JP2759666B2

JP2759666B2 - カメラ用ステップモータ

Info

Publication number: JP2759666B2
Application number: JP63331200A
Authority: JP
Inventors: 圓男篠崎; 裕人露木
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JPH02178640A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、撮影レンズを合焦位置へ移動させたり、セ
クタ機構を作動させたりする駆動部材を駆動するカメラ
用ステップモータに関する。

〔従来の技術〕

近年には、焦点調節と露出作動を自動的に行うコンパ
クトカメラがユーザーの広い支持を受けている。このよ
うな自動焦点自動露出式のコンパクトカメラにあって
は、撮影レンズを合焦位置へ移動させたり、セクタ機構
を作動させたりするのは、駆動部材によって行ってお
り、この駆動部材はカメラ用ステップモータによって駆
動している。

そこで、このようなカメラ用ステップモータとして、
例えば第７図に示すようなものがある（実開昭60−1416
83号公報参照）。同図において、周方向に４極着磁され
た永久磁石からなるロータ101は支持板102に回転自在に
支持されている。また支持板102には２個のステータ10
3,104がロータ101に対向するように取り付けられ、この
ステータ103および104はそれぞれＵ字形状に形成されて
一対の脚部105a,105bおよび106a,106bを有している。ス
テータ103および104の脚部105a,105bおよび106a,106bの
ロータ101の外周に対向する先端にはそれぞれ磁極部10
7,108および109,110が設けられている。このうちの磁極
部107,108はロータ101の中心に対する角度αが90゜の位
置関係となっており、また同様に磁極部109,110も角度
αが90゜の位置関係となっている。ステータ103,104の
一方の磁極部107,109は相互に接近しており、この磁極
部107,109はロータ101の中心に対する角度βが45゜の位
置関係となっている。

ステータ103,104の他方の磁極108,110が設けられた脚
部105b,106bには電磁コイル111,112が巻回されており、
この電磁コイル111,112は駆動回路113と接続している。
駆動回路113は励磁電流を２相の電磁コイル111,112に通
電するものであり、この励磁電流はその方向が正（＋）
および負（−）の２方向であり、この励磁電流を制御回
路（図示せず）からのパルス信号に応じて２相の電磁コ
イル111,112に同時に通電するバイポーラ駆動の２相励
磁方式である。

ここで、駆動回路113が電磁コイル111,112に通電する
と、ステータ103および104の各磁極部107,108および10
9,110に所定の磁界が発生する。制御回路から駆動回路1
13に出力されるパルス信号を第８図に示す。この図に示
すように、パルス信号に応じて駆動回路113から２相の
電磁コイル111,112に正（＋）および負（−）の励磁電
流が通電されると、第９図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示
すように磁極部107,108,109,110には磁界が発生し、ロ
ータ101は回転する。ロータ101の回転によって歯車機構
を介して駆動部材は駆動され撮影レンズを合焦位置へ移
動させたり、セクタ機構を作動させたりする。

また、実開昭60−120433号公報には、多極着磁された
リング状部材と第１のコイルと第２のコイルとを同心上
に設けたモータを２相励磁または１−２相励磁で駆動さ
せることが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者のこのような従来のカメラ用ステ
ップモータにあっては、駆動回路113から２相の電磁コ
イル111,112に正（＋）および負（−）の励磁電流を同
時に通電するバイポーラ駆動の２相励磁方式であった。

また、後者は２相励磁方式と１−２相励磁方式の駆動
方法があることが開示されている。

ところで、数多くの焦点距離を有するカメラにあって
は、測距情報に応じて撮影レンズを移動させて数多くの
合焦位置に停止させなければならない。また、絞り精度
が高いカメラにあっては、被写体輝度情報に応じて絞り
を細かく制御しなければならず、セクタ機構には数多く
の停止位置を設けなければならない。このため、カメラ
用ステップモータによって駆動される駆動部材の停止位
置は、数多く設けなければならない。すなわち、このカ
メラ用ステップモータのステップ数は多くしなければな
らない。

