JPH03231722A

JPH03231722A - 電磁駆動露光量調節装置

Info

Publication number: JPH03231722A
Application number: JP2027730A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Chiaki; 達生千明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1991-10-15
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JP2566031B2; US5418588A

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、複数枚の遮光羽根と、この遮光羽根の動きを
規制するカムを有するカム部材と、遮光羽根を開閉する
開閉手段と、この開閉手段を駆動するステッピングモー
タとからなる電磁駆動露光量調節装置に関し、特にステ
ッピングモータに改良を加えたスチルカメラ、ビデオカ
メラ等に用いて好適な電磁駆動露光量調節装置に関する
ものである。

［従来の技術］近年、−１１Ｑにコンパクトカメラと称されるレンズ非
交換型カメラの、シャッタ装置と絞り装置を兼ねた露光
量調節装置は、ステッピングモータを駆動動力源とした
ものが主流となっている。一方一眼レフカメラの交換レ
ンズの絞り装置においても、ステッピングモータを動力
源として駆動することが行われている。

このようなステッピングモータを駆動動力源とする電磁
駆動露光量調節装置としては、実開昭５９−２６８０４
．５９−２６．８０８．６０−１４０９３４号公報等に
開示されている様な、弓状の基板と、外周部に４極の着
磁を施したロータと、略Ｕ字型状をなす１対のステータ
と、それぞれのステータを励磁させるための１対のコイ
ルより成るステッピングモータを駆動動力源とする電磁
駆動露光量調節装置か知られている。

また、特開昭６２−２４０９４２号公報、特開平１−１
６４２５８号公報等に開示されているように、各々１個
のロータ軸と平行な、鉄芯を中心に捲回されたコイルと
、ロータ軸と垂直な面に設けられ、ロータ外周面と対向
する複数の磁極部を有する各々２個の６ｆ１極部材から
成る１対のステータを存するステッピングモータを駆動
動力源とする露光量調節装置も知られている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、ステッピングモータを駆動動力源とした露光
量調節装置においては、例えば−眼レフカメラの場合に
はステッピングモータに所定の相から通電を開始して、
何ステップロータを回転させるかで、絞り口径を決定し
ている。

そのため、高い精度の絞り口径を得るためには、１ステ
ツプ当りにロータか回転する角度が少ない方が望ましい
。

方、電源となる電池の消耗を避けるために、比較的長時
間露光を行う場合には、モーターへの通電を切る率が高
い方か望ましく、そのためには、コギングトルクにより
ロータ１回転当りのロータか安定に停止する停止位置が
数多くあることか望ましい。

しかしなから、前記実開昭５９−２６８０４．５９−２
６８０８．６０−１４０９３４に開示される様な従来例
では、周知の１．２相通電を行った際のロータ１回転に
要するパルス数は１６バルスであるのに対し、コギング
トルクによる安定な停止位置は着磁極数に等い４個所し
かなく、そのために、比較的長時間の露光を行う場合に
も、高い絞り口径精度を得るためには、コイルへの通電
を継続しなければならず電源となる電池の消耗がはげし
いという問題点がある。

また、特開昭６２−２４０９４２や特開平１−１６４２
５８号公報に開示される様な、電磁駆動露光量調節装置
においては、ステータが３次元的な配置となるため、各
磁極の位相を正確に配置することが困難であり、高い絞
り口径精度を安定して得ることが困難であるという欠点
がある。

また、特開平１−１６４２５８号公報に開示される電磁
駆動露光量調節装置においては、通電を１！続した際に
ロータが停止できる位置の数に対し、通電を切った時に
ロータがコギングトルクにより安定して停止していられ
る位置の数は、局であり、比較的多いが、通電を切った
時に不安定となる停止位置で通電を切ると、コギングト
ルクによって、小絞り方向へ１ステップ分ずれるか、開
放方向へ１ステップ分ずれるかを特定できず結果的に、
±１ステップの誤差が生じ、通電を切った場合には高い
絞り口径精度が得られないという問題点がある。

