KR20020072793A

KR20020072793A - 구동장치 및 광량제어장치

Info

Publication number: KR20020072793A
Application number: KR1020020012906A
Authority: KR
Inventors: 미즈마키마사오
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2022-03-11
Also published as: CN1375914A; US20020125843A1; MY129032A; CN1217470C; KR100426745B1; US6727672B2; TW556406B

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, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 설정된다.

Description

구동장치 및 광량제어장치{DRIVING DEVICE, LIGHT AMOUNT CONTROLLER}

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 9는 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, 각각의 스테이터치(106a,106b)와 일체적으로 형성된 스테이터요크(106)가 고정된 케이스(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 제 53-2774호 공보에 제안되었다. 광제어장치는, 스텝퍼모터에 접속된 셔터블레이드를 개폐함으로써 통과하는 광량을 단차방식으로 제어한다. 다른 변형예는 일본국 특개평 제 57-166847호 공보에 제안된 중공형 모터이다. 중공형 모터는 광이 그 중심부에 형성된 캐비티를 통과하게 하는 링형상의 스텝퍼모터이다.

그러나, 도 9에 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 제 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 11에 도시한 바와 같이 코인형상의 무브러쉬모터는 일본국 특개평 제 7-213041호 공보 및 일본국 특허공개 제 2000-50601호 공보에 제안되었다. 무브러쉬모터는 복수의 코일(301,302,303) 및 디스크형상의 마그네트(304)로 구성된다. 도 11에 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 12에서 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, 모터의 중심부는 코일과 마그네트에 의해 점유되고, 다른 목적을 위해 이 부분을 이용하는 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.

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

도 2는 도 1의 광량제어장치의 조립상태를 도시하는 축방향 단면도.

도 3a는 코일(2)이 비통전되는 경우에 도 1에 도시된 마그네트(1)가 코깅력에 의해 정지된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 3b는 코일(2)이 정방향으로 통전되는 경우에 도 1에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 3c는 코일(2)이 역방향으로 통전되는 경우에 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 외측자극편(4a)의 폭치수, 코깅토크 및 마그네트의 치수사이의 관계를 도시하는 그래프.

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

도 7은 도 6에 도시한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 조립상태의 축방향 단면도.

도 8a는 코일(2)이 비통전되는 경우에 도 6에 도시된 마그네트(1)가 코깅력에 의해 정지된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 8b는 코일(2)이 정방향으로 통전되는 경우에 도 6에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 8c는 코일(2)이 역방향으로 통전되는 경우에 도 6에 도시된 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)에 접촉된 상태를 도시하는 횡단면도.

도 9는 종래의 스텝퍼모터의 단면도.

도 10은 종래의 스텝퍼모터의 스테이터의 단면도.

도 11은 종래의 무브러쉬모터의 사시도.

도 12는 종래의 무브러쉬모터의 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 설명〉

1 : 마그네트1a : 자화부

1b : 돌기부1c,1d,5c : 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 : 블레이드리테이너

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 부분의 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, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 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 부분의 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 회전을 위해 배치된 광량제어부재와를 포함하는 광량제어장치에 있어서, 소정의 각도(A)는, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 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 부분의 각 원주폭에 대응하는 각도가 소정의 각도(A)와 동일하도록 마그네트주위에 배치되고 마그네트에 대향된 복수의 빗살형상의 부분을 가지고 코일에 의해 자화되도록 배치된 외측자극부와, 마그네트의 내주면의 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 소정의 회전위치에서 마그네트가 유지된 제 1상태, 코일의 정방향통전에 의한 제 1상태로부터 제 1소정의 각도만큼 마그네트가 정방향으로 회전된 제 2상태 및 코일의 역통전에 의한 제 1상태로부터 제 2소정의 각도만큼 정방향에 대향된 방향으로 마그네트가 회전된 제 3상태사이에서 선택적으로 절환함으로써 광량제어부재를 제어하는 제어수단과를 포함하는 광량제어장치에 있어서, 소정의 각도(A)는, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 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 2 및 제 3측면에 있어서, 바람직하게는, 광량제어부재는 마그네트에 연동하여 개폐가능하고, 이에 의해 내측자극부를 통과하는 광량이 제어된다.

