JP2525384C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステップモーターにより絞り機構を駆動するための絞り制御装置に関
する。 ［従来の技術］ 従来、ステップモーターを用いて絞り機構を駆動制御する絞り駆動装置が知ら
れている。このような絞り制御装置は絞り羽根の目標位置に対応した数のパルス
をステップモーターに供給すれば、目標の絞り開口を得ることができるので、そ
の制御が極めて簡略化されている。 ［発明が解決する課題］ しかしながら、ステップモーターにて絞り機構を駆動した場合、目標の絞り開
口に応じた数のパルスをモーターに供給しても、絞り機構にイナーシャーがある
ため、このイナーシャーによって絞り羽根は目標位置からオーバーランしてしま
って、目標の絞り開口から外れていまっていた。したがって、正確に所望の絞り
値を実現することが困難であった。 ［目的］ 本発明は上記事項に鑑みてなされたもので、絞り機構のイナーシャーによって
目標の絞り開口から外れてしまうことを防止して、正確に所望の絞り値を実現す
る絞り制御装置を提供することを目的とする。 上記目的のために本発明はステップモーターと、該ステップモーターによって
駆動される絞り機構と、該絞り機構の絞り量に対応した数のステップパルスを該
ステップモーターに供給するステップパルス供給手段と、該ステップパルス供給
手段が該絞り量に対応する数の最終のステップパルスをステップモーターに供給
してから所定時間だけ通電を維持し、その後に、該ステップモーターへの通電を
遮断する通電制御手段とを有するものであって、該所定時間の長さは該最終のス
テップパルスよりも前に該ステップモーターに供給されるステップパルスのパル
ス幅よりも長いことを特徴とするものです。 〔実施例〕 以下、図面に従って実施例を詳細に説明する。第 １図は本発明に係る電磁駆動絞り装置の分解斜視図を示し、又電磁駆動絞り装置
を鏡筒に組込んだ形態は第２図で示す。符号１は環状地板で中央に撮影光の通過
する開口を有する。地板１の一部に軸受1aを有している。２は鏡筒の中心を通る
光軸と平行に配置したロータ軸で、軸２にはロータマグネツト３が固着されてお
り、前記軸受1aに軸支される一方、その先端にピニオンギヤー４が結合されてい
る。ロータ軸の他方は扇面状の軸受板５にもうけられた軸受5aに嵌合され、ロー
タマグネツト３を回転自在に支持している。このロータマグネツト３は例えばプ
ラスチツク・マグネツトで作られ外周は分割的に且つ交互に複数着磁がなされ、
また異方配向されているものとする。６と７はステータで、各ステータはフオー
ク状の極歯6aと7aをそれぞれ数本づつ具え、図では両ステータを離して描いてい
るが、実際には極歯6aと7aが互いに接触しない様に入り組んでいるものとする。
また極歯6aと7aはロータ３の表面から等間隔を保つ様に円弧に沿って配置される
ものとする。尚、ロータ３を挟んで対向的に設け られる別のステータ8,9も同様の形態とする。 従ってロータ３の着磁縞は、６〜９の各極歯6a〜9aに対向している。10と11は
光軸と平行に配置し鉄心で、外周にコイル12,13が巻れている。さらに鉄心10の
一端はステータ７の穴7bを介して軸受板５の穴5bにカシメられている。同様に鉄
心10の他端はステータ６の穴6bを介して地板穴1bにカシメられている。別の鉄心
11も同様ステータ8,9の穴8b,9bを介して軸受板５の穴5c及び地板1cの穴1cにカシ
メられている。これら鉄心を光軸方向に配置しても、鉄心が磁気的に飽和しない
様な径にしてある。 一方、地板１にはフレキシブルプリント板18の弧状部分が接着され接点にはコ
イルの接続線12a,13aが半田付けされている。また地板１には導電パターン14aが
形成された基板14が固着されており、導電パターン14aからのリード線14bは前記