本発明は、上記したような従来技術の問題点或は欠点を
解消し、高い絞り口径精度を得ることのできる電磁駆動
露光量調節装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記目的を達成するために、複数枚の遮光羽
根と、該遮光羽根の動きを規制するカムを有するカム部
材と、前記遮光羽根を開閉する開閉手段と、該開閉手段
を駆動するステッピングモータとからなり、前記ステッ
ピングモータは、ロータと、該ロータの外周に配置され
ている第１及び第２のステータとからなり、前記ロータ
は、２ｎ極（ｎ＝２．３１、、）に着磁され、その外周
部には着磁の中心部から時計回りまたは反時計回りの所
定の方向に、所定角度だけずれた位置に溝を有し、前記
第１及び第２のステータは、それぞれ略コ字形をなす％
ｘ及び第２の伸長部を有し、これらの伸長部の先端部に
は電気角て９０°の開角を有する第１及び第２の磁極か
電気角で略１８０°離間して設けられ、前記第１の伸長
部には電機子コイルか巻回され、これらの第１及び第２
のステータは電気角て（９０＋Ｉ８０　ｘｍ）”　　（
ｍ＝０、１．２．３、、）態量して配置されるどのヒし
どτ。

［作　　　用］今、例えばカメラに搭載されたマイクロコンピュータに
より、ステータの電機子コイルが１相励磁、２相励磁或
は１−２相励磁されると、ロータか回動する。そしてロ
ータは開閉手段を駆動する。したかって、複数板の遮光
羽根は、カム部材に規制されなから光！を絞る方向或は
増す方向へ所定量たけ駆動される。

［実　施　例］以下本発明を、−眼レフカメラの交換レンズに用いられ
る絞り装置に用いた一実施例を第１図及び第２図に従フ
て説明する。

第１図は実施例による電磁駆動露光量調節装置の分解斜
視図であり、第２図はステッピングモータ部分の正面図
である。

これらの図において、１はカム部材、２は遮光羽根、３
は回転リング、４はロータ、５は固定リング、６は第１
のステータ、７は第２のステータ、８は第１の電機子コ
イル、９は第２の電機子コイル、１０は軸受は部材、１
１はフレキシブルプリント基板をそれぞれ示している。

そしてステッピングモータのロータ４が回転すると、ロ
ータのギヤか、開閉手段である回転リング３のギヤに噛
合しているので、回転リング３が回動し、遮光羽根２が
所定量駆動される。

以下、これらの各部材について詳細に説明する。

第１図において、たとえはプラスチックで作られたカム
部材１には、複数の遮光羽根の枚数に等しいカム溝１ａ
、ｌｂ、ｌｃ　　ｌｄ　　ｌｅが設けられるとともに、
凸部ｉｆ、１ｇ、１ｈ１１が設けられ、凸部ｉｆ、Ｉｇ
、ｌｈ、ｉｔの光軸１００に対する内周部は、回転リン
グ３の外径部３ａと嵌合し、回転リング３を回動自在に
支持する。また、凸部ｉｆ、Ｉｇ、１ｈ１１にはそれぞ
れ穴が設けられており、該穴を通してビス１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄ。

（１３ｂ〜１３ｄは不図示）を固定リングに設けられた
ネジ穴、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに固定することにより
カム部材１は固定リング５に固定される。

たとえばプラスチックで作られた遮光羽根２は、カム部
材に設けられたカムの数に等しい枚数が使われるが、第
１図においては１枚のみを示し、他を省略している。

遮光羽根２に設けられた第１のダボ、２ａは、カム部材
１に設けられた第１のカム溝１ａと嵌合し、また、第２
のダボ２ｂは、回転リング３に設けられた第１の穴３ｂ
と同様に嵌合する。

不図示の第２〜第５の遮光羽根のそれぞれの第１及び第
２のダボも、同様にカム部材１に設けられたカム溝と回
転リング３に設けられた穴に嵌合する。

カム部材１の凸部はｉｆ、Ｉｇ、ｌｈ、ｌｉはそれぞれ
回転リング３の厚さと、遮光羽根２の厚さの和よりも所
定の量だけ大きい量の高さを有し、カム部材１と固定リ
ング５が回転リング３と遮光羽根２を組み込んだ状態で
ネジ１３ａ〜１３ｄにより固定されると、回転リング３
は、所定のガタを有しなから、光軸方向の位置を規制さ
れる。回転リング３の外周部の一部にはギヤー３ｆか設
けられている。そして、このギヤは後述するロータのギ
ヤと噛合する。

カム部材１には、軸受は部１ｊが設けられており、ロー
タ４の第１の軸部４ｄを軸支する。

たとえば、プラスチックにより一体成形で作られた固定
リング５には、第１の台座部５ｅ。

第２の台座部５０第３の台座部５ｈが設けられている。

第１の台座部５ｅには、第１のステータ６の位置決めを
行うための第１の位首決めビン５ｆと、段差を有する第
１の溝５ｇが設けられている。同様に、第２の台座部５
ｏには、第２のステータ７の位置決めを行うための第２
の位置決めビン５ｐと、段差を有する第２の溝５ｑか設
けられている。