ところが、従来のカメラ用ステップモータは２相励磁
方式であったために、ステップ角が大きく、駆動部材の
作動スペースやモータより駆動部材に至るまでの歯車列
のスペースなどの制限から、ステップ数はあまり多くす
ることができなかった。したがって、撮影レンズを数多
くの合焦位置に停止させることができなかったり、セク
タ機構に数多くの停止位置を設けることができないとい
う問題点があった。

また、後者の従来例のように１−２相励磁を行えば、
数多くの停止位置を得ることができるが、停止位置が増
えた分だけ、駆動に時間がかかってしまう問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために、本発明にあって
は、撮影レンズの合焦位置への移動及び、セクタ機構の
作動を制御する駆動部材を駆動するカメラ用ステップモ
ータとして、回転自在に支持され周方向に多極着磁され
た永久磁石からなるロータと、このロータに対向して配
設された複数のステータと、このステータに巻回された
２相の電磁コイルとからなる構成を採用し、前記駆動部
材の駆動範囲のうちの大部分において前記２相の電磁コ
イルを２相励磁し、少くとも被写体距離や被写体輝度等
の情報に基づいて設定された駆動部材の停止位置直前か
らこの停止位置までの範囲において前記２相の電磁コイ
ルを１−２相励磁するようにしたところに特徴を有す
る。また、前記駆動部材の駆動範囲の往行程の少くとも
一部において前記２相の電磁コイルを１−２相励磁し、
前記駆動範囲の復行程において前記２相の電磁コイルを
２相励磁するようにしてもよい。

〔作用〕

２相の電磁コイルを１−２相励磁すると、このステッ
プモータのステップ角は1/2となり、駆動部材の１パル
ス当たりの駆動量は従来に比べて1/2となる。このた
め、駆動部材の停止位置は従来に比べて２倍に増加す
る。したがって、数多くの焦点距離を有し、また絞り精
度が高いカメラにあっても、撮影レンズを数多くの合焦
位置に停止させたり、また絞りを細かく制御することが
できる。加えて、合焦位置付近や所望の絞り羽根位置付
近以外は２相励磁にてモータを駆動させるようにしたた
め、停止可能位置が従来の２倍に増えても駆動スピード
が従来と同じぐらいに維持できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図ないし第５図は本発明に係るカメラ用ステップモー
タの第１実施例を示す図である。

第１図において、測距情報に応じて多数の合焦位置に
移動する撮影レンズ１はレンズ枠２に固定支持されてい
る。レンズ枠２には突起部2bが一体形成されており、こ
の突起部2bは同図中左右方向に移動可能に支持された駆
動部材としてのレンズ駆動カム３のカム面3aに当接して
いる。また、レンズ枠２には突起部2bがカム面3aに常時
当接するように同図中下方へ付勢する引張りスプリング
2aが取り付けられている。駆動部材３のカム面3aと反対
側の面（同図中下方面）にはラック3bが形成され、この
ラック3bはピニオン６、アイドラ４を介してステップモ
ータの出力軸に取り付けられた出力ギア５に噛合してい
る。

ステップモータの出力軸には周方向に４極着磁された
永久磁石からなるロータＲが取り付けられ、このロータ
Ｒは支持板（図示せず）に回転自在に支持されている。
また、支持板には２個のステータSa,SbがロータＲに対
向するように取り付けられ、このステータSaおよびSbは
それぞれＵ字形状に形成されて一対の脚部7a,7bよび8a,
8bを有している。ステータSaおよびSbの脚部7a,7bおよ
び8a,8bのロータＲの外周に対向する先端には磁極部9,1
0,11,12が設けられている。このうちの磁極部9,10はロ
ータＲの中心に対する角度αが90゜の位置関係となって
おり、また同様に磁極部11,12も角度αが90゜の位置関
係となっている。ステータSa,Sbの一方の磁極部9,10は
相互に接近されており、この磁極部11,12はロータＲの
中心に対する角度βが45゜の位置関係となっている。ス
テータSa,Sbの他方の磁極10,12が設けられた脚部7b,8b
には電磁コイルLa,Lbが巻回されている。２相の電磁コ
イルLa,Lbには、正（＋）または負（−）の励磁電流を
通電させる駆動回路13が接続し、この駆動回路13にはパ
ルス信号を生成して出力する制御回路14が接続し、さら
に被写体までの距離を測定する測距部15が接続してい
る。被写体までの距離を測距部15で測定すると、この距
離情報は信号として制御回路14に出力される。制御回路
14は距離情報に応じてパルス信号を生成して駆動回路13
に出力し、これに応じて駆動回路13はロータＲを回転さ
せるための励磁電流を電磁コイルLa,Lbに通電させる。

