JP3095567B2 - Electric diaphragm device - Google Patents

Electric diaphragm device

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JP3095567B2 JP05033211A JP3321193A JP3095567B2 JP 3095567 B2 JP3095567 B2 JP 3095567B2 JP 05033211 A JP05033211 A JP 05033211A JP 3321193 A JP3321193 A JP 3321193A JP 3095567 B2 JP3095567 B2 JP 3095567B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は絞り羽根もしくは絞り機
構を電磁アクチュエータで駆動するように構成された電
動絞り装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric diaphragm device configured to drive a diaphragm blade or a diaphragm mechanism by an electromagnetic actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】絞り羽根もしくは絞り機構を電磁アクチ
ュエータにより駆動する電動絞り装置は公知のものであ
る。以下には図5及び図6を参照しつつ公知の電動絞り
装置の機械的及び電気的構成について説明する。
2. Description of the Related Art An electric diaphragm device for driving a diaphragm blade or a diaphragm mechanism by an electromagnetic actuator is known. Hereinafter, the mechanical and electrical configuration of a known electric throttle device will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【0003】図5は従来公知の電動絞り装置の電磁アク
チュエータと絞り羽根駆動機構とを示す分解斜視図であ
る。図5において、1は該電磁アクチュエータのロータ
であり、表面にはN極領域とS極領域とが形成された永
久磁石製であり、端面には軸5が突設されている。3は
ロータ1を回転させる電磁力を発生させるための駆動コ
イルであり、ロータの表面に対して所定間隙を以て固定
配置されている。2は該ロータ1が回転されたことによ
り誘導電圧を生じる制動コイルであり、ロータ1の表面
に対して所定間隙を以て固定配置されている。4は該ロ
ータ1が回転された時に該ロータの回転位置を検出する
ためのホール素子の如き磁気感応型検出素子であり、不
図示の取付け部材に固定されて該ロータの外周面に対し
て所定間隙を以て対向配置されている。6は軸孔6cを
中心として回動可能な絞り羽根駆動レバーであり、軸孔
6cにはロータの軸5が挿入固着される。7及び8は絞
り羽根で、駆動レバー6の両端に突設されたピン6a及
び6bにより該レバー6に枢着され、該レバー6の回動
に応じて矢印の方向に駆動される。18は該レバー6を
常に反時計方向(すなわち絞り羽根7及び8を絞り閉じ
方向に)付勢している戻しバネ、である。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing an electromagnetic actuator and a diaphragm blade driving mechanism of a conventionally known electric diaphragm device. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a rotor of the electromagnetic actuator, which is made of a permanent magnet having an N-pole region and an S-pole region formed on a surface thereof, and a shaft 5 protruding from an end surface. Reference numeral 3 denotes a drive coil for generating an electromagnetic force for rotating the rotor 1, and is fixedly arranged at a predetermined gap from the surface of the rotor. Reference numeral 2 denotes a braking coil that generates an induced voltage when the rotor 1 is rotated, and is fixedly disposed at a predetermined gap from the surface of the rotor 1. Numeral 4 denotes a magnetically responsive detection element such as a Hall element for detecting the rotational position of the rotor 1 when the rotor 1 is rotated, and is fixed to a mounting member (not shown) and has a predetermined position with respect to the outer peripheral surface of the rotor. They are arranged facing each other with a gap. Reference numeral 6 denotes a diaphragm blade drive lever that can rotate about the shaft hole 6c, and the shaft 5 of the rotor is inserted and fixed in the shaft hole 6c. Reference numerals 7 and 8 denote aperture blades, which are pivotally mounted on the lever 6 by pins 6a and 6b projecting from both ends of the drive lever 6, and are driven in the direction of the arrow in accordance with the rotation of the lever 6. Reference numeral 18 denotes a return spring that constantly urges the lever 6 in a counterclockwise direction (that is, the diaphragm blades 7 and 8 are in the diaphragm closing direction).