第３の台座部５ｈには、ロータ４の外径よりも所定の量
たけ大きな穴５１か設けられ、また第１のステータ６の
位置決めを行うための第１の伸長部５１と、第２のステ
ータ７の位置決めを行うための第２の伸長部５ｍか設け
られている。さらに第３の台座部５ｈには、段差を有す
る第３、第４、第５の溝５に、５ｕ、５ｎ　（第５の溝
５ｎは不図示）か設けられている。

第１のステータ６は、たとえはケイ素鋼板を積層して作
られ、第２図に示す様に、略コの字形状を成す。第１の
ステータ６の第１及び第２の伸長部６ｂ、６ｄの先端部
には、それぞれ、ロータ４の外周部と、所定の空隙を介
して対向する、第１及び第２の磁極部６ａ、６ｃが設け
られている。第１のステータ６の第１及び第２の磁極部
６ａ、６ｃはそれぞれ電気角で略９０°の開角を有する
とともに、互いにＮ　気胸で１８０°離間されている。

第１のステータ６の第１の伸長部６ｂには第１の電機子
コイル８か装置される。

第１の電機子コイル８は、プラスチックで作られたホビ
ン８ａに銅線８ｂを巻回し、前記ボビンに圧入された端
子８ｃ、８ｄに銅線８ｂの両端すなわち巻き始めと巻き
終りを半田付は等の手段により、電気的に接続して成る
ものである。さらに、第１のステータ６には、位置決め
用の穴６ｅか設けられている。

第２のステータ７も、同様にたとえはケイ素鋼板を積層
して作られ、第２図に示す様に、略コの字形状を成す。

第２のステータ７の第１及び第２の伸長部７ｂ、７ｄの
先端部には、それぞれ、ロータ４の外周部と、所定の空
隙を介して対向する、第１及び第２の６ｎ極部７ａ、７
ｃが設けられている。第２のステータ７の第１及び第２
の磁極部７ａ、７ｃはそれぞれ電気角で略９０°の開角
を有するとともに、互いに電気角で　１８０°離間され
ている。

第２のステータ７の第１の伸長部７ｂには、電機子コイ
ル９が装置される。

第２の電機子コイル９は、プラスチックで作られたホビ
ン９ａに銅線９ｂを巻回し、前記ボビンに圧入された端
子９ｃ、９ｄに銅線９ｂの両端すなわち巻き始めと巻き
終りを半田付は等の手段により、電気的に接続して成る
ものである。さらに、第２のステータ７には、位置決め
用の穴７ｅか設けられている。

第１のステータ６は、固定リング５に組み付けられる際
に、固定リング５の第１及び第３の凸部５ｅ、５ｈとの
当接により、光軸方向の位置決めか行われ、第１のステ
ータ６の穴６ｅと、固定リング５に設けられた第１の位
置決めピン５ｆとか嵌合し、かつ、第２図に示す様に第
１のステータ６の第１の伸長部６ｂと、第２の伸長部６
ｄの間隙に、固定リング５の第１の伸長部５１が嵌合す
ることによって、光軸と垂直方向の位置決めかなされる
。

第２のステータ７は、第１のステータ６と同様に、固定
リング５に組み付けられる際には、固定リング５の第２
及び第３の凸部５０、５ｈとの当接により光軸方向の位
置決めが行われ、第２のステータ７の穴７ｅと、固定リ
ング５に設けられた第２の位置決めピン５ｐとが嵌合し
、かつ第２図に示す様に、第２のステータ７の第１の伸
長部７ｂと第２の伸長部７ｃの間隙に、固定リング５の
第２の伸長部５ｍが嵌合することによって、光軸と垂直
な方向の位置決めがなされる。

ロータ４は、プラスチックマグネットで作られ、第１及
び第２の回転軸４ｄ、４ｅとギヤ４ｃと磁極部分４ａが
一体成型されている。

ロータ４の１ｉｉｉ極部分４ａは、外周部に均等な８極
の磁極ができる様に、極異方性が付けられており、また
同様に、８極の均等な磁極ができる様に、着磁が成され
ている。

