JPH0277733A - ステッピングモータ駆動の絞り羽根制御装置 - 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、カメラの絞り羽根制御装置に係わり、特にス
テッピングモータ駆動の絞り羽根制御装置に関する。

［従来の技術および解決すべき課題］ 従来からステッピングモータによりカメラの絞り羽根を
駆動するにあたっては、ステッピングモータのステップ
角を単位とする回転角でしが絞り羽根の位置を制御でき
なかった。ステップ角はステータとロータの極数および
励磁力式により定まり、ステップ角が小さいと絞り羽根
の位置を所望の位置に制御できるが、その制御に必要な
時間が長くなるという難点がある。

［発明の目的コ 本発明は叙上の課題を解決するためなされたもので、そ
の目的とするところは、単位サイクルの励磁電流でロー
タの単位ステップ角または単位ステップ角の整数倍の角
度でロータを回転させるだけでなく単位サイクルの励磁
電流とは異なる励磁電流をステッピングモータの第１、
第２相コイルヘ送出することにより単位ステップ以下の
微小角で絞り羽根を制御できるステッピングモータ駆動
の絞り羽根制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明によるステッピング
モータの絞り羽根制御装置は、ロータ、ステータおよび
前記ステータに対応する第１、第２相コイルを有するス
テッピングモータと、前記ステッピングモータのロータ
の回転により駆動される絞り羽根とを備えたステッピン
グモータ駆動の絞り羽根制御装置において、クロックパ
ルス発生回路と、前記クロックパルス発生回路で発生し
で第３、第４位相パルスを発生する第３、第４位相パル
ス発生回路と、前記第１、第２位相パルスと前記第３、
第４位相パルスを切換えて出力するパルス切換回路と、
前記パルス切換回路で切換えられた前記第１、第２位相
パルスおよび前記第３、第４位相パルスの何れか１組が
入力され前記第１、第２位相コイルヘ第１、第２励磁電
流を送出するドライブユニットとを備えたものである。

［発明の実施例］ 本発明によるステッピングモータ駆動の絞り羽根制御装
置の１実施例を第１図に従って説明する。

クロックパルス発生回路１は運転周波数３００ｐｐｓ〜
１０００ｐｐｓにパルス幅が可変するクロックパルスφ
。を第１、第２位相パルス発生回路２に送出する。第１
、第２位相パルス発生回路２は、パルスφ０が入力され
、パルスφ。に同期し、かつ相互に１パルスφ。のパル
ス幅で位相差がある第１位相パルスφ１と第２相コルス
φ、（第５図）を生成する。

また、第４位相パルス発生回路１０は基本ノくルス発生
器１０ａによりパルスφ。に同期せず、かつパルスφ。

とは異なるパルス幅の第４位相ノくルスＰ１、Ｐ２、ｐ
ａ（第５図）を発生する。

第１、第２位相パルス／第４位相パルス切換回路３は端
子Ｔ、から入力された第１位相パルスφ。

を端子Ｔ４を介してドライブユニット５の端子Ｔ６へ送
出する。第１、第２位相パルス／第４位相ノくルス切換
回路３は端子Ｔ２から入力される第２位相パルスφ２を
切換スイッチ４の常閉接点を経由して端子Ｔ、からドラ
イブユニット５の端子Ｔ７へ送出する。ドライブユニッ
ト５は端子Ｔ６から入力された第１位相パルスφ、を第
１励磁電流方向切換回路６に入力する。第１励磁電流切
換回路６は第１位相パルスφ、が入力されドライブユニ
・ソト５の端子Ｔ８、Ｔ９から第１位相コイル８へ第１
励磁電流を出力する。第１励磁電流の電流方向はパルス
φ。に同期して切換えられる。

第４位相パルス選択回路１１は第４位相パルス発生回路
１０で発生した第４位相パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ８が入力
され位相パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３のうちの１つを第１、
第２位相パルス／第４位相パルス切換回路３の端子Ｔ８
に入力する。第１、第２位相パルス／第４位相パルス切
換回路３は端子Ｔ、に入力された第４位相パルスＰ１、
Ｐ２、Ｐ３のうちの１つを切換スイッチ４の常閉接点に
入力される。

