JPH11285296A - 絞り装置およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絞り装置において絞り部材のイナーシャ軽減
のためステップモータにステップ駆動後に印加するパル
スについて、ステップ駆動パルスと同様にパルス幅変調
チョッパ制御すると、所望のイナーシャ軽減効果が得ら
れない。 【解決手段】 ステップモータにパルス信号を印加して
絞り部材を駆動させる絞り装置において、パルス信号に
対してパルス幅変調チョッパ制御を行う制御手段を設
け、この制御手段により、ステップモータに印加される
パルス信号のうち最終パルス信号のチョッパ制御デュー
ティ比（３ｔ４／４）をこの最終パルス信号以外のパル
ス信号のチョッパ制御デューティ比（ｔ４／２）と異な
らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータを
駆動源とする絞り装置に関し、特に省エネを図るととも
に、高い絞り口径精度が得られる絞り装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ステップモータを駆動源とする絞り装置
は既に実用化され、光学機器等に幅広く用いられてい
る。この種の絞り装置としては、例えば特許公報第２５
２５３８４号にて開示されたものがある。

【０００３】また、このような絞り装置には、ステップ
モータと、このステップモータによって駆動される絞り
部材と、この絞り部材の絞り量に対応した数のステップ
パルスをステップモータに供給するステップパルス供給
手段と、このステップパルス供給手段からステップパル
スをステップモータに供給してから所定時間だけ通電を
維持し、その後にステップモータへの通電を遮断する通
電制御手段とを有するものがある。そして、この絞り装
置によれば、上記所定時間の長さをステップパルスのパ
ルス幅よりも長くすることにより、絞り部材のイナーシ
ャ移動によって目標の絞り開口から外れてしまうことを
防止して、正確に所望の絞り値を実現することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
テップモータに印加するパルスを、省エネを目的として
パルス幅変調（以下、ＰＷＭという）チョッパ制御する
と、上記のようにステップパルス供給手段が絞り量に対
応する数のステップパルスをステップモータに供給して
から所定時間だけ通電を維持する場合、上記所定時間中
もＰＷＭチョッパ制御されるために、実際にステップモ
ータに供給される電流が小さくなり、本来の目的である
絞り部材のイナーシャ軽減が行われず、絞り部材が目標
とする絞り開口から外れてしまうという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明では、ステップモータにパルス信号を印加し
て絞り部材を駆動させる絞り装置において、パルス信号
に対してＰＷＭチョッパ制御を行う制御手段を設け、こ
の制御手段により、ステップモータに印加されるパルス
信号のうち最終パルス信号のチョッパ制御デューティ比
をこの最終パルス信号以外のパルス信号のチョッパ制御
デューティ比と異ならせるようにしている。

【０００６】これにより、例えば最終パルス信号のチョ
ッパ制御オンデューティ比をこの最終パルス信号以外の
パルス信号のチョッパ制御オンデューティ比よりも大き
くすることが可能となり、省エネを図りつつ、目標駆動
位置に到達した後イナーシャ移動した絞り部材を目標駆
動位置に確実に戻すために必要な電圧をステップモータ
に印加することが可能となる。

【０００７】なお、上記発明において、最終パルス信号
のチョッパ制御オンデューティ比を、この最終パルス信
号の印加期間中に、例えば絞り部材の駆動量（つまりは
イナーシャの大きさ）に応じたタイミングで小さく変更
するようにして、イナーシャ移動した絞り部材を目標駆
動位置に確実に戻すとともに、より省エネを図れるよう
にしてもよい。

【０００８】また、ステップモータが１−２相励磁方式
ステップモータである場合には、最終パルス信号が１相
励磁用か２相励磁用かでこの最終パルス信号のチョッパ
制御デューティ比を異ならせるようにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の第１実施形態
である１−２相励磁方式ステップモータを駆動源とする
電磁駆動絞り装置を分解して示している。なお、この電
磁駆動絞り装置は、図２に示すように、レンズ鏡筒やカ
メラ等の光学機器に組み込まれる。