さらに、ロータ４の磁極４ａのそれぞれＮ極およびＳ極
の中心から、時計回り方向または反時計回り方向に所定
の角度だけずれた位置に、その外周に１４ｂが設けられ
ている。ロータ４の第１の回転軸４ｄはカム部材１に設
けられた第１の軸受けＩＪによって回動自在に軸支され
る。一方ロータ４の第２の回転軸４ｅは、軸受は部材１
０に設けられた第２の軸受け１０ａによって回動自在に
軸支される。

軸受部材１０は、たとえばプラスチックの一体成形によ
り作られ、ロータ４の第２の回転軸４ｅを軸支する軸受
け１０ａと、第１〜第４の穴１０ｕ、１０ｍ、Ｉｏｎ、
１０ｏを有する。第１〜第４の穴Ｉｏｎ、１０ｍ、Ｉｏ
ｎ１０ｏを介して前述の第、、％２の電機子コイル８．
９の端子８ｃ、８ｄ、９ｃ、９ｄが軸受部材１０の背面
に導かれ、フレキシブルプリント基板１１に接続される
。フレキシブルプリント基板は不図示のドライブ回路に
接続される。

軸受は部材１０には、第１〜第４の突出部１０ｂ、１０
ｄ、１０ｆ、１０ｉが設けられ、（第２の突出部１０ｄ
は不図示）それぞれの突出部には、′ｇＳ１〜第５のフ
ック１０ｃ、１０ｅ１０ｇ、１０ｈ、１０ｊ　（第２の
フック１０ｅは不図示）が設けられている。これらの第
１〜第５のフック１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ、１０ｈ１０
ｊはそれぞれ、固定リング５に設けられた、第１〜第５
の段差を有する溝５ｇ、５ｑ５に、５℃と係合し、段差
にフックが係止することにより軸受部材１０は、固定リ
ング５に固定される。

この時、軸受部材１０の光軸と垂直方向の位置決めは、
固定リング５の第１の位置決めピン５ｆと軸受は部材１
０の第１の位置決め穴１０ｐ及び固定リング５の第２の
位置決めピン５ｐと軸受は部材１０の第２の位置決め穴
１０ｑがそれぞれ嵌合することによって行われる。

したかって、カム部材１と固定リング５とは回転リング
３を挟んでビス１３ａ・・・で固定することによって、
また固定リング５と軸受は部材１０とは、ステータ６．
７とロータ４とを位置決めして軸受は部材１０の第１〜
５のフック１０ｃ、１０ｅ・・・を固定リング５の溝５
ｇ。

５ｑ・・・にそれぞれ嵌合することによって一体化され
る。そしてロータ４が回転すると、そのギヤ４ｃか回転
リング３のギヤ３ｆと噛合しているので回転リング３が
所定方向に回転し、遮光羽根２・・・は、ダボ２ａ、・
・・を中心にして回動し、光量を適宜絞るようになって
いる。

次に第２図に従って、第１のステータ６の第１及び第２
の磁極部６ａ、６ｃ、第２のステータ７の第１及び第２
の磁極部７ａ、７ｃの位相関係について説明する。前述
の通り、各磁極部６ａ、６ｃ、７ａ、７ｃは電気角で９
０９の開角を存し、第１のステータ６の磁極部６ａと第
２の磁極部６Ｃは互いに電気角で１８０°離間されてい
る。また、第２のステータ７の第１の磁極部７ａと第２
の磁極部７ｃも互いに電気角て１８０°離間している。

また、第１のステータ６の第１の磁極部６ａと、第２の
ステータ７の第２の磁極部７ｃは互いに、電気角で６３
０°離間しており、これは第１のステータ６と第２のス
テータ７の位相差が９０°であることと等価であり、周
知の２相のステッピングモータの駆動方法例えば１相励
磁、２相励磁、１−２相励磁法等により、カメラにｔｉ
ｔｔされたマイクロコンピュータ−からの指令により、
所定の絞り値まで絞り装置を駆動し、あるいは開放位置
へもどすことのできるものである。

また、ロータ４の磁極面に設けられた着磁極数に等しい
８木の溝４ｂは、その中心の方向ｐがそれぞれ着磁の中
心方向Ｑに対して、反時計回り方向に０　だけずれた位
置に設けられている。

次に第２図、第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）に従って本実
施例による電磁駆動露光量調節装置の駆動源となるステ
ッピングモータのコギングトルりについて説明する。

