KR20020072786A

KR20020072786A - 구동장치, 광량제어장치 및 셔터

Info

Publication number: KR20020072786A
Application number: KR1020020012831A
Authority: KR
Inventors: 미즈마키마사오; 아오시마치카라
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2002-09-18
Also published as: CN1375740A; MY129400A; CN1222822C; US6710563B2; TW556392B; US20020127013A1; KR100426744B1

Abstract

본 발명은, 제조가 용이하고 고출력을 발생시킬 수 있는 초소형 및 박형의 구동장치를 제공한다. 마그네트는 원통형상을 가지고, 적어도 마그네트의 외주면은 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화된 n개의 부분으로 원주방향으로 분할된다. 마그네트는 원통형상의 회전축에 대해 회전할 수 있다. 코일은 마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된다. 외측자극부는 코일에 의해 자화되도록 배치되고, 또한 마그네트에 대향한 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 마그네트의 주위에 배치되고, 따라서 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 부분의 원주폭에 대응하는 각도는 소정의 각도(A)와 동일하다. 내측자극부는 코일에 의해 자화되도록 배치되고, 마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가진다. 소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 n개의 자화된 부분의 각각의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로 설정된다.

Description

구동장치, 광량제어장치 및 셔터{DRIVING DEVICE, LIGHT AMOUNT CONTROLLER AND SHUTTER}

본 발명은 초소형으로 구성된 구동장치, 이 구동장치를 사용하는 광량제어장치 및 셔터에 관한 것이다.

종래에, 소형으로 설계된 모터는 무브러쉬모터를 포함한다. 이하 설명하는 바와 같이, 단순한 구동회로를 가진 무브러쉬모터는 스텝퍼모터를 포함한다.

도 17은 소형원통형상의 스텝퍼모터의 예를 도시한다. 스텝퍼모터는, 스테이터코일(105)에 동심형상으로 권선된 보빈(101)을 각각 포함하는 2개의 스테이터(102)와, 샌드위칭방식으로 보빈(101)을 축방향으로 고정되게 유지하는 2개의 스테이터요크(106)와, 보빈(101)의 내주면의 원주방향으로 스테이터치(stator teeth)(106a,106b)가 교호적으로 각각 배치된 스테이터요크(106)와, 스테이터치(106a,106b)와 일체적으로 형성된 스테이터요크(106)가 고정된케이스(103)와를 포함한다. 2개의 케이스(103)중의 하나는 케이스에 고정된 플랜지(115)와 베어링(108)을 가지는 반면, 다른 케이스(103)는 케이스에 고정된 다른 베어링(108)을 가진다. 로터(109)는 로터축(110)에 견고하게 고정된 로터마그네트(111)로 형성된다. 로터마그네트(111)는 스테이터(102)의 스테이터요크(106)와 로터마그네트사이에 방사형갭을 형성한다. 로터축(110)은 그 대향단부에 2개의 베어링(108)에 의해 회전가능하게 지지된다.

상기와 같이 구성된 스텝퍼모터의 변형예를 사용하는 광제어장치는 일본국 특공소 53-2774호 공보에 제안되었다. 광제어장치는, 스텝퍼모터에 접속된 셔터블레이드를 개폐함으로써 통과하는 광량을 단차방식으로 제어한다. 다른 변형예는 일본국 특개평 57-166847호 공보에 제안된 중공형 모터이다. 중공형 모터는 광이 그 중심부에 형성된 캐비티를 통과하게 하는 링형상의 스텝퍼모터이다.

물체화상을 광전변환하고 이에 의해 정지화상의 정보로서 기억매체에 화상을 기록하는 촬상소자로서 CCD 등을 사용하는 종류의 디지털카메라가 알려져 있다. 이 종류의 디지털카메라는, 조리개블레이드 및 셔터블레이드를 가진 타입 및 각 블레이드를 작동하는 액추에이터를 포함한다.

상기 설명한 타입의 디지털카메라의 노광에 관련된 동작은 다음과 같다.

우선, 촬영전에 촬상소자를 동작가능하게 하기 위하여 주전원이 투입된 경우에, 셔터블레이드는, 촬상소자가 노광가능한 개방위치에 유지된다. 촬상소자는, 물체계가 화상모니터에서 관찰되도록 전하의 축적, 방전 및 전송을 반복적으로 행한다. 해제버튼을 누른 경우에, 조리개값 및 노광시간은 이 시점에서 촬상소자로부터의 출력에 의해 결정된다. 결정된 조리개값과 노광시간으로부터의 판단에 의해, 노광개구의 구경을 감소시킬 필요가 있으면, 우선, 조리개블레이드는 소정의 조리개값을 제공하는 위치로 동작한다. 다음에, 저장된 전하가 방전완료된 촬상소자는 저장개시신호에 응답하여 전하의 축적 즉 저장을 개시하게 한다. 이 때에, 노광시간제어회로는 트리거신호로서 기능하는 저장개시신호에 응답하여 기동하고, 소정의 노광시간의 경과가 계산된 경우에, 셔터블레이드는 촬상소자에 광을 차단하는 폐쇄위치로 작동한다. 촬상소자에 광을 차단한 후에, 저장된 전하는 전송되고, 이에 의해 화상정보가 화상라이팅(writing)장치를 통해서 기록매체에 기록된다. 촬상소자의 노광은, 여분의 광에 의해 전하가 변경되는 것을 방지할 필요가 있기 때문에, 전하의 전송시에 금지된다.

조리개블레이드와 셔터블레이드가 단일의 액추에이터에 의해 구동되는, 디지털카메라의 다른 종류는 일본국 특개평 11-305285호 공보에 개시되어 있다. 이 디지털카메라에 있어서, 액추에이터는, 비통전상태, 정방향통전상태 및 역통전상태의 3개의 상태를 가정할 수 있다. 액추에이터가 비통전상태에 있는 경우에, 카메라는 중간개구상태에 놓인다. 액추에이터가 정방향통전상태에 있는 경우에, 카메라는 최대개구상태에 놓이는 반면, 액추에이터가 역통전상태에 있는 경우에, 카메라는 완전폐쇄상태에 놓인다.

그러나, 도 17에 도시한 종래의 소형 스텝퍼모터에 있어서, 케이스(103), 보빈(101), 스테이터코일(105) 및 스테이터요크(106)는 로터(109)주위에 동심형상으로 배치되고, 이는 모터의 외부치수의 증가를 필연적으로 초래한다. 또한, 도 18에 도시한 바와 같이, 스테이터코일(105)의 통전에 의해 발생된 자속은 스테이터치(106a)의 단면(106a1)과 스테이터치(106b)의 단면(106b1)사이에 주로 흐르므로, 자속은 로터마그네트(111)에 효과적으로 작용하지 않는다.

마찬가지로, 일본국 특공소 53-2774호 공보에 제안된 광제어장치 및 일본국 특개소 제 57-166847호 공보에 제안된 중공형 모터는, 로터마그네트주위에 배치된 스테이터코일과 스테이터요크를 각각 가지고, 따라서 모터의 외부치수는 증가되고, 스테이터코일의 통전에 의해 생성된 자속은 로터마그네트에 대해 효과적으로 작용하지 않는다.

또한, 도 19에 도시한 바와 같이 코인형상의 무브러쉬모터는 일본국 특개평 7-213041호 공보 및 일본국 특허공개 제 2000-50601호 공보에 제안되었다. 무브러쉬모터는 복수의 코일(301,302,303) 및 디스크형상의 마그네트(304)로 구성된다. 도 19에 도시한 바와 같이, 각각의 코일은 얇은 코인형상을 가지고, 축이 마그네트의 것과 평행하게 연장되도록 배치된다. 디스크형상의 마그네트는 그 축방향으로 자화되고, 마그네트의 자기면(내주면)이 각각의 코일의 축에 대해 수직인 방향으로 대면하도록 배치된다.

이 모터에서, 도 20에서 화살표로 표시한 바와 같이, 코일에 의해 발생된 자속은 마그네트에 대해 효과적으로 완전히 작용할 수 없다. 또한, 마그네트에 의해 발생된 토크 또는 회전력의 중심은 L의 거리만큼 모터의 외주로부터 떨어져 있고, 따라서 모터에 의해 발생된 토크는 모터의 크기에 비해 작다. 또한, 모터의중심부는 코일과 마그네트에 의해 점유되고, 다른 목적을 위해 이 부분을 이용하는 것이 어렵다.

또한, 디지털카메라를 위한 어떤 셔터도 조리개블레이드와 셔터블레이드가 일체화되어 있지 않다. 비용 및 공간의 관점에서, 이들 블레이드는 단일의 액추에이터에 의해 작동하는 것이 바람직하다. 일본국 특개평 11-305285호 공보는 단일의 액추에이터가 조리개블레이드로서 기능하는 셔터블레이드를 작동하는 타입의 셔터장치를 개시한다. 그러나, 셔터장치에서, 그 자기적인 중성점은 중간개구용 셔터블레이드의 위치를 제어하는데 이용되고, 이는 고정밀도로 블레이드를 작동시키는 것이 어렵다.

본 발명의 제 1목적은, 제조하기 용이하고 고출력을 생성할 수 있는 소형 및 얇은 구동장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2목적은, 제조하기 용이하고 고출력을 생성할 수 있는 소형 및 얇은 구동장치를 사용하는 광량제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3목적은, 조리개값을 변경시킬 수 있고 고출력을 생성할 수 있는 소형 및 얇은 구동장치를 사용하는 셔터를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 4목적은, 장치가 통전되지 않는 경우에도 개방상태 또는 폐쇄상태를 유지하는 것이 가능하고 이에 의해 전력소비를 감소시키는 셔터를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 분해사시도.