フレキシブルプリント板10の接点に半田付けされている。またこの基板14にはネ
ジ穴が開けられており、地板１に開けられた長穴1eを通してネジ14cがネジ込ま
れて固定されているので、必要に応じて基板14 の位置調整が可能である、即ち、このネジ14cにより絞り装置が完成した後、外
部から開放スイツチの切換タイミングを調整できる。 次に絞り装置の配置を説明する。環状のカム板15には周知の複数本の絞りカム
15aが切られており、各絞り羽根16のダボ16aが嵌合している。一方絞り羽根16の
裏面ダボ16bは光軸を中心に回転する回転リング17にもうけられた負数個の穴17a
に夫々嵌合している。回転リング17は外形17bとカム板15に４個所設けられた離
間用凸部の内面15bと嵌合し、カム板15に対して回転自在になっている。17cは回
転リング17の周縁に同心円状に切られたラツクで、前記ピニオンギヤ４とかみ合
っている。尚、回転リング17に弧状のスリツトを開け、スリツトの外周に近い縁
にラツクを切っても良い。17dは前記基板、14のパターン14aに対応したブラシで
回転リング17の一部17eに固定される。18はビスでカム板15の凸部にあけられた
長穴15c（同様４ケ所）を介して回転リング17をはさみ、地板１のタツプ穴1dに
しめ付けられている。この長穴15cによってカム板15を光 軸中心に回転位置調整可能としている。この調整で絞り口径を基準値に合わせる
。ブラシ17dを取付ける部分17eはカム板15の凸部15dの１つに対向して回転リン
グ17の回転を制限している。また反対方向の回転制限はリング17の周縁に設けた
ラツク端面17fと凸部15eとで行っている。 次に第２図は前記した電磁駆動絞りをレンズ鏡筒内におさめた図である。20は
レンズマウントで、従来からあるバヨネツト方式で図示しないカメラボデイと結
合される。マウント20には固定筒21が固着されている。固定筒21には直進カム２
1aが切られており、キー22が入っている。 キー22の内側には移動筒23が取付けられ、移動筒23内部には光学レンズＧが固
定されている。一方、ズーム環24は固定筒21に径嵌合され回転自在になっており
、固定筒21に嵌合されている回転カム筒25と一体的な動きをさせている。さらに
移動筒23内部に第１図で説明した電磁駆動絞り装置26が固定されている。電磁駆
動絞り装置26はフレキシブルプリント板18を介してメイン実装基板27と 結合され、カメラより指定された絞り電気信号を接点ピン28を介しステツピング
モータドライバIC29に伝え、更に電磁駆動絞り装置を動作させている。即ちフレ
キシブルプリント板18を介在させたためズーム操作により絞りユニツト26が光軸
と平行に移動可能となっている。続いて第１図で示した電磁駆動絞り装置の動作
説明を第3,4,5図で行う。 第３図の（イ）〜（ニ）はロータマグネツト３とステータ６〜９との位置関係
を示した図である。第３図の（イ）は、コイル12,13に通電していない状態であ
る。この様な状態のときはロータマグネツトの極がステータを介して磁路を形成
するため、ステータ6,7に対してロータマグネツト３の極が対向して停止してい
る。その際ステータ8,9とロータマグネツト３の極又は対向しないで半ピツチ（
＝1/2P）ずれて停止しているものとする。 この位置関係になる様にステータ6,7とステータ8,9とは1/2Pずれる様に配置し
ておき、これを式で示すとθ＝nP＋1/2Pとなる。第３図の（イ）にあるＰはマグ
ネツトの着磁ピツチで、ステータ6,7又は 8,9のピツチと一致させておく。 第３図の（ロ）の状態はコイル12に逆方向（↑方向）、コイル13に正方向（↑
方向）の通電を行っ ル12に正方向はB,コイル13に逆方向の通電を行っ テータ７にはＳが発生し、同様にコイル13にＡを通電するとステータ８にＮ、ス