【００１０】図１において、１は環状地板であり、中央
に撮影光が通過する開口を有する。この地板１の一部に
は軸受１ａが形成されている。

【００１１】２は鏡筒の中心を通る光軸と平行に配置さ
れたロータ軸である。このロータ軸２にはロータマグネ
ット３が固着されており、ロータ軸２は上記軸受１ａに
回転自在に保持される。また、ロータ軸２の一端にはピ
ニオンギヤ４が結合される。さらに、ロータ軸２の他端
は、扇形の軸受板５に設けられた軸受５ａに嵌合保持さ
れる。

【００１２】ロータマグネット３は、例えばプラスチッ
クマグネットで作られ、外周には分割的に且つ交互に縞
状に複数着磁がなされ、また異方配向されている。

【００１３】６，７はステータであり、各ステータはフ
ォーク状の極歯６ａ，７ａをそれぞれ数本ずつ備えてい
る。なお、図では両ステータ６，７を離した状態で示し
ているが、実際には極歯６ａ，７ａが互いに接触しない
ように入り組むように配置される。また、極歯６ａ，７
ａはロータ３の外周面に対して等間隔を保つようにロー
タ３の外周面に沿って配置される。なお、ロータ３を挟
んでステータ６，７に対向的に設けられるステータ８，
９も同様に形成および配置される。このため、ロータ３
の着磁縞は、ステータ６〜９の各極歯６ａ〜９ａに対向
する。

【００１４】１０，１１は光軸と平行に配置した鉄心で
あり、外周にコイル１２，１３が巻かれている。さらに
鉄心１０の一端は、ステータ７の穴７ｂ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。また、鉄心１１も同様にステータ８，９の穴
８ｂ，９ｂを介して軸受板５の穴５ｃおよび地板１ｃの
穴１ｃにカシメられている。なお、これら鉄心１０，１
１は、これらを光軸方向に配置しても磁気的に飽和しな
い径に設定されている。

【００１５】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はフ
レキシブルプリント板１０の上記接点に半田付けされて
いる。

【００１６】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１４
ｃ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。つまり、このネジ１４
ｃ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。

【００１７】次に絞り装置の配置について説明する。環
状のカム板１５には複数本の絞りカム１５ａが切られて
おり、これら絞りカム１５ａには絞り羽根１６のダボ１
６ａが嵌合している。

【００１８】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に設けられた負数
個の穴１７ａにそれぞれ嵌合している。回転リング１７
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。

【００１９】１７ｃは回転リング１７の周縁に同心円状
に切られたラックであり、ピニオンギヤ４と噛み合って
いる。なお、回転リング１７に弧状のスリットを形成
し、スリットの外周に近い縁にラックを切ってもよい。

【００２０】１７ｄは基板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。

【００２１】１８はビスで、カム板１５の４箇所の凸部
に空けられた長穴１５ｃを介して回転リング１７を挟
み、地板１のタップ穴１ｄに締め付けられている。ビス
１８が長穴１５ｃ内を移動することにより、カム板１５
を光軸中心に回転させ、位置調整を行うことができ、こ
の位置調整により絞り口径を基準値に合わせることがで
きる。

【００２２】回転リング１７におけるブラシ１７ｄを取
り付ける部分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
ック端面１７ｆと凸部１５ｅとの当接で行っている。

【００２３】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する開放状態確認スイッ
チを構成している。このスイッチはカメラが開放測光を
行う構造で、開放状態になっているか否かの判別を必要
とするため、この判別を目的として設けられるスイッチ
である。例えば外的衝撃等により絞り羽根１６が小絞り
側に動いてしまった時は測光を禁止し、絞り羽根１６を
戻してから再び測光を行う機能を果たす。

【００２４】以上のように構成された電磁駆動絞り装置
は、図２に示すようにレンズ鏡筒内に組み込まれる。こ
の図において、２０はレンズマウントで、バヨネット方
式で図示しないカメラボデイと結合される。マウント２
０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、この直進カム２１ａには
キー２２が嵌合している。

