り、初期位置(P0)と前記開口の大きさを制限する絞り込み位置(Pf)との間で前記絞り羽根を駆動する駆動手段(5)と、
前記駆動手段に駆動信号を出力し、前記励磁状態を変化させる制御手段(250)と、
前記初期位置における前記駆動手段の励磁状態を記憶する記憶手段(250)と、を備えたことを特徴とする。
[1] An electric diaphragm device (220) according to the present invention includes a diaphragm blade (4) having a variable opening size,
Driving means (5) for taking a plurality of excitation states and driving the diaphragm blades between an initial position (P0) and a narrowing position (Pf) for limiting the size of the opening;
Control means (250) for outputting a drive signal to the drive means to change the excitation state;
Storage means (250) for storing the excitation state of the drive means at the initial position.
上記発明に係る電動絞り装置において、
前記初期位置と前記絞り込み位置との間で前記初期位置から所定駆動量離れた基準位置(Ps)に前記絞り羽根が位置することを検出する検出手段(6)を備え、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出した前記基準位置から前記初期位置へ向けて前記絞り羽根を前記所定駆動量駆動したのち、前記駆動手段を前記記憶手段に記憶した励磁状態にするように構成することができる。
In the electric throttle device according to the above invention,
Detecting means (6) for detecting that the aperture blade is positioned at a reference position (Ps) that is a predetermined drive distance away from the initial position between the initial position and the aperture position;
The control unit is configured to drive the diaphragm blade from the reference position detected by the detection unit toward the initial position by the predetermined driving amount, and then set the driving unit to an excitation state stored in the storage unit. can do.
上記発明に係る電動絞り装置において、前記駆動手段としてステッピングモータを用いることができる。 In the electric diaphragm apparatus according to the above invention, a stepping motor can be used as the driving means.
[2]本発明に係るレンズ鏡筒は、上記発明に係る電動絞り装置を備えたことを特徴とする。また、本発明に係る撮像装置は、上記発明に係る電動絞り装置を備えたことを特徴とする。 [2] A lens barrel according to the present invention includes the electric diaphragm device according to the invention. Further, an imaging apparatus according to the present invention includes the electric diaphragm device according to the above invention.
[3]本発明に係る電動絞り装置の駆動方法は、絞り羽根(4)を駆動する駆動手段(5)に対して所定の第1時間間隔(t1)で駆動信号を出力することより前記駆動手段の励磁状態を変化させて絞り込み位置(Pf)と初期位置(P0)との間で前記絞り羽根を駆動する電動絞り装置(220)の駆動方法であって、
前記駆動手段に対し、前記第1時間間隔よりも長い第2時間間隔(t2)で前記駆動信号を出力し、前記絞り羽根を前記絞り込み位置から前記初期位置へ向けて駆動する第1ステップと、
前記絞り羽根が、前記絞り込み位置と前記初期位置との間に設定された基準位置(Ps)に到達したことを検出する第2ステップと、
前記絞り羽根が前記基準位置に到達した時点から、前記基準位置と前記初期位置との間隔に相当する駆動信号を前記第2時間間隔で前記駆動手段に出力することにより、前記絞り羽根を前記初期位置に停止する第3ステップと、
前記初期位置に停止した際の前記駆動手段の励磁状態を前記初期位置に対応する励磁状態として記憶する第4ステップと、を有することを特徴とする。
[3] In the driving method of the electric diaphragm device according to the present invention, the driving is performed by outputting a driving signal at a predetermined first time interval (t1) to the driving means (5) for driving the diaphragm blade (4). A driving method of an electric diaphragm device (220) for driving the diaphragm blades between a narrowing position (Pf) and an initial position (P0) by changing an excitation state of the means,
A first step of outputting the driving signal to the driving means at a second time interval (t2) longer than the first time interval, and driving the diaphragm blades from the narrowed position toward the initial position;
A second step of detecting that the aperture blade has reached a reference position (Ps) set between the aperture position and the initial position;
By outputting a driving signal corresponding to the interval between the reference position and the initial position to the driving means at the second time interval from the time when the diaphragm blade reaches the reference position, the diaphragm blades are moved to the initial position. A third step of stopping at the position;
And a fourth step of storing the excitation state of the driving means when stopped at the initial position as an excitation state corresponding to the initial position.