次に１−２相励磁の動作を、第２図に示すカメラ用ス
テップモータの作動のフローチャートを参照しながら説
明する。レリーズ操作によって制御回路14が起動する
が、ここでこのコンパクトカメラが振動や衝撃等でロー
タＲが初期の安定点（初期位置）からわずかにずれてい
る場合には、まずロータＲを初期位置に設定しなければ
ならない。そこで、制御回路14から０パルス目のパルス
信号が駆動回路13に出力され、励磁電流が２相の電磁コ
イルLa,Lbに通電されてロータＲを初期位置に設定す
る。

次に、被写体までの距離は測距部15によって測定され
るが、これが測距情報信号として制御回路14に出力され
ると、この制御回路14によって合焦のためのステップ数
（AFS）が決定される。１−２相励磁の動作の説明のた
め、今は全動作を１−２相励磁にして説明を続ける。例
えば、AFSが８の場合には第３図に示すように、２相の
電磁コイルLa,Lbに対して１相と２相とに交互に励磁を
繰り返し行うパルス信号が駆動回路13に出力される。駆
動回路13から２相の電磁コイルLa,Lbに正（＋）または
負（−）の励磁電流が２相同時に通電されて励磁された
り、また１相のみに通電されて励磁されたりする。２相
の電磁コイルLa,Lbの２相同時励磁と１相のみ励磁とは
交互に行われる。つまり、１相のみの励磁と２相同時に
励磁とを交互に行う１−２相励磁方式により駆動され
る。このように電磁コイルLa,Lbが励磁されると、第４
図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようにステータSa,Sb
の磁極部9,10,11,12に磁界が発生し、ロータＲは時計回
り方向に回転して８パルス目の位置で停止する。

ロータＲの回転は、出力ギア5,アイドラ4,ピニオン６
等を介してレンズ駆動カム３のラック3bに伝達され、レ
ンズ駆動カム３は第１図中左方向へ平行移動する。レン
ズ駆動カム３が平行移動すると、撮影レンズ１がカム面
3aによって同図中下方へ繰り込まれ、８パルス信号相当
の合焦位置で停止する。つづいて、セクタ機構（図示せ
ず）が露出作動を行う。露出作動が終了すると、制御回
路14からロータＲを前記回転とは逆方向に回転するパル
ス信号が駆動回路13に出力され、２相の電磁コイルLa,L
bは励磁されてロータＲを逆方向に回転させ、撮影レン
ズ１を初期位置に復帰させる。

ここで、ロータＲが４極でステータSa,Sbの磁極部9,1
0,11,12について、このα角が90゜でβ角が45゜で構成
したステップモータにあっては、従来のような２相励磁
方式によると第９図（ｂ）に示すようにステップ角θ１
が45゜となる。ところが、１−２相励磁方式の場合に
は、第３図に示すように偶数パルス時には２相励磁で、
奇数パルス時には１相励磁となり、ロータＲが従来の停
止位置の中間位置に停止可能となる。したがって、１−
２相励磁方式の場合にはロータＲのステップ角θ２は、
θ２＝θ1/2＝45゜/2＝22.5゜となる。すなわち、ロー
タＲの回転によるレンズ駆動カム３の１パルス当たりの
駆動量は、従来の２相励磁方式に比べて1/2となり、撮
影レンズ１の繰り出し繰り込み量も従来に比べて1/2と
なる。このため、レンズ駆動カム３の停止位置は、出力
ギア５、アイドラ４、ピニオン６等の歯車機構の諸元が
全く同じであっても従来に比べて２倍に増加する。した
がって数多くの焦点距離を有するコンパクトカメラにあ
っては、撮影レンズ１を数多くの合焦位置に停止させる
ことができる。

