JP2556473B2 - 電磁駆動絞り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明はレンズ鏡筒に組込むに適した電磁駆動式の絞
り装置に関する。

〔従来の技術〕

従来電磁駆動によって絞りを駆動する発想は多く考え
られていた。特にレンズシヤツタカメラにおいて、現在
ほとんどがこの方式である。これに対して交換レンズ式
カメラの電磁駆動絞りに関しての提案は多くあるが実際
製品化されている物はほとんどない。レンズシヤツタ式
カメラにこの方式が実現されている理由はレンズの絞り
をカメラ本体内に固設でき、決められた演算結果にもと
づいて、シヤツタとも共用可能なため大きなメリツトが
あるためである。

従って、近年のレンズシヤツタ式カメラのほとんどが
この方式である。一方一眼レフカメラでは絞りが交換レ
ンズ内部に配置され、なおかつカメラ側で測光演算され
た結果を電気的に送電しその値にもとづいて絞り口径を
設定するものである。しかし従来からある方式では、鏡
筒の狭い空間に込る程小型化するために電磁駆動部をコ
ンパクトにするので微少なトルクしか出なく、レンズシ
ヤツタの様な絞り口径が小さくて羽根枚数の少ない低負
荷絞り用がせいぜいであった。また一眼レフ用交換レン
ズの様に大口径で高速駆動を行う絞りでは、駆動トルク
の大きなモータが望まれ、これをそのまま絞り駆動を用
いたのではユニツト全体が大きくなるのばかりでなく、
重量も増加してしまい実用的でなかった。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

本発明は、上記従来例の欠点を改善するとともに高精
度の絞り装置を提供する目的を持つ。

そして上記目的を達成するために、本発明は移動する
ことで通過する光束の量を調節する絞り羽根と、ロー
タ、ステータ、励磁コイルを有し、前記絞り羽根を駆動
する駆動部と、光束が通過する開口、前記絞り羽根が開
放位置にあるか否かを検出するための検出部を有し、前
記駆動部が前記開口の周縁部分に固定される固定部材
と、光束が通過する開口、前記駆動部の前記ロータの回
転が伝達される動力伝達部、前記絞り羽根と直接係合す
る係合部、前記固定部材の前記検出部に検出される被検
出部を有し、前記駆動部の前記ロータの回転が前記動力
伝達部に伝達されることで前記絞り羽根を移動させるべ
く、光軸を中心として回転する回転部材とから構成す
る。

〔実施例〕

以下、図面に従って実施例を詳細に説明する。

第１図は電磁駆動絞り装置を分解して俯瞰図で示す。
また組立てた形態は第６図で、鏡筒に組込んだ形態は第
２図で示す。付番１は環状地板で中央に撮影光の通路す
る開口を有する。地板１の１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をそれぞれ数本ずつ具え、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た鉄心で、
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7a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１
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18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
られた複数個の穴17aに夫々嵌合している。回転リング1
7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21a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ットの極がステータ
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２図の（イ）にあるＰとはマグネツ
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）の通電を行った時の
図で、各々の状態を,Aとする。同様にコイル12に正方
向はＢ、コイル13に逆方向の通電を行った場合にはと
して以下説明を行う。

コイル12にを通電するとステータ６にはＮ、ステー
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に通電方向A,B,，
の状態を表記し、最下段には第３図のロ，ハ，ニの状態
と対応して示してある。A,B,，の組合せの状態が第
４図に記してあり、Ａ〜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とラック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16b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
は従来からあるム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合わせることができる。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。つまり指定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ときには測光を禁止し、絞り
羽根を戻してから再び測光を行う機能を果たす。

尚、第２図でズーム環24を光軸を中心に回転させると
回転カム筒25が回転し、カムミゾ21aによって光学レン
ズＧが光軸方向に移動する。このとき絞りユニツト26も
レンズＧと一体となって光軸方向に移動する。絞りユニ
ツト26の給電はフレキシブルプリント板18によって行わ
れ、絞りユニツト26が光軸方向に移動してもフレキシブ
ルプリント板18の屈曲性を使い給電を可能にしている。