テータ９にＳが発生する。このためロータ３の外周に予め着磁された各極と各々
のステータ極歯に発生した極とが反撥又は引き付け合いロータ３が反時計方向に
回転する。この時ステータ6,7及びステータ8,9と1/2ピツチずれており、それら
ステータ6,7,8,9に対向してロータの極がバランスを保とうとする。つまり第２
図の（ロ）の様な通電を行うと図（イ）に対してロータ３が反時計方向に1/4ピ
ツチ動き安定して止まることになる。次に図（ハ）の通電を行うとしよう。この
場合はコイル12の通電を切り、コイル13にのみＡ通電を行う。このときステータ
８にはＮ極、ス テータ９にはＳ極が発生するためロータ３の極と引きつけ合い、図（ロ）に対し
てさらに1/4ピツチ反時計方向に回転することになる。第３図の（ニ）図はコイ
ル12にＢ、コイル13にＡ通電を行った場合の図で（ロ）〜（ハ）と原理は同様な
ので動作説明は省略する。 以上説明した様な動作原理にもとづいて、第４図にコイル通電のタイミングチ
ヤートを示す。第４図の横軸はパルス数（又は時間）縦軸には通電がONかOFFか
を示してあり、そのタイミングチヤート ３図のロ,ハ,ニの状態と対応して示してある。A,B, までの８通りの組合せができる。このときの１通りの組合せを１パルスにカウン
トする様にしてある。つまり９パルス以後はまた１パルス目の位相分を通電する
ことによりロータ３を任意の角度まで回転させることができる。 この原理にもとづいたステツピングモータを駆動源として絞りが動く状態を第
１図にもとづいて説 明する。まずロータ３が回転するとピニオンギヤが回転し、さらに回転リング17
が光軸を中心として回転することになる。 ここでピニオン４とラツク17cは減速機構を構成し、ロータ３のトルクが比較
的小さくても十分回転リング17を回転させ得る。回転リング17の各穴17aにダボ1
6bの嵌合した羽根16は固定のカム板15との相対移動をするので各絞り羽根16の先
端は径方向に移動する。これらの作用は従来からあるメカニカル絞りと同じ動作
なので詳細は省略する。回転リング17の回転角はロータ３が等間隔で回転するた
め等回転角動作をする。従って、カム板15のカムミゾ15aの形状を適当にするこ
とにより回転板の回転角と絞りの段数とを対応させることができる。具体的に言
えば、ロータ３が１ステツプ進んだとき絞り口径が1/8段変化する様な関係に設
定する。つまりロータを８ステツプ駆動すると絞りが１段分変化する関係になる
。 第５図は、カメラの測光システムで測光してから絞りが絞られるまでをブロツ
ク図で示したもの である。カメラの測光回路30で測光された光量をフイルム感度、シヤツタースピ
ード、絞り値の要素を考慮して周知の様に演算し、絞り段数を決定する。これは
光量設定回路31によって行われる。絞り段数はクロツク回路32と分配回路33によ
ってステツプモータの駆動ステツプ数に変換される。このステツプ数に応じてス
テツプモータドライバ回路34でコイル12、コイル13のどちら方向に通電するかを
決定することにより、ステツプモータを任意の量だけ回転させることができる。
つまり目標の絞り口径に合わせることが可能になる。絞り羽根を戻す場合には、
第３図で説明した動作を逆に行えばロータ３は時計方向に回転し、開放状態にも
どすことが可能になる。35はシヤツタ駆動回路で、光量設定回路31の出力に基づ
いて制御される。 他方、基板14とブラシ17dとは絞りが開放状態でOFF、小絞り状態でONするスイ
ツチを構成している。このスイツチはカメラが開放測光を行う構造のため、開放
状態になっているか否かの判別を必要とし、この判別を目的としたスイツチであ
る。例え ば外的衝撃等により羽根が小絞り側に動いてしまった時は測光を禁止し、絞り羽
根を戻してから再び測光を行う機能を果たす。 第６図は第３図で説明した１−２相駆動モータの停止位置と絞り口径との関係