一方、撮影レンズ１を数多くの焦点距離に応じて合焦
位置に停止させるためには、レンズ駆動カム３の駆動ス
トローク量を増加させたり、レンズ駆動カム３とロータ
Ｒの間に介装される歯車機構の減速比を大きくすること
が考えられる。すなわち、アイドラを別に追加するか歯
車外径を大きくすることが考えられる。しかし、余分の
スペースがないコンパクトカメラにあっては、構成上ア
イドラを追加したり歯車外径を大きくしたりすることは
できない。このような状況にあって、本発明のカメラ用
ステップモータを採用すれば、コンパクトカメラに余分
のスペースを要することなくロータＲの停止位置を小刻
みにできる。

一方、このステップモータのステップ数を従来と同じ
にした場合には、レンズ駆動カム３の駆動多ストローク
量を減少させたり、歯車機構の減速比を小さくすること
ができるので、コンパクトカメラをさらにコンパクト化
することができる。

ここで、制御回路によって１パルス当りのパルス時間
を短くしてロータの回転を高速化することも考えられる
が、この場合にはステップモータの応答性に限界があ
り、またコスト高となってしまうという問題がある。し
かし、１−２相励磁を行うステップモータにあっては、
このような問題点は生じない。

次に、本発明に係るカメラ用ステップモータを採用し
た第１実施例を第５図に示す。また、この実施例は制御
回路14のパルス信号によって電磁コイルLa,Lbを励磁す
る場合に、前記の１−２相励磁方式と従来の２相励磁方
式とを選択可能にしている。

まず、測距部15から測距情報が信号として制御回路14
に出力されると、制御回路14によってAFSが決定される
が、このAFSの直前（この実施例にあっては２ステップ
前）までは制御回路14のパルス信号によって２相励磁方
式でロータＲを回転させる。次に、AFSまでは制御回路1
4のパルス信号によって１−２相励磁方式によってロー
タＲを回転させる。ここで、制御回路14から駆動回路13
へ出力するパルスのパルス時間（１パルス当り）は２相
励磁時と１−２相励磁時とでは同一に設定してある。こ
のため、２相励磁時のロータＲの回転速度は１−２相励
磁時の回転速度と比べて２倍の速さとなり、撮影レンズ
１の駆動範囲の往行程においてこれを合焦位置へ迅速に
移動させることができる。したがって、被写体が高速で
移動している場合でも、この被写体を撮影することがで
きる。次に、セクタ機構によって露出作動を行いこれが
完了すると、制御回路14からロータＲを逆転するパルス
信号が２相励磁方式で駆動回路13に出力される。したが
って、撮影レンズ１はこの駆動範囲の復行程において初
期位置に迅速に復帰する。また、ステップ数を従来例の
ステップ数の２倍にしても撮影レンズ１は合焦位置へ遅
くならずに移動させることができる。したがって、被写
体が高速で移動している場合でも、この被写体を撮影す
ることができる。なお、AFSの直前だけでなくAFSの初期
に１−２相励磁方式でロータＲを回転させれば、このロ
ータＲは滑かに立ち上がる。更に、２相励磁によるもの
は同時に２相の電磁コイルへ通電されるため、一般的に
１−２相励磁よりも大きな出力トルクが得られるので、
第１実施例のように復行程で引張りスプリング2aをチャ
ージする構成にすれば、モータの小型化や低消費電力化
が図れる。

次に、本発明に係るカメラ用ステップモータの第２実
施例を第６図に示す。この実施例にあっては、出力ギア
５にはアイドラ４、ピニオン６を介して絞り駆動部材21
のギア21aが噛合している。絞り駆動部材21がこのカメ
ラ用ステップモータによって回転されるとセクタ機構22
は作動し、この絞り開口23が変化する。被写体の輝度情
報が制御回路14に入力されると、駆動回路13から励磁電
流が電磁コイルLa,Lbに通電され、ロータＲが回転され
る。ロータＲが回転されると、この回転は出力ギア５、
アイドラ４、ピニオン６を介して絞り駆動部材21へ送達
され、セクタ機構22は作動する。

前述の実施例と同様に作用するので、絞り精度が高い
カメラにあっては、セクタ機構に数多くの停止位置を設
けることができ、被写体輝度情報に応じて絞りを細かく
制御することができる。また、この実施例においても１
−２相励磁方式と２相励磁方式とを選択可能とすること
もでき、この場合にあっても前記実施例と同様な作用、
効果がある。