도 2는 도 1의 광량제어장치의 조립상태를 도시하는 축방향 단면도.

도 3a는 도 1에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 3b는 도 1에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 4는 코깅토크(cogging torque)의 변화를 도시하는 그래프.

도 5는 도 1에 도시된 각 외측자극편의 폭치수, 코깅토크 및 마그네트의 치수사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 의한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 분해사시도.

도 7은 도 6에 도시된 광량제어장치의 조립상태를 도시하는 축방향 단면도.

도 8a는 도 6에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 8b는 도 6에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 9는 본 발명의 제 3실시예에 의한 셔터의 분해사시도.

도 10은 도 9의 셔터의 조립상태를 도시하는 축방향 단면도.

도 11은 한방향클러치의 단면도.

도 12는 한방향클러치의 평면도.

도 13은 도 9의 셔터의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도면.

도 14는 도 9의 셔터의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도면.

도 15는 도 9의 셔터의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도면.

도 16은 본 발명의 제 4실시예에 의한 셔터의 분해사시도.

도 17은 종래의 스텝퍼모터의 단면도.

도 18은 종래의 스텝퍼모터의 스테이터의 단면도.

도 19는 종래의 무브러쉬모터의 사시도.

도 20은 종래의 무브러쉬모터의 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 설명〉

1 : 마그네트1a : 자화부

1b : 돌기부1c,1d,5c,9b : 맞춤못

1e,5a,5e : 결합부2 : 코일

3 : 보빈4 : 스테이터

4a : 외측자극편4b : 내측자극부

5 : 베이스판5f,5g : 스토퍼부

6 : 마그네트스토퍼7,8 : 블레이드

7a,8a : 둥근구멍7b,8b : 연장구멍

9 : 블레이드리테이너9a : 개구

10 : ND필터판11 : 출력부재

11b,14 : 핀12 : 입력부재

13 : 래칫부재20 : 조리개개구판

제 1목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1측면에 있어서, 외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와, 마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과, 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고 마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와, 마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 내측자극부와를 포함하는 구동장치에 있어서, 소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로, 설정되는 것을 특징으로 하는 구동장치를 제공한다.

제 2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 2측면에 있어서, 외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와, 마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과, 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고 마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와, 마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 내측자극부와, 마그네트에 연동하여 개폐가능하고 이에 의해 내측자극부를 통과하는 광량을 제어하는 광량제어부재와를 포함하는 광량제어장치에 있어서, 소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광량제어장치를 제공한다.

제 2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 3측면에 있어서, 외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와, 마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과, 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고 마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와, 마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 내측자극부와, 마그네트에 연동하여 개폐가능하고 이에 의해 내측자극부를 통과하는 광량을 제어하는 광량제어부재와, 코일이 비통전되는 경우에 마그네트와 외측자극부와의 인력에 의해 제 1회전위치에서 유지된 제 1상태 및 코일이 비통전되는 경우에 마그네트와 외측자극부와의 인력에 의해 마그네트가 제 1상태로부터 소정의 각도만큼 회전된 제 2회전위치에서 마그네트가 유지되는 제 2상태사이에서 마그네트가 샌드위치되도록 코일의 통전의 방향을 절환함으로써 광량제어부재를 제어하는 제어수단과를 포함하는 광량제어장치에 있어서, 소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 위치의 원주중심이 그 부분으로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광량제어장치를 제공한다.

본 발명의 제 1 내지 제 3측면에 있어서, 바람직하게는, 마그네트의 외경을 D1, 내경을 D2로 하면, 소정의 각도(A)는, 이하의 식:

A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)

으로 표현된 조건을 만족하도록 설정된다.

본 발명의 제 1 내지 제 3측면에 있어서, 바람직하게는, 외측자극부의 빗살형상의 각 부분은 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이를 가진다.

본 발명의 제 1 내지 제 3측면에 있어서, 바람직하게는, 구동장치 또는 광량제어장치는, 마그네트의 회전각도를 제한하는 회전방지부재를 포함하는 광량제어장치를 포함한다.

본 발명의 제 1 내지 제 3측면에 있어서, 바람직하게는, 마그네트는, 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 각 부분의 원주길이에 대응하는 각도보다 작은 회전각도범위내에서 회전가능하다.

제 3 및 제 4목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 4측면에 있어서, 외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와, 마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과, 마그네트의 외주면에 대향하고 코일에 의해 자화되는 외측자극부와, 마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되는 내측자극부와, 내측자극부의 중공원통형상의 안쪽에 의해 형성된 광로를 폐쇄하는 폐쇄위치와 개방상태에서 광로를 유지하는 개방위치사이에 이동하기 위해 마그네트와 연동하는 셔터블레이드와, 상기 마그네트의 회전과 연동하여 광로를 통과하는 광량을 변화시키는 광량조정수단과를 포함하는 셔터를 제공한다.

바람직하게는, 광량조정수단은, 그의 출력측에 소정의 방향으로 마그네트의 회전력만을 전달하는 출력측과 상기 마그네트에 접속된 입력측을 가진 한방향클러치와, 한방향클러치의 출력측의 동작에 연동하여 광로로 들어가거나 광로로부터 나오는 상기 한방향클러치의 출력측에 접속되고 이에 의해 광로를 통과하는 광량을 변화시키는 광량조정부재를 포함한다.

바람직하게는, 마그네트의 외주면의 n개의 부분이 교호적으로 상이한 n개의 극을 가지는 것으로 가정하면, 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극부는 마그네트의 외주면의 주위에서 720/n도의 정수배의 등간격으로 원주방향으로 배치된 복수의 빗살형상의 부분의 형상을 가지고, 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 소정의 각도(A)에 대응하는 원주폭을 가진 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극부의빗살형상의 각 부분을 가지고, 소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로 이동하는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심은 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌아가도록 회전력이 상기 마그네트에서 작용하는 값으로 설정된다.

본 발명의 제 4측면에 있어서, 마그네트의 외경을 D1, 내경을 D2로 하면, 소정의 각도(A)는, 이하의 식:

A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)

으로 표현된 조건을 만족하도록 설정된다.

제 1 내지 제 3측면에 의하면, 구동장치의 외경은 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극부에 의해 결정되고, 구동장치의 내경은 마그네트의 내주면에 대향된 내측자극부에 의해 결정되고, 또한 구동장치의 축높이는 마그네트와 코일의 축배치에 의해 결정된다. 그 결과, 구동장치의 크기를 크게 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 코일의 여자에 의해 자화된 내측자극부와 외측자극부사이에 발생된 자속은 자극편과 부재사이에 배치된 마그네트를 가로지르므로, 마그네트에 효과적으로 작용한다.

또한, 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 외측자극부의 빗살형상의 각 부분의 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일한 것으로 가정하면, 마그네트는 자화된 n개의 극을 가지고, D1의 외경을 가지고 D2의 내경을 가지고, 값(A)은 A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)의 식으로 표현된 조건을 만족하도록 설정된다. 따라서, 코일이 통전되지 않는 경우에, 마그네트의 자화된 극의 각 중심은, 외측자극부의 빗살형상의 대응부분의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지될 수 있다.

또한, 외측자극부의 빗살형상의 각 부분이 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이를 가지도록 형성되므로, 외측자극부 및 내측자극부에 의해 마그네트에 대해 축방향으로 가해진 힘이 감소된다. 그 결과, 축방향으로 마그네트와 마그네트를 유지하는 부재사이의 미끄럼마찰은 감소되고, 이는 마그네트의 원활한 회전을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 제 2 내지 제 3측면에 의한 광량제어장치는, 상기 구동장치와, 구동장치의 마그네트에 접속되고 중공원통의 내측자극부의 안쪽을 통과하는 광량을 제어하는 중추작용을 위한 광량제어부재와를 포함하고, 구동장치의 중심부를 광의 통과를 허용하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 3측면에 의하면, 코일의 통전의 방향을 절환함으로써 2개의 상태사이에 광량제어를 절환하는 것이 가능하다. 또한, 코일이 비통전되는 경우에, 마그네트는 2개의 상태의 양자에 유지된다. 따라서, 코일이 통전되지 않는 경우에도, 광량제어부재는 쇼크 등에 기인하여 이동되는 것으로부터 방지되고, 이는 광량제어장치의 신뢰성을 증가시키고 전력소비를 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 제 4측면에 의하면, 모터의 외경이 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극편에 의해 결정되므로, 모터의 축길이가 코일과 마그네트의 축배치에 의해 결정되고, 이는 구동장치의 크기를 크게 감소시키는 것을 가능하게 한다. 또한, 코일의 여자에 의한 외부 및 내측자극부에 의해 발생된 자속은 그 사이에 배치된 마그네트를 가로지르므로, 마그네트에 대해 효과적으로 작용한다.

또한, 추축운동을 위해 마그네트에 접속된, 셔터가 셔터블레이드와 광량제어부재로 형성된 구성에 의하면, 셔터는 광이 구동장치의 중심부를 통과하게 하도록 구성된다.

또한, 광량조정수단은 마그네트의 회전과 연동하여 동작하므로, 광로를 통과하는 광량을 제어하기 위하여, 셔터는 복수의 조리개값을 가질 수 있다.

또한, 셔터가 한방향으로 마그네트의 회전만을 행하고 이에 의해 광로를 통과하는 광량을 변경하는 광량제어수단을 가진 구성에 의하면, 조리개값을 변화시키는 동작 및 단일의 액추에이터에 의해 셔터를 개폐하는 동작을 행하는 것이 가능하고, 이는 그 크기의 감소에 기여한다. 또한, 기록매체에 화상을 실제로 포착하는 노광전에 정방향 및 역방향으로 교호적으로 마그네트를 회전시킴으로써, 광량조정수단은 회전의 복수의 시간에 의해 복수의 광량제어상태로 선택적으로 구동할 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면과 함께 취한 이하 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 된다.