を示した図で絞り開放径を旋盤口径で決定するタイプの実施形である。 なくても止まれる安定位置、つまり１相通電位置、当としている。 又、開放状態確認スイツチの切換え位置に対し 基板位置を正確に位置決めすることが困難であり、そのため調整を容易とするた
めである。 第７図は第５図示の分配回路33及びドライバー回路34の一実施例を示す回路図
である。 図において101はマイクロコンピユーターで、該マイクロコンピユーターにはP
₁〜P₄の出力ポートを有している。出力ポートP₁はリセツトパルス出力用のポー
トで電源スイツチのオン時又は上記開放スイツチのオフ時にリセツトパルスを出
力する。出力ポートP₂はモーターの回転方向制御ポート、P₃はステツプパルス出
力ポート、P₄は通電制御用ポートである。102はインバーター、103,104はノアゲ
ートで、これらのインバーター及びノアゲートは絞り込みモードではノアゲート
104から上記ステツプパルスを送出し、又開放モードではノアゲート103から上記
ステツプパルスを送出する。105〜107はバイナリーカウンターを構成するＤ型フ
リツプフロツプである。112〜114はアンドゲート,108〜110はノアゲートで、こ
れらのゲートは絞り込みモード時にノアゲート104からのステツプパルスに同期
して、上記バイナリーカウンターへのクロツクパルスを供給しバイナリーカウン
ターをアツプカウン トさせる。又開放モード時にはノアゲート103からのステツプパルスに同期して
上記バイナリーカウンターをダウンカウントさせるための切換ゲートを構成して
いる。115〜122はデコーダーを構成するアンドゲートで上記バイナリーカウンタ
ー・カウント値が０〜７まで変化するごとにアンドゲート115から順次アンドゲ
ート122方向へ向けてハイレベル信号（以下１と証す。）を選択的に出力する。1
23〜126はオアゲートで、ゲート123は上記バイナリーカウンターのカウント値が
５〜７の時に１を出力し、ゲート124はカウント値が１〜３の時に１を出力し、
ゲート125はカウント値が３〜５の時に１を出力し、ゲート26はカウント値が0,1
,7の時に１を出力する。128〜131は一方のゲートを上記出力ポートP₄と接続し他
方の入力をそれぞれゲート123〜126の出力と接続するアンドゲートである。上記
カウント値と各ゲート123〜126の出力状態は第８図の通りである。 132〜135はインバーター,136〜139はコイル13用のドライブトランジスター、1
40〜143はコイル12 用のドライブトランジスターである。 上記アンドゲート128〜131インバーター132〜135、トランジスター136〜143に
て、上記カウント値との関係でコイル12,13に対して第９図に示す関係の電流を
流す。該第９図は第４図におけるコイル12,13に対する通電状態と同一関係にあ
り、これらの関係からモーターはカウント値がアツプするごとに１ステツプづつ
回動し、絞りが1/8段絞り込み側へシフトし、又カウント値がダウンするごとに
１ステツプづつ上記のアツプ方向とは逆方向に回動し絞りが1/8段開放側にシフ
トすることとなる。 上記第７図及び第１図示のモーター及び絞りの動作について説明する。 尚、マイクロコンピユーター101は第10図示のプログラムを内蔵しており、該
プログラムに従って動作するものとする。 今、電源が投入されるとコンピユーター101が作動し、第10図のフローをステ
ツプ１に移行させ以後ステツプを順次進ませる。 ステツプ1:出力ポートP₄から１を出力する。 ステツプ2:出力ポートP₁からロウレベル（以下０と称す）を出力する。 ステツプ3:出力ポートP₂から０を出力する。 ステツプ4:出力ポートP₃から１を出力する。 ステツプ5:t₀時間の経過を待つ。 ステツプ6:出力ポートP₁から１を出力する。 上記のステツプにて出力ポートP₁から一定時間t₀の負パルスが第11図の如く送
