JP2874879B2 - 絞り制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカメラ等に適用される絞り制御装置、特に、
絞り機構の駆動源としてステッピングモータを適用した
絞り制御装置に関する。

〔従来の技術〕

近年ステッピングモータ乃至はステッピングモータ態
様の電磁的駆動源により絞りの開度位置調整を行う絞り
制御装置が種々開発されている（実開昭63−98526号公
報等参照）。周知の通り、ステッピングモータは駆動ス
テップ段数に正確に対応した出力軸の角度変位が得られ
るため、種々のメカニズムをオープンループでポジョン
制御することができる。特にロータに永久磁石を用いた
PM形ステッピングモータ或いはこの変形としてのハイブ
リッド形ステッピングモータでは、無励磁状態において
も所定の回転角度位置を維持しようとするディテントト
ルク（無励磁保持トルク）を有する。従ってこのような
タイプのステッピングモータを絞りの開度位置調整のた
めの駆動源として適用すれば、格別の複雑な開度位置保
持機構を設けることなく、無励磁状態で所定の絞り開度
を確保できるような絞り機構を構成することができる。
即ち、上述のような構成の絞り制御装置では、ステッピ
ングモータを駆動回路によって励磁駆動して所定段数の
出力軸の角度変位を得、この角度変位により絞りをこの
変位に対応した所定の開度位置に調節すれば、絞りはス
テッピングモータのホールディングトルク（励磁時最大
静止トルク）によりその位置で静止するが、この後モー
タを無励磁状態にしても今度はディテントルク（無励磁
保持トルク）によりその絞り開度が保持される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一方、ステッピングモータの形式とこれに適用し得る
励磁方式との組合せ方には種々の態様があり、上述のよ
うにステッピングモータをホールディングトルク対応位
置で静止させた後通電を断って無励磁状態にしてもディ
テントトルクが作用することによって常にその静止位置
が維持され得るのは、上記種々の組合せのうちの特定の
場合に限られる。即ち、４相ステッピングモータを１相
励磁方式で駆動する場合や、同モータのうちの特定の形
式のものを２相励磁方式で駆動する場合に限られること
になる。このため従来は、ホールディンクトルクによる
静止位置とディテントルクによる静止位置とが常に一致
するような、モータと励磁方式との組合せを駆動源とし
て適用した場合に限ってしか、通電を断っても所定の絞
り開度が保持され得るような省電力形の絞り制御装置が
実現されていなかった。しかしながら駆動源として選択
できるステッピングモータとその励磁方式との組合せが
上述のようなものに限定されてしまうと、高速多段駆動
の絞り制御装置に適した、例えば４相ステッピングモー
タを１−２相励磁方式で駆動するようなものを駆動源と
して適用することができず、省電力形で且つ高性能の絞
り制御装置を実現するに際しての障害となる。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであり、モー
タの出力軸の角度位置がホールディングトルクによって
静止する位置とディテントトルクによって静止する位置
とで必ずしも一致しない、ステッピングモータとその励
磁方式との組合せを、駆動源として適用しながらも、無
励磁時のディテントトルクにより所定の絞り開度を維持
可能な、省電力形のこの種の絞り制御装置を実現しよう
とするものである。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、４相駆動を行うステッピングモータとこの
ステッピングモータに適用され得る励磁方式のうち１相
励磁方式又は２相励磁方式を含む励磁方式との組み合わ
せであって、ディテントトルクにより無励磁状態におい
ても安定に保持されるモータ出力軸の回転角度位置につ
いて該位置がホールディングトルクによって安定に保持
される回転角度位置が存在する組み合わせがあるような
駆動力を発生する駆動源と、上記駆動源による出力変位
を絞り機構に伝達する変位伝達系と、を具備してなる絞
り制御装置において、 上記変位伝達系は絞り機構の所定の各絞り開度位置と
上記ホールディングトルクによって安定に保持される上
記回転角度位置とが一致するように構成されたものであ
る。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより次のような作用を
呈する。変位伝達系を通して絞り機構に伝達されたステ
ッピングモータへの出力変位により、ステッピングモー
タの回転子は所定の絞り状態と対応する如くディテント
トルクにより保持される位置に駆動される。その結果、
ステッピングモータへ通電しない時であっても、設定絞
り値の状態がディテントトルクにより保持されるので、
絞り開口径も変化することなく、適正に露出が行われ、
しかも消費電力を低減できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係る１−２相励磁駆動方
式を用いたステッピングモータ駆動の絞り制御装置の概
略図である。第１図において、１はモータ駆動用パルス
によりモータ駆動回路２を制御する制御回路である。モ
ータ駆動回路２は前記制御回路１の制御信号を受けて、
ステッピングモータ３を駆動するものとなっている。ス
テッピングモータ３の中心軸の先端には歯車3aが設けら
れている。絞り機構４は薄いリング状をなし、外周の一
部が比較的幅広く突起され、突起された先端に歯車部4a
が設けられている。この歯車部4aと前記歯車3aとが噛合
するものとなっており、ステッピングモータ３の回転に
より歯車3aと歯車4aとの変位伝達系を介して絞り機構４
が左右方向に回動されるものとなっている。