본 발명은, 그 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 상세하게 이하 설명한다.

도 1 내지 도 3b는 본 발명의 제 1실시예에 의한 광량제어장치를 도시한다. 도 1은 제 1실시예에 의한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 분해사시도이다. 도 2는 도 1에서 도시한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 조립상태의 축방향 단면도인 반면에, 도 3a 및 도 3b는 구동장치의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한도 2의 선(A-A)을 따라 취한 단면도이다.

도 1 내지 도 3b에서, (1)은 로터를 구성하는 중공원통형상의 마그네트를 나타낸다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 마그네트(1)는, 원주방향으로 n개의 부분(본 실시예에서는 16개의 부분)으로 마그네트(1)를 구동하고 또한 n개의 부분을 영구적으로 자화함으로써 형성된 자화부(1a)를 가지고, 따라서 외주측을 따라서 교호적으로 S극 및 N극을 가진다. 도 3a 및 도 3b에서, 자화부(1a)는 실제로 외주측부에 의해 표시되지만, 자화부(1a)는 상기 n개의 부분에 대응하는 각 부분을 가지고 또한 외주측부의 n개의 부분의 각 극에 대한 대향극을 가진 내주측부를 가진다. 마그네트(1)는 플라스틱마그네트재료를 사출성형함으로써 형성되고, 이에 의해 중공원통(특히, 자화부(1a))이 매우 적은 반경방향의 두께를 가지게 한다. 또한, 마그네트(1)는 마그네트(1)의 회전을 제한하는 돌기부(1b), 축방향으로 돌출하는 맞춤못(1c,1d) 및 마그네트(1)의 중심개구를 향해서 약간 돌출하는 결합부(1e)등과 일체적으로 형성된다. 이하 설명하는 바와 같이, 결합부(1e)가 베이스판(5)의 결합부(5e)와 접동가능하게 결합되도록, 마그네트(1)는 베이스판(5)에 의해 회전가능하게 지지된다.

마그네트(1)는 상기 설명한 바와 같이 형성된 플라스틱마그네트재료의 사출성형에 의해 형성되므로, 돌기부(1b), 맞춤못(1c,1d) 및 결합부(1e)를 가진 복잡한 구조에도 불구하고 용이하게 제조될 수 있다. 또한, 마그네트(1)는 그와 일체적으로 형성된 결합부(1e)를 가지므로, 그 회전축에 대하여 마그네트본체 및 결합부(1e)의 동일중심성의 정밀도가 개선되고, 이는 자화부(1a)와 스테이터(4)사이의 갭을 감소시키고 로터의 진동을 감소시키는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 충분한 출력토크가 보장된다. 또한, 마그네트의 사출성형은 마그네트의 표면에 형성된 얇은 수지막을 형성하고, 따라서 사출성형된 마그네트위에 발생된 녹의 양은 압축성형마그네트위에 생성된 녹보다 더 적고, 이는 도포 등의 방청처리를 생략가능하게 한다. 또한, 사출성형된 마그네트는 방청처리시에 발생하기 쉬운 표면팽창 또는 자성분말의 부착에 영향을 받지 않고, 이는 압축성형된 마그네트에 고유하고, 품질의 향상시킨다.

마그네트(1)로서 사용된 플라스틱마그네트는, Nd-Fe-B계 희토류자성분말과 폴리아미드 등의 열가소성수지바인터의 혼합물을 사출성형하여 형성된다. 압축성형에 의해 형성된 마그네트는 대략 500Kgf/cm²의 굽힘강도를 가지는 반면, 예를 들면 바인더재료로서 폴리아미드수지를 사용하여 800Kgf/cm²보다 적은 굽힘강도를 얻을 수 있고, 그 결과 마그네트(1)는 얇은 벽 중공원통형상으로 형성될 수 있고, 이는 압축성형에 의해 달성되지 않는다. 이와 같이 제조된 마그네트(1)의 얇은 벽의 중공원통형상은, 이하 설명하는 바와 같이, 스테이터(4)의 외측자극과 내측자극사이의 거리 즉 갭을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 그 사이에 작은 자기저항을 가진 자기회로를 형성하는 것이 가능하게 한다. 따라서, 이하 설명하는 바와 같이, 코일(2)이 통전되는 경우에, 자속의 증가량은 작은 기자력으로 발생될 수 있고, 이는 액추에이터의 성능을 개선시킨다.

중공원통으로 형성된 코일(2)은 절연재료로 이루어진 보빈(3)에 권선된다.코일(2)은 마그네트(1)와 축방향으로 평행하고 동심으로 배치된다. 코일(2)의 외경은 마그네트(1)의 외경과 대략 동일하다.

스테이터(4)는, 연자성재료로 형성되고, 또한 외측중공원통(외측자극), 내측중공원통(내측자극) 및 중공원통에 접속하는 접속부(4c)를 포함한다. 스테이터(4)의 외측중공원통은, 축방향으로 각각 연장하는, 즉 머리빗형상을 나타내는 복수의 빗살로 그 한쪽단에 형성된다. 빗살을 축방향으로 연장하는 개수는 마그네트(1)의 자화부(1a)의 부분의 개수(n)의 반이다(즉, 본 실시예에서는 8개). 이들 빗살은 외측자극편(4a)을 형성한다. 외측자극편(4a)은 720/n도(본 실시예에서는 45°)의 등간격으로 원주방향으로 배치된다. 한편, 스테이터(4)의 내측중공원통은 내측자극부(4b)를 형성한다. 외측자극편(4a)이 방사방향으로 연장되는 빗살에 의해 형성되면, 액추에이터의 직경은 외측자극편(4a)의 반지름길이만큼 증가된다. 그러나, 본 실시예에서는, 축방향으로 연장되는 빗살형상의 부분이 외측자극편(4a)을 형성하고, 이는 액추에이터의 직경의 최소화에 기여한다.

본 실시예에서는, 스테이터(4)의 외측자극편(4a)의 개수(빗살의 개수)는 마그네트(1)의 자화부(1a)의 부분의 개수(n)의 반으로 설정되고, 이것은 이상적인 수이므로, 빗살의 개수가 예를 들면 1개로 감소된 경우에도, 출력이 약간 감소되지만 액추에이터의 동작에는 문제가 없다. 그러나, 이 경우에도, 잔류하는 빗살은 720/n도의 간격으로 원주방향으로 배치되는 것이 필요하다. 빗살의 개수가 감소함으로써 형성된 공간은 다른 부재에 의해 사용되어도 된다.

또한, 본 실시예에서는, 스테이터(4)의 내측자극부(4b)가 단순한 중공원통으로 형성되지만, 외측자극편(4a)과 마찬가지로 빗살형상을 가지도록 또한 형성되어도 된다.

코일(2)과 보빈(3)은, 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)사이에 접착 등에 의해 고정되게 끼워맞춰진다. 코일(2)이 통전되는 경우에, 스테이터(4)는 자화된다.

스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)는 소정의 간극을 가진 마그네트(1)의 자화부(1a)를 샌드위치하도록 설계되고, 따라서 그들은 자화부(1a)의 각각의 외주면과 내주면에 대향된다. 따라서, 코일(2)에 의해 자화되는 외측자극편(4a)과 내측자극부재(4b)에 의해 발생된 자속은 로터로서 마그네트(1)에 효과적으로 작용하기 위한 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)사이의 위치에서 마그네트(1)를 가로지르고, 이에 의해 액추에이터의 출력을 증가시킨다.

상기 설명한 바와 같이, 마그네트(1), 코일(2), 보빈(3) 및 스테이터(4)는 본 실시예에 의한 광량제어장치의 액추에이터를 구성한다.

(5)는 개구(5b)로 내부에 형성된 중심부를 가진 베이스판을 나타낸다. 마그네트(1)는 마그네트(1)의 결합부(1e)와 베이스판(5)의 결합부(5e)사이의 결합에 의해 베이스판(5)에 회전가능하게 장착되고, 마그네트스토퍼(6)는 마그네트(1)의 결합부(1e)를 통하여 접합 등에 의해 베이스판(5)에 고정되고, 이에 의해 마그네트(1)가 축방향으로부터 분리되는 것을 방지한다. 본 실시예에 있어서, 마그네트스토퍼(6)가 축방향으로부터 분리되는 것을 방지하는데 사용되지만, 스토퍼부는 베이스판(5)에 일체적으로 형성되어도 된다.

베이스판(5)은, 그 사이에 결합되고 접합 등에 의해 스테이터(4)의 외측자극편(4a)을 결합하여 고정하는 다른 결합부(5a)를 가진다. 이 경우에, 도 1에서 본 바와 같이, 마그네트(1)의 자화부(1a)의 상단부와 스테이터(4)에 고정되게 끼워맞춘 보빈(3)사이의 축방향으로 소정의 간극이 유지된 상태에서, 그것은 마그네트(1)와 동축이 되도록, 스테이터(4)는 베이스판에 고정된다. 본 실시예에서는, 스테이터(4)는 외측자극편(4a)과 베이스판(5)의 결합부(5a)사이의 결합(외경결합)에 의해 베이스판(5)에 장착되어도 되고, 내측자극부재(4b)는 베이스판(5)과 결합(내경결합)되어도 된다.