第２励磁電流方向切換回路７は端子Ｔ７から入力される
第２位相パルスφ２または第１、第２位相パルス／第４
位相パルス切換回路３の切換スイッチ４で切換えられた
ときは第４位相パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ８の何れか１つか
ら第２励磁電流を生成して、生成した第２励磁電流を端
子Ｔ、、ＳＴ、、を介して第２相コイル９へ送出する。

ステッピングモータＭ（後述する）のロータ１２は第１
相コイル８、第２相コイル９に流れる第１、第２励磁電
流に応じて絞り羽根１３ａ、１３イ直 すの絞り糞を決定する。

ＣＰ　Ｕ　２１４ｉ運転周波数３００ｐｐｓ　〜１００
０ｐｐｓ（７）パルスφ。を発生するようクロック発生
回路１を制御する。

また、ＣＰＵ２１は、１パルスφ。ごとに第１位相コル
８φ１、第２位相コル９φ２を生成するよう第１、第２
位相パルス発生回路２を制御する。

さらに、このＣＰＵ２１は第１、第２位相パルス／第４
位相パルス切換回路３の切換スイッチ４の閉成／開成を
制御する。

また、このＣＰＵ２１は、ドライブユニット５の第１励
磁電流方向切換回路６および第２励磁電流方向切換回路
７を制御し第１励磁電流および第２励磁電流の方向を定
める。

第１励磁電流および第２励磁電流の方向は端子Ｔ８から
Ｔ９、ＴＩＧからＴ１１を（＋）方向励磁、端子Ｔ、か
ら′Ｆ８、ＴｌｌからＴ、。を（−）方向励磁とする。

第１位相コイル８および第２位相コイル９で励磁される
ステータ８ｃ、９ｃの磁極８ａ１８ｂ、９ａ、９ｂは第
６図（Ａ）に示すように、第１励磁電流の方向が（−）
方向励磁のときはステータ８ａかＮ極、第２励磁電流の
方向が（±）方向励磁のときは磁極９ｂがＮ極である。

なお、符号２５はシャツタ釦、２６は電源回路、２２は
ＲＯＭ、２３はＲＡＭ、２４はデータバスである。シャ
ツタ釦２５は２ストロークスイツチで、第１ストローク
で電源回路２６のオン、絞り値の計算、絞り羽根１３ａ
、１３ｂの駆動等を行う。第２ストロークではシャッタ
セクタの開成、閉成、ストロボの発光、フィルム巻上げ
等、第１ストローク以降の動作シーケンスを実行する。

第２図を参照してドライブユニット５に設けた第１、第
２励磁電流方向切換回路６．７を説明する。第１、第２
励磁電流方向切換回路６．７はインバータ６ａ、７ｂ、
　　トランジスタ６ｂ〜６ｅ。

７ｂ〜７ｅを有し、ドライブユニット５から端子Ｔ８〜
Ｔ１１を介して第１、第２位相コイルヘ（＋）方向励磁
または（−）方向励磁に切換えた第１、第２励磁電流を
送出する。なお、電源子■。Ｃは電源回路２６がオンに
なった時点で電源回路２６から供給される。

第３図を参照して絞り羽根１３ａ、１３ｂの絞り装置の
構成を説明する。ステッピングモータＭのロータ１２に
連動するロータカナ３５が設けてあり、このロータカナ
３５がアイドラー車４７と噛合い回転伝達が可能となっ
ている。駆動車４５はその歯部４５ａがアイドラー車４
７と同軸のピニオン車４１ｄと噛合うことにより地板４
１に設けた回転軸４１．　ａを中心に回転する。絞り羽
根１３ａ、１３ｂは駆動車４５に設けられたピン４４ａ
によりピン４１ｂを中心として回動し絞り値を決定する
。また、駆動車４５は度決部４５ｂを有し、地板４１に
設けたピン４１ｃと関係して絞り羽根１３ａ、１３ｂの
絞り値を規制する。

次に、第４図を参照してステッピングモータＭを説明す
る。ステッピングモータＭは、径方向に４極着磁された
永久磁石から成るロータ１２を有している。ロータ１２
の周囲には、第１位相コイル８、第２位相コイル９が巻
回された同一形状のの２つのステータ８ｃ、９ｃの磁極
８ａ、８ｂ。