第２図は絞り制御装置の詳細を示す図である。第２図
において、矢車５は薄いリング状をなし、外周上に前述
した歯車部4aが設けられている。また矢車５のリング上
に等間隔に細長いクランク状の溝5a〜5fが設けられてい
る。絞り羽根6a〜6fは羽根形状をなし、前記溝5a〜5fに
対応して設けられている（絞り羽根6aのみ図示）。また
絞り羽根6a〜6fの基端にピン7a〜7fと穴8a〜8fが設けら
れ、このピン7a〜7fが前記溝5a〜5fに係合されている。
ケース９はリング状をなし、このリング上に前記穴8a〜
8fを貫挿するための突起部9a〜9fが前記絞り羽根6a〜6f
に対応して設けられ絞り羽根の回転中心軸となると共
に、周縁部のリング状突起部が、矢車５のラジアル方向
およびスラスト方向片側のウケとなる。Ｃリング10はＣ
字状をなし、両端が折り曲げられており、前記矢車５の
スラスト方向抜け止めとしてケース９の外周に取付けら
れるものとなっている。矢車５の回動により溝5a〜5fに
係合されたピン7a〜7fが突起部9a〜9fを支軸にして溝5a
〜5fを移動し、これに伴って前記絞り羽根6a〜6fが左右
方向に回動し、この絞り羽根６の回動により絞り開口径
が変化し、絞り値が制御され得るものとなっている。

第３図はステッピングモータを駆動する１−２相励磁
を示す図である。

表−２に示す如く各ステップ毎に１相励磁と２相励磁
が交互に設定されるものとなっている。例えばステップ
０では１相励磁、ステップ２では２相励磁と順次表に示
す如く交互に設定されている。また設定絞り値F2〜F11
は１相励磁の状態、即ち、ホールディングトルクによっ
てもディテントトルクによっても維持され得る静止位置
（即ち、第１群の位置）で設定されるものとなってい
る。したがって絞り値F2にはステップ０の１相励磁の状
態が対応して設定され、F2.8にはステップ２の１相励磁
の状態が対応して設定され、F4にはステップ４の１相励
磁の状態が対応して設定され、表に示す如く順次対応し
て設定されるものとなっている。尚、上記第１群の各位
置の間に位置する２相励磁対応の位置が、ホールディン
グトルクによる静止位置とディテントトルクによる静止
位置とが一致しない、第２群の位置である。

第３図（ａ）〜第３図（ｈ）は１−２相励磁によるス
テッピングモータ３の回転子24の駆動状態を示す図であ
る。第３図において、回転子24内の極性は回転子24の永
久磁石による極性を示し、回転子24の外部の極性は１−
２相励磁により磁極22a〜22dに発生する極性を示してい
る。また第３図（ａ）〜第３図（ｈ）の回転子24の駆動
状態は各々前記表−２に示したステップ０〜７に対応し
た励磁により駆動されるものとなっている。したがって
絞り値F2は第３図（ａ）、絞り値F2.8は第３図（ｃ）、
絞り値F4は第３図（ｅ）、絞り値F5.6は第３図（ｇ）に
示す回転状態となっている。そして設定絞りに対応する
回転子24の位置が１相励磁の位置なすわちPM型ステッピ
ングモータにおいてディテントトルクにより保持される
位置、つまり水平位置または垂直位置となる如く、前記
変位伝達系（歯車3a,歯車部4a）が構成されている。

このように構成された実施例は次のように作用する。

表−２に示す１−２相励磁の中の絞り設定に対応する
１相励磁が第１図に示す制御回路１からモータ駆動回路
２に入力される。そうすると、制御回路１によりモータ
駆動回路２が作動し、モータ駆動回路２によりステッピ
ングモータ３が駆動され、前記１相励磁に対応して回動
される。このステッピングモータ３の回動に伴って歯車
3aが回動され、これにより歯車3aに噛合された歯車部4a
が回転駆動される。そして歯車部4aの回動に伴って絞り
羽根６がピン９を支軸として左右に回動される。設定絞
り値に対応した前記１相励磁の磁束φによりステッピン
グモータ３の回転子24の位置は、第３図に示す如くディ
テントトルクにより保持される水平方向位置（第３図
（ｃ）（ｇ））または垂直方向位置（第３図（ａ）
（ｅ））になる。