또한, 베이스판(5)은 마그네트(1)의 맞춤못(1c,1d)과 동일한 방향으로 돌출하는 맞춤못(5c,5d)과 일체적으로 형성된다. 베이스판(5)은, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f,5g)와 접촉하도록, 마그네트(1)의 회전을 제한하는 스토퍼부(5f,5g)로 형성된다. 즉, 마그네트(1)는, 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f)와 접촉된 위치 및 돌기부(1b)가 스토퍼부(5g)와 접촉된 위치사이에서 회전하게 한다.

(7) 및 (8)은 블레이드를 나타낸다. 블레이드(7)는, 베이스판(5)의 맞춤못(5c)을 회전가능하게 결합하는 블레이드(7)용 둥근구멍(7a) 및 마그네트(1)의 맞춤못(1c)을 접동가능하게 결합하는 블레이드(7)용 연장구멍(7b)을 내부에 형성하는 반면에, 블레이드(8)는 베이스판(5)의 맞춤못(5d)을 회전가능하게 결합하는 블레이드(8)용 둥근구멍(8a) 및 마그네트(1)의 맞춤못(1d)을 접동가능하게 결합하는 블레이드(8)용 연장구멍(8b)을 내부에 형성한다.

(9)는 그 중심부가 개구(9a)로 내부에 형성된 블레이드리테이너를 나타낸다.블레이드리테이너(9)는, 블레이드(7,8)가 소정의 간극을 통해서 그 사이에 개재되어 베이스판(5)에 고정된다. 블레이드리테이너(9)는 축방향으로 블레이드(7,8)를 지지하도록 기능한다.

마그네트(1)가 회전함으로써, 마그네트(1)의 맞춤못(1c)에 의해 밀려지는 연장구멍(7b)을 통해서 둥근구멍(7a)에 대해 블레이드(7)가 회전하고 또한 마그네트(1)의 맞춤못(1d)에 의해 밀려지는 연장구멍(8b)을 통하여 둥근구멍(8a)에 대해 블레이드(8)가 회전하고, 이에 의해 베이스판(5)의 개구(5b)를 통과하는 광량이 제어된다.

상기 설명한 바와 같이, 마그네트(1), 코일(2), 보빈(3), 스테이터(4), 베이스판(5), 마그네트스토퍼(6), 블레이드(7,8) 및 블레이드리테이너(9)는 본 실시예의 광량제어장치를 구성한다.

도 3a는 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)와 접촉하는 마그네트(1)의 돌기부(1b)의 상태를 도시하는 반면, 도 3b는 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)와 접촉하는 돌기부(1b)의 상태를 도시한다. 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 상기의 어느 상태에서도 소정의 회전위치에 유지된다. 이것은 도 3a, 도 3b, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도 4는 코깅토크에서의 변화(마그네트(1)와 스테이터(4)사이에 발생되고 마그네트(1)에 작용하는 인력)를 도시하는 그래프이다. 도면은, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에 마그네트(1)의 회전위치에 의해 외측자극편(4a)에 의해 마그네트(1)가 끌리는 방법을 도시한다.

도 4에서, 종좌표는 마그네트(1)와 스테이터(4)사이에 발생되고 마그네트(1)에 작용하는 자력의 강도를 나타내는 반면, 횡좌표는 마그네트(1)의 회전위상을 나타낸다. 점(E1,E2)로 표시된 각각의 위치에서, 마그네트(1)가 정방향으로 회전하는 경우에, 역회전력은 원래위치로 그것을 되돌리기 위하여 마그네트(1)에 작용하고, 반면에, 마그네트(1)가 역방향으로 회전하는 경우에, 정방향회전력은 원래위치로 그것을 되돌리기 위하여 마그네트(1)에 작용한다. 간략하게 말하면, 점(E1,E2)은, 마그네트(1)와 스테이터(4)사이에 발생된 자력이 그것을 안정하게 위치결정하기 위하여 마그네트(1)에 대해 작용하는 코그된 위치(cogged position)를 나타낸다. 한편, 점(F1,F2,F3)은, 적어도 마그네트(1)의 위상이동에 의해 점(E1 또는 E2)를 향하여 그것을 회전시키기 위하여 마그네트에 힘이 작용하는 경우에도 마그네트(1)가 불안정한 평행상태로 되는 정지위치를 나타낸다. 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 광량제어장치의 자세의 변화 또는 진동에 기인하여 점(F1,F2 또는 F3)에서 머무르지 않고 점(E1 또는 E2)에서 정지를 항상 유지한다.

마그네트(1)는 자화된 n개의 극(자화된 부분(1a)의 n개의 부분)을 가지는 것으로 가정하면, 점(E1,E2) 등의 안정된 코그부는 360/n도의 간격으로 존재하고, 안정하게 코그된 점의 인접한 점사이의 중간위치는, 점(F1,F2 또는 F3)등의 불안정한 점이다.

유한요소방법에 의한 수치시뮬레이션은, 코일의 비통전동안 외측자극편(4a)과 마그네트(1)사이의 인력상태는, 그 회전축에 대한 마그네트(1)의 자화된 각 극의 원주폭에 대응하는 각도와 마그네트(1)의 회전축에 대해 마그네트(1)에 대향된 각 외측자극편(4a)의 원주폭에 대응하는 각도사이의 관계에 좌우하여 변화한다. 수치시뮬레이션에 의하면, 마그네트(1)의 코그된 위치는, 마그네트(1)의 회전축에 대해 마그네트(1)에 대향된 외측자극편(4a)의 원주폭에 대응하는 각도(이하, "외측자극편(4a)의 대향각도"라 칭함)에 좌우하여 변화한다. 보다 상세하게는, 그 회전각도에 대해 마그네트(1)의 각 자화된 극의 원주폭에 대응하는 각도(이하, "자극각도"라 칭함)가 고정된 조건하에서, 외측자극편(4a)의 대향각도가 소정의 값보다 작은 경우에, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심이 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 마그네트(1)가 안정하게 유지된다. 이 경우에, 도 4를 참조하여 상기 설명한 점(E1 또는 E2)은, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심이 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에 대응한다. 한편, 외측자극편(4a)의 대향각이 소정의 값보다 크거나 동일한 경우에, 마그네트(1)의 2개의 극사이의 경계가 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 마그네트(1)는 안정하게 유지된다. 이 경우에, 점(E1,E2)은, 마그네트(1)의 2개의 극사이의 경계가 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에 대응한다. 마그네트가 이와 같이 안정하게 유지되는 방법은 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 5는, 각 외측자극편(4a)의 폭치수, 코깅토크 및 마그네트(1)의 치수가 서로 관련되는 방법을 도시하는 그래프이다.

도면에서, 횡좌표는 마그네트(1)의 각 자화된 극의 외부원주길이에 대한 마그네트(1)의 두께의 비율을 나타내는 반면, 자성각도에 대한 외측자극편(4a)의 대향각도의 비율을 나타낸다.

예를 들면, 마그네트(1)는 10mm의 외경, 9mm의 내경 및 16개의 극을 가지는 것으로 가정하면, 마그네트(1)의 두께는 (10-9)/2mm이고, 각 극의 외부원주길이는 10×π/16mm이므로, 횡좌표에 도시한 마그네트(1)의 자화된 각 극의 외부원주길이에 대한 마그네트(1)의 두께의 비율은 0.255이다. 또한, 외측자극편(4a)의 대향각도가 13°인 것으로 가정하면, 자극각도는 22.5°이므로, 종좌표에 도시된 마그네트극각도에 대한 외측자극편(4a)의 대향각도는 0.578이다.

도 5에서 점으로 표시된 부분은 마그네트의 자화된 각 극의 원주길이에 대한 마그네트(1)의 두께의 비율의 관계에서 마그네트극각도에 대한 외측자극편(4a)의 대향각도의 비율의 값을 나타내고, 이 값은 대략 0의 코깅토크를 가진 각각의 모델에 의해 가정된다. 종좌표의 값을 Y로 나타내고, 횡좌표의 값을 X로 나타내는 경우에, 점은 직선의 다음의 방정식: Y = -0.327X + 0.69의 표현에 의해 근접하게 될 수 있다. Y〈 -0.327X + 0.69가 유지되면, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심은 해당 외부자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지되는 반면에, Y〉 -0.327X + 0.69가 유지되면, 마그네트(1)의 자화된 극사이의 경계는, 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지된다.

보다 상세하게는, Y〈 -0.327X + 0.69는 다음과 같이 변환될 수 있다. 외측자극편(4a)의 대향각도는 A도이고 마그네트(1)는 자화된 n개의 극, 외경 D1 및 내경 D2을 가진다고 가정하면, Y〈 -0.327X + 0.69는 A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 ×π)로 변환될 수 있다. 이것은, A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1- D2)/(D1 ×π)가 유지되므로, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심은 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지되는 것을 의미한다.

본 실시예에서는, 마그네트(1)의 자화된 극의 개수 n은 16이고, 마그네트(1)의 외경(D1)은 10mm이고, 또한 마그네트(1)의 내경(D2)은 9mm이므로, (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 ×π)=13.65도가 유지된다. 따라서, 외측자극편(4a)의 대향각도A도가 13.65°이하이면, Y〈 -0.327X + 0.69의 조건은 만족된다. 본 실시예에서, 외측자극편(4a)의 대향각도A도는 13°로 설정되므로, 마그네트(1)의 각 자화된 극의 중심은 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지될 수 있다.