上記発明に係る電動絞り装置の駆動方法において、
前記第1ステップに先立って、
前記駆動手段に対して前記第1時間間隔で前記駆動信号を出力することにより、前記基準位置へ向けて前記絞り羽根を駆動し、
前記絞り羽根が前記基準位置に到達したのち、前記駆動手段に対して前記第1時間間隔で前記駆動信号を出力することにより、前記絞り羽根を前記基準位置から前記絞り込み位置へ駆動するように構成することができる。
In the driving method of the electric diaphragm device according to the above invention,
Prior to the first step,
Driving the diaphragm blades toward the reference position by outputting the drive signal to the drive means at the first time interval;
The diaphragm blades are driven from the reference position to the narrowing position by outputting the drive signal at the first time interval to the driving means after the diaphragm blades reach the reference position. can do.
本発明によれば、絞り羽根を精度良く初期位置に位置させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately position the aperture blade at the initial position.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラCを示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラC(以下、単にカメラCという。)は、カメラボディ100とレンズ鏡筒200を備え、これらカメラボディ100とレンズ鏡筒200はマウント部300により着脱可能に結合されている。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a digital camera C according to an embodiment of the present invention. A digital camera C according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as camera C) includes a
レンズ鏡筒200には、フォーカスレンズ211その他のレンズ群210および絞り装置220を含む撮影光学系が内蔵されている。
The
フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒200の光束L1の光軸に沿って移動可能に設けられ、エンコーダによってその位置が検出されつつレンズ駆動モータ230によってその位置が調節される。フォーカスレンズ211は、回転筒の回転によってカメラボディ側の端部(至近端)から被写体側の端部(無限端)までの間を光軸L1方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダで検出されたフォーカスレンズ211の現在位置情報は、レンズ制御部250を介して後述するレンズ駆動制御部165へ送信され、レンズ駆動モータ230は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ211の駆動位置が、レンズ駆動制御部165からレンズ制御部250を介して受信される指令信号により駆動する。
The
絞り装置220は、上記撮影光学系を通過して撮像素子110に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り装置220による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部170からレンズ制御部250を介して送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラボディ100に設けられた操作部150によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部170からレンズ制御部250に入力されることによっても行われる。なお、絞り装置220の詳細は後述する。
The
一方、カメラボディ100は、被写体からの光束L1を撮像素子110、観察光学系130及び焦点検出光学モジュール161へ導くためのミラー系120を備える。このミラー系120は、回転軸Oを中心にして被写体の観察位置と撮影位置との所定角度だけ回転するメインミラー121と、このメインミラー121に固定されてメインミラー121と一体に回転するサブミラー122とを備える。
On the other hand, the
図1では、ミラー系120が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。ミラー系120は、被写体の観察位置にある状態では光束L1の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光束L1の光路から退避するように回転する。 In FIG. 1, a state where the mirror system 120 is at the observation position of the subject is indicated by a solid line, and a state where the mirror system 120 is at the photographing position of the subject is indicated by a two-dot chain line. The mirror system 120 is inserted on the optical path of the light beam L1 in the state where the subject is in the observation position, while rotating to retract from the optical path of the light beam L1 in the state where the subject is in the photographing position.