９ａ、９ｂが対向している。第１位相コイル８、第２位
相コイル９の引出線はドライブユニット５の端子Ｔ８、
Ｔ９、Ｔｌ０ｓＴ１１と結線されている。

詳述するに、これらのステータ８ｃ、９ｃはＵ字形状を
なすように一対の脚部を有し、その脚部の各端部にはロ
ータ１２の外周と対抗する磁極８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ
を有しており、各磁極８　ａ。

８ｂ、９ａ、９ｂはロータ１２の中心に対する角度が９
０”の位相関係になるよう形成されている。

２つのステータ８ｃ、９ｃが同一平面上でしかも上記ス
テータ８ｃ、９ｃの一方の磁極８ｂ、９ｂを互に近接さ
せ、上記近接させて配置した磁極８ｂ、９ｂの位相関係
をロータ１２の中心に対する角度が４５°となるよう配
置されている。更に各ステータ８ｃ、９ｃの磁極８ａ、
８ｂ、９ａ、９ｂに磁界を発生させる第１位相コイル８
、第２位相コイル９は、それぞれ各ステータ８ｃ、９ｃ
の近接させて配置した磁極８ｂ、９ｂと反対側、即ち磁
極８ａ、９ａ側の脚部に挿入されている。

［発明の作用］ 上記構成のステッピングモータステッピングモータ駆動
の絞り羽根制御装置で、ＣＰＵ２１によリフロックパル
ス発生回路１が制御され、そのクロックパルスφ。のパ
ルス幅は例えば周波数１０００ｐｐｓとなっている。第
１、第２位相パルス発生回路２は、ＣＰＵ２１の制御に
より、クロックパルスφ。にそれぞれ同期し、クロック
パルスφ。のパルス幅に等しい第１のパルス幅を有し、
かつ相互に１パルスφ。の位相差がある第１位相コル８
φ□、対応した位置（冒彎点）を除く位置（ｔｓ時点）
では、第１のパルス幅とは異なる第２のパルス幅（第３
位相パルスはＬ（０）レベル）で第４位相パルスＰ１、
Ｐ２、Ｐ３が生成され、パルスＰ、はデユティ５０％の
パルス、Ｐ２は（＋）方向励磁の第２のパルス幅が小さ
いパルス、Ｐ８は（−）方向励磁の第２のパルス幅が小
さいパルスとする。

第１、第２位相パルス／第４位相パルス切換回路３では
ＣＰＵ２１の制御により切換スイッチ４は第１図に示す
ように常閉接点側にある。この状態で、第１、第２位相
パルス／第４位相パルス切換回路３は端子Ｔ、から入力
された第１位相コル８φ、を端子Ｔ４を介してドライブ
ユニット５の端子Ｔ６へ送出し、端子Ｔ２から入力され
る第２位相パルスφ２を切換スイッチ４の常閉接点を経
由し′て端子Ｔ、からドライブユニット５の端子Ｔ７へ
送出する。ドライブユニット５は端子Ｔ６から入力され
た第１位相パルスφ１を第１励磁電流方向切換回路６に
入力し、端子Ｔ７から入力された第２位相パルスφ２を
第２励磁電流方向切換回路７に入力する。ドライブユニ
ット５の第１励磁電流方向切換回路６、第２励磁電流方
向切換回路７は第１位相パルスφ１が入力され端子Ｔ６
、Ｔ、から第１位相コイル８へ第１励磁電流を出力し、
第２位相パルスφ２が入力され端子Ｔ、、、Ｔ、、から
第２位相コイル９へ第２励磁電流を出力する。第５図（
１）に示すように、第１励磁電流、第２励磁電流の電流
方向はｔ。時点で第１相コイル８が（−）方向励磁、第
２相コイル９が（＋）方向励磁である。