외측자극편(4a)의 대향각도A도는 부분치수허용, 결속느슨함 등을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 상기 경우에, 예를 들면, 외측자극편(4a)의 대향각도A도는 13.6°로 설정되면, 해당 외측자극편(4a)에 대향된 마그네트(1)의 자화된 극의 중심은 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 이론적으로 안정하게 유지될 수 있다. 그러나, 부분치수허용, 결속느슨함 등의 가능성을 고려하면, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심이 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향하는 위치에서 항상 안정하게 유지되는 것을 보장하기 어렵게 될 수 있다. 이 불편함을 제거하기 위하여, 필요한 것보다 약간 작은 값으로 대향각도A도를 설정할 필요가 있지만, 대향각도A도가 너무 많이 감소되면, 코깅력은 과도하게 증가될 수 있고, 이에 의해 감소된 토크가 초래된다. 따라서, 코깅력과 필요한 토크사이의 균형점의 관점에서 대향각도A도를 설정하는 것이 필요하다.

코일이 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향되는 마그네트(1)의 자화된 극의 인접한 극사이의 경계의 상태에서 외측자극편(4a)을 자화하기 위하여 통전되는 경우에는, 액추에이터를 개시하기 위하여 회전력이 마그네트(1)에서 항상 발생된다. 한편, 코일이 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향되는 마그네트(1)의 각 자화된 극의 중심의 상태에서 외측자극편(4a)을 자화하기 위하여 통전되는 경우에는, 회전력이 마그네트(1)에서 발생하지 않는다.

본 실시예에서는, 외측자극편(4a)의 대향각도를 A도, 마그네트(1)의 외경의 치수를 D1, 마그네트(1)의 내경의 치수를 D2로 표현한다고 가정하면, 이들 값은 A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 ×π)을 만족한다. 이 경우에, 값(A)의 범위는 도 5의 그래프에 도시된 직선의 하부좌측위의 영역에 대응한다. 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 상기 설명한 점(E1,E2)은 마그네트(1)의 해당 자화된 극의 중심이 대응 외측자극편(4a)의 중심에 대향하는 위치에 각각 대응하므로, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심은 그 위치에서 안정하게 유지된다. 그러나, 코일(2)이 외측자극편(4a)을 자화시키기 위해 이 상태에서 통전되어도, 회전력은 마그네트(1)에서 발생되지 않는다.

이 문제점을 극복하기 위하여, 본 실시예에 의하면, 마그네트(1)의 회전을 제한하는 스토퍼부(5f)는 도 3a에 도시한 바와 같이 베이스판(5)에 형성되고, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f)와 접촉하는 경우에, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심과 해당 외측자극편(4a)의 중심사이의 마그네트(1)의 회전축(1f)에 대해 형성된 각도는, α도로 설정된다. 그 결과, 코일(2)이 외측자극편(4a)을 자화하기 위해 도 3a의 상태에서 통전하는 경우에, 회전력은 마그네트(1)에서 발생되고, 이에 의해 액추에이터는 안정하게 개시된다. 도 3a의 상태의 마그네트(1)의 위치는 도 4의 점 G에 대응한다. 이 위치에서 마그네트(1)에 대해 작용하는 코깅토크는 T2이다. 코깅토크는 점(E1)을 후방으로 향하여 마그네트(1)를 역회전시키기 위하여 역회전력(도 3a에 도시한 바와 같이 반시계방향으로 작용하는 힘)에 대응한다. 다시 말하면, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f)와 접촉하는 위치에서 마그네트(1)를 유지하는 힘은, 코깅토크(T2)에 의해 얻는다. 따라서, 마그네트(1)는 코일(2)이 통전되지 않는 경우에 위치(도 3a의 위치)에서 안정하게 유지된다.

마찬가지로, 본 실시예에 의하면, 마그네트(1)의 회전을 제한하는 스토퍼부(5g)는 도 3b에 도시한 바와 같이 베이스판(5)에 형성되고, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5g)와 접촉하는 경우에, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심과 해당 외측자극편(4a)의 중심사이의 마그네트(1)의 회전축(1f)에 대하여 형성된 각도는, β도로 설정된다. 그 결과, 외측자극편(4a)을 자화하도록 코일(2)이 도 3b의 상태에서 통전되는 경우에, 회전력은 마그네트(1)에서 발생되고, 이에 의해 액추에이터는 안정하게 개시된다.

도 3b의 상태에서 마그네트(1)의 위치는 도 4의 점H에 대응한다. 이 위치에서 마그네트(1)에 작용하는 코깅토크는 T1이다. 코깅토크는, 점(E2)쪽으로 마그네트를 정회전시키기 위하여 정회전력(도 3b에 도시한 바와 같은 시계방향으로 작용하는 힘)으로서 작용한다. 다시 말하면, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5g)와 접촉하는 위치에서 마그네트(1)를 유지하는 힘은 코깅토크(T1)에 의해 얻는다. 따라서, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 위치(도 3b의 위치)에서 안정하게 유지된다.

다음에, 구동장치의 마그네트(1)의 회전동작은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.

상기 설명한 바와 같이, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 도 3a 에 도시한 위치에서 안정하게 유지된다. 코일(2)이 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)를 S극과 N극으로서 각각 자화시키기 위하여 도 3a상태에서 통전되는 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)의 자화에 의한 자력이 정회전의 방향으로 마그네트(1)에 작용하게 하고, 이에 의해 로터인 마그네트(1)는 시계방향의 회전을 원활하게 개시한다. 다음에, 마그네트(1)가 그 회전축(1f)에 대하여 K도만큼 회전된 도 3b의 상태로 되는 타이밍에서 코일(2)이 통전된다. 도 3b에 도시한 상태는 도 4의 점 H에 대응하므로, 마그네트(1)는 상기 설명한 바와 같이 코깅력(T1)에 의한 위치에서 안정하게 유지된다.

다음에, 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)를 N극 및 S극으로서 각각 자화시키기 위하여 코일(2)이 역으로 통전되는 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)의 자화에 의한 자력은 역회전의 방향으로 마그네트(1)에 작용하고, 이에 의해 로터인 마그네트(1)는 반시계방향의 회전을 원활하게 개시한다. 다음에, 마그네트(1)가 그 회전축(1f)에 대하여 K도의 각도로 회전된 도 3a상태로 되는 타이밍시에 코일(2)이 비통전된다. 도 3a에 도시된 상태는 도 4의 점 G에 대응하므로, 마그네트(1)는 상기 설명한 바와 같이 코깅력(T2)에 의한 위치에서 안정하게 유지된다.

상기 설명한 바와 같이, 코일(2)을 통전하는 방향을 절환함으로써, 로터인 마그네트(1)의 상태는 도 3a에 도시한 상태와 도 3b에 도시한 상태 사이에 절환된다. 마그네트(1)는, 마그네트(1)의 회전범위 K가 점(E1,E2)중의 어느 점에도 도달하지 않는 범위내에 설정되는 경우 마그네트(1)가 회전될 수 있지만, 마그네트(1)의 회전범위(K)를 설정하려면 회전의 필요한 양만큼 요구된 토크 및 코깅력사이의 균형점을 고려할 필요가 있다. 점(E1,E2)은 마그네트(1)끼리 인접한 S극 및 N극의 각 중심에 대향하는 위치이다.

이하 설명하는 바와 같이, 블레이드(7,8)는 마그네트(1)의 회전에 연동된 방식으로 회전한다. 마그네트(1)가 도 3a의 상태에 있는 경우에, 블레이드(7,8)는 베이스판(5)의 개구(5b)로부터 떨어진 위치에서 각각 유지된다. 한편, 마그네트(1)가 도 3b의 상태에 있는 경우에, 베이스판(5)의 개구(5b)는 블레이드(7,8)에 의해 폐쇄된다. 따라서, 코일(2)의 통전의 방향을 절환함으로써, 폐쇄위치와 개방위치사이의 블레이드(7,8)의 위치를 이동하는 것이 가능하고, 이에 의해 베이스판(5)의 개구(5b)를 통과하는 광량을 제어한다. 또한, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 블레이드(7,8)는 마그네트(1)와 외측자극편(4a)사이에 인력에 의한 각각의 위치에서 유지된다. 따라서, 비통전기간동안에도, 블레이드(7,8)는 쇼크 등에 기인하여 이동되는 것으로부터 방지되고, 이에 의해 광량제어장치의 신뢰성을 개선하고 전력소비를 감소시키는 것이 가능하게 된다.

따라서, 광량제어장치는, 코일의 통전없이 개방상태 및 폐쇄상태의 양자를 안정하게 유지할 수 있는 셔터장치로서 기능할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 2실시예에 의한 광량제어장치는 도 6 내지 도 8b를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6 내지 도 8b는 제 2실시예에 의한 광량제어장치를 도시한다. 도 6은 제 2실시예에 의한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 분해사시도이다. 도 7은 도 6에 도시한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 조립상태의 축방향 단면도인 반면, 도 8a 및 도 8b는 구동장치의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도면이다. 이들 도면에서, 제 1실시예의 것에 대응하는 구성요소 및 부품은 동일한 참조번호에 의해 표시된다.

제 2실시예의 광량제어장치는, 이하 설명될 스테이터(4)의 구성을 제외하고는 제 1실시예의 광량제어장치의 구성과 일치한다.