【0004】図6は該電動絞り装置の電磁アクチュエー
タ駆動回路の構成を示した概略図である。同図におい
て、1は前記ロータ、2は前記制動コイル、3は前記駆
動コイル、4は前記の磁気感応型検出素子、である。該
コイル3には該コイルに駆動電圧を印加するための駆動
回路として増幅器23が接続され、該増幅器23の入力
端子にはビデオカメラ等の露出制御回路17等から輝度
信号15が入力されるようになっている。該増幅器23
は演算増幅器9と帰還抵抗10と抵抗11とで構成され
ており、演算増幅器9(以下にはオペアンプと略記す
る)の非反転入力端子と抵抗11とに制動コイル2が接
続されている。制動コイル2にはロータ1が回転した時
に誘導電圧(ロータ1の回転速度に比例する電圧)が発
生し、該誘導電圧がオペアンプ9に負帰還され、該増幅
器23は前記露出制御回路17から発生される輝度信号
15と該制動コイル2の誘導電圧との差に応じた駆動電
圧を駆動コイル3に印加することにより該ロータ1の速
度制御を行なう。なお、制動コイル2に生じる誘導電圧
は駆動コイル3によって生じる磁界とは逆向きの磁界を
生じさせるのでロータ1には制動がかけられる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an electromagnetic actuator drive circuit of the electric diaphragm device. In the figure, 1 is the rotor, 2 is the braking coil, 3 is the drive coil, and 4 is the magnetically responsive detection element. An amplifier 23 is connected to the coil 3 as a drive circuit for applying a drive voltage to the coil, and an input terminal of the amplifier 23 receives a luminance signal 15 from an exposure control circuit 17 such as a video camera. It has become. The amplifier 23
Is composed of an operational amplifier 9, a feedback resistor 10 and a resistor 11, and the braking coil 2 is connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier 9 (hereinafter abbreviated as an operational amplifier) and the resistor 11. When the rotor 1 rotates, an induced voltage (a voltage proportional to the rotation speed of the rotor 1) is generated in the braking coil 2, and the induced voltage is negatively fed back to the operational amplifier 9, and the amplifier 23 is generated from the exposure control circuit 17. The speed of the rotor 1 is controlled by applying a drive voltage to the drive coil 3 in accordance with the difference between the luminance signal 15 and the induced voltage of the braking coil 2. Note that the induced voltage generated in the braking coil 2 generates a magnetic field in a direction opposite to the magnetic field generated by the driving coil 3, so that the rotor 1 is braked.

【0005】一方、前述の磁気感応型素子4(一般には
ホール素子が使用されている)はロータ1が回転された
時に該ロータの着磁面が移動することによる磁界の変化
に応じた出力を発生し、該出力によりロータ1の回転位
置及び回転量が露出制御回路17に内蔵された不図示の
検出回路で検出される。
On the other hand, the above-mentioned magnetically responsive element 4 (generally a Hall element is used) outputs an output corresponding to a change in the magnetic field due to the movement of the magnetized surface of the rotor 1 when the rotor 1 is rotated. The output and the rotation position and amount of rotation of the rotor 1 are detected by a detection circuit (not shown) incorporated in the exposure control circuit 17 based on the output.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の電動絞り
装置には次のような問題があった。
The above-mentioned conventional electric throttle device has the following problems.

【0007】(a)前述の従来の構成の絞り装置では絞
りの開閉動作をする場合に、絞り羽根を開く方向と閉じ
る方向では機械的に作動負荷のヒステリシスを生じ、し
たがって駆動コイルの印加電圧も絞りを開く方向と閉じ
る方向でヒステリシスを生じる。
(A) In the above-described conventional diaphragm device, when opening and closing the diaphragm, a hysteresis of the operating load is mechanically generated in the direction in which the diaphragm blades are opened and closed, and therefore the voltage applied to the drive coil is also reduced. Hysteresis occurs in the opening and closing directions of the aperture.

【0008】このため、絞りを小絞り状態にする場合は
絞り羽根にハンチングを生じ、絞り羽根の制御性が悪化
する。
For this reason, when the aperture is set to the small aperture state, hunting occurs in the aperture blade, and controllability of the aperture blade is deteriorated.

