JPH0380234A - シャッタ用ステップモータの作動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、カメラ用シャッターにおいて、ステップモー
タ式カメラ用シャッタの制御方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来からステップモータは、径方向に着磁されたロータ
と複数のステータおよびコイルにより構成されており、
パルス信号に同期してステップ的な回転動作を行なうも
ので、このステップモータの回転をセクタに伝達する手
段としては、歯車機構が用いられると共にセクタの閉じ
方向への付勢するばねが設けられている。またステップ
モータはロータとステータの各磁極の位相が狂うと、パ
ルス信号に対してロータが同期しなかったり、パルス信
号に対するロータの応答性が変化したり、逆方向の回転
をする等の異常作動の原因となるため、ロータとステー
タの各磁極の位相関係が重要となる。

［解決しようとする課８コ ところで、カメラに大きな外力や衝撃が加わった場合に
は、ロータの停止位置が所定の位置からずれてしまい、
ロータとステータの各磁極の位相が狂うおそれがある。

また、たとえロータとステータの各磁極の位相が狂わな
くとも、セクタが一度開いた後間じる際、セクタ、歯車
機構、ロータ等の戻り方向の慣性運動により度決め部と
その規制部材とが衝撃的に当たり、その反発によりセク
タが再び開放方向に作動してセクタが開口するおそれが
ある。

さらにセクタ閉じ方向に度決め部等の規制がない場合で
も、上記慣性運動によりロータの停止位置が所定の位置
からずれてしまいロータとステータの磁極の位相が狂う
おそれがある。

［問題点を解決するための手段］ そこで本発明の特徴は、セクタを作動する前に、駆動コ
イルに通電し複数の各ステータを介して複数の磁極を有
するロータに磁気に通電し上記各ステータを与えて、こ
のロータを所定時間だけ強制的に保持し、その後で、上
記各ステータを位相励磁して上記ロータを作動させると
ころにある。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。

第１図と第２図はステップモータ部Ｍの構成を示すもの
で、径方向に４極着磁された永久磁石から成るロータ１
は、ロータ軸２に固着されている。

第２図示のように、ロータ軸２の下端は、下板３の穴に
より、またその上端は上板４の穴によりそれぞれ回転自
在に軸支されている。またロータ軸２の下端は、下板３
の穴を貫通し、そので先端にロータピニオン５が固着さ
れ、このロータピニオンは、歯車列にロータｌの回転を
伝達するようになっている。

同一形状の２つのステータ６．６は、第１図示のように
Ｕ字形状であって１対の脚部を有し、その脚部の各端部
には、ロータ１の外周と対向する４つの磁極部６ａ・・
・を有しており、この各ステータ６の各磁極部６ａ・・
・相互の位置は、ロータ１の中心に対する角度αが、９
０＠の位相関係となるよう形成されている。また２つの
ステータ６．６が同一平面上でしかもこのステータの一
方の磁極部６ａを互いに近接させ、この近接させて配置
した磁極部６ａの位相関係を、ロータ１の中心に対する
角度βが４５°となるよう配置し、その位置は下板３に
設けられたガイドピン３ａにより位置決めされている。

したがってステータ６．６は、ロータ１の磁極に対し所
定のずれ角をもって対向するものである。

更に各ステータ・６．６の磁極部６ａ、６ａに磁界を発
生させる２つのコイル７ａ、７ｂは、駆動回路９に接続
されてでいると共に、このフィル７ａ　ｓ　７　ｂは、
それぞれコイル枠８．８に巻線され、このコイル枠は、
各ステータ６の相互に、角度βをもって近接させて配置
した磁極部６ａ側ではない方の脚部に挿入されている。

下板３と上板４とは、プラスチック成形加工で形成され
ており、この下板には、上板４を取付は固定するための
係止爪３ｂが一体的に形成してあり、またこの上板４に
は、下板のガイドピン３ａと嵌合するガイド穴４ａと係
止爪３ｂと係合する引掛部４ｂが一体的に形威しである
。

そしてコイル７ａ、７ｂの挿着された２つのステータ６
とロータ１とが、下板３に取付けられた後に、上板４を
上から載置させ、係止爪３ｂと引掛部４ｂとを係合させ
ることにより、下板３と上板４およびステータ６が固定
され、ロータ１は回転自在に支持されるものである。