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 외측자극편과 내측자극부사이에 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 D2의내경을 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 광이 통과하게 하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 3측면에 의하면, 코일의 통전의 방향과 상태를 변경함으로써 3개의 상이한 광량제어된 상태사이에서 광량제어된 상태를 절환하는 것이 가능하다.

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 3c는 본 발명의 제 1실시예에 의한 광량제어장치를 도시한다. 도 1은 제 1실시예에 의한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 분해사시도이다. 도2는 도 1에서 도시한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 조립상태의 축방향 단면도인 반면에, 도 3a 내지 도 3c는 구동장치의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도 2의 선(A-A)을 따라 취한 단면도이다.

도 1 내지 도 3c에서, (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 3a 내지 도 3c는 도 2의 선(A-A)을 따라 취한 도면이고, 이는 본 발명에 의한 구동장치의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용하다. 도 3a는 코일이 비통전되는 경우에 마그네트(1)가 코깅력에 기인하여 정지된 상태를 도시하고, 도 3b는 코일(2)이 정방향으로 통전되는 경우에 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)와 접촉된 상태를 도시하고, 또한 도 3c는 코일(2)이 역방향으로 통전되는 경우에 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)와 접촉된 상태를 도시한다. 마그네트(1)의 회전동작은 도 4 및 도5와 마찬가지로 도 3a 내지 도 3c를 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,E3)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,E3)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)은, 적어도 마그네트(1)의 위상이동에 의해 점(E1,E2 또는 E3)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 또는 F2)에서 머무르지 않고 점(E1,E2 또는 E3)에서 정지를 항상 유지한다.

마그네트(1)는 자화된 n개의 극(자화된 부분(1a)의 n개의 부분)을 가지는 것으로 가정하면, 점(E1,E2,E3) 등의 안정된 코그부는 360/n도의 간격으로 존재하고, 안정하게 코그된 점의 인접한 점사이의 중간위치는, 점(F1 또는 F2)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,E2 또는 E3)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 또는 E3)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.

도 5에서, 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 15°인 것으로 가정하면, 자극각도는 22.5°이므로, 종좌표에 도시된 마그네트극각도에 대한 외측자극편(4a)의 대향각도는 0.667이다.

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 15°로 설정되므로, 마그네트(1)의 각 자화된 극의 경계는 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 13.7°로 설정되면, 해당 외측자극편(4a)에 대향된 마그네트(1)의 자화된 극사이의 경계는 해당 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 이론적으로 안정하게 유지될 수 있다. 그러나, 부분치수허용, 결속느슨함 등의 가능성을 고려하면, 마그네트(1)의 자화된 극사이의 경계는 해당 외측자극편(4a)의 중심에대향하는 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.

다음에, 마그네트(1)의 회전동작은 도 3a 내지 도 3c 및 도 4를 참조하여 설명한다.

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 상부우측위의 영역에 대응한다. 코일(2)이 통전되지 않는 경우에, 상기 설명한 도 4의 점(E1,E2,E3)은 마그네트(1)의 해당 자화된 극사이의 경계가 대응 외측자극편(4a)의 중심에 대향하는 위치에 각각 대응하므로, 마그네트(1)는 코깅토크에 의해 그 위치에서 안정하게 유지된다. 그러나, 코일(2)이 외측자극편(4a)을 자화시키기 위해 이 상태에서 통전되면, 회전력은 액추에이터를 원활하게 개시하기 위하여 마그네트(1)에서 발생된다.

따라서, 코일(2)이 도 3a에서와 마찬가지로 통전되지 않는 경우에, 마그네트(1)는 마그네트(1)의 자화된 극사이의 경계가 외측자극편(4a)의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지된다. 이 상태는 도 4에서 점 E2에 대응한다.