결합부(1e)와 마그네트리테이너(6a)가 마그네트(10)내에 형성되기 때문에, 스테이터(4)의 내측자극부(4b)가 축길이를 가지도록 구성된 스테이터(4)는, 부분(4b)의 상단이 마그네트(1)의 자화된 부분(1a)의 내주면의 상단아래에 위치하도록 설정된다. 따라서, 내측자극부(4b)는 마그네트(1)를 축방향으로(도 7에 도시한 바와 같이 아래쪽으로) 당기는 힘을 발생시킨다. 마그네트(1)를 축방향으로 당기는 힘의 발생의 관점에서, 각 외측자극편(4a)(각각의 빗살)은 마그네트(1)의 자화된 부분(1a)의 외주면의 것보다 실질적으로 큰 축길이를 가진다(도 7참조). 이 구조에 의해 외측자극편(4a)은 도 7에 도시한 바와 같이 위쪽으로 마그네트(1)를 축방향으로 당기는 인력을 발생하고, 이에 의해 마그네트(1)에 축방향으로 작용하는 내측자극부(4b)의 힘(즉, 도 7에 도시한 바와 같이 아래쪽으로 작용하는 인력)을 감소시킨다. 그 결과, 마그네트(1)와 마그네트(1)를 축방향으로 유지하는 마그네트스토퍼(6)사이의 미끄럼마찰은 감소되고, 이에 의해 마그네트(1)의 원활한 회전을 보장한다.

외측자극편(4a)에 의한 간섭을 피하기 위하여, 본 실시예의 돌기부(1b)는 본 실시예의 돌기부(1b)의 위치로부터 오프세트위치에 배치되고, 이에 대응하여, 본 실시예의 스토퍼부(5f,5g)는 본 실시예의 스토퍼부(5f,5g)의 각 위치로부터 오프세트위치에 또한 배치된다. 마그네트(1)의 회전동작은 본 실시예에 설명한 바와 같다.

상기 제 1 및 제 2실시예의 각각에 있어서, 광량제어장치는 개폐할 수 있는 2개의 블레이드를 가지지만, 이 제어장치는 단일블레이드 또는 3개이상의 블레이드로 구성되어도 된다.

또한, 광량제어장치는 개방상태 및 폐쇄상태사이에서 블레이드의 상태를 절환할 수 있는 셔터장치에 적용되지만, 광량제어장치는 개방상태와 감소된 개구상태사이에서 블레이드상태를 절환하는 다양한 조리개장치에 적용되어도 된다. 또한, 광량제어장치는 필터절환장치에 적용되어도 된다.

다음에, 본 발명의 제 3실시예에 의한 셔터는 도 9 내지 도 15를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 9 내지 도 15는 제 3실시예에 의한 셔터를 도시한다. 도 9는 셔터의 분해사시도이다. 도 10은 도 9의 셔터의 조립상태의 축방향단면도이고, 도 13 내지 도 15는 도 9의 셔터의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도면이다.

제 3실시예의 셔터에서, (1) 내지 (6)으로 나타난 구성요소 및 부품은, 제 1실시예의 광량제어장치의 것과 구성이 동일하므로, 동일한 참조번호에 의해 표시되고, 제 1실시예의 광량제어장치로부터 셔터를 구별하는 셔터의 다른 구성요소에 대해서만 설명한다.

다음의 설명에서, 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f)와의 접촉된 위치 및 돌기부(1b)가 스토퍼부(5g)와의 접촉된 위치사이에 마그네트(1)가 회전할 수 있는 회전각이 K도로 설정되는 것으로 가정한다.

도 9 및 도 10에 있어서, (7) 및 (8)은 셔터블레이드를 나타낸다. 셔터블레이드(7)의 둥근구멍(7a)은 베이스판(5)의 맞춤못(5c)과 회전가능하게 결합되고, 셔터블레이드의 연장구멍(7b)은 마그네트(1)의 맞춤못(1c)과 접동가능하게 결합되는 반면, 셔터블레이드(8)의 둥근구멍(8a)은 베이스판(5)의 맞춤못(5d)과 회전가능하게 결합되고, 셔터블레이드의 연장구멍(8b)은 마그네트(1)의 맞춤못(1d)과 접동가능하게 결합된다.

(9)는 최대개구량을 제어하는 최대개구(9a)로 내부에 형성된 중심부를 가진 셔터블레이드리테이너를 나타낸다. 셔터블레이드리테이너(9)는 셔터블레이드(7,8)가 그 사이에 소정의 간극을 통해서 개재되어 베이스판(5)에 고정된다. 셔터블레이드리테이너(9)는 셔터블레이드(7,8)를 축방향으로 지지한다.

마그네트(1)가 회전에 의해, 마그네트(1)의 맞춤못(1c)에 의해 밀리는 연장구멍(7b)을 통해서 둥근구멍(7a)에 대해 블레이드(7)가 회전하고 또한 마그네트(1)의 맞춤못(1d)에 의해 밀리는 연장구멍(8b)을 통해서 둥근구멍(8a)에 대해 블레이드(7)가 회전을 초래함으로써, 셔터블레이드(7,8)는 셔터블레이드리테이너(9)의 최대개구(9a)와 베이스판(5)의 개구(5a)를 차단하는 차광위치 및 광의 통과를 허용하는 노광위치사이에서 동작한다.

(10)은 셔터블레이드리테이너(9)의 맞춤못(9b)과 회전가능하게 결합하는 구멍(10a)에 형성된 ND필터판을 나타낸다. (10b)는 적은 광투과율을 가진 ND필터부를 나타낸다. ND필터부(10b)는, 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)를 덮는 위치와 개구(9a)로부터 떨어진 위치사이에 이동할 수 있고, 이에 의해 개구(9a)를 통과하는 광량을 조정한다.

(11),(12),(13)으로 표시된 부재는 한방향클러치를 형성한다. 도 11은 한방향클러치의 단면을 도시한다. (11)은 내부에 동심으로 형성된 구멍(11a)을 가지고 구멍(11a)을 통하여 연장되는 회전축에 대해 회전가능한 원통형상의 출력부재를 나타낸다. 출력부재(11)는 이 명세서에 첨부된 클레임에 기재된 한방향클러치의 출력측에 대응한다. 핀(11b)은 ND필터판(10)의 연장구멍(10c)과 접동가능하게 결합된다. 출력부재(11)는 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)를 덮는 위치 및 개구(9a)로부터 떨어진 위치사이의 ND필터판(10)의 회전위치를 이동시키기 위하여 회전된다. 도 11에 도시한 바와 같이, 출력부재(11)는 도시하지 않은 베이스판으로부터 연장되는 핀(14)위에 그 사이에 형성된 중심홈(11c)을 통해서 회전가능하게 장착된다.

출력부재(11)는 그 하부단면에 개구를 가지고, 이는 래칫기어(11d)로 형성된 벽을 가진다.

(12)는 첨부된 클레임에 기재된 한방향클러치의 입력측에 대응하는 원통형상의 입력부재를 나타낸다. 입력부재(12)는 마그네트(1)의 기어부(1g)에 기어결합하는 기어부(12a)로 형성된 외주면 및 도시하지 않은 베이스판으로부터 연장되는 핀(14)으로 회전가능하게 결합된 부분(12b)으로 형성된 내주면을 가진다. 기어부(12a)의 기어치의 개수는, θ°만큼의 마그네트(1)의 회전에 의해 입력부재(12)가 180° 즉, 절반턴만큼 회전하게 한다. 도 12는, 입력부재(12)측으로부터 본 바와 같이, 다음에 설명하는 출력부재(11)와 래칫부재(13)사이의 관계를 도시하는 평면도이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 래칫부재(13)는 출력부재(11)의 래칫기어(11d)와 결합하는 탄성멈춤쇠(13b)를 가진다. 래칫부재(13)는 핀(14)과 회전가능하게 결합되고 내부에 형성된 중심구멍(13a)을 가진다. 도 12에서 화살표A로 표시된 방향으로의 래칫부재(13)의 회전은 래칫부재(13)로부터 출력부재(11)로 전달될 구동력을 초래한다. 한편, 화살표 A로 표시된 방향에 대향된 방향으로의 래칫부재(13)의 회전에 의해 멈춤쇠(13b)를 래칫기어(11d)의 위쪽에서 미끄러지고 구부러지게 하고, 이에 의해 출력부재(11)의 회전을 방해한다. 래칫부재(13)는 도 12에 도시한 바와 같이 핀(13c)으로 형성된다. 핀(13c)은 입력부재(12)에 형성된 구멍(12c)과 결합되고, 따라서 래칫부재(13)는 입력부재(12)와 일치하여 항상 회전한다.

상기 설명한 바와 같이, 제 3실시예에 의한 셔터는, 마그네트(1), 코일(2), 보빈(3), 스테이터(4), 베이스판(5), 마그네트스토퍼(6), 셔터블레이드(7,8), 셔터블레이드리테이너(9), ND필터판(10) 및 부재(11,12,13)에 의해 형성된 한방향클러치로 이루어진다. 도 10은 도 9의 셔터의 조립상태를 도시하고, 또한 도 13 내지 도 15는 도 10의 선(A-A)을 따라 취한 단면도이다. 도 13 및 도 15는 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)와 접촉된 마그네트(1)의 돌기부(1b)의 상태를 도시하는 반면, 도 14는 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)와 접촉된 돌기부(1b)의 상태를 도시한다. 도 13 및 도 15에서 마그네트(1)의 회전위치는 θ°만큼 도 4의 회전위치로부터 이동된다.

코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 제 1실시예와 마찬가지로, 상기 각각의 상태에서 유지된다.

제 3실시예에 있어서, 제 1실시예와 마찬가지로, 마그네트(1)의 회전을 제한하는 스토퍼부(5f)는 도 13에 도시한 바와 같이, 베이스판(5)에 형성되고, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f)와 접촉된 경우에 마그네트(1)의 자화된 극의 중심과 대응 외측자극편(4a)의 중심사이의 마그네트(1)의 회전축(1f)에 대하여 형성된 각도는 α도로 설정된다. 그 결과, 코일(2)이 외측자극편(4a)을 자화시키기 위하여 도 13의 상태에서 통전되는 경우에, 회전력은 마그네트(1)에서 발생하고, 이에 의해 셔터는 안정하게 개시된다.