次に第３図と第４図は、ステップモータＭにより作動す
る輪列部およびセクタ部の構成を示すもので、レンズを
保持する地板１１に台板１２（第４図）がネジにより取
付けられている。地板１１および台板１２の中心には、
レンズ開口のための開口０が形成されると共に、両者の
間には後述するセクタ１３を格納するセクタ室Ｒ（第４
図）が形成されている。セクタ駆動レバー１４は、地板
１１に設けられた回転軸１１ａにより回転可能に軸支さ
れており、ステップモータＭの下面部により抜は出さな
い様に支持されている。

セクタ駆動レバー１４には、セクタ駆動車１５が回転可
能に取付けられており、このセクタ駆動レバーに設けら
れた溝部１４ｂとこのセクタ駆動車に固定された係合ピ
ン１６とが係合し、両者１４．１５の相対回転が規制さ
れている。

更にセクタ駆動レバー１４には、セクタピン１４ａが設
けてあり、このセクタピンは地板１１を貫通し、セクタ
１３の溝部と係合している。またセクタ１３は、地板１
１に設けられたピンｌｌｂにより回転可能に支持され、
互いに対称位置に配置された２枚のセクタ１３．１３で
開口０を決定する様に構成している。

セクタ駆動レバー１４に取付けられたセクタ駆動車１５
には、歯部１５ａが一体的に形成され、さらに度決め部
１５ｂとピン１５ｃとが設けである。歯部１５ａは、ア
イドラー車１７のピニオカ部１７ａと噛合っており、こ
の度決め部１５ｂは、地板１１に設けられたピンｌｌｃ
に当接して回転を規制されており、ピン１５ｃは、ばね
１９と係合し、このばねにより反時計回り方向に付勢さ
れている。ばね１９の付勢力は、ステップモータＭのロ
ータビニオン５からセクタ駆、動レバー１４に至るまで
の回転支持部のクリアランスや、噛合部のバックラッシ
ュ等のガタを一方へ寄せるもので、ステップモータＭの
無励磁時保持トルク（コイルへ通電されない状態におけ
るロータとステータの磁気結合力で保持するトルク）以
下で且つ上記ガタを寄せるに十分な範囲で適宜設定され
ている。

係合ピン１６のセクタ駆動車１５へ固定する手段は、こ
のセクタ駆動車にカシメ加工等による。

アイドラー車１７は、セクタ駆動車１５の歯部１５ａと
噛合うビニオン部１７ａ（第４図）や、ロータビニオン
５と噛合う歯部１７ｂを有し、地板１１に設けられた回
転軸ｌｉｄに回転可能に支持され、ステップモータＭの
下面部により抜は出さない様に支持されている。

また、地板１１には、ステップモータＭを取付けるため
の柱ｌｉｅが一体的に形成してあり、ステップモータＭ
が、止ネジ１８（第４図）によりこの柱に固定されるこ
とによりロータビニオン５とアイドラー車１７とが噛合
し回転伝達が可能となる。

さらに第５図（ａ）は、２つのコイル７ａ１７ｂ（第１
図）に通電し、ステータ６．６の各磁極部６ａに所定の
磁界を発生させるための駆動回路９の出力信号を示し、
これはコイルの励磁電流の方向が正（＋）および負（−
）の方向でかつ常時２つのコイルに励磁電流を流す公知
のバイポーラ駆動の２相励磁方式の駆動信号である。ま
たこの駆動信号は、被写体の測光情報や距離情報等に対
応しており、たとえば被写体の明るさが暗い場合は、コ
イルの励磁パルス数を多くし、明るい場合には励磁パル
ス数を少なくするよう適宜決定されるものである。そし
て更に第５図（ｂ）は、上記第５図（ａ）のパルスで駆
動された時のセクタ１３の開口作動線図である。

また、上記の様に構成されたステップモータＭのコイル
７の通電時に、ステータ６．６の磁極部６ａ・・・に発
生する磁界によりロータ１が停止する位置は、第１図に
おいてロータｌのＮＳ極がＹ軸上やＸ軸上と平行な線上
およびＸ軸に対して４５０の直線上にある時で、４５″
毎に１回転当たり８ケ所存在する。尚、上記の８ケ所の
停止位置でロータ１のＮＳ極がＹ軸上またはＸ軸と平行
な線上にある時は、磁極部６ａと磁気結合力がバランス
して非通電時にも停止する可能性はあるが、各部品の製
作誤差や嵌合部のクリアランス、振動等により上記軸上
に安定して停止することは難しい。