【００２５】キー２２の内側には移動筒２３が取り付け
られている。移動筒２３内部には、光学レンズＧが固定
されている。

【００２６】２４はズーム環であり、固定筒２１に回転
自在に径嵌合している。また、ズーム環２４は、固定筒
２１に嵌合している回転カム筒２５と一体的に回転す
る。さらに、移動筒２３内部には、上記電磁駆動絞り装
置２６が固定されている。

【００２７】この電磁駆動絞り装置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
ている。カメラから出力される絞り電気信号は接点ピン
２８、メイン実装基板２７を介してステップモータドラ
イバ（ＩＣ）２９に伝えられ、ドライバ２９はメイン実
装基板２７を介して電磁駆動絞り装置２６を動作させ
る。なお、電磁駆動絞り装置２６とメイン実装基板２７
とをフレキシブルプリント板１８により接続したため、
ズーム操作により絞り装置２６が光軸と平行に移動可能
となっている。

【００２８】次に、電磁駆動絞り装置の動作を図３〜５
を用いて説明する。図３の（イ）〜（ニ）は、ロータマ
グネット３とステータ６〜９との位置関係を示してい
る。

【００２９】図３（イ）はコイル１２，１３に通電して
いない状態を示している。この状態のときは、ロータマ
グネット３の極がステータ６，７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ット３の
極が対向して停止する。この際、ステータ８，９とロー
タマグネット３の極は対向しないで半ピッチ（＝１／２
Ｐ）ずれて停止する。

【００３０】このような位置関係になるようにステータ
６，７とステータ８，９とは１／２Ｐずれて配置され
る。これを式で示すと、 θ＝ｎＰ＋１／２Ｐ となる。

【００３１】なお、（イ）中のＰはマグネット３の着磁
ピッチで、ステータ６，７又はステータ８，９のピッチ
と一致している。

【００３２】図３（ロ）は、コイル１２に逆方向（↑方
向）、コイル１３に正方向（↑方向）の通電を行った状
態を示し、各々の状態をｂ，Ａとする。同様にコイル１
２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ａとして以下説明を行う。

【００３３】コイル１２にｂ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が図中反時計回り方向に回転する。この
とき、ロータ３の極が１／２ピッチずれたステータ６，
７，８，９に対向してバランスを保とうとする。つまり
図３（ロ）のような通電を行うと、図３（イ）に対して
ロータ３が反時計回り方向に１／４ピッチ動いて安定し
て止まることになる。 次に図３（ハ）に示すように、
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の極と引き付け合い、図３
（ロ）に対してさらに１／４ピッチ反時計回り方向に回
転することになる。

【００３４】さらに、図３（ニ）に示すように、コイル
１２にＢ通電を、コイル１３にＡ通電を行った場合は、
（ロ）と同様にロータ３がさらに反時計回り方向に１／
４ピッチ動いて安定して止まる。

【００３５】以上説明したような動作原理に基づいて、
本実施形態では、コイル１２，１３への通電タイミング
を図４に示すチャートのように決定している。

【００３６】図４の横軸はパルス数（又は時間）を示
し、縦軸は通電がＯＮかＯＦＦかを示している。下から
２段目には、コイル１２，１３への通電方向Ａ、Ｂ、
ａ，ｂを示し、最下段には図３の（ロ），（ハ），
（ニ）のどの状態と対応するかを示している。

【００３７】図４に示すように、コイル１２，１３への
通電の仕方としては、８通りの組合せができる。このう
ち１通りの組合せを１パルスにカウントする。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。

【００３８】まずロータ３が回転すると、ピニオンギヤ
４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。

【００３９】ここでピニオンギヤ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を回転させることができる。回転リ
ング１７の各穴１７ａにダボ１６ｂが嵌合した絞り羽根
１６は固定のカム板１５と相対移動するので、各絞り羽
根１６の先端は径方向に移動する。これらの動作は従来
のいわゆるメカニカル絞りと同じである。

【００４０】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のカム溝１５ａの形状を適当にすることにより回転
リング１７の回転角と絞りの段数とを対応させることが
できる。具体的には、ロータ３が１ステップ進んだとき
に絞り口径が１／８段変化する関係に設定する。つま
り、ロータを８ステップ駆動すると絞りが１段分変化す
る。