更に、上記第１〜第３実施例では、４極のロータでＵ
字形状の２つのステータによるものであったが、４極以
外のロータで他のステータ形状のもの（例えば特開昭62
−221860号公報）でも同様な作用、効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、２相の電磁コ
イルを１−２相励磁および２相励磁の両方で駆動するよ
うにしたので、カメラ用ステップモータのステップ数を
多くし、従来と同じ程度のスピードで駆動することがで
きる。したがって、数多くの焦点距離を有し、また絞り
精度が高いカメラにあっても、撮影レンズを数多くの合
焦位置に停止させたり、また絞りを細かく制御すること
ができる。

一方、このカメラ用ステップモータのステップ数を同
じにした場合には、駆動部材の駆動ストローク量を減少
させたり、歯車機構の減速比を小さくすることができる
ので、このコンパクトカメラをさらにコンパクト化する
ことができる。

駆動部材の駆動範囲のうちの大部分において前記２相
の電磁コイルを２相励磁するようにして、少くとも被写
体距離や被写体輝度等の情報に基づいて設定された駆動
部材の停止位置直前からこの停止位置までの範囲におい
て、２相の電磁コイルを１−２相励磁するようにする
と、撮影レンズを合焦位置へ迅速に移動させ、またセク
タ機構を迅速に作動させることができる。したがって、
被写体が高速で移動している場合でも、この被写体を撮
影することができる。

また駆動部材の駆動範囲の往行程の少くとも一部にお
いて前記２相の電磁コイルを１〜２相励磁し、前記駆動
範囲の復行程において２相の電磁コイルを２相励磁する
ようにすると、撮影レンズやセクタ機構は迅速に初期位
置に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係るカメラ用ステップモ
ータの第１実施例を示す図であり、第１図はその全体構
成図、第２図はこのカメラ用ステップモータの１−２相
励磁の作動を示すフローチャート、第３図はこの制御回
路から出力するパルス信号の波形図、第４図（ａ），
（ｂ），（ｃ）はこのロータの回転駆動を示す図であ
る。第５図は第１実施例の作動を示すフローチャート。
第６図は本発明に係るカメラ用ステップモータの第２実
施例を示す全体構成図である。第７図ないし第９図は従
来のカメラ用ステップモータを示す図であり、第７図は
このモータの平面図、第８図はこの制御回路から出力す
るパルス信号の波形図、第９図（ａ），（ｂ），（ｃ）
はこのロータの回転駆動を示す図である。１……撮影レンズ２……レンズ枠３……レンズ駆動カム５……出力ギア６……ピニオン９〜12……磁極部 13……駆動回路 14……制御回路 15……測距部Ｒ……ロータ Sa,Sb……ステータ La,Lb……電磁コイル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズの合焦位置への移動及び、セク
タ機構の作動を制御する駆動部材を駆動するカメラ用ス
テップモータであって、回転自在に支持され周方向に多
極着磁された永久磁石からなるロータと、このロータに
対向して配設された複数のステータと、このステータに
巻回された２相の電磁コイルとを備え、前記駆動部材の
駆動範囲のうちの大部分において前記２相の電磁コイル
を２相励磁し、少くとも被写体距離や被写体輝度等の情
報に基づいて設定された駆動部材の停止位置直前からこ
の停止位置までの範囲において２相の電磁コイルを１−
２相励磁することを特徴とするカメラ用ステップモー
タ。
【請求項２】撮影レンズの合焦位置への移動及び、セク
タ機構の作動を制御する駆動部材を駆動するカメラ用ス
テップモータであって、回転自在に支持され周方向に多
極着磁された永久磁石からなるロータと、このロータに
対向して配設された複数のステータと、このステータに
巻回された２相の電磁コイルとを備え、前記駆動部材の
駆動範囲の往行程の少くとも一部において前記２相の電
磁コイルを１−２相励磁し、前記駆動範囲の復行程にお
いて前記２相の電磁コイルを２相励磁することを特徴と
するカメラ用ステップモータ。