出され、これにてバイナリーカウンターはリセツトされる。これにてカウンター
のカウント値は０となりコイル13にＡ 向の通電を行う位相となしている。 ステツプ7:出力ポートP₃から０を出力する。 ステツプ8:一定時間T₁の経過を待つ。 ステツプ9:出力ポートP₃から１を出力する。 ステツプ10:一定時間T₂の経過を待つ。 上記ステツプ７〜10を繰り返すことにて出力ポートP₃から第11図示のステツプ
パルスが送出される。尚、上記ステツプ３にて出力ポートP₂から０が出力 されているので、ゲート104が選択され、該ゲート104を介して上記ステツプパル
スがカウンターにカウントされることとなる。従ってモードは絞り込みモードと
なり、カウンターのカウント値はアツプカウントされる。 該カウンターのアツプカウントではコイル12,13の通電状態は第９図の如く変
化するので、絞りは絞り込み方向に1/8段づつ絞り込まれる。 ステツプ11:出力ポートP₃の出力レベル変化（０→１）がＮ回発生したかを検知
し、Ｎ回以下の時にはポートP₃の出力レベル変化がＮ回なされるまでステツプ７
〜10を絞り返し実行する。尚Ｎ回は第５図の光学設定回路31にて求められた絞り
段数情報に応じて決定される。 上記の如く１ステツプあたり1/8段制御となしているので設定回路31にて求め
られた絞り段数情報ΔAVとの関係は、 Ｎ＝８ΔAV＋２ となっている。 よって、例えば光量設定回路31にて求められた ΔAVが１、即ち開放から１段絞り込む場合にはＮ＝ ８ステツプ進んだ位置であり、これにて１段絞り込まれたこととなる。 上記ステツプ11にてポートP₃の出力レベル変化のＮ回検知がなされ、上述の如
くして絞りが所望の絞り込まれるとステツプは12へ移行する。 ステツプ12:時間t₁の経過を待つ。 ステツプ13:出力ポートP₄から０を出力する。 このステツプ12,13にて上記絞りが所望位置に絞り込まれた状態で、その位置
における通電状態がt₁時間維持されることとなる。 即ち、上記の如く所望の絞りが開放から１段絞り込んだ状態の場合にはＮ＝10
であり、出力ポートP₃からの出力レベル変化が10回行われているため、カウンタ
ーのカウント値は２となっており、この状態ではコイル12にＢ方向の通電がt₁時
間行われることとなり、ローター３（絞り）を確実にその が出来る。すなわち従来は、絞りが上記の如く所望の絞り値まで制御された後、
直ちに通電を停止した場合に絞り機構のイナーシャー等によりローター３がオー
バーランを起こしてしまい、正確な絞り位置制御が出来なくなっていたが、上記
の如く目標停止位置へ絞りが移動後にt₁時間通電維持がなされるので絞り機構の
イナーシャーが収束して、絞りは確実に目標の停止位置に停止させることが出来
る。 上記の如くステツプ12にて絞りの停止位置が正確に制御された後、ステツプ13
にて出力ポートP₄から０が出力されゲート128〜131が０を出力し、これにてモー
ターへの通電が停止される。 上記のステツプ１〜13にて絞り込み制御が行われた後、不図示の機構にて露光
が開始される。又この時フローはステツプ14に移行し、露光時間t₂の計時が行わ
れ、該時間t₂経過後ステツプは15へ移行する。 ステツプ15:出力ポートP₄から１を出力する。 ステツプ16:出力ポートP₂から１を出力する。 これにてノアゲート103を選択しモードを開放モードとなし、ステツプ17以後
のステツプが実行される。 ステツプ17〜20は上述ステツプ７〜10と同一のものであり、これにてステツプ
パルスが上記ゲート103を介してカウンターに伝わる。この時モードは開放モー
ドに移行しているので、カウンターはダウンカウントを行い、モーターのコイル
12,13にて上記絞り込みモードとは逆の順序で通電制御がなされ、絞りは開放側
