JP2515213Y2 - ステップモータ制御シャッタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案はステップモータによって開閉制御されるステ
ップモータ制御シャッタに関する。

【従来の技術及びその問題点】

ステップモータを駆動源として絞り羽根兼用のシャッ
タ羽根の開閉制御を行う方式が近年において一般的に普
及している。 ステップモータを駆動源としたシャッタの制御方式は
種々の態様に分類される。 その代表的なものとして，ステップモータの出力軸に
羽根開閉レバーをギア連結し，モータの正転動作でシャ
ッタを開口し，モータの逆転動作でシャッタを閉鎖させ
る様にしたものが知られている。 ところで，シャッタ羽根が絞り羽根を兼用するプログ
ラムシャッタは，シャッタを相対的に緩速開口させる必
要があることは周知の通りである。 従って，ステップモータの出力軸に羽根開閉レバーを
ギア連結する場合には，モータのステップ回転角度や動
力伝達列も緩速開口に適合させる様に設定する必要があ
る。しかしながら，この種の駆動方式の場合，シャッタ
羽根の閉鎖用の駆動力伝達列は開口用の駆動力伝達列と
共通する結果として，シャッタ羽根は閉鎖時にも緩速走
行することになり，高速露出秒時に対応しづらいとい問
題がある。 又，別の態様として，開口用の駆動力はスプリング等
の開口用付勢手段から得るとともに，ステップモータに
ギア連結された駆動部材の走行の第１段階で羽根開閉部
材をレリーズするとともに，前記駆動部材の走行の第２
段階で羽根開閉部材を前記付勢力に抗して閉鎖方向に駆
動する様にしたものが知られている。 この様にした場合には羽根の開口特性は開口用付勢手
段に依存し，ステップモータには依存しないので，羽根
を緩速開口させる用に開閉レバーの特性を設定しても閉
鎖速度を十分に高めることが出来，高速露出秒時に対す
る適合性を確保することもできる。 しかしながら，この様にした場合にはステップモータ
は羽根開閉部材を開口用付勢手段に抗して閉鎖作動させ
るため，そのトルクによっては大きなダンピング等が発
生し，所望の閉鎖応答性が得られず，露出秒時も伸びて
しまい易いという問題がある。

【問題点を解決するための手段】

本考案はこの様な問題点に鑑みてなされたものであ
り，ダンピングの影響を受けにくく，閉鎖応答性に優れ
たステップモータ制御シャッタを提供することを目的と
する。 本考案のステップモータ制御シャッタは；ステップモ
ータを駆動源とし，該ステップモータの回転が伝達され
て走行する駆動部材と；絞り羽根兼用のシャッタ羽根と
連結され，該シャッタ羽根の開口方向に向けて付勢され
た羽根開閉レバーと；該羽根開閉レバーを初期位置でホ
ールドする機構とを備えるとともに；前記駆動部材の走
行の第１段階で前記羽根開閉レバーのホールドを解除す
るとともに，走行の第２段階で前記羽根開閉レバーを前
記付勢力に抗して初期位置に復帰させる様にしたシャッ
タを前提とするものであり；前記駆動部材の走行の第１
段階から走行の第２段階に移行する迄の時間で露出秒時
を制御するとともに，前記駆動部材の走行の第２段階で
前記羽根開閉レバーが全閉位置に到達する時の前記ステ
ップモータの位相を無通電時の安定位相と一致させたこ
とを特徴とするものである。

【作用】

即ち，本考案においては，絞り羽根兼用のシャッタ羽
根は羽根開閉レバーに連動して開閉動作をなす。主駆動
部材の走行の第１段階で羽根開閉レバーはホールドを解
除され，シャッタ羽根の開口方向に作動する。又，主駆
動部材の走行の第２段階で羽根開閉レバーは開口用の付
勢力に抗して閉鎖位置に復帰する。 従って，この閉鎖行程では全閉位置に近づく程モータ
に加わる負荷は増大するが，本考案ではモータのトルク
が相対的に大きい位相を全閉位置に割り当てているの
で，ダンピングの影響を受けにくくなり，閉鎖速度を確
保しやすくなる。