【００４１】図５には、カメラの測光システムで被写体
測光した結果に応じて絞りを駆動する回路構成を示して
いる。カメラの測光回路３０の測光結果に応じて光量設
定回路３１によって適正露光光量をフイルム感度、シャ
ッタースピード、絞り値の要素を考慮して演算し、絞り
段数を決定する。絞り段数はクロック回路３２と分配回
路３３とによってステップモータの駆動ステップ数に変
換される。このステップ数に応じてステップモータドラ
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、ステップモータを図
３中反時計回りに任意の量だけ回転させることができ
る。つまり目標の絞り口径に合わせることが可能にな
る。

【００４２】絞り羽根１６を戻す場合には、図３で説明
した動作を逆に行えばロータ３は図３中時計回り方向に
回転し、絞り羽根１６を開放状態に戻すことができる。

【００４３】なお、図５における３５はシャッタ駆動回
路であり、光量設定回路３１の出力に基づいて制御され
る。

【００４４】図６には、図３で説明したステップモータ
の停止位置と絞り口径との関係を示している。本実施形
態にて説明する絞り装置は、絞り開放径をカム板１５の
内径で決定するタイプである。この図中白丸で示した位
置ａはステップモータのコイル１２，１３に通電しなく
ても絞り羽根１６を停止させることができる位置（一相
通電位置）である。また、黒丸で示した位置ｂは２つの
コイル１２，１３に同時に通電することにより絞り羽根
１６を停止させることができる位置（二相通電位置）で
ある。

【００４５】また、ｃは絞りが開放状態で待機している
位置、ｄは開放口径を決定している旋盤口径である。さ
らに、ｄは開放状態確認スイッチが切り換る位置であ
り、ｆはｅの切り換わり可能範囲、である。また、ｇは
メカニカルなストッパ位置を示している。なお、白丸位
置ａと黒丸位置ｂの間隙は絞りの１／８段に相当する。
また、開放状態確認スイッチの切換え位置に対して可能
範囲ｅを設けたのは、ブラシ１７ｄの位置と基板１４の
位置とを正確に位置決めすることが困難であるので、調
整を容易とするためである。

【００４６】図７には、図５に示した分配回路３３およ
びステップモータドライバ回路３４の具体的回路構成を
示している。この図において、１０１はマイクロコンピ
ュータで、このマイクロコンピュータ１０１はＰ１〜Ｐ
４の出力ポートを有している。出力ポートＰ１はリセッ
トパルス出力用のポートで、電源スイッチのオン時又は
上記開放状態確認スイッチのオフ時にリセツトパルスを
出力する。出力ポートＰ２は、モータ回転方向の制御ポ
ートであり、出力ポートＰ３はステップパルス出力ポー
ト、Ｐ４は通電制御用のＰＷＭチョッパ制御ポートであ
る。

【００４７】１０２はインバータ、１０３，１０４はノ
アゲートである。これらインバータ１０２およびノアゲ
ート１０３，１０４は、絞り口径を絞り込むモードで
は、ノアゲート１０４から上記ステップパルスを送出
し、絞り口径を開放するモードでは、ノアゲート１０３
から上記ステッププパルスを送出する。

【００４８】１０５〜１０７はバイナリーカウンタを構
成するＤ型フリップフロップである。 １１２〜１１４
はアンドゲート、１０８〜１１０はノアゲートである。
これらのゲートは、絞り込みモード時にノアゲート１０
４からのステップパルスに同期して上記バイナリーカウ
ンタにクロックパルスを供給し、バイナリーカウンタを
アツプカウントさせ、また開放モード時にはノアゲート
１０３からのステップパルスに同期して上記バイナリー
カウンタをダウンカウントさせるための切換ゲートを構
成している。

【００４９】１１５〜１２２はデコーダを構成するアン
ドゲートであり、上記バイナリーカウンタのカウント値
が０〜７まで変化するごとにアンドゲート１１５から順
次アンドゲート１２２の方向へ向けてハイレベル信号
（以下、１で示す）を選択的に出力する。