へ1/8段づつシフトする。 上記の如く絞りが開放側へシフトする過程にお 第１図の基板14とブラシ17がオンからオフへ移行するので、基板14とブラシ17に
て構成されるスイツチＩがオフとなり、コンピユーターの入力ポートＩへ１が入
力される。 この入力ポートＩへの１がステツプ21にて検知されるとステツプは上記ステツ
プ17〜20の繰り返しから22へ移行する。 ステツプ22:出力ポートP₁から０を出力させる。 これにより上記カウンターを構成するフリツプフロツプ105〜107がリセツトさ
れ、カウンターのカウント値が０となり、コイル13にＡ方向の通電 置まで移行する。 ステツプ23:上記コイルの通電状態をt₃時間維持する。これにて上記t₁時間の通
電と同様に絞りを確 過後ステツプ24に出力ポートP₄から０を出力させモーターの通電を停止する。尚
、通電維持時間t₁,t₃は上記ステツプパルスによる通電時間よりも長い時間が必
要である。 〔効果〕 以上説明したように、本発明はステップモーターと、該ステップモーターによ
って駆動される絞り機構と、該絞り機構の絞り量に対応した数のステップパルス
を該ステップモーターに供給するステップパルス供給手段と、該ステップパルス
供給手段が該絞り量に対応する数の最終のステップパル スをステップモーターに供給してから所定時間だけ通電を維持し、その後に、該
ステップモーターへの通電を遮断する通電制御手段とを有するものであって、該
所定時間の長さは該最終のステップパルスよりも前に該ステップモーターに供給
されるステップパルスのパルス幅よりも長いことを特徴とすることによって、該
絞り機構のイナーシャー等が収束する所定時間だけ通電を維持した後、該通電制
御手段が該ステップモーターへの通電を遮断するので、絞り機構のイナーシャー
等が収束する所定時間を設定すれば、該ステップモーターに無駄な通電をするこ
とがない。したがって、消費電力を増加させることなく、絞り機構の制御精度を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る絞り制御装置の一実施例の分解斜視図、第２図は第１図示
の絞り制御装置が配された鏡筒の断面図、第３図はモーターの駆動原理を説明す
るための説明図、第４図はモーターの通電タイミングを示す説明図、第５図はカ
メラに上記絞り 制御装置を配した際の制御回路を示すブロツク図、第６図は絞りの制御位置とモ
ーターのステツプ位置との関係を説明する説明図、第７図は第５図示の分配回路
及びドライバー回路の一実施例を示す回路図、第８図は第７図示のカウンターの
カウント値とゲート123〜126の出力状態の関係を示す説明図、第９図は第７図示
のカウンターのカウント値とコイル12,13の通電状態との関係を示す説明図、第1
0図は第７図示の制御回路動作を説明するフローを示す説明図、第11図は第７図
示の制御回路の動作を説明するための波形図である。 105〜107……フリツプフロツプ 115〜122……アンドゲート 128〜131……アンドゲート 12,13……コイル 136〜143……トランジスター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステップモーターと、 該ステップモーターによって駆動される絞り機構と、 該絞り機構の絞り量に対応した数のステップパルスを前記ステップモーターに
   供給するステップパルス供給手段と、 該ステップパルス供給手段が該絞り量に対応する数の最終のステップパルスを
   ステップモーターに供給してから所定時間だけ通電を維持し、その後に、該ステ
   ップモーターへの通電を遮断する通電制御手段とを有するものであって、該所定
   時間の長さは該最終のステップパルスよりも前に該ステップモーターに供給され
   るステップパルスのパルス幅よりも長いことを特徴とする絞り機構を有する光学
   機器。