【実施例】

以下図面を参照して本考案の１実施例を詳細に説明す
る。 第１図は本考案の１実施例に係る羽根駆動機構の初期
状態における平面図であり，第２図及び第３図はステッ
プモータ１の構成図である。 図示の如くステップモータ１はＳ極・Ｎ極が90度間隔
で交互に配設された４磁極のロータ２を有しており，ロ
ータ２の両側には円弧状のステータ３・４が配設されて
いる。 各ステータ３及び４は各々磁極3a・3b及び4a・4bを有
しており，ロータ２の回転軸を中心とした場合に，磁極
3aと3b間及び磁極4aと4b間は90度の間隔を持ち，磁極3a
と4b間は45度の間隔持ち，磁極3bと4a間は135度の間隔
を持っている。 各ステータ３・４には各々コイル５・６が捲着されて
いる。コイル５に加えるパルスをＨレベルにした時に
は，磁極3aがＮ極に，磁極3bがＳ極に励磁される。同様
に，コイル６に加えるパルスをＨレベルにしたときに
は，磁極4aがＮ極に，磁極4bがＳ極に励磁される。 従って，コイル５に加えるパルスを第１パルスと，コ
イル６に加えるパルスを第２パルスと定義した場合に
は，コイル５・６に対して〔H,H〕−〔H,L〕−〔L,L〕
−〔L,H〕で一巡するパルス列（正転パルス）を供給す
ることによりロータ２は正転（反時計廻り）し，又，正
転パルスとは位相順序が異なる〔L,H〕−〔L,L〕−〔H,
L〕−〔H,H〕で一巡するパルス列（逆転パルス）を供給
することにより，ロータ２は逆転（時計廻り）する。 より具体的には，第２図は初期状態にあるステップモ
ータ１に対して〔H,H〕の第１パルス及び第２パルスを
供給した状態を示しており，磁極3aはロータ２の磁極S2
と，磁極3bはロータ２の磁極N2と，磁極4aはロータ２の
磁極S1と，磁極4bはロータ２の磁極N1と各々吸引し合っ
て図示の状態で停止している。 この状態からパルスを〔H,L〕にすると，ステータ４
の励磁状態が反転するので，磁極4aとロータ２の磁極N1
間及び，磁極4bとロータ２の磁極S2間の吸引力によって
ロータ２には反時計廻りのトルクが発生し，ロータ２は
反時計廻りに45°回転して，第３図に示す状態に至る。 ロータ２の回転軸は第１図に示すピニオン７と噛合し
ている。 次に，第１図において,8は露出用アパーチュアの周囲
を旋回自在に支持された駆動リングであり，駆動リング
８の外縁部の一部に形成されたラック8aは中間ギア９を
介してピニオン７と連結されている。しかして，駆動リ
ング８は上述のギアトレインの伝達比に対応してピニオ
ン７と同方向に旋回する。 尚，本実施例では駆動リング８は正転動作（反時計廻
り）において図外のレンズの繰り出し動作を行うととも
に，第１図に示す初期位置への復帰動作（時計廻り）に
おいてシャッタ羽根の開閉動作をなさしむる様にした例
を想定しているが，レンズの繰り出し機構自体は本考案
とは直接関係しないので，冗長な説明は省略する。 次に,10は軸11に揺動自在に支持された羽根開閉レバ
ーであり，羽根開閉レバー10はスプリング12によって常
時右旋方向に付勢されている。 羽根開閉レバー10の裏面に植設されたダボ13には図外
のシャッタ羽根（絞り羽根兼用のプログラムシャッタ）
が係合されており，羽根開閉レバー10が軸11を中心にし
て右旋することによって図外のシャッタ羽根は開口し，
羽根開閉レバー10が軸11を中心にして左旋することによ
って図外のシャッタ羽根は閉鎖動作をなす様になされて
いる。上述の様に羽根開閉レバー10はスプリング12によ
って羽根が開口する方向に付勢されているが，初期状態
においては羽根開閉レバー10に形成されたカム10aが駆
動リング８に形成されたカム8bと当接して，右旋動作を
妨げられて閉鎖位置でホールドされている。 次に,14は主駆動リング８が左旋をした後も羽根開閉
レバー10を初期位置で係止する為の係止レバーであり係
止レバー14は地板上の軸19に枢支されるとともに，羽根
開閉レバー10に対して右旋習性を与えるためのスプリン
グ12よりも十分に力量の大きなスプリング16から右旋習
性を与えられている。 この係止レバー14に形成された係止部14aは羽根開閉
レバー10の手前側面に形成された角ダボ10bを係止し，
スプリング16から与えられる右旋習性によって羽根開閉
レバー10の右旋を規制する。 又，係止レバー14上の軸15には係止レバー14による羽
根開閉レバー10の係止を解除して羽根開閉レバー10の右
旋を可能とするためのトリガレバー17が枢支されてい
る。 トリガレバー17の作動アーム17aと係止レバー14に植
設されたダボ14b間には張力の弱いスプリング18が引張
されており，トリガレバー17は作動アーム17aがダボ14b
と当接した状態で係止レバー14に対する相対的な左旋を
規制されるとともに，スプリング18の作用で係止レバー
14に対する相対的な右旋も規制されているが，スプリン
グ18の張力以上の右旋力を受けた場合には右旋可能であ
る。 トリガレバー17の他の一端には山型カム17bが形成さ