【００５０】１２３〜１２６はオアゲートである。ゲー
ト１２３は上記バイナリーカウンタのカウント値が５〜
７の時に１を出力し、ゲート１２４はカウント値が１〜
３の時に１を出力する。また、ゲート１２５はカウント
値が３〜５の時に１を出力し、ゲート２６はカウント値
が０，１，７の時に１を出力する。

【００５１】１２８〜１３１は一方のゲートが上記出力
ポートＰ４に接続され、他方の入力がそれぞれゲート１
２３〜１２６の出力に接続されたアンドゲートである。
上記カウント値と各ゲート１２３〜１２６の出力状態は
図８に示す通りである。

【００５２】１３２〜１３５はインバータ、１３６〜１
３９はコイル１３用のドライブトランジスタ、１４０〜
１４３はコイル１２用のドライブトランジスタである。

【００５３】上記アンドゲート１２８〜１３１、インバ
ーター１３２〜１３５およびトランジスター１３６〜１
４３により上記カウント値との関係でコイル１２，１３
に通電される方向を図９に示している。この図の通電状
態は、図４におけるコイル１２，１３に対する通電状態
と同一関係にあり、これらの関係から分かるように、ス
テップモータはカウント値がアップするごとに１ステッ
プずつ回転し、絞り口径が１／８段絞り込み側へシフト
する。また、ステップモータはカウント値がダウンする
ごとに１ステップずつアップ方向とは逆方向に回転し、
絞り口径は１／８段開放側にシフトする。

【００５４】次に図７に示す回路によるステップモータ
および絞り装置の動作について図１１に示すタイミング
チャートを用いて説明する。なお、マイクロコンピュー
タ１０１は図１０に示すプログラムを内蔵しており、こ
のプログラムに従って動作する。

【００５５】電源が投入されるとコンピュータ１０１が
作動し、図１０のフローをステップ１に移行させ、以後
ステップを順次進ませる。

【００５６】ステップ１では、出力ポートＰ４から１を
出力し、ステップ２では、出力ポートＰ１からロウレベ
ル信号（以下、０で示す）を出力する。また、ステップ
３では出力ポートＰ２から０を出力し、ステップ４では
出力ポートＰ３から１を出力する。

【００５７】次にステツプ５では、ｔ０時間の経過を待
つ。

【００５８】ｔ０時間の経過後、ステップ６では、出力
ポートＰ１から１を出力する。こののステップにて、図
１１に示すように出力ポートＰ１から一定時間ｔ０の
間、負パルスが送出され、バイナリーカウンタがリセッ
トされる。これによりバイナリカウンタのカウント値は
０となり、図９に示すようにコイル１３にＡ方向の通電
がなされ、絞りは図６の 位置にて停止している。す
なわち、図６の 位置はコイル１３にＡ方向の通電を
行う位相である。

【００５９】次に、ステップ７では、出力ポートＰ３か
ら０を出力する。そして、ステップ８では、一定時間Ｔ
１の経過を待つ。

【００６０】一定時間Ｔ１の経過後、ステップ９では、
出力ポートＰ３から１を出力する。そして、ステップ１
０では、一定時間Ｔ２の経過を待つ。

【００６１】上記ステップ７〜１０を繰り返すことによ
り、出力ポートＰ３から図１１に示すステップパルスが
送出される。なお、上記ステップ３にて出力ポートＰ２
から０が出力されているので、ゲート１０４が選択さ
れ、このゲート１０４を介して上記ステップパルスがバ
イナリーカウンタにカウントされる。従って、モードは
絞り込みモードとなり、バイナリーカウンタのカウント
値はアップカウントされる。バイナリーカウンタのアッ
プカウントではコイル１２，１３の通電状態は図９に示
すように変化するので、絞り口径は１／８段ずつ絞り込
まれる。

【００６２】次に、ステップ１１では、出力ポートＰ３
の出力レベル変化（０→１）がＮ回発生したか否かを判
別し、Ｎ回以下の時にはポートＰ３の出力レベル変化が
Ｎ回なされるまでステップ７〜１０を絞り返し実行す
る。