ｔ１時点では第１相コイル８は（−）方向励磁のまま、
第２相コイル９が（−）方向励磁となり、ロータ１２は
第６図（Ａ）から、（Ｂ）、（ｃ）へと回転を始め、ｔ
２時点では第１相コイル８が（＋）方向励磁、第２相コ
イル９が（−）方向励磁のままでロータ１２は第６図（
Ｃ）から（Ｄ）、（Ｅ）へと回転し、ここで４５°の回
転を終る（＃１．２相励磁、第５図）。次に、＃２．２
相励磁が行なわれると、第１相コイル８の第１励磁電流
と第２位相コイル９の第２励磁電流の電流方向はｔ。時
点と同じとなる。

なお、ロータ１２が回転するとロータカナ３５（第３図
）が回転し、アイドラー車４７が回動し、駆動車４５の
度決部４５ｂが所定位置まで移動し、この移動量に基づ
き絞り羽根１３　ａ、　１３　ｂが駆動される。

第４位相パルス発生回路１，０はＣＰＵ２１の制御を受
は基本パルス発生器１０ａで発生したパルスでデユティ
５０％の第４位相パルスＰ、を生成する。この第４位相
パルスＰ１はＣＰＵ２１の制御により第４位相パルス選
択回路１１を介して第１、第２位相パルス／第４位相パ
ルス切換回路３の端子Ｔ３へ入力される。第４位相パル
ス切換回路３はＣＰＵ２１の制御により切換スイッチ４
は第１図に示すものとは逆に常開接点側にあり、第２位
相パルスＰ□は端子Ｔ、からドライブユニット５の第２
励磁電流方向切換回路７を経由して第２相コイル９へ印
加される。第５図ｔ４時点以降のｔ６時点で、第４位相
パルスＰ、が第２相コイル９へ印加されると、第７図（
Ｂ）に示すようにステータ８ｃの磁極８ｂはＮ極、ステ
ータ９ｃの磁極９ａはＮ極で、ロータ１２は単位ステッ
プ角　θ（４５°）の半分（θ／２）だけ回転し、ｔ５
時点では１１２．５°回転する。第５図ｔ２時点以降の
１．時点で第４位相パルスＰ、が第２相コイル９へ印加
されると、第７図（Ａ）に示すようにステータ、８ｃの
磁極８ｂはＳ極、ステータ９ｃの磁極９ａはＮ極で、ロ
ータ１２は単位ステップ角θ（４５°）の半分（θ／２
）だけ回転する。この場合、第５図＃２．２相励磁はな
されず、ｔ５時点の動作が１３時点に繰り上がり、１３
時点では６７．５°回転する。

ＣＰ　Ｕ　２１の制御により第４位相パルス発生回路１
０から（＋）方向の励磁電流のパルス幅が小さい第４位
相パルスＰ２が生成されたときは、この第４位相パルス
Ｐ２はＣＰＵ２１の制御により第４位相パルス選択回路
１１を介して第１、第２位相パルス／第４位相パルス切
換回路３の端子Ｔ３、Ｔ６からドライブユニット５の第
２励磁電流方向切換回路７を経由して第２相コイル９へ
印加される。この場合、ステータ８Ｃの磁極８ｂはＮ極
、ステータ９Ｃの磁極９ａはＳ極では（第５図ｔ４時点
以降）、第８図（Ｂ）に示すように（θ／２）＋αの角
度でロータ１２が回転する。第５図ｔ２時点以降では第
８図（Ａ）に示すように（θ／２）＋αの角度でロータ
１２が回転し、ｔ３時点では６７．５°＋αの回転をす
る。

ＣＰＵ２１の制御により第４位相パルス発生回路１０か
ら（−）方向の励磁電流のパルス幅が小さい第４位相パ
ルスＰ３が生成されたときは、この第４位相パルスＰ３
はＣＰＵ２１の制御により第４位相パルス選択回路１１
を介して第１、第２位相パルス／第４位相パルス切換回
路３の端子Ｔ３、Ｔ５からドライブユニット５の第２励
磁電流方向切換回路７を経由して第２相コイル９へ印加
される。この場合、ステータの磁極８ｂはＮ極、磁極９
ａはＳ極では（第５図ｔ４時点）、第９図（Ｂ）に示す
ように（θ／２）−αの角度でロータ１２が回転する。