도 13의 상태에서 마그네트(1)의 위치는 도 4의 점 G에 대응한다. 이 위치에서 마그네트(1)에 작용하는 코깅토크는 T2이다. 코깅토크는 점 E1을 후방으로향해서 마그네트(1)를 역회전시키기 위하여 역회전력(도 13 내지 도 15에 도시한 바와 같이 반시계방향으로 작용하는 힘)으로서 작용한다. 다시 말하면, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5f)와 접촉하는 위치에서 마그네트(1)를 유지하는 힘은 코깅토크(T2)에 의해 얻는다. 따라서, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 위치(도 13위치)에 안정하게 유지된다.

마찬가지로, 본 실시예에 의하면, 마그네트(1)의 회전을 제한하는 스토퍼부(5g)는 도 14에 도시한 바와 같이 베이스판(5)에 형성되고, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5g)와 접촉하는 경우에, 마그네트(1)의 자화된 극의 중심과 대응 외측자극편(4a)의 중심사이의 마그네트(1)의 회전축(1f)에 대해 형성된 각도는, β도로 설정된다. 그 결과, 코일(2)이 외측자극편(4a)을 자화시키기 위하여 도 14의 상태에서 통전되는 경우에, 회전력은 마그네트(1)에서 발생되고, 이에 의해 셔터는 안정하게 개시된다.

도 14의 마그네트(1)의 위치는 도 4의 점 H에 대응한다. 이 위치에서 마그네트(1)에 작용하는 코깅토크는 T1이다. 코깅토크는 점 E2를 향해서 마그네트(1)를 회전시키는 정방향회전력(도 13 내지 도 15에서 도시한 바와 같이 시계방향으로 작용하는 힘)으로서 작용한다. 다시 말하면, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 스토퍼부(5g)와 접촉하는 위치에서 마그네트(1)를 유지하는 힘은 코깅토크(T1)에 의해 얻는다. 따라서, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에 마그네트(1)는 위치(도 14의 위치)에서 안정하게 유지된다. 도 14는 도 13상태로부터 K도 만큼 회전된 마그네트(1)의 상태를 도시한다.

다음에, 셔터의 마그네트(1)의 회전동작은 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한다.

상기 설명한 바와 같이, 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 도 13에 도시한 위치에서 안정하게 유지된다. 마그네트(1)가 이 위치에 있는 경우에, 출력부재(11)의 핀(11b)은 이동되지 않으므로, ND필터판(10)의 ND필터부(10b)는 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)로부터 떨어진 위치에 놓인다. 이 상태는 제 1노광상태로서 칭한다.

코일(2)이 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)를 S극과 N극으로서 각각 자화시키기 위하여 도 13의 상태에서 통전되는 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)의 자화에 의해 자력이 정회전의 방향으로 마그네트(1)에 작용하게 하고, 이에 의해 로터인 마그네트(1)는 시계방향으로 원활하게 개시된다. 다음에, 코일(2)은, 마그네트(1)가 K도의 각도만큼 회전축(1f)에 대해 회전된 도 14의 상태로 되는 마그네트(1)의 타이밍에서 비통전된다. 도 14에 도시한 상태는 점 H에 대응하므로, 마그네트(1)는 상기 설명한 바와 같이 코깅력(T1)에 의해 그 위치에서 안정하게 유지된다.

마그네트(1)의 시계방향회전은 입력부재의 반시계방향회전을 초래한다. 그러나, 도 11 및 도 12를 참조하여 상기 설명한 바와 같이, 입력부재(12)와 일치하여 회전하는 래칫부재(13)의 멈춤쇠(13b)는 래칫기어(11d)의 위쪽에서 접동하도록 구부러지고, 이에 의해 출력부재(11)의 회전을 방지한다. 따라서, 출력부재(11)의 핀(11b)은 이동되지 않으므로, ND필터판(10)의 ND필터부(10b)는 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)로부터 떨어진 위치에 놓인다.

코일(2)이 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)가 N극과 S극으로서 각각 자화시키기 위하여 이 상태에서 역으로 통전되는 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)의 자화에 의한 자력이 역회전의 방향으로 마그네트(1)에 대해 작용하게 하고, 이에 의해 마그네트(1)는 원활하게 반시계방향회전을 개시한다. 다음에, 코일(2)이 마그네트(1)가 K도 만큼 회전축(1f)에 대해 회전가능한 도 15의 상태로 되는 마그네트(1)의 타이밍에서 비통전된다. 도 13에 도시한 상태와 마찬가지로, 도 15에 도시한 상태는 도 4의 점 G에 대응하므로, 마그네트(1)는 상기 설명한 바와 같이 코깅력(T2)에 의해 위치에서 안정하게 유지된다. 도 13의 상태 및 도 15의 상태는 마그네트(1)의 회전위치에서 서로 일치하지만, 출력부재(11)의 핀(11b)의 위치와 다르다.

도 14의 상태로부터 K도 만큼의 마그네트(1)의 반시계방향의 회전에 의해, 압력부재(12)가 180° 즉 절반턴만큼 회전한다. 입력부재(12)와 일치하여 회전하는 래칫부재(13)의 멈춤쇠(13b)는 180° 즉 절반턴만큼 출력부재(11)를 회전시키기 위한 출력부재(11)의 래칫기어(11d)와 결합한다. 이 회전에 의하면, 출력부재(11)의 핀(11b)은 ND필터판(10)의 ND필터부(10b)를 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)를 덮는 위치로 회전한다. 이 상태에서, 개구(9a)를 통과하는 광량은 도 13에 도시한 상태보다 적게 된다.

이 상태는 제 2노광상태로 칭한다. K도 만큼 마그네트(1)의 시계방향으로 회전시키기 위하여, 코일(2)이 제 2노광상태에서 다시 통전되어 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)를 각각 S극과 N극으로서 자화시키는 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)는, 마그네트(1)를 반시계방향으로 회전하게 하는 코일(2)의 역통전에 의해, 각각 N극과 S극으로서 자화되고, 셔터는 도 13에 도시한 제 1노광상태로 되돌아온다. 이것은 마그네트(1)를 반시계방향으로 회전하게 함으로써, ND필터부(10b)가 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)로부터 후퇴한 제 1노광상태 및 ND필터부(10b)가 개구(9a)를 덮는 제 2노광상태사이의 셔터의 상태를 절환하는 것이 가능하다는 것을 의미한다.

상기 설명한 바와 같이, 셔터블레이드(7,8)는 마그네트(1)의 회전과 연동하여 회전된다. 마그네트(1)가 도 13의 상태에 있는 경우에, 셔터블레이드(7,8)는 베이스판(5)의 개구(5b)로부터 떨어진 각 위치에서 유지된다. 한편, 마그네트(1)는 도 14의 상태에 있는 경우에, 셔터블레이드리테이너(9)의 최대개구(9a)와 베이스판(5)의 개구(5b)는 셔터블레이드(7,8)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 코일(2)의 통전의 방향을 절환함으로써, 폐쇄위치와 개방위치사이에 셔터블레이드(7,8)를 이동시키는 것이 가능하고, 이에 의해 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)와 베이스판(5)의 개구(5b)를 통과하는 광량을 제어한다. 이것은 셔터장치가 2종류의 F값을 가진 촬상렌즈를 가지는 것을 고려할 수 있고, 따라서 물체계가 어두운 경우에, 제 1노광상테에서 노광을 행하는 것이 가능한 반면, 물체계가 밝은 경우에, 제 2노광상태에서 노광을 행하는 것이 가능하다는 것을 의미한다.

또한, 셔터블레이드(7,8)는 단일의 액추에이터에 의해 구동될 수 있고, 또한최대개구에 셔터블레이드개구를 유지하기 위하여 통전을 계속하지 않아도 된다. 또한, 통과하는 광량이 ND필터의 위치를 이동시킴으로써 조정되므로, 광회절성능의 발생을 방지하는 것이 가능하다.

다음에, 본 발명의 제 4실시예에 의한 셔터는 도 16을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 16은 제 4실시예에 의한 셔터의 분해상태를 도시한다. 본 실시예의 셔터는, 조리개직경을 제어하는 부재가 ND필터판(10) 대신에 사용되는 점에서 제 3실시예의 셔터와 구별된다.

(20)은 조리개개구판을 도시한다. 조리개개구판(20)은, 셔터블레이드리테이너(9)의 맞춤못(9b)이 회전가능하게 결합된 구멍(20a)이 내부에 형성된다. (20b)는 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)보다 직경이 작은 개구를 나타낸다. 개구를 제외하고는, 조리개개구판(20)은 비투명재료로 형성된다. 제 3실시예의 ND필터판(10)과 마찬가지로, 조리개개구판(20)은 출력부재(11)의 맞춤못(11)과 접동가능하게 결합되어 내부에 형성된다. 출력부재(11)의 맞춤못(11b)의 회전에 따라서, 조리개개구판(20)은 개구(9a)를 덮음으로써 셔터블레이드리테이너(9)의 개구(9a)를 감소시키는 위치와 개구(9a)로부터 떨어진 위치사이에 이동할 수 있고, 이에 의해 개구(9a)를 통과하는 광량이 조정된다. 조리개개구판(20)은 첨부된 클레임에 기재된 광량조정수단에 대응한다. 조리개개구판(20)은 비투명플라스틱 또는 금속으로 형성될 수 있고, 따라서 제 3실시예에 ND필터판보다 저렴한 가격으로 제조될 수 있다.