【００６３】ここで、上記Ｎは図５の光学設定回路３１
にて求められた絞り段数情報に応じて決定される。上記
のようにモータ駆動１ステップあたり絞り口径が１／８
段変化するので、光量設定回路３１にて求められた絞り
段数情報ΔＡＶとの関係は、 Ｎ＝８ΔＡＶ＋２ となる。したがって、例えば光量設定回路３１にて求め
られたΔＡＶが１、即ち開放から１段絞り込む場合に
は、Ｎ＝１０となり、絞り羽根１６が図６の位置ｃから
１０ステップ進んで位置ｉへ移行する。位置ｉは開放位
置ｄから８ステップ進んだ位置であり、これにより絞り
口径が１段絞り込まれたことになる。

【００６４】このようにステップ１１にてポートＰ３の
出力レベル変化のＮ回判別がなされ、絞り口径が所望位
置に絞り込まれると、ステップ１２に進む。このステッ
プ１２では、時間ｔ１の経過を待つ。そして、時間ｔ１
の経過後、ステップ１３では、出力ポートＰ４から０を
出力する。これらステップ１２，１３により、絞り口径
が所望位置に絞り込まれた状態で、その位置における通
電状態がｔ１時間維持されることになる。

【００６５】つまり、所望の絞り口径が開放から１段絞
り込んだ状態の場合には、Ｎ＝１０であり、出力ポート
Ｐ３からの出力レベル変化が１０回行われているため、
バイナリカウンタのカウント値は２となっている。そし
て、この状態でコイル１２にＢ方向の通電がｔ１時間行
われ、ロータ３（つまりは絞り羽根１６）を確実にその
時点の位置ｉに保持することができる。

【００６６】図１２（ａ）には、出力ポートＰ３から出
力されたステップパルスにより、コイル１２，１３への
通電波形がどのように変化するかを示している。さら
に、図１３には図１２（ａ）のＣ部を拡大して示してい
る。また、図１２（ｂ）には、コイル１２，１３への通
電により絞り装置を通った光量がどのように変化するか
を模式的に示している。なお。これら通電波形図と光量
変化図の横軸は時間を示しており、両図の時間を合わせ
ている。また、ここでは、絞り羽根１６を図６の位置ｃ
から１０ステップ進んだ位置ｉまで駆動する場合を示し
ている。

【００６７】図１３に詳しく示すように、絞り羽根１６
が位置ｃから位置ｉに移動するまでは、ステップパルス
のＰＷＭチョッパ制御の周期時間ｔ４に対してパルス印
加ＯＮ時間はｔ４／２になっている。つまり、絞り羽根
１６が位置ｃから位置ｉに移動するまでは、ステップパ
ルスをオンデューティ比５０％のＰＷＭチョッパ制御し
ている。これにより、コイル抵抗をΩ、コイル１２にか
かる電圧をＶとすると、消費電流は（Ｖ／Ω）／２とな
り、ＰＷＭチョッパ制御を行わない場合に比べて約半分
の電気エネルギーしか消費しない。

【００６８】そして、絞り羽根１６が位置ｉまで移動し
た後、ｔ１時間の間コイル１２への通電が維持される。
これは、絞り羽根１６が位置ｉに達した後に直ちにコイ
ル１２への通電を終了すると、図１２（ｂ）のＤ部に示
すように、絞り羽根１６を含む機構のイナーシャにより
ロータ３（および絞り羽根１６）がオーバーラン（絞り
ダンピング）するため、絞り羽根１６を位置ｉに戻す必
要があるからである。しかし、ｔ１時間内もコイル１２
への通電パルス信号はＰＷＭチョッパ制御される。ここ
で、このｔ１時間内のコイル１２への通電パルス信号を
上記位置ｉまでのステップパルスと同様にオンデューテ
ィ比５０％でＰＷＭチョッパ制御すると、実際にコイル
１２にかかる電圧が少な過ぎて、絞り羽根１６を位置ｉ
に戻すことができず、絞り値が位置ｉに対応する絞り値
よりも暗い、例えば絞り値ｋになってしまう。