第５図ｔ２時点では第９図（Ａ）に示すように（θ／２
）−αの角度でロータ１２が回転し、ｔ３時点では６７
．５°−αの回転（ｔｓ時点）で第３位相パルスを（−
）方向励磁でＬ（０）レベルとしたが、第３位相パルス
としさらに、上記実施例では２相励磁としたカベ本発明
のステッピングモータ駆動の絞り羽根制御装置は、１相
励磁としてもよい。

また、」１記実施例ではコイルを有効に利用できるバイ
ポーラ駆動としたが、本発明のステッピングモータ駆動
の絞り羽根制御装置は、これに限定されずユニポーラ駆
動としてもよい。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明によるステ
ッピングモータの絞り羽根制御装置は、ロータ、ステー
タおよび前記ステータに対応する第１、第２相コイルを
有するステッピングモータと、前記ステッピングモータ
のロータの回転により駆動される絞り羽根とを備えたス
テッピングモータ駆動の絞り羽根制御装置において、ク
ロックパルス発生回路と、前記クロックパルス発生回路
パルス幅で相互に位相差がある第１、第２位相パルス幅
で第３、第４位相パルスを発生する第３、＝　１７− 第４位相パルス発生回路と、前記第１、第２位相パルス
と前記第３、第４位相パルスを切換えて出力するパルス
切換回路と、前記パルス切換回路で切換えられた前記第
１、第２位相パルスおよび前記第３、第４位相パルスの
何れか１組が入力され前記第１、第２位相コイルヘ第１
、第２励磁電流を送出するドライブユニットとを備えて
いるので、位相パルスとは異なる非位相パルスで複数の
位相コイルを励磁するため、回転速度の遅くなる１／２
相励磁方式を用いず所望の端数角でロータを停止できる
ので高速で、かつ安定したトルクを維持しながら大きな
回転角を必要とする絞り羽根の絞り値決定に使用すれば
絞り羽根を確実に駆動できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例によるステッピングモータ駆
動の絞り羽根制御装置のブロック図、第２図は第１図の
ドライブユニットの回路図、第３図は第１図に示す絞り
装置の構成図、第４図は第１図に示すステッピングモー
タの構成図、第５図は第１図に示すステッピングモータ
に印加されるパルスのタイムチャート、第６図（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）、’（Ｄ）、（Ｅ）、第７図（Ａ）、（
Ｂ）、第８図（Ａ）、（Ｂ）、第９図（Ａ）、（ｈ）は
第１図に示すロータの回転を表す動作図である。 １・・・・クロックパルス発生回路 ２・・・・第１、第２位相パルス発生回路　・３・・・
・第１、第２位相パルス／第４位相パルス切換回路 ５・・・・ドライブユニット ８・・・・第１相コイル ９・・・・第２相コイル ８ｃ、９ｃ・・・・ステータ １０・・・・第４位相パルス発生回路 １２・・・・ロータ １３ａ、１３ｂ・・・・絞り羽根 Ｍ・・・・ステッピングモータ Ｐｌ、Ｐ２、Ｐ３・・・・第４位相パルスφ。・・・・
クロックパルス φ、・・・・第１位相パルス φ２・・・・第２位相パルス 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータ、ステータおよび前記ステータに対応する第１、
   第２相コイルを有するステッピングモータと、前記ステ
   ッピングモータのロータの回転により駆動される絞り羽
   根とを備えたステッピングモータ駆動の絞り羽根制御装
   置において、クロックパルス発生回路と、前記クロック
   パルス発生回路で発生したクロックパルスに同期し前記
   ステータと前記ロータとの動作停止位置に対応する第１
   のパルス幅で相互に位相差がある第１、第２位相パルス
   を生成する第１、第２位相パルス発生回路と、前記動作
   停止位置を除く位置に対応する第２のパルス幅で第３、
   第４位相パルスを発生する第３、第４位相パルス発生回
   路と、前記第１、第２位相パルスと前記第３、第４位相
   パルスを切換えて出力するパルス切換回路と、前記パル
   ス切換回路で切換えられた前記第１、第２位相パルスお
   よび前記第３、第４位相パルスの何れか１組が入力され
   前記第１、第２位相コイルヘ第１、第２励磁電流を送出
   するドライブユニットとを備えたことを特徴とするステ
   ッピングモータ駆動の絞り羽根制御装置。