れており，山型カム17bは主駆動リング８の外縁部に形
成された台形カム8cの走行経路上にある。 従って，主駆動リング８の左旋動作に伴って台形カム
8cが山型カム17bの箇所を通過する時には，トリガレバ
ー17は山型カム17bが台形カム8cに跳ね上げられること
によってスプリング18の張力に抗して単独で右旋し，主
駆動リングの右旋時に台形カム8cの右側斜面から山型カ
ム17bが乗り上げるとトリガレバー17は係止レバー14を
伴って左旋して，係止レバー14による羽根開閉レバー10
の係止を解除する。 尚，図示する実施例では主駆動リング８の左旋過程に
おいて図外のレンズ駆動機構を所望される位置まで移動
させて係止した後の主駆動リグ８の右旋過程においてシ
ャッタ羽根を開閉させる様になされている。 次に，第４図は制御システムのブロック図であり,1は
既述のステップモータ1,8は既述の主駆動リング８を各
々示し，機構的な連結は点線で示している。 又,20はプログラム制御される制御回路,21は公知のレ
リーズスイッチ,22は公知の自動露出制御回路（以下AE
回路と略す）,23はシャッタ羽根の作動後AE回路22を起
動する迄の遅延時間が設定されたAEディレータイマであ
る。 次に上記事項，第５図のフローチャート，第６図のタ
イムチャート及び第７図乃至第９図の平面図を参照して
本実施例の動作を説明する。 尚，第７図は主駆動リング８の復帰過程において羽根
を開口させる直前まで到達した状態を，又，第８図は，
第７図の状態から主駆動リング８が更に復帰して羽根を
開口させた状態を，第９図は第８図の状態から主駆動リ
ング８が更に復帰して羽根を閉鎖した状態を各々示して
いる。 先ず，正常な初期状態において，本実施例の主駆動リ
ング８は第１図に示す状態にあり，又，ステップモータ
１のロータ２は第２図に示す状態にある。（タイムチャ
ートのポイントP1） レリーズスイッチ21のメークによりプログラムが実行
され，制御回路20は公知の手法によって機構位置にエラ
ーが生じていないことを確認した後にステップモータ１
に対して供給するパルスを〔H,H〕にし（タイムチャー
トのポイントP2），この駆動パルスを順次〔H,L〕−
〔L,L〕−〔L,H〕−〔H,H〕と歩進することによってス
テップモータ１を正転させる。 既述の様に，ステップモータ１を構成するコイル５・
６に対して供給するパルスを〔H,H〕とした場合には磁
極〔3a,3b,4a,4b〕は各々〔N,S,N,S〕に着磁されるの
で，初期状態において供給するパルスを〔H,H〕とした
場合には，磁極3aは磁極S2と，磁極3bは磁極N2と，磁極
4aは磁極S1と，磁極4bは磁極N1と各々吸引し合うことに
なり，この時の停止トルクは相対的に大きな状態にあ
る。 次に，この状態からステップモータ１に対して供給さ
れるパルスが〔H,L〕になると，ステータ４の励磁状態
が反転するので，磁極4aと磁極N1間及び磁極4bと磁極S2
間の吸引力によってロータ２には反時計廻りのトルクが
発生し，ロータ２は反時計廻りに45°回転して，第３図
に示す状態に至る。 この第３図に示す状態におけるロータ２は，磁極3aと
磁極S2間に生じる吸着力が磁極4bと磁極S2間に生じる吸
着力と均衡し，磁極3aと磁極N2間に生じる離反力が磁極
4bと磁極N1間に生じる離反力と均衡し，磁極3bと磁極N2
間に生じる吸着力が磁極4aと磁極N1間に生じる吸着力と
均衡し，磁極3bと磁極S1間に生じる離反力が磁極4aと磁
極S1間に生じる吸着力と均衡することによって停止する
ものであり，その停止トルクは第２図に示す状態よりも
相対的に小さい。 従って，該種のステップモータにおいては，第２図に
示す相対的に停止トルクの大きい位相から第３図に示す
相対的に停止トルクの小さい位相に回転する場合のトル
クと，第３図に示す相対的に停止トルクの小さい位相か
ら第２図に示す相対的に停止トルクの大きい位相に回転
する場合のトルクを比較した場合には，後者の方が大き
なトルクを発生することになる。 さて，正転パルスが供給されることによってロータ２
は回転し，このロータ２の回転が既述の伝達列２を介し
て主駆動リング８に伝達され，主駆動リング８は第１図
に示す状態から反時計方向にステップ回転する。 主駆動リング８が反時計方向に回転する過程において
主駆動リング８に形成された台形カム8cはトリガレバー
17の山型カム17bの箇所を通過するが，この時トリガレ
バー17は単独で右旋するので，台形カム8cの通過を妨げ
ない。 この様にして主駆動リング８が反時計方向に回転する
過程において，図外の焦点調節用レンズ群は繰り出さ
れ，合焦動作がなされると，制御回路21はその時のパル
ス状態を例えば15ms維持して動作の安定を図った後に反
転動作に移行する。（フローチャートのステップ６及び
タイムチャートのポイントP3） ステップモータ２が反転すると，主駆動リング８は時
計廻りに回転し，正転量に対応して決定されるステップ