メインミラー121はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束L1の一部の光束L2を当該メインミラー121で反射して観察光学系130へ導き、一部の光束L4を透過させてサブミラー122へ導く。これに対して、サブミラー122は全反射ミラーで構成され、メインミラー121を透過した光束L4を焦点検出光学モジュール161へ導く。なお、焦点検出光学モジュール161は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行する。
The main mirror 121 is composed of a half mirror, and in a state where the subject is in the observation position, a part of the light beam L2 from the subject is reflected by the main mirror 121 and guided to the observation
したがって、ミラー系120が観察位置にある場合は、被写体からの光束L1は観察光学系130と焦点検出光学モジュール161とに導かれ、使用者により被写体が観察されるとともに、フォーカスレンズ211の焦点調節状態の検出が実行される。そして、使用者が図示しないレリーズボタンを押すとミラー系120が撮影位置に回転し、被写体からの光束L1は全て撮像素子110へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
Therefore, when the mirror system 120 is at the observation position, the light beam L1 from the subject is guided to the observation
撮像素子110は、カメラボディ100の、被写体からの光束L1の光軸上であって、撮影光学系210の予定焦点面となる位置に固定されている。撮像素子110は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元CCDイメージセンサ、MOSセンサまたはCIDなどで構成することができる。この撮像素子110で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部170で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
The
一方、ハーフミラー121で反射された被写体光の一部は、撮像素子110と光学的に等価な面に配置されたファインダースクリーン131を通過してペンタプリズム132に導かれ、ペンタプリズム132で折曲されたのち、光軸L2に沿って接眼レンズ133を通り撮影者の眼球に導かれる。これにより、レリーズしない状態において、ファインダー134を通して被写体およびその背景等を観察することができる。
On the other hand, part of the subject light reflected by the half mirror 121 is guided to the
また、接眼レンズ133の近傍には、測光用レンズ135と測光センサ136が設けられ、ハーフミラー121で反射された被写体光の一部は、ファインダースクリーン131で結像したのちペンタプリズム132に導かれ、ペンタプリズム132で折曲されたのち、光軸L3に沿って測光センサ136に導かれる。
A
測光センサ136は、二次元カラーCCDイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため像の明るさを検出するとともに、必要に応じて自動追尾動作の際の被写体像を検出する。測光センサ136で検出された画像情報はカメラ制御部170へ出力され、自動露出制御及び被写体追尾制御に用いられる。
The
焦点検出光学モジュール161は、位相差方式の焦点検出素子であり、カメラボディ100の、サブミラー122で反射した光束L4の光軸上であって、撮像素子110の撮像面と光学的に等価な面の位置に固定されている。詳細な図示は省略するが、この焦点検出光学モジュール161は、コンバータレンズ、一対の開口が形成された絞りマスク、一対の再結像レンズおよび一対のラインセンサを備え、レンズ鏡筒200の射出光束から2つの部分光束を取り出し、各々の部分光束の結像位置の違いによりピント状態を検出する。
The focus detection optical module 161 is a phase difference type focus detection element, which is on the optical axis of the light beam L4 reflected by the sub mirror 122 of the
AF−CCD制御部162は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出光学モジュール161のラインセンサのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部170から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサにて検出された一対の出力パターンを読み出し、デフォーカス演算部162へ出力する。 The AF-CCD control unit 162 controls the gain and accumulation time of the line sensor of the focus detection optical module 161 in the autofocus mode, and receives information on the focus detection area selected as the focus detection position from the camera control unit 170. The pair of output patterns detected by the pair of line sensors corresponding to the focus detection area are read out and output to the defocus calculation unit 162.
デフォーカス演算部162は、AF−CCD制御部162から送られてきた一対の出力パターンから当該出力パターンのずれ量(デフォーカス量ΔW)を演算し、これをレンズ駆動量演算部164へ出力する。 The defocus calculation unit 162 calculates a deviation amount (defocus amount ΔW) of the output pattern from the pair of output patterns sent from the AF-CCD control unit 162, and outputs this to the lens drive amount calculation unit 164. .
レンズ駆動量演算部164は、デフォーカス演算部163から送られてきたデフォーカス量ΔWに基づいて、当該デフォーカス量ΔWをゼロにするためのレンズ駆動量Δdを演算し、これをレンズ駆動制御部165へ出力する。 Based on the defocus amount ΔW sent from the defocus calculation unit 163, the lens drive amount calculation unit 164 calculates a lens drive amount Δd for making the defocus amount ΔW zero, and performs lens drive control on this. To the unit 165.