第６図は、上で述べた電磁駆動絞り装置26と電気実装
回路36との配置関係を説明するための図である。第２図
からわかる様に絞り装置26はマウント近傍ぎりぎりの位
置まで移動して来るため、この辺に電気実装回路36、例
えばICトランジスタ、抵抗、コンデンサ、ダイオード等
の部品から成る回路を配置することは困難である。しか
しながら、本発明に係る駆動源は同心円に挟まれた空間
の一部に収まってしまうため、残りの部分に電気実装回
路36を設けることもできるし、フイルターあるいはフオ
ーカス駆動用のモータ、開放保障スイツチを配置するこ
ともできる。

〔効果〕

以上説明したように、本発明は移動することで通過す
る光束の量を調節する絞り羽根と、ロータ、ステータ、
励磁コイルを有し、前記絞り羽根を駆動する駆動部と、
光束が通過する開口、前記絞り羽根が開放位置にあるか
否かを検出するための検出部を有し、前記駆動部が前記
開口の周縁部分に固定される固定部材と、光束が通過す
る開口、前記駆動部の前記ロータの回転が伝達される動
力伝達部、前記絞り羽根と直接係合する係合部、前記固
定部材の前記検出部に検出される被検出部を有し、前記
駆動部の前記ロータの回転が前記動力伝達部に伝達され
ることで前記絞り羽根を移動させるべく、光軸を中心と
して回転する回転部材とから構成することを特徴として
いる。

前記回転部材が絞り羽根に直接係合しているうえに、
前記回転部材は前記被検出部を有するので、前記検出部
は前記絞り羽根が開放位置にあるか否かを正確に検出す
ることができる。

つまり、前記回転部材が絞り羽根に直接係合している
ので、前記回転部材と前記絞り羽根との係合ガタによる
検出精度の悪化を少なくすることができ、高精度な検出
を可能にすることができる。

さらに、この絞り装置を開放測光を行うカメラに用い
た際には絞り羽根の開放位置が正確に検出できるため、
正確な測光値を実現でき、良好な撮影を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の分解斜視図、第２図は鏡筒の断
面図、第３図はモータの駆動原理を説明するための図、
第４図は通電タイミング図、第５図は制御回路ブロツク
図、第６図は斜視図。 図中、 １……地板、 ２……ロータ軸、 ３……ロータ、 ４……ピニオンギヤー、 ５……軸受板、 6,7,8,9……ステータ、 12,13……コイル、 14……基板、 15……カム板、 16……絞り羽根、 17……回転リング、 18……フレキシブルプリント板、 20……レンズマウント、 26……電磁駆動絞りユニツト、 28……接点ピン、 36……電気実装回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）移動することで通過する光束の量を
   調節する絞り羽根と、 （ｂ）複数の磁極が形成されるロータと、前記ロータの
   磁極と対向する位置に磁極部が形成されるステータと、
   前記ステータを励磁する励磁コイルとを有し、前記絞り
   羽根を駆動する駆動部と、 （ｃ）光束が通過する開口と、前記絞り羽根が開放位置
   にあるか否かを検出するための検出部とを有し、前記駆
   動部が前記開口の周縁部分に固定される固定部材と、 （ｄ）光束が通過する開口と、前記駆動部の前記ロータ
   の回転が伝達される動力伝達部と、前記絞り羽根と直接
   係合する係合部と、前記固定部材の前記検出部に検出さ
   れる被検出部とを有し、前記駆動部の前記ロータの回転
   が前記動力伝達部に伝達されることで前記絞り羽根を移
   動させるべく、光軸を中心として回転する回転部材とか
   ら構成することを特徴とする電磁駆動絞り装置。