스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)를 각각 N극과 S극으로서 자화시키기 위하여 도 3a의 상태에서 코일(2)이 통전되는 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)의 자화에 의한 자력을 정방향의 회전으로 로터인 마그네트(1)에 대하여 작용하게 하고, 이에 의해 로터인 마그네트(1)는 반시계방향으로 원활하게 회전을 개시한다. 다음에, 도 3b에 도시한 바와 같이, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 마그네트의 회전을 제한하는 베이스판(5)의 스토퍼부(5f)와 접촉된 경우에, 마그네트(1)는 회전이 정지된다. 이 위치에서, 마그네트(1)의 해당 자화된 극사이의 경계와 해당 외측자극편(4a)의 중심사이에 마그네트(1)의 회전축(1f)에 대해 형성된 각도가 α도로 가정하도록 설정된다. 다시 말하면, 마그네트(1)는 도 3a의 상태로부터 α도만큼 회전된다. 이 상태는 도 4의 점 G에 대응한다. 이 위치에서 마그네트(1)에 작용하는 코깅토크는 T1이다. 코깅토크는, 점 E2를 향해서 마그네트를 정방향으로 회전시키기 위하여, 정방향회전력(도 3b에 도시한 바와 같이 시계방향으로 작용하는 힘)으로서 작용한다. 따라서, 코일(2)이 도 3b의 상태로 비통전되는 경우에, 마그네트(1)는 점 E2에 대응하는 도 3a의 상태로 α도만큼 시계방향으로 회전된 다음에, 정지된다.

한편, 스테이터(4)의 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)를 S극과 N극으로서 자화시키기 위하여 코일(2)이 도 3a의 상태에서 역통전된 경우에, 외측자극편(4a)과 내측자극부(4b)의 자화에 의한 자력을 역회전의 방향으로 마그네트(1)에 대해 작용하게 하고, 이에 의해 로터인 마그네트(1)가 시계방향회전이 원활하게 개시된다. 다음에, 도 3c에 도시한 바와 같이, 마그네트(1)의 돌기부(1b)가 마그네트(1)의 회전을 제한하는 베이스판(5)의 스토퍼부(5g)와 접촉된 경우에, 마그네트(1)는 회전이 정지된다. 이 위치에서, 마그네트(1)의 해당 자화된 극사이의 경계와 해당 외측자극편(4a)의 중심사이에 마그네트(1)의 회전축(1f)에 대해 형성된 각도가 β도로 가정하도록 설정된다. 다시 말하면, 마그네트(1)는 도 3a의 상태로부터 β도만큼 회전된다. 이 상태는 도 4의 점 H에 대응한다. 이 위치에서 마그네트(1)에 작용하는 코깅토크는 T2이다. 코깅토크는 점 E2의 방향으로 후방으로 마그네트를 역회전시키기 위하여 역방향회전력(도 3b에 도시한 바와 같이 반시계방향으로 작용하는 힘)으로서 작용한다. 따라서, 코일(2)이 도 3c의 상태에서 비통전되는 경우에, 마그네트(1)는 점 E2에 대응하는 도 3a의 상태에서 β도만큼 반시계방향으로 회전되고, 다음에 정지된다.

상기 설명한 바와 같이, 코일(2)을 통전하는 방향을 절환함으로써, 로터인 마그네트(1)의 상태는 도 3b에 도시한 상태와 도 3c에 도시한 상태사이에 절환된다. 마그네트(1)가 코깅력에 기인하여 그 위치에서 안정하게 유지되는 경우에, 어느 상태에서도 코일(2)의 비통전에 의해 마그네트(1)를 도 3a의 상태로 이동하게 한다. 마그네트(1)는, 마그네트(1)의 회전범위(α,β)가 점(F1,F2)중의 어느 점에도 도달하지 않는 범위내에서 설정되는 경우 마그네트(1)가 회전될 수 있지만, 마그네트(1)의 회전범위(K)를 설정하기 위해서는 동안 회전가능하게 허용되고, 회전의 필요한 양뿐만 아니라 요구된 토크와 코깅력사이의 평형점을 고려할 필요가 있다. 점(F1,F2)은 마그네트(1)의 서로 인접한 S극 및 N극의 각 중심에 대향하는 위치이다.

이하 설명하는 바와 같이, 블레이드(7,8)는 마그네트(1)의 회전에 연동하여 회전한다. 마그네트(1)가 도 3a의 상태에 있는 경우에, 블레이드(7,8)는 소정의 양만큼 베이스판(5)의 개구(5b)의 영역을 감소시키는 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 상태와 방향을 절환함으로써, 폐쇄위치, 중간위치 및 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 의해 중간위치에 대응하는 각각의 위치에서 유지된다.

따라서, 광량제어장치는, 개방상태, 중간상태 및 폐쇄상태사이를 절환할 수 있는 셔터장치로서 기능할 수 있다.