レンズ駆動制御部165は、レンズ駆動量演算部164から送られてきたレンズ駆動量Δdを取り込みながら、レンズ駆動モータ230へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δdだけフォーカスレンズ211を移動させる。
The lens drive control unit 165 sends a drive command to the
カメラボディ100にはカメラ制御部170が設けられている。カメラ制御部170は、マウント部300に設けられた電気信号接点部によりレンズ制御部250と電気的に接続され、このレンズ制御部250からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部250へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部170は、上述したように撮像素子110から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。また、カメラ制御部170は、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒200の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラC全体の制御を司る。
The
操作部150は、シャッターリレーズボタンやユーザがカメラCの各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード/コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。ここで、ワンショットモードとは、一度調節したフォーカス位置を固定し、そのフォーカス位置で撮影するモードであるのに対し、コンティニュアスモードとは、フォーカス位置を固定することなく被写体に応じてフォーカス位置を調節するモードである。この操作部150により設定された各種モードはカメラ制御部170へ送信され、当該カメラ制御部170によりカメラC全体の動作が制御される。 The operation unit 150 is a shutter relay button or an input switch for the user to set various operation modes of the camera C. The auto-focus mode / manual focus mode is switched or the one-shot mode / continuous mode is selected even in the auto-focus mode. The as mode can be switched. Here, the one-shot mode is a mode in which the focus position once adjusted is fixed, and shooting is performed at the focus position. On the other hand, the continuous mode is a focus in accordance with the subject without fixing the focus position. This is a mode for adjusting the position. Various modes set by the operation unit 150 are transmitted to the camera control unit 170, and the operation of the entire camera C is controlled by the camera control unit 170.
次に、本実施形態に係る電動絞り装置220を説明する。
Next, the
図2は本例の電動絞り装置220の組立状態を示す斜視図、図3は同じく分解斜視図、図4は絞り羽根の駆動位置を示す回転部材の正面図である。
2 is a perspective view showing an assembled state of the
図2および図3に示すように、本実施形態の電動絞り装置220(以下、単に絞り装置とも言う。)は、レンズ鏡筒200の固定筒(フレーム)にボルトなどで固定される固定部材1と、この固定部材1にボルトなどにより固定されるカム部材3と、これら固定部材1とカム部材3との間に挟まれて、所定角度だけ両方向に回転する回転部材2と、この回転部材2とカム部材3との間に装着されて回転部材2の回転にともなって開閉する複数の絞り羽根4と、固定部材に取り付けられて回転部材2の駆動源となるステッピングモータ5(図1の絞り駆動部240に相当する。)と、固定部材1に取り付けられて回転部材2の回転方向の位置を検出するフォトインタラプタ6とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
固定部材1の中央には、カム部材3の固定絞り31より大径とされた開口部11が形成され、この開口部11に回転部材2の環状突起部21が回転可能に嵌合することで、回転部材2は固定部材1に支持されつつ両方向に円滑に回転することができる。
An
固定部材1に取り付けられるステッピングモータ5のピニオンギヤ51は、当該固定部材1に形成された貫通孔12に挿入され、一方、回転部材2の縁部に形成されたセグメントギヤ22は固定部材に形成された円弧状の貫通孔13に挿入される。そして、これら貫通孔12,13の部分において、ピニオンギヤ51とセグメントギヤ22が噛み合い、ステッピングモータ5の回転が回転部材2に伝達される。
The
固定部材1に形成された円弧状の貫通孔14には、回転部材2に立設された遮光板23が挿入され、同図の左下の円内に示すように、回転部材2の回転駆動により遮光板23が円弧状の貫通孔14に沿って回転すると、所定位置においてフォトインタラプタ6の検出光を遮ることになる。これにより、回転部材2の基準位置Psが検出される。この詳細は後述する。なお、同図の左下の円内の図は、固定部材1と回転部材2とを組み付けた状態におけるフォトインタラプタ6と遮光板23との位置関係を示す斜視図であり、図中、矢印が遮光板23の移動方向を示し、一点鎖線がフォトインタラプタ6の検出光の光軸を示す。