数逆転した時に第７図に示す状態に至る。（タイムチャ
ートのポイントP4） 尚，この第７図の状態は主駆動リング８に形成された
台形カム8cがトリガレバー17に形成された山型カム17b
に差し掛かる直前の位置である。 制御回路20は主駆動リング８を第７図の状態まで復帰
させたタイムチャートのポイントP4において駆動パルス
の状態を15ms〔L,L〕で維持し，更に４ステップ逆転さ
せる。 この４ステップの逆転がなされた時に主駆動リングは
第８図に示す状態（タイムチャートのポイントP6）に至
る。 タイムチャートのポイントP4からポイントP6に至るポ
イントP5において，主駆動リング８に形成された台形カ
ム8cはトリガレバー17の山型カムを押し上げるので，ト
リガレバー17は係止レバー14とともに軸19を中心に左旋
し，係止レバー14による羽根開閉レバー10の係止が解除
される。従って，羽根開閉レバー10はスプリング12の張
力によって軸11を中心に右旋し，図外のシャッタ羽根を
開口させる。 又，制御回路はタイムチャートのポイントP4から４ス
テップ経過したポイントP6に至るとAEディレィタイマ23
を起動し，タイムチャートのポイントP7でAEディレィタ
イマ23がタイムアップすると,AE回路22を起動する。 タイムチャートのポイントP5からポイントP6に至る２
ステップ分のパルス時間及びAEディレィタイマ23の設定
時間は開閉機構の所謂メカ遅れ時間に対応したものであ
る。 羽根開閉レバーが右旋することに伴って図外のシャッ
タ羽根がアパーチュアを開口してフィルム面に対する露
光がなされ，制御回路20は被写界輝度に対応したポイン
トP8のタイミングでAE回路22から露出終了信号が加えら
れると，ステップモータ１に対して逆転パルスを更に６
パルス加える。 ポイントP6から１ステップ逆転したポイントP9では駆
動パルスは〔H,L〕であるので，ステップモータ１のロ
ータ２は既述の第３図の状態になり，更に１ステップ逆
転したポイントP10では駆動パルスは〔H,H〕であるので
ロータ２は既述の第２図の状態になる。（厳密には第２
図や第３図の状態からロータ２が180度回転した状態で
あるが，ロータ２の極性としては同一である。） 第９図は主駆動リング８が第８図の状態（即ちタイム
チャートのポイントP6の状態）から２ステップ逆転した
ポイントP10の状態を示しており，主駆動リング８が第
８図の状態から２ステップ逆転する時に，羽根開閉レバ
ー10に形成されたカム10aが主駆動リング８に形成だれ
たカム8bに跳ね上げられるので，羽根開閉レバー10はス
プリング12の張力に抗して軸11を中心に左旋し，図外の
シャッタ羽根を閉鎖させる。 ところで，羽根開閉レバー10の左旋によるシャッタ閉
鎖動作はスプリング12の張力に抗して行われるものであ
るので，羽根が閉鎖位置に近づく程スプリング12の張力
は増大する。 そして，本実施例ではその特徴点として，羽根が全閉
するポイントP10の時にステップモータ１のトルクが相
対的に大きくなる位相を割り当てているので，スプリン
グ12の張力の増大に伴うダンピングの影響を受けにくく
なり，迅速なシャッタ閉鎖を行うことができる。 若し，全閉するポイントP10の時にステップモータ１
のトルクが相対的に小さくなる位相を割り当てた場合に
は，スプリングの張力の増大に伴うダンピングの影響で
例えば第６図の羽根開口波形中に点線で示す様にシャッ
タの閉鎖速度に遅延が生じる。 又，トリガレバー17の山型カム17bが主駆動リング８
の台形カム8cから開放されることによって係止レバー14
はスプリング16の張力によって右旋し，係止部14aが羽
根開閉レバー10のダボ10bを係止する。 その後，主駆動リング８が更に４ステップ逆転したポ
イントP11で第１図に示す初期位置に復帰する。 尚，上記実施例は主駆動リングが正転動作においてレ
ンズ駆動をし，しかる後の逆転動作でシャッタ作動を行
う場合を想定したが，レンズ駆動が別系統の場合には，
当然タイムチャートのポイントP1からポイントP6に至る
シーケンスは不要になることはいうまでもない。 又，上記では主駆動部材がアパーチュアの周囲にリン
グ状に配設された例を示したが，これもレンズ駆動を兼
用するため，レンズ周りの空間を有効使用するために採
用したものであり，主駆動部材が直線動作をする場合に
も本考案は問題なく適応できる。 又，上記では羽根開閉レバーを閉鎖位置でホールドす
るための係止レバーを設けた例を示したが，レンズ駆動
を兼用しない場合には主駆動部材が直接羽根開閉レバー
をホールドする様にしても良い。 更に，上記では初期位置の４ステップ相当前において
閉鎖が完了する様にした例を示したが，これは本実施例
において使用したモータの駆動パルスが４パルスで一巡
するためであり，モータの種類に対応してこのパルス数
が変化することは言うまでもなく，又，このパルス数を
整数倍した箇所で閉鎖させる様にしても同様の作用が得
られることもいうまでもない。