【0009】(b)前述の理由により絞りが小絞り状態
の時にはハンチングが発生しやすいため、絞り羽根の動
作速度を高くすることができず、高速の絞り装置を実現
することができない。
(B) When the aperture is in the small aperture state for the above-mentioned reason, hunting tends to occur, so that the operating speed of the aperture blades cannot be increased, and a high-speed aperture device cannot be realized.

【0010】本発明の目的は、従来装置に内在する前述
の問題を解決し、絞り羽根にハンチングを生じる恐れが
なく、また、高速動作が可能な電動絞り装置を提供する
ことである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems inherent in the conventional apparatus, and to provide an electric diaphragm apparatus which does not cause hunting of the diaphragm blades and can operate at high speed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による電動絞り装
置は、駆動コイルを駆動する信号増幅回路の入力側に、
絞りを開方向に駆動する際の印加電圧と絞りを閉方向に
駆動する際の印加電圧との差よりも大きい振幅が設定さ
れる交流信号を印加するための交流発振器と、交流発振
器の出力を制御する制御回路とを設け、駆動コイルに印
加する直流電圧に交流発振器から出力される交流信号を
重畳させたことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided an electric diaphragm device provided on an input side of a signal amplifier circuit for driving a driving coil.
An AC oscillator for applying an AC signal having an amplitude larger than a difference between an applied voltage for driving the aperture in the opening direction and an applied voltage for driving the aperture in the closing direction, and an output of the AC oscillator. And a control circuit for controlling, wherein an AC signal output from an AC oscillator is superimposed on a DC voltage applied to the drive coil.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【実施例】以下に図を参照して本発明の一実施例として
の絞り装置について説明する。なお、本発明の要旨は絞
り装置の機械的構造にあるのではなく、絞り羽根駆動用
アクチュエータの制御系にあるので、アクチュエータ以
外の機械的構造についての説明は必要なかぎり省略す
る。また電気的構成においても従来装置と同一の構成要
素については図5及び図6における表示符号と同じ符号
で表示するとともに説明を省略する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a diaphragm device according to an embodiment of the present invention. Since the gist of the present invention is not in the mechanical structure of the diaphragm device but in the control system of the actuator for driving the diaphragm blades, the description of the mechanical structure other than the actuator is omitted as far as necessary. Also in the electrical configuration, the same components as those of the conventional device are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6, and description thereof is omitted.

【0014】図1は、本発明の絞り装置に用いられる電
磁アクチュエータの制御回路の一実施例を示したもので
ある。
FIG. 1 shows an embodiment of a control circuit of an electromagnetic actuator used in the diaphragm device of the present invention.

【0015】図1において、12は駆動コイル3に直流
成分に加えて交流信号を供給する交流発振器である。該
交流発振器12により駆動コイル3に供給される交流成
分はロータ1が応答可能な範囲で設定されている。13
は交流発振器12の出力を制御するための交流発振器制
御回路である(以下OSC制御回路と省略する)。該O
SC制御回路13は制御信号16(カメラ等に内蔵され
たカメラ制御回路もしくは露出制御回路17より絞りの
位置として出力される制御信号)に応じて交流発振器1
2のON/OFF制御を行なったり、あるいは制御信号
16により絞りの位置に応じて交流発振器12の振幅を
変化させる事ができる様になっている。14はローパス
フィルターであり、該ローパスフィルターは駆動コイル
3に印加される交流成分が制動コイル2に誘起された場
合、制動コイル2の出力の交流成分をカットするための
ものである。
In FIG. 1, an AC oscillator 12 supplies an AC signal to the drive coil 3 in addition to a DC component. The AC component supplied to the drive coil 3 by the AC oscillator 12 is set within a range in which the rotor 1 can respond. 13
Is an AC oscillator control circuit for controlling the output of the AC oscillator 12 (hereinafter abbreviated as OSC control circuit). The O
The SC control circuit 13 responds to a control signal 16 (a control signal output from a camera control circuit or an exposure control circuit 17 incorporated in a camera or the like as an aperture position) by the AC oscillator 1.
2 or the amplitude of the AC oscillator 12 can be changed by the control signal 16 in accordance with the position of the diaphragm. Reference numeral 14 denotes a low-pass filter which cuts off the AC component of the output of the braking coil 2 when an AC component applied to the drive coil 3 is induced in the braking coil 2.