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

도 6 내지 도 8c는 제 2실시예에 의한 광량제어장치를 도시한다. 도 6은 제 2실시예에 의한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 분해사시도이다. 도 7은 도6에 도시한 구동장치를 갖춘 광량제어장치의 조립상태의 축방향 단면도인 반면, 도 8a 및 도 8c는 구동장치의 마그네트의 회전동작을 설명하는데 유용한 도면이다. 이들 도면에서, 제 1실시예의 것에 대응하는 구성요소 및 부분은 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)(머리빗형상의 각 이)은 마그네트(1)의 자화된 부분(1a)의 외주면의 것보다 실질적으로 큰 축길이를 가진다(도 7참조). 이 구조는 도 7에 도시한 바와 같이 위쪽으로 마그네트(1)를 축방향으로 당기는 인력을 나타내기 위하여 외측자극편(4a)을 초래하고, 이는 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, 이는 마그네트(1)의 원활한 회전을 보장한다.

외측자극편(4a)에 의한 간섭을 피하기 위하여, 본 실시예에서 돌기부(1b)는본 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, 중간상태 및 폐쇄상태사이에 블레이드의 상태를 절환할 수 있는 셔터장치에 적용되지만, 광량제어장치는 개방상태, 중간개구상태 및 적은 개구상태사이에 블레이드상태를 절환하는 다양한 조리개장치에 적용되어도 된다. 또한, 광량제어장치는 ND필터 등을 위한 필터절환장치 또는 밀도절환장치에 적용되어도 된다.

또한, 상기 실시예에 있어서, 마그네트가 자화된 16개의 부분으로 분할되지만, 자화된 부분의 개수는 16에 한정되지 않고, 어떤 짝수이어도 자화된 부분의 개수로서 적용될 수 있다.

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, 외측자극부은 축방향으로 연장하는 머리빗의 이로 형성되므로, 구동장치의 방사형치수를 감소시키는 것이 가능하다.

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

또한, 마그네트의 외주면에 대향된 외자극편의 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 자화된 극사이의 경계는 빗살형상의 외측자극편중의 하나의 대응 외측자극편의 중심에 대향된 위치에서 안정하게 유지될 수 있다.

각 빗살형상의 자극편은 마그네트의 외주면의 높이보다 높은 축길이로 구성되므로, 외측자극편과 내측자극부에 의해 마그네트에 축방향으로 가해진 힘은 감소된다. 그 결과, 축방향으로 마그네트를 유지하는 마그네트와 부재사이에 미끄럼마찰은 감소되고, 이는 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.

또한, 코일의 통전의 방향과 상태를 변경함으로써 3개의 상이한 광량제어된 상태사이에서 광량제어된 상태를 절환하는 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, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 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 회전각도범위내에서 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 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 회전을 위해 배치된 광량제어부재와

를 포함하는 광량제어장치에 있어서,

소정의 각도(A)는, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 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 가지고, 상기 광량제어부재는 상기 마그네트에 연동하여 개폐가능하고 이에 의해 상기 내측자극부를 통과하는 광량을 제어하는 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 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 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 인력에의해 소정의 회전위치에서 상기 마그네트가 유지된 제 1상태, 코일의 정방향통전에 의해 제 1상태로부터 제 1소정의 각도만큼 상기 마그네트가 정방향으로 회전된 제 2상태 및 상기 코일의 역통전에 의한 상기 제 1상태로부터 제 2소정의 각도만큼 정방향에 대향된 방향으로 상기 마그네트가 회전된 제 3상태사이에서 선택적으로 절환함으로써 상기 광량제어부재를 제어하는 제어수단과

를 포함하는 광량제어장치에 있어서,

소정의 각도(A)는, 경계가 그 위치로부터 이동된 경우에, 교호적으로 상이한 극을 가진 n개의 부분중의 인접한 부분사이의 경계가 외측자극부의 빗살형상의 부분중의 하나의 대응부분의 원주중심에 대향된 위치로 되돌리기 위하여 마그네트에 회전력이 작용하는 값이 되도록 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 가지고, 상기 광량제어부재는 상기 마그네트에 연동하여 개폐가능하고 이에 의해 상기 내측자극부를 통과하는 광량을 제어하는 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.