【効果】

以上説明した様に，本考案によればシャッタ閉鎖時に
おけるモータに加わる負荷が最大になる箇所にモータの
トルクが大きい位相を割り当てているので，ダンピング
の影響による閉鎖遅延が減少し，十分な閉鎖応答性を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るシャッタ駆動機構の初
期状態に於ける平面図，第２図及び第３図は第１図の機
構に使用されるステップモータの構造図，第４図は本考
案の制御システムのブロック図，第５図は上記実施例の
制御用フローチャート，第６図は上記実施例のタイムチ
ャート，第７図は本実施例の機構において主駆動リング
が羽根開口領域の直前に到達した状態を示す平面図，第
８図は本実施例の機構において主駆動リングが羽根開口
位置にある時の平面図，第９図は本実施例の機構におい
て主駆動リングが羽根を閉鎖した直後の状態にある時の
平面図。 １……ステップモータ、２……ロータ ３・４……ステータ、５・６……コイル ８……主駆動部材、8b……カム 8c……台形カム、10……羽根開閉レバー 14……係止レバー

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステップモータを駆動源とし，該ステップ
   モータの回転が伝達されて走行する駆動部材と， 絞り羽根兼用のシャッタ羽根と連結され，該シャッタ羽
   根の開口方向に向けて付勢された羽根開閉レバーと， 該羽根開閉レバーを初期位置でホールドする機構とを備
   えるとともに， 前記駆動部材の走行の第１段階で前記羽根開閉レバーの
   ホールドを解除するとともに，走行の第２段階で前記羽
   根開閉レバーを前記付勢力に抗して初期位置に復帰させ
   る様にしたステップモータ制御シャッタにおいて， 前記駆動部材の走行の第１段階から走行の第２段階に移
   行する迄の時間で露出秒時を制御するとともに，前記駆
   動部材の走行の第２段階で前記羽根開閉レバーが全閉位
   置に到達する時の前記ステップモータの位相を無通電時
   の安定位相と一致させたことを特徴とするステップモー
   タ制御シャッタ。