【００６９】そこで、本実施形態では、上記ｔ１時間内
のコイル１２への通電パルス信号に対しては、ＰＷＭチ
ョッパ制御のオンデューティ比を上記位置ｉまでのステ
ップパルスに対するオンデューティ比５０％よりも大き
い値、例えば図１３に示すように７５％（３ｔ４／４）
に設定する。これにより、絞り機構のイナーシャにより
オーバーランしたロータ３を確実に絞り羽根１６が目標
位置である位置ｉに戻るように回転させることができ、
正確な目標の絞り値（絞り開口）を得ることができる。
なお、以上説明したオンデューティ比の変更はマイクロ
コンピュータ１０１内で処理される。

【００７０】こうしてステップ１２にて絞り羽根１６の
停止位置が正確に制御された後、ステップ１３では、出
力ポートＰ４から０を出力する。これにより、ゲート１
２８〜１３１から０が出力され、ステップモータへの通
電が停止される。

【００７１】そして、上記ステップ１〜１３にて絞り装
置の制御が行われた後、不図示の機構にて露光が開始さ
れる。また、このときフローはステップ１４に移行し、
露光時間ｔ２の計時が行われる。

【００７２】時間ｔ２の経過後、ステップ１５に進み、
このステップ１５では、出力ポートＰ４から１を出力す
る。また、ステップ１６では、出力ポートＰ２から１を
出力する。これにより、ノアゲート１０３が選択され
て、モードを開放モードとし、ステップ１７以後のステ
ップが実行される。

【００７３】ステップ１７〜２０は、上述したステップ
７〜１０と同一であり、これを実行することにより、ス
テップパルスが上記ゲート１０３を介してバイナリーカ
ウンタに伝わる。このときモードは開放モードに移行し
ているので、バイナリーカウンタはダウンカウントを行
う。このため、ステップモータのコイル１２，１３に対
して上記絞り込みモードとは逆の順序で通電制御がなさ
れ、絞り羽根１６は開放側へ１／８段ずつシフトする。

【００７４】絞り羽根１６が開放側へシフトする過程に
おいて、絞り羽根１６が開放位置ｄに達すると、開放状
態確認スイッチがオンからオフになり、コンピュータ１
０１の入力ポートＩに１が入力される。

【００７５】この入力ポートＩへの１の入力がステップ
２１にて検知されると、フローはステップ１７〜２０の
繰り返しからステップ２２へ移行する。このステップ２
２では、出力ポートＰ１から０を出力する。これにより
上記バイナリーカウンタを構成するフリップフロップ１
０５〜１０７がリセットされ、カウンタのカウント値が
０となり、コイル１３にＡ方向の通電がなされる。

【００７６】この通電位相は、図６のｃ位置におけるコ
イル通電位相であるため、絞り羽根１６はｃ位置まで移
動する。

【００７７】次に、ステップ２３では、上記コイル１３
の通電状態をｔ３時間維持する。これにより上記ｔ１時
間の通電と同様に、絞り羽根１６を確実に位置ｃに保持
することができる。

【００７８】そして、ｔ３時間の経過後、ステップ２４
に進み、出力ポートＰ４から０を出力して、ステップモ
ータの通電を停止させる。

【００７９】なお、本実施形態では、図１２（ａ）に示
すように、ｔ１時間の全てにおいてＰＷＭチョッパ制御
のオンデューティ比を７５％にする場合について説明し
た。しかし、絞り装置の全体の駆動時間ｔ５に占めるｔ
１時間の割合が大きいと省エネ効果が少なくなる可能性
があるため、例えば図１２（ｂ）に示すように、Ｄ部の
絞りダンピング時間に合わせてｔ１時間のうちｔ６時間
内のみＰＷＭチョッパ制御のオンデューティ比を７５％
にし、残りの時間を５０％にするようにしてもよい。