したがって、コイル７の非通電時に、ロータ１のＮＳ極
とステータ６．６の各磁極部６ａとの磁気結合力のバラ
ンスによりロータ１が停止する位置は、第１図において
このロータのＮＳ極がＸ軸に対して４５＠の直線上にあ
る時で、９０″毎に１回転当たり４ケ所存在することに
なる。

そして、セクタ駆動車１５の度決め部１５ｂと地板のピ
ン１１ｃとの当接により、第３図のように反時計回り方
向の回転が規制されている状態において、ロータ１の位
置は無通電時の停止位置（静的安定位置）と一致するよ
うにロータピニオン５、アイドラー車１７およびセクタ
駆動車１５の各歯車が噛合っている。

そこで本発明の詳細な説明する。

先ず、２つのコイル７　ａ　ｓ　７　ｂが通電されない
状態においては、２つのステータの４つの磁極部６ａ・
・・とロータ１の４つのＮＳ極との磁気結合力および磁
極部６ａ・・・の構成により、ロータ１には１回転当た
り４ケ所の静的に安定した停止状態が存在し、第６図（
ａ）のような状態で停止している。またセクタ駆動車１
５も、反時計方向の回転を規制されるよう度決め部１５
ｂとピンｌｌｃが当接する位置に有り、セクタ駆動レバ
ー１４のピン１４ａと係合している２つのセクタ１３も
、レンズ開口０を閉鎖する状態となっている。

この状態において１、カメラのレリーズ手段や測光手段
等（図示せず）が作動し、被写体の情報等により駆動回
路９の出力信号が、第５図（ａ）の様に決定され、この
出力信号が順次２つのコイル７ａ、７ｂに通電されて以
下述べる様にセクタの開閉動作が行なわれる。

先ず最初の励磁パルスは、ロータ１の静的安定位置を更
に強制的に保持するために、各ステータの磁極部６ａに
第６図（ｂ）の様な磁界を発生させる通電を行なう。こ
れは、カメラに大きな外力や衝撃が加わった場合にこの
停止位置が保証されなくなると、ロータ１とステータ６
の各磁極の位相が狂ってシャッターの露光性能上問題・
となるので、これを防止するためロータ１の停止位置を
第６図（ａ）の様な所定位置に戻すよう矯正する励磁パ
ルスである。

次にコイル７ａ側は、１パルス目と同じでコイル７ｂ側
の電流が反転した２パルス目が通電されると、第６図（
ｃ）の様な磁界が発生し、ロータ１は時計方向に回動を
始め、第６図（ｄ）に示すロータ１の位置まで４５″回
転する。ロータ１の回転は、ロータピニオン５、アイド
ラー車１７、セクタ駆動車１５およびセクタ駆動レバー
１４によりセクタ１３に伝達されセクタ１３が開口作動
を始める。

３パルス目が通電されると、コイル７ｂ側は２パルス目
と同じでコイル７ａ側の電流が反転し、第６図（ｄ）の
様な磁界が発生しロータ１は更に時計方向に４５″回転
し、セクタ１３が実際に開口を始める。

次の４パルス目の通電により第６図（ｅ−１）の磁界発
生で、ロータ１が更に時計回り方向に回転し、第６図（
ｅ−２）の状態に回転した後に、次の５パルス目の通電
により４パルス目に対してコイル７ｂ側の電流を反転さ
せると、第６図（ｆ）の様な磁界が発生し、ロータ１は
反時計方向に逆転を始めると共にセクタ１３も閉じ作動
を始める。

第６図（ｇ）の６パルス目、第６図（ｈ）の７パルス目
の励磁により順次セクタ１３の閉じ作動が行なわれ、７
パルス目の作動終了時点ではセクタ駆動車の度決部１５
ｂとピンｌｌｃが当接して作動前の状態と同じ位置とな
る。