A
一方、内周縁43が絞り開口を構成する湾曲した楔状の絞り羽根4には、基端部の両面のそれぞれに突起部41,42が形成されている。回転部材2側の突起部41は、回転部材2に形成された円形孔24に挿入される一方で、カム部材3側の突起部42は、カム部材3に形成された長孔形状のカム溝31に挿入される。そして、回転部材2がいずれかの方向に回転すると、回転部材2側の突起部41は回転部材2とともに回転(円軌跡)するが、カム部材3側の突起部42はカム溝31の形状に従った軌跡をたどることになるので、絞り羽根4は、回転部材2上においては突起部41を中心に所定角度だけ回転することになる。
On the other hand, the curved wedge-shaped
本実施形態では、9枚の絞り羽根4を回転部材2の全周に等しい間隔で装着している。図4は、カム部材3に取り付けられた9枚の絞り羽根4を示す正面図であり、同図(A)は絞り羽根4が初期位置P0にある状態、同図(B)は絞り羽根4が基準位置Psにある状態、同図(C)は絞り羽根4が絞り込み位置Pfにある状態をそれぞれ示す。この図面では、カム部材3に対して絞り羽根4(すなわち回転部材2)が時計方向に回転すると絞りが小さくなり(同図(A)→(C)参照)、逆にカム部材3に対して絞り羽根4(すなわち回転部材2)が反時計方向に回転すると絞りが大きくなる。
In the present embodiment, nine
ここで、絞り羽根4の基準位置Psとは、同図(B)に示すように、絞り開口を構成する絞り羽根4の内周縁43が、カム部材3の固定絞り開口32に一致する位置をいい、絞りを開放にする位置である。
Here, the reference position Ps of the
また、絞り羽根4の初期位置P0とは、基準位置Psからさらに開口径を大きくする方向の位置であって、絞り装置220を構成する部品に組み付け誤差があっても絞りを確実に開放にできる絞り羽根4の退避位置である。
Further, the initial position P0 of the
これに対して、絞り羽根4の絞り込み位置Pfとは、9枚の絞り羽根4の内周縁43により形成される開口が、カム部材3の固定絞り開口32よりも小径となる位置をいう。
On the other hand, the narrowing position Pf of the
図5は、本実施形態に係る回転部材2を示す要部正面図であり、初期位置P0、基準位置Psおよび絞り込み位置Pfと回転部材2(遮光板23)との位置関係を示す正面図である。
FIG. 5 is a front view of the main part showing the rotating
たとえばカメラCの電源がOFFの場合には、回転部材2は初期位置P0において停止し、電源をONして撮影を開始して実際の絞り制御が行われるまで、回転部材は初期位置P0にて待機する。
For example, when the power source of the camera C is OFF, the rotating
絞り制御が開始されると、初期位置P0を基準にしたパルス信号がレンズ制御部250からステッピングモータ5に出力され、このパルス信号に応じた移動量だけ回転部材2が回転し、この回転部材2の移動量に相当する絞り開口が絞り羽根4の内周縁43により形成される。この位置が絞り込み位置Pfである。具体的な数字を例示すれば、初期位置P0と基準位置Psとの間の移動量が3パルス、基準位置Psと絞り込み1段との間の移動量が12パルスである。
When the aperture control is started, a pulse signal based on the initial position P0 is output from the lens control unit 250 to the stepping
撮影が終了すると、回転部材2は初期位置P0に向かって逆方向に回転し、基準位置Psを通過したのち初期位置P0で再び待機する。
When the photographing is completed, the rotating
なお、フォトインタラプタ6は、図5に示すように、回転部材2が絞り込み位置Pfから初期位置P0に向かって回転する際に、遮光板23の進行方向の前端がフォトインタラプラ6の検出光を遮るように、遮光板23とフォトインタラプタ6との位置関係が定められている。また、フォトインタラプタ6は、遮光板23の前端がフォトインタラプタ6の検出光を遮ってから、遮光板23が初期位置P0の方向に移動する間は、フォトインタラプタ6により遮光板23が検出されるように構成されている。
As shown in FIG. 5, in the
回転部材2を回転させて絞り羽根4を駆動するステッピングモータ5は、たとえば2相式の場合は、1相励磁方式、2相励磁方式または1−2相励磁方式で駆動することができるが、これらに限定されるものではない。また、2相式に限られず3相式ほかであってもよい。ステッピングモータ5には、レンズ制御部250からの駆動パルスが入力されることにより、入力された駆動パルスぶんだけステッピングモータ5のロータが回転する。
For example, in the case of a two-phase type, the stepping
図6(A)は、本実施形態に係るステッピングモータ5のステータ5sとロータ5rの一部を平面に展開して示す図であり、同図(B)はステッピングモータ5に入力される励磁パターンを励磁方式別に示す図である。
FIG. 6A is a diagram showing a part of the stator 5 s and the
同図(A)に示すように、永久磁石から構成されるロータ5rに対し、ギャップを介してコイルが巻回された電磁石からなるステータ5sが対峙し、同図(B)に示すように、ステータ5sのコイルの4つの励磁相A,B,A,B(電子出願形式の都合で「バー表記」が使用できないため、AバーをA、BバーをBで示す。)に供給する電流をON(+)/OFF(−)することでロータ5rが回転する。
As shown in FIG. 6A, a stator 5s made of an electromagnet in which a coil is wound through a gap is opposed to a