【００８０】また、Ｄ部の絞りダンピング時間は駆動絞
り段数（絞り羽根１６の駆動量）により変化するので、
駆動絞り段数に応じて上記ｔ６時間を変化させるように
してもよい。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば最終パルス信号のチョッパ制御オンデューティ比
をこの最終パルス信号以外のパルス信号のチョッパ制御
オンデューティ比よりも大きくすることが可能となるの
で、省エネを図りつつ、目標駆動位置に到達した後イナ
ーシャ移動した絞り部材を目標駆動位置に確実に戻すた
めに必要な電圧をステップモータに印加することができ
る。したがって、省エネ駆動でき、かつ正確な絞り制御
が可能な絞り装置を実現することができる。

【００８２】なお、最終パルス信号のチョッパ制御オン
デューティ比を、この最終パルス信号の印加期間中に、
例えば絞り部材の駆動量（つまりは絞り部材のイナーシ
ャの大きさ）に応じたタイミングで小さく変更するよう
にすれば、イナーシャ移動した絞り部材を目標駆動位置
に確実に戻すとともに、より省エネを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である電磁駆動絞り装置
の分解斜視図。

【図２】上記絞り装置が組み込まれたレンズ鏡筒の断面
図。

【図３】上記絞り装置の駆動源であるステップモータの
駆動原理の説明図。

【図４】上記モータの通電タイミングの説明図。

【図５】上記絞り装置をカメラに組み込んだ場合の制御
回路のブロック図。

【図６】上記絞り装置の制御位置とモータのステップ位
置との関係の説明図。

【図７】図５の分配回路およびドライバ回路の詳細回路
図。

【図８】図７のバイナリーカウンタのカウント値とゲー
ト１２３〜１２６の出力状態の関係を示す説明図。

【図９】上記カウント値とコイル１２，１３の通電状態
との関係を示す説明図。

【図１０】図７の回路の動作を説明するフローチャー
ト。

【図１１】図７の回路におけるマイコンからの出力波形
図。

【図１２】上記絞り装置においてＰＷＭチョッパ制御さ
れるパルス信号の波形図および絞り光量の変化図。

【図１３】図１２のＣ部の拡大図。

【符号の説明】 １６ 絞り羽根 １０１ マイコン １０３ ロータ １０５〜１０７ フリップフロップ １１５〜１２２ アンドゲート １２８〜１３１ アンドゲート １２，１３ コイル １３６〜１４３ トランジスタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップモータにパルス信号を印加して
   絞り部材を駆動させる絞り装置において、 パルス信号に対してパルス幅変調チョッパ制御を行う制
   御手段を有しており、 この制御手段は、前記ステップモータに印加されるパル
   ス信号のうち最終パルス信号のチョッパ制御デューティ
   比をこの最終パルス信号以外のパルス信号のチョッパ制
   御デューティ比と異ならせることを特徴とする絞り装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記最終パルス信号の
   チョッパ制御オンデューティ比を前記最終パルス信号以
   外のパルス信号のチョッパ制御オンデューティ比よりも
   大きくすることを特徴とする請求項１に記載の絞り装
   置。
3. 【請求項３】 前記最終パルス信号は、目標駆動位置に
   到達した後イナーシャ移動した前記絞り部材を前記目標
   駆動位置に戻すための信号であることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の絞り装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記最終パルス信号の
   チョッパ制御デューティ比を、この最終パルス信号の印
   加期間中に変更することを特徴とする請求項１から３の
   いずれかに記載の絞り装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記最終パルス信号の
   チョッパ制御オンデューティ比を、この最終パルス信号
   の印加期間中に小さくすることを特徴とする請求項４に
   記載の絞り装置。
6. 【請求項６】 前記最終パルス信号の印加期間中におけ
   るチョッパ制御デューティ比の変更タイミングを、前記
   絞り部材の駆動量に応じて決定することを特徴とする請
   求項４又は５に記載の絞り装置。
7. 【請求項７】 前記ステップモータが１−２相励磁方式
   ステップモータであり、 前記制御手段は、前記最終パルス信号が１相励磁用か２
   相励磁用かでこの最終パルス信号のチョッパ制御デュー
   ティ比を異ならせることを特徴とする請求項１から６の
   いずれかに記載の絞り装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の絞り
   装置を備えたことを特徴とする光学機器。