【0016】図4は従来の絞り装置の駆動コイル3の印
加電圧波形である。従来の絞り装置では開方向作動時の
駆動コイル印加電圧19と閉方向作動時の駆動コイル印
加電圧20にはヒステリシス電圧22が絞り装置の機構
上生じる絞り羽根などの作動ロスにより発生するが、図
2に示す本発明の絞り装置の駆動コイル印加電圧波形は
交流電圧重畳波形21となっており、その振幅はヒステ
リシス電圧22よりもわずかに大きいので絞り開閉作動
時の駆動コイル印加電圧にヒステリシスはほとんど生じ
る事がなくなる。
FIG. 4 shows a waveform of a voltage applied to the drive coil 3 of the conventional diaphragm device. In the conventional diaphragm device, a hysteresis voltage 22 is generated in the drive coil applied voltage 19 during the opening direction operation and the drive coil applied voltage 20 during the closing direction operation due to an operation loss of the diaphragm blades or the like generated in the mechanism of the diaphragm device. 2, the drive coil applied voltage waveform of the aperture device of the present invention is an AC voltage superimposed waveform 21, and its amplitude is slightly larger than the hysteresis voltage 22, so that the hysteresis of the drive coil applied voltage at the time of opening and closing the aperture is almost zero. Will not occur.

【0017】なお、交流電圧重畳波形21の交流成分の
周波数はロータ1が追従可能な範囲であって、かつ高目
の設定をしておく事が望ましい。
It is desirable that the frequency of the AC component of the AC voltage superimposed waveform 21 is within a range that the rotor 1 can follow, and is set higher.

【0018】図3は絞りの開度が小さい範囲でのみ駆動
電圧に交流電圧の重畳を行なわせた場合の駆動コイル電
圧波形を示しており、絞りの位置情報である制御信号1
6にもとずいてOSC制御回路13が小絞り側の領域で
のみ交流電圧を重畳させるように交流発振器12をON
/OFF制御したものである。
FIG. 3 shows a drive coil voltage waveform when an AC voltage is superimposed on a drive voltage only in a range where the aperture of the diaphragm is small, and a control signal 1 which is positional information of the diaphragm.
6, the OSC control circuit 13 turns on the AC oscillator 12 so that the AC voltage is superimposed only in the area on the small aperture side.
/ OFF control.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電動
絞り装置は、駆動コイルを駆動する信号増幅回路の入力
側に、絞りを開方向に駆動する際の印加電圧と絞りを閉
方向に駆動する際の印加電圧との差よりも大きい振幅が
設定される交流信号を印加するための交流発振器と、交
流発振器の出力を制御する制御回路とを設け、駆動コイ
ルに印加する直流電圧に交流発振器から出力される交流
信号を重畳させたことにより、絞りの開閉動作のとき生
じる機械的ヒステリシスを緩和できるので駆動コイルの
印加電圧のヒステリシスも減少し、特に小絞り状態での
制御性能が向上し、また絞りの開閉動作の速度も速く設
定することができる。
As described above, the electric diaphragm device according to the present invention drives the input voltage of the diaphragm in the opening direction and the diaphragm in the closing direction on the input side of the signal amplifier circuit for driving the driving coil. An AC oscillator for applying an AC signal having an amplitude larger than the difference between the applied voltage and a control circuit for controlling the output of the AC oscillator, and applying an AC oscillator to the DC voltage applied to the drive coil. By superimposing the AC signal output from, the mechanical hysteresis that occurs when the aperture is opened and closed can be reduced, so the hysteresis of the voltage applied to the drive coil is reduced, and the control performance especially in the small aperture state is improved. Also, the speed of the opening / closing operation of the aperture can be set to be high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の絞り装置の電磁アクチュエータ制御回
路を示した図。
FIG. 1 is a diagram showing an electromagnetic actuator control circuit of a diaphragm device according to the present invention.