たとえば、同図(B)に示す1相励磁ステッピングモータでは、4つの励磁相A,B,A,Bのそれぞれに順次電流を流すことでロータ5rが回転し、2相励磁ステッピングモータでは、4つの励磁相A,B,A,Bのうち隣り合う2つの励磁相に順次電流を流すことでロータ5rが回転する。また、1−2相励磁ステッピングモータでは、4つの励磁相A,B,A,Bに対し1相励磁と2相励磁を交互に行うことでロータ5rが回転する。
For example, in the one-phase excitation stepping motor shown in FIG. 4B, the
そして、1相励磁ステッピングモータおよび2相励磁ステッピングモータは、互いに励磁状態が相違する4つの励磁パターン1〜4により駆動し、1−2相励磁ステッピングモータは互いに励磁状態が相違する8つの励磁パターン1〜8により駆動する。
The one-phase excitation stepping motor and the two-phase excitation stepping motor are driven by four
次に、本実施形態に係るステッピングモータ5の初期位置P0における励磁パターンの選定手順を説明する。
Next, an excitation pattern selection procedure at the initial position P0 of the stepping
図7は、本実施形態に係るステッピングモータの励磁パターンを選定する時の駆動方法を示す図、図8は、本実施形態におけるパルス信号と絞り羽根の時間に対する移動角度の関係を示すグラフ、図9は、本実施形態に係るステッピングモータの励磁パターンを選定する時の駆動方法を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a diagram illustrating a driving method when selecting an excitation pattern of the stepping motor according to the present embodiment, and FIG. 8 is a graph and a diagram illustrating the relationship between the pulse signal and the movement angle with respect to the time of the diaphragm blade in the present embodiment. 9 is a flowchart showing a driving method when selecting an excitation pattern of the stepping motor according to the present embodiment.
絞り羽根4を所望の絞り込み位置Pfに駆動する場合は、絞り羽根4が初期位置P0にある状態で、目標位置までの移動量に相当するパルス信号をステッピングモータ5に出力する。したがって、絞り羽根4が初期位置P0に精度良く位置していないと絞り込み位置Pfの位置精度が低下する。
When driving the
本例では、たとえば絞り装置220またはレンズ鏡筒200の製造工程において、絞り羽根4の初期位置P0に対応するステッピングモータ5の励磁パターンを求め、これをレンズ制御部250のメモリに格納しておく。そして、カメラCを使用する際の、絞り羽根4を初期位置に位置させる場合に、レンズ制御部250のメモリに格納しておいたステッピングモータ5の励磁パターンを出力することで、絞り羽根4を正確な初期位置P0に停止させる。
In this example, for example, in the manufacturing process of the
具体的には、図7に示すように、絞り羽根4が任意の絞り込み位置Pf1にある場合に、ステッピングモータ5に対し時間間隔t1でパルス信号を出力し、絞り羽根4を基準位置Ps方向へ駆動する(図9のステップ101)。そして、フォトインタラプタ6により遮光板23が検出されたらステッピングモータ5を停止する(図9のステップS102〜S103)。この位置をPs1とする。このパルス信号の出力間隔時間t1は特に限定されず、カメラCの使用中に絞り羽根4を駆動するような短い時間間隔に設定することができる。なお、絞り羽根4が既に基準位置Psに停止している場合は、この操作を省略することができる。
Specifically, as shown in FIG. 7, when the
ここで、ステッピングモータ5に短い時間間隔t1でパルス信号を出力して絞り羽根4を駆動すると、パルス信号に対する絞り羽根4および回転部材2などの回転機構の遅れが生じ、フォトインタラプタ6により検出した位置が正確でないことがある。図8(A)にこの状態を示す。
Here, when the
同図に示すように、レンズ制御部250から時間間隔t1で出力される第1のパルス信号PL1に対し、絞り羽根4などの回転機構が、当該第1のパルス信号PL1に相当する位置に到達する前に、第2のパルス信号が出力され、これが繰り返されることにより絞り羽根4にはパルス信号に対してΔωの遅延が生じる。そしてこの遅延誤差Δωは、ステッピングモータ5の加速成分によって一定ではないため当該遅延誤差Δωを見積もることは困難である。
As shown in the figure, the rotation mechanism such as the
このようにΔωの遅延誤差が生じた状態で基準位置Psを検出しても、検出された位置にはこの遅延誤差Δωが含まれることになる。そこで、本実施形態では以下の手順でこの遅延誤差Δωを解消する。 Even if the reference position Ps is detected in the state where the delay error of Δω is generated in this way, the detected position includes the delay error Δω. Therefore, in the present embodiment, this delay error Δω is eliminated by the following procedure.