조리개개구판(20)의 사용에 의해서도, 셔터는 제 3실시예와 마찬가지로 2종의 F값을 가진 촬영렌즈를 가지는 것이 고려될 수 있고, 따라서 단일의 액추에이터를 사용함으로써 따라서 물체계가 어두운 경우에 노광이 제 1노광상태에서 행해질 수 있고, 또한 물체계가 밝은 경우에 노광이 제 2노광상태에서 행해질 수 있다. 또한, 본 실시예는 액추에이터를 통전할 필요없이 개방상태 또는 폐쇄상태에서 셔터를 안정하게 유지하는 것이 가능하게 한다.

제 3 내지 제 4실시예에 의한 셔터에서, K도 만큼의 마그네트의 회전에 의해 입력부재(12)를 180°만큼 회전하게 하고, 따라서 출력부재(11)의 핀(11b)은 2개의 회전위치사이에 이동된다. 그러나, 셔터는, K도 만큼의 마그네트의 회전에 의해 입력부재(12)가 120°도 만큼 회전하게 하도록 구성되어도 되고, 다음에 출력부재(11)의 핀(11b)은 3개의 위치사이에서 이동되게 된다. 다시 말하면, 3개의 조리개값을 설정하는 것이 가능하다. 조리개값의 개수는 예로서 언급되었지만 본 발명을 제한하는 것을 의미하지 않는다.

상기 설명한 바와 같이, 상기 실시예에 의하면, 구동장치의 외경은 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극편에 의해 결정되고, 구동장치의 내경은 마그네트의 내주면에 대향된 내측자극부에 의해 결정되고, 또한 구동장치의 축크기 또는 높이는 코일과 마그네트의 축방향배치에 의해 결정된다. 그 결과, 직경과 높이가 감소된 마그네트와 코일을 사용함으로써, 초소형으로 구동장치를 설계하는 것이 가능하다.

또한, 코일의 여자에 의해 자화된 외측자극편과 내측자극부사이에서 발생된 자속은 자극편과 부재사이에 배치된 마그네트를 가로지르고, 따라서 마그네트에 대해 효과적으로 작용한다.

또한, 외측자극편은 축방향으로 연장하는 빗살형상으로 형성되므로, 구동장치의 방사형치수를 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 단일코일가 사용되므로, 그 통전을 위한 제어회로가 단순화할 수 있고, 이는 제조비용의 감소에 기여한다.

또한, 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극편의 빗살형상의 각 빗살이 회전축에 대해 원주방향으로 연장하는 각도에 대응하는 각도는 A도로 가정하면, 마그네트는 자화된 n개의 극, D1의 외경 및 D2의 외경을 가지고, 이들 값은 A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)의 조건을 만족하도록 설정된다. 따라서, 코일이 통전되지 않는 경우에, 마그네트의 각 극의 중심은 빗살형상의 외측자극편중의 하나의 대응 외측자극편의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지될 수 있다. 실제로, 마그네트의 각 극의 중심은 스토퍼부(5f,5g) 및 돌기부(1b)의 결합에 의해 이 위치에서 유지되는 것으로부터 방지된다.

각 빗살형상의 자극편은 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이를 가지도록 구성되므로, 외측자극편과 내측자극부에 의해 마그네트에 축방향으로 가해진 힘은 감소된다. 그 결과, 축방향으로 마그네트를 유지하는 마그네트와 부재사이에 미끄럼마찰은 감소되고, 이에 의해 마그네트의 원활한 회전을 가능하게 한다.

또한, 광량제어장치는, 구동장치 및 이 구동장치의 마그네트에 연결된 상태에서 회전하고 이에 의해 중공원통형상의 내측자극부의 내부를 통과하는 광량을 제어하는 광량제어부재를 포함하므로, 광을 구동장치의 중심부를 통과하게 하는 것이 가능하다. 또한, 마그네트의 회전에 연동하여 동작된 셔터블레이드가 설치된 셔터를 구성하는 것이 가능하다.

Claims

외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와;

마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과;

마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고 마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와;

마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 내측자극부와

를 포함하는 구동장치에 있어서;

소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로, 설정되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기 마그네트의 외경을 D1, 내경을 D2로 하면, 소정의 각도(A)는, 이하의 식:

A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)

으로 표현된 조건을 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기 외측자극부의 빗살형상의 각 부분은, 상기 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이를 가지는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기 마그네트의 회전각을 제한하는 회전방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기 마그네트는, 상기 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 각 부분의 원주길이에 대응하는 각도보다 작은 회전각도범위에 의해 회전가능한 것을 특징으로 하는 구동장치.
외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와;

마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과;

마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와;

마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 내측자극부와;

상기 마그네트와 연동하여 개폐가능하게 되고 이에 의해 상기 내측자극부를 통과하는 광량을 제어하는 광량제어부재와

를 포함하는 광량제어장치에 있어서,

소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 마그네트의 외경을 D1, 내경을 D2로 하면, 소정의 각도(A)는, 이하의 식:

A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)

으로 표현된 조건을 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 외측자극부의 빗살형상의 각 부분은 상기 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이를 가진 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 마그네트의 회전각도를 제한하는 회전방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 마그네트는, 상기 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 각 부분의 원주길이에 대응하는 각도보다 작은 회전각도범위를 통해서 회전가능한 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와;

마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과;

마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 마그네트에 대향된 빗살형상의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고 마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와;

마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 내측자극부와;

상기 마그네트와 연동하여 개폐가능하게 되고 이에 의해 상기 내측자극부를 통과하는 광량을 제어하는 광량제어부재와;

상기 코일이 비통전되는 경우에 상기 외측자극부와 상기 마그네트의 인력에 의해 제 1회전위치에서 상기 마그네트가 유지된 제 1상태 및 코일이 비통전되는 경우에 상기 외측자극부와 상기 마그네트의 인력에 의해 제 1상태로부터 소정의 각도만큼 상기 마그네트가 회전된 제 2회전위치에서 상기 마그네트가 유지된 제 2상태사이에서 상기 마그네트가 절환되도록, 상기 코일의 통전의 방향을 절환함으로써 상기 광량제어부재를 제어하는 제어수단과

를 포함하는 광량제어장치에 있어서,

소정의 각도(A)는, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 그 위치로부터 이동되는 경우에, 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 11항에 있어서, 상기 마그네트의 외경을 D1, 내경을 D2로 하면, 소정의 각도(A)는, 이하의 식:

A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)

으로 표현된 조건을 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 11항에 있어서, 상기 외측자극부의 빗살형상의 각 부분은 상기 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이를 가진 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 11항에 있어서, 상기 마그네트의 회전각도를 제한하는 회전방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
제 11항에 있어서, 상기 마그네트는, 상기 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분의 각 원주길이에 대응하는 각도보다 작은 회전각도범위내에서 회전가능한 것을 특징으로 하는 광량제어장치.
외주면과 내주면을 가지고 중공원통형상으로 형성되고, 또한 적어도 외주면이 원주방향으로 n개의 부분으로 분할되어 교호적으로 상이한 극을 가지도록 자화되고 상기 중공원통형상의 회전축을 중심으로 회전가능한 마그네트와;

마그네트에 평행하고 마그네트의 축방향으로 배치된 코일과;

마그네트의 외주면에 대향하고 코일에 의해 자화되는 외측자극부와;

마그네트의 내주면에 대향된 중공원통형상을 가지고 코일에 의해 자화되는 내측자극부와;

상기 내측자극부의 중공원통형상의 안쪽에 의해 형성된 광로를 폐쇄하는 폐쇄위치와 개방상태에서 광로를 유지하는 개방위치사이에서 이동하기 위해 상기 마그네트와 연동하는 셔터블레이드와;

상기 마그네트의 회전과 연동하여 광로를 통과하는 광량을 제어하는 광량조정수단과

를 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터.
제 16항에 있어서, 상기 광량조정수단은, 그의 출력측에 소정의 방향으로 상기 마그네트의 회전력만을 전달하는 출력측과 상기 마그네트에 접속된 입력측을 가진 한방향클러치와, 상기 한방향클러치의 출력측의 동작에 연동하여 광로로 들어가거나 광로로부터 나오는 상기 한방향클러치의 출력측에 접속되고 이에 의해 광로를 통과하는 광량을 변화시키는 광량조정부재와를 포함하는 것을 특징으로 하는 셔터.
제 16항에 있어서, 상기 마그네트의 외주면의 n개의 부분이 교호적으로 상이한 n개의 극을 가진다고 가정하면, 상기 마그네트의 외주면에 대향된 외측자극부는 상기 마그네트의 외주면주위에서 720/n도의 정수배의 등간격으로 원주방향으로 배치된 복수의 빗살형상의 부분의 형상을 가지고, 상기 마그네트의 외주면에 대향된 상기 외측자극부의 빗살형상의 각 부분은, 상기 마그네트의 중공원통형상의 회전축에 대해 소정의 각도(A)에 대응하는 원주폭을 가지고, 자화된 n개의 각 부분의 원주중심이 이 위치로부터 이동되는 경우에, 소정의 각도(A)는, 상기 마그네트의 외주면위의 자화된 n개의 각 부분의 원주중심은 상기 외측자극부의 빗살형상의 부분의 하나의 대향부분의 원주중심에 대향된 위치에서 되돌아가도록 회전력이 상기 마그네트에서 작용하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 셔터.
제 18항에 있어서, 상기 마그네트의 외경을 D1, 내경을 D2로 하면, 소정의각도(A)는, 이하의 식:

A 〈 (248.4/n) - 58.86 × (D1 - D2)/(D1 × π)

으로 표현된 조건을 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 셔터.