【図2】本発明の絞り装置の駆動コイル印加電圧波形を
示した図。
FIG. 2 is a diagram showing a drive coil applied voltage waveform of the aperture device of the present invention.

【図3】本発明の絞り装置において絞り羽根の位置情報
により交流電圧の重畳をON−OFFさせた場合の駆動
コイル印加電圧波形を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing a drive coil applied voltage waveform when the superposition of the AC voltage is turned on and off based on the position information of the diaphragm blades in the diaphragm device of the present invention.

【図4】従来の絞り装置における駆動コイル印加電圧波
形を示した図。
FIG. 4 is a diagram showing a drive coil applied voltage waveform in a conventional diaphragm device.

【図5】従来の絞り装置の一部の分解斜視図。FIG. 5 is an exploded perspective view of a part of a conventional diaphragm device.

【図6】従来の絞り装置の電磁アクチュエータ制御回路
を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing an electromagnetic actuator control circuit of a conventional diaphragm device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ロータ 2…制動コイル 3…駆動コイル 4…ホール素子 5…軸 6…駆動レバー 7…絞り羽根 8…絞り羽根 9…演算増幅器 10,11…抵抗 12…交流発振器 13… 交流発振器制
御回路 14…ローパスフィルター 15…輝度信号(光量
制御信号) 16…制御信号(絞り位置制御信号) 18…戻しバネ 19…開方向作動時の
駆動コイル印加電圧 20…閉方向作動時の駆動コイル印加電圧 21…交流電圧重畳波形 22…ヒステリシス電
圧 17…カメラ制御回路もしくは露出制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor 2 ... Brake coil 3 ... Drive coil 4 ... Hall element 5 ... Shaft 6 ... Drive lever 7 ... Aperture blade 8 ... Aperture blade 9 ... Operational amplifier 10, 11 ... Resistance 12 ... AC oscillator 13 ... AC oscillator control circuit 14 ... Low-pass filter 15 ... Luminance signal (light amount control signal) 16 ... Control signal (aperture position control signal) 18 ... Return spring 19 ... Drive coil applied voltage in opening direction operation 20 ... Drive coil applied voltage in closing direction operation 21 ... AC voltage superimposed waveform 22: hysteresis voltage 17: camera control circuit or exposure control circuit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 N極領域とS極領域とが表面に形成され
ている永久磁石製のロータと、前記ロータの表面に対し
て所定間隙を以て対向するように固定配置された駆動コ
イルと、前記駆動コイルに駆動用電圧を印加するための
駆動回路とを有した電磁アクチュエータを具備している
電動絞り装置において、 前記駆動回路の入力側には、絞りを開方向に駆動する際
の印加電圧と絞りを閉方向に駆動する際の印加電圧との
よりも大きい振幅が設定される交流信号を発生する交
流発振器と、前記交流発振器の出力を制御する制御回路
とが接続されており、前記駆動コイルには駆動直流電圧
に前記交流発振器から出力される交流信号を重畳させた
電圧が印加されるようになっていることを特徴とする電
動絞り装置。
A rotor made of a permanent magnet having an N-pole region and an S-pole region formed on a surface thereof; a drive coil fixedly disposed to face the rotor surface with a predetermined gap; An electric diaphragm device including an electromagnetic actuator having a drive circuit for applying a drive voltage to a drive coil, wherein an input side of the drive circuit includes an applied voltage for driving the diaphragm in an opening direction. An AC oscillator that generates an AC signal whose amplitude is set to be larger than a difference between the applied voltage when the diaphragm is driven in the closing direction and a control circuit that controls an output of the AC oscillator is connected to the drive. An electric throttle device, wherein a voltage obtained by superimposing an AC signal output from the AC oscillator on a driving DC voltage is applied to the coil.
【請求項2】 前記制御回路は絞りが小絞り領域にある
ときだけ、前記交流発振器が交流信号を出力するよう制
御することを特徴とする請求項1に記載の電動絞り装
置。
2. The electric diaphragm device according to claim 1, wherein the control circuit controls the AC oscillator to output an AC signal only when the diaphragm is in a small diaphragm region.
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