すなわち、上述したステップに次いで、絞り羽根4が基準位置Ps1に停止した状態でステッピングモータ5に対し時間間隔t1で所定量のパルス信号を出力し、絞り羽根4を絞り込み位置Pf方向へ駆動する(図9のステップS104)。このときの時間間隔t1は上述した場合と同様、カメラCの使用中に絞り羽根4を駆動するような短い時間間隔に設定することができる。また、絞り込み位置Pf方向への移動量は特に限定されず、基準位置Psから離隔する移動量であればよい。この操作により絞り羽根4は絞り込み位置Pf2に停止する。
That is, following the above-described steps, a predetermined amount of pulse signal is output at a time interval t1 to the stepping
次いで、絞り羽根4が絞り込み位置Pf2に停止した状態で、ステッピングモータ5に対し時間間隔t2でパルス信号を出力し、絞り羽根4を基準位置Ps方向へ駆動する(図9のステップS105)。そして、フォトインタラプタ6により遮光板23が検出されたらステッピングモータ5を停止する(図9のステップS106〜S107)。この位置を基準位置Ps2とする。
Next, in a state where the
このときパルス信号を出力する時間間隔t2は、上記時間間隔t1より長い間隔とし、絞り羽根4を含む回転機構がパルス信号により指令された移動量だけ駆動可能な時間間隔とする。図8(B)にこの様子を示す。
At this time, the time interval t2 at which the pulse signal is output is longer than the time interval t1, and the time interval at which the rotation mechanism including the
同図に示すように、1つ目のパルス信号PL1を出力してから2つ目のパルス信号PL2を出力するまでの時間t2の間に、絞り羽根4が、1つ目のパルス信号による移動量だけ移動できれば、絞り羽根4の遅延は解消される。その結果、遮光板23がフォトインタラプタ6を遮光した位置と基準位置Psとが精度良く一致することになる。
As shown in the figure, the
最後に、絞り羽根4が基準位置Ps2に停止した状態でステッピングモータ5に対し時間間隔t2で所定量のパルス信号を出力し、絞り羽根4を初期位置P0方向へ駆動して停止させる(図9のステップS108)。そして、この初期位置P0におけるステッピングモータ5の励磁相への励磁パターンを記憶する(図9のステップS109)。たとえば、図6(B)に示す1相励磁および2相励磁ステッピングモータの場合は、励磁パターンが1〜4の何れかの励磁パターンとなり、また1−2相励磁ステッピングモータの場合は、励磁パターン1〜8の何れかの励磁パターンとなる。この励磁パターンをレンズ制御部250のメモリなどに格納する。
Finally, a predetermined amount of pulse signal is output at a time interval t2 to the stepping
そして、絞り装置220を駆動する際には、たとえば任意の絞り込み位置Pfから初期位置P0方向へ時間間隔t1でパルス信号を出力し、遮光板23がフォトインタラプタ6を遮光したら、その位置を基準位置Psとして認識し、この基準位置Psから所定量のパルス信号をさらに出力して絞り羽根4を初期位置P0に停止させる。ただし、この状態では遅延誤差Δωを含んでいることがあるため、最後に、レンズ制御部250に記憶された励磁パターンを読み出し、これをステッピングモータ5へ出力する。
When the
これにより、絞り羽根4の回転部材2の停止位置がずることを防いで正確な初期位置P0に絞り羽根4を位置させることができる。
Thereby, the stop position of the
220…電動絞り装置
1…固定部材
2…回転部材
3…カム部材
4…絞り羽根
5…ステッピングモータ
6…フォトインタラプタ
23…遮光板
P0…初期位置
Ps…基準位置
Pf…絞り込み位置
220 ...