ところで、セクタ１３、セクタ駆動レバー１４、セクタ
駆動車１５の戻り方向の慣性運動によりセクタ駆動車の
度決部１５ｂとピンｌｌｃが衝撃的に当たり、反発して
セクタ１３は再び開放方向に作動しようとするが、８パ
ルス目で第６図（ｉ）の様に励磁することによりロータ
１を度決部１５ｂとピンｌｌｃとが当接する停止位置に
継続して保持し、セクタ１３の反発による異常作動を規
制している。

その後２つのコイル７ａｓ７ｂへの通電が解除されロー
タ１が第６図（ａ）の初期位置に停止してカメラの作動
が終了する。

上記動作説明では、４パルス目から５パルス目にかけて
パルスを反転させロータ１を逆転させているが、この反
転パルスのタイミングは、測光や距離情報等により被写
体が明るい場合やストロボ使用時で近距離撮影の場合は
、少ないパルス数の位置で反転させ、被写体が暗い場合
やストロボ使用時でも遠距離撮影の場合は、多いパルス
数の位置で反転させる様に、プログラム化されているも
のである。また上記実施例では、セクタ駆動車１５をピ
ンｌｌｃで規制してものであったが、ステップモータＭ
の無励磁時保持トルクに対して、ばね１９の付勢力を十
分小さく設定することにより、ばねの付勢方向を逆にし
たり、またピンｌｌｃを省略することができる。この場
合もセクタ作動前及び作動後に上記実施例と同様の通電
を行なうことにより、セクタ作動前においては、ロータ
位置の矯正、セクタ作動後においては、各部材の慣性運
動等による位相ずれを防止できる。

さらに第５図において、セクタ作動前の１パルス目とセ
クタ作動後の８パルス目は、ロータの位置の矯正や各部
材の慣性運動等による位相ずれの防止を容易にするため
、ステップモータＭのコイルへの電流の増加やパルス幅
の増加など適宜行なわれるものである。

［発明の効果］ 以上の構成を有する本発明によれば、セクタの開口作動
前においては、外力や衝撃によりロータが所定の停止位
置から多少ずれていてもそれを矯正することができ、ロ
ータとステータの各磁極の位相の狂いを防止することが
できる。このため、パルス信号に対してロータが同期し
なかったり、パルス信号にするロータの応答性が変化し
たり、逆方向の回転をする等の異常作動を有効に防止す
ることができると共に、ロータが一定した位置よりセク
タ開閉を開始するので、パルス信号に対してロータの応
答性が安定し、パルス信号とセクタ開閉動作とを一致さ
せることができ、高精度の露光作動が得られる。

また、セクタが閉じる際においても、コイルへの通電に
より、各部材の慣性運動等によりロータが所定位置から
ずれようとするのを防止したり、セクタが再び開口する
ことを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用されるステップモータの平面図、
第２図は第１図の断面図、第３図は本発明によるステッ
プモータで駆動されるセクタ開閉部の平面図、第４図は
第３図の断面図、第５図は駆動回路からの出力信号の波
形図とセクタの開口作動線図、第６図（ａ）〜（ｉ）は
それぞれステップモータの動作図である。 １・・・・・ロータ、 ６．６ａ・・ステータ、 ７ａ、７ｂ・コイル、 ９・・・・・駆動回路、 １３．１３・セクタ、 １４．１５・セクタ駆動部材 （１４・・・セクタ駆動レバー 動車）、 ０・・◆・・レンズ開口、 Ｍ◆・　・・ステップモータ。 １５・・・セクタ駆 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レンズ開口を開閉するセクタと、上記セクタを駆動する
   セクタ駆動部材と、上記セクタ駆動部材を駆動するステ
   ップモータと、からなり、上記ステップモータは、複数
   の磁極を有する永久磁石ロータと、上記ロータの上記磁
   極に対して所定のずれ角をもって対向する複数の磁極部
   を有する複数のステータと、上記各ステータに巻回して
   あり駆動回路に接続している駆動コイルとによって構成
   されているステップモータ式カメラ用シャッタにおいて
   、 上記セクタを作動する前に、上記駆動コイルに通電し上
   記各ステータを介して上記ロータに磁気的な吸引力また
   は反発力を与えて上記ロータを所定時間だけ強制的に保
   持し、 その後で、上記各ステータを位相励磁して上記ロータを
   作動させる ことを特徴とするステップモータ式カメラ用シャッタの
   制御方法。