例えばF2.8に絞り値を設定するときには、表−２に示
すステップ２の１相励磁により、第３図（ｃ）（第４図
も合わせ参照）に示す如く磁極22bにＮ極が得られ、磁
極22dにＳ極が得られる。したがって、回転子24のＳ極
は磁極22b側に引き付けられ、回転子24のＮ極は磁極22d
に引き付けられて水平方向位置に保持される。またF4は
絞り値を設定するときには、表−２に示すステップ４の
１相励磁により、第３図（ｅ）（第４図も合わせ参照）
に示す如く磁極22cにＮ極が得られ、磁極22aにＳ極が得
られる。したがって、回転子24のＳ極は磁極22c側に引
き付けられ、回転子24のＮ極は磁極22aに引き付けられ
て垂直方向位置に保持される。

一方、ステッピングモータ３への通電を停止すると、
磁極22にＮまたはＳ極性が得られない。この場合、ディ
テントトルクにより保持される位置なすわち水平方向位
置または垂直方向位置に回転子24が位置されているの
で、回転子24は駆動されず、その位置のままディテント
トルクにより保持される。

このように本実施例によれば、歯車3aおよび歯車部4a
により絞り制御装置４に伝達されたステッピングモータ
３の出力変位により、ステッピングモータ３は所定の絞
り状態と対応する如くディテントトルクにより保持され
る位置に駆動される。この結果、４相ステッピングモー
タを１−２相励磁で駆動することによる高速多段駆動と
いう利点が維持されたまま、ステッピングモータへの非
通電状態時であっても、設定絞り値の状態がディテント
トルクにより保持されるので、絞り開口径も変化するこ
となく、適正に露出が行われ、しかも消費電力を低減で
きる。なお本発明は上述した実施例に限定されるもので
はない。上述した実施例では、変位伝達系として歯車3a
と歯車部4aとを使用したが、歯車をさらに設けて、適切
に減速し、設定絞り値を１相励磁位置に調整するように
してもよい。また、二相励磁位置がディテントトルクに
より保持される形式のステッピングモータを適用しても
よい。要するところ、本発明思想は、ステッピングモー
タ出力軸の角度位置がホールディングトルクによって静
止する位置とディテントトルクによって静止する位置と
で必ずしも一致しない、ステッピングモータとその励磁
方式との組合せを、駆動源として適用した絞り制御装置
に遍く適用して有効なものであり、上述の実施例のほか
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、モータ出力軸の角度位置がホールデ
ィングトルクによって静止する位置とディテントトルク
によって静止する位置とで必ずしも一致しない、ステッ
ピングモータとその励磁方式との組合せを、駆動源とし
て適用しながらも、無励磁時のディテントトルクにより
所定の絞り開度を維持可能な省電力形のこの種の絞り制
御装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
はステッピングモータ駆動の絞り制御装置の概略図、第
２図は絞り制御装置の詳細を示す図、第３図（ａ）〜
（ｈ）は１−２相励磁駆動によるステッピングモータ回
転子の回転状態を示す図である。第４図は一般的な４相
ステッピングモータの構造を示す図である。 １……制御回路、２……モータ駆動回路、３……ステッ
ピングモータ、3a……歯車、４……絞り制御装置、4a…
…歯車部、５……矢車、5a〜5f……溝、6a〜6f……絞り
羽根、7a〜7f……ピン、8a〜8f……穴、９……ケース、
9a〜9f……突起部、10……Ｃリング、21……ステッピン
グモータ本体、22ad〜22d……磁極、23a〜23d……コイ
ル、24……回転子、φ１〜φ４……磁束。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４相駆動を行うステッピングモータとこの
   ステッピングモータに適用され得る励磁方式のうち１相
   励磁方式又は２相励磁方式を含む励磁方式との組み合わ
   せであって、ディテントトルクにより無励磁状態におい
   ても安定に保持されるモータ出力軸の回転角度位置につ
   いて該位置がホールディングトルクによって安定に保持
   される回転角度位置が存在する組み合わせがあるような
   駆動力を発生する駆動源と、上記駆動源による出力変位
   を絞り機構に伝達する変位伝達系と、を具備してなる絞
   り制御装置において、 上記変位伝達系は絞り機構の所定の各絞り開度位置と上
   記ホールディングトルクによって安定に保持される上記
   回転角度位置とが一致するように構成されたものである
   ことを特徴とする絞り制御装置。