Claims (7)
複数の励磁状態を取り、初期位置と前記開口の大きさを制限する絞り込み位置との間で前記絞り羽根を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に駆動信号を出力し、前記励磁状態を変化させる制御手段と、
前記初期位置における前記駆動手段の励磁状態を記憶する記憶手段と、を備えたことを特徴とする電動絞り装置。 A diaphragm blade that makes the size of the opening variable,
Driving means for driving the diaphragm blades between an initial position and a narrowing position that limits the size of the opening, taking a plurality of excitation states;
Control means for outputting a drive signal to the drive means and changing the excitation state;
And a storage means for storing an excitation state of the drive means at the initial position.
前記初期位置と前記絞り込み位置との間で前記初期位置から所定駆動量離れた基準位置に前記絞り羽根が位置することを検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出した前記基準位置から前記初期位置へ向けて前記絞り羽根を前記所定駆動量駆動したのち、前記駆動手段を前記記憶手段に記憶した励磁状態にすることを特徴とする電動絞り装置。 In the electric throttle device according to claim 1,
Detecting means for detecting that the diaphragm blades are located at a reference position separated from the initial position by a predetermined drive amount between the initial position and the aperture position;
The control means drives the diaphragm blades for the predetermined drive amount from the reference position detected by the detection means toward the initial position, and then sets the drive means to an excitation state stored in the storage means. Electric throttle device.
前記駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とする電動絞り装置。 In the electric throttle device according to claim 1 or 2,
The electric diaphragm device characterized in that the driving means is a stepping motor.
前記駆動手段に対し、前記第1時間間隔よりも長い第2時間間隔で前記駆動信号を出力し、前記絞り羽根を前記絞り込み位置から前記初期位置へ向けて駆動する第1ステップと、
前記絞り羽根が、前記絞り込み位置と前記初期位置との間に設定された基準位置に到達したことを検出する第2ステップと、
前記絞り羽根が前記基準位置に到達した時点から、前記基準位置と前記初期位置との間隔に相当する駆動信号を前記第2時間間隔で前記駆動手段に出力することにより、前記絞り羽根を前記初期位置に停止する第3ステップと、
前記初期位置に停止した際の前記駆動手段の励磁状態を前記初期位置に対応する励磁状態として記憶する第4ステップと、を有することを特徴とする電動絞り装置の駆動方法。 Electricity for driving the diaphragm blades between the narrowed position and the initial position by changing the excitation state of the drive means by outputting a drive signal at a predetermined first time interval to the drive means for driving the diaphragm blades. A driving method of the diaphragm device,
A first step of outputting the driving signal to the driving means at a second time interval longer than the first time interval, and driving the diaphragm blades from the narrowing position toward the initial position;
A second step of detecting that the aperture blade has reached a reference position set between the aperture position and the initial position;
By outputting a driving signal corresponding to the interval between the reference position and the initial position to the driving means at the second time interval from the time when the diaphragm blade reaches the reference position, the diaphragm blades are moved to the initial position. A third step of stopping at the position;
And a fourth step of storing an excitation state of the driving means when stopped at the initial position as an excitation state corresponding to the initial position.
前記第1ステップに先立って、
前記駆動手段に対して前記第1時間間隔で前記駆動信号を出力することにより、前記基準位置へ向けて前記絞り羽根を駆動し、
前記絞り羽根が前記基準位置に到達したのち、前記駆動手段に対して前記第1時間間隔で前記駆動信号を出力することにより、前記絞り羽根を前記基準位置から前記絞り込み位置へ駆動することを特徴とする電動絞り装置の駆動方法。 In the driving method of the electric diaphragm device according to claim 6,
Prior to the first step,
Driving the diaphragm blades toward the reference position by outputting the drive signal to the drive means at the first time interval;
After the diaphragm blades reach the reference position, the diaphragm blades are driven from the reference position to the narrowing position by outputting the drive signal at the first time interval to the driving means. A driving method of the electric diaphragm device.
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