第３図（Ａ）は第２図に示す本実施例による電磁駆動露
光量調節装置の駆動源となるロータの着磁中心から反時
計方向に所定量ズした位置に溝を有するステッピングモ
ータにおける各相の出力トルク、コギングトルク及び全
体のコギングトルクを表す図であり、第３図（Ｂ）は、
ロータの着磁中心に溝を有するステッピングモータにお
ける各相の出力トルク、コギングトルク及び全体のコギ
ングトルクを表す図である。ここで角度は、着ｂｎのＮ
、３１対を３６０°　とする電気角で示し、方向は、反
時計回り方向である。

角度０°は第２図に示した位置即ち着磁の中心方向か第
１のステータ６の磁極の中心と一致する位置を表してい
る。

第３図（Ａ）　、　　（Ｂ）において、Ａは第２図の第
１のステータ６に捲回された第１のコイルに第１の磁極
６ａにＮ極が発生する様に、通電を行った際の第１のス
テータ６とロータ４に作用し合うトルクを示し、ＣＡは
、第１のステータ６とロータ４に作用し合うコギングト
ルクを表す。また、同様にＢは、第２のステータ７の第
１の磁極部７ａにＳ極が発生する様に第２のコイル９に
通電を行った際の第２のステータ７とロータ４に作用し
合うトルクを示し、ＣＢは第２のステータ７とロータ４
に作用し合うコギングトルクを表す。Ｃは、第１及び第
２のステータ双方によって発生するコギングトルクであ
り、前記ＣＡ％ＣＢの和である。

第３図（Ｂ）に示す様に、溝４ｂの中心が着磁の中心に
一致している場合には、第１のコイル８に通電をした時
の安定な停止位置は、第１のステータが発生したコギン
グトルクによる安定な停止位置と一致し、また、第２の
コイル９に通電をした時の安定な停止位置は第２のステ
ータか発生したコギングトルクによる安定な停止位置と
一致した。また、第１及び第２のコイルともに通電を行
った場合の安定な停止点、Ｓ及びＳ′はコギングトルク
による不安定な停止位置と一致した。

第３図（Ａ）は、電気角で４０°の幅の溝を電気角で２
０°反時計回り方向にずらした時の各トルクを表すグラ
フである。

第３図（Ａ／）に示される様に、溝４ｂの中心が着磁の
中心に対し、反時計回り方向にずらして設けられた場合
には、第１のコイル８と第２のコイル９の双方に通電を
行う２相通電状態でロータ４が停止する位置Ｓ及びＳ′
において、コギングトルクは必ず正の値となった。また
コギングトルクによる安定な停止位置は、９０°及び１
８０°で示される。１相通電によるロータ４の安定な停
止位置と略一致した。

即ち、本実施例による電磁駆動露光量調節装置において
は、通電状態で安定な停止位置となりかつ無通電状態で
は安定な停止位置とはならないロータの位置で、モータ
ーへの通電を切っても、絞り口径は、所定の小絞り方向
もしくは、開放方向に１ステップ分しか変化せず、長時
間露光中の様な状況で電磁駆動露光量調節装置への通電
か切られても、高い口径精度を得ることができた。

なお、本発明の第１の実施例においては、ロータのマグ
ネットは、８極に着磁されていたが当然のことなから、
４極以上の着磁極数を有すれば、実施可能である。

また、前述の本発明の第１の実施例は、−眼レフカメラ
の交換レンズに用いられる絞り装置の例であるか、コン
パクトカメラのシャッタ装置としても用いることが可能
なのは明らかである。

［発明の効果］以上のように、本発明によると、ロータは２ｎ極に着磁
され、そしてその外用には着磁の中心から所定量ずれた
位置に溝が形成され、また一対の第１及び第２のステー
タは、それぞれ略コ字形をなす第１及び第２の伸長部を
有し、これらの伸長部の先端部には電気角で略９０°の
開角を有する第１及び第２の磁極が電気角で略１８０°
離間して設けられ、第１の伸長部には電機子コイルが巻
回され、これらの第１及び第４２のステータは電気角で（９０＋　１８０　Ｘ　ｍ　）
　”（ｍ＝０、！、２．３１．）ｉｉｌｉ間して配置さ
れているので、多くのコギングトルクによる安定な停止
位置を２次元的なステータの配置によって得ることがで
き、しかも無通電状態で安定な停止位置でない、通電状
態で安定な停止位置で通電を切って時に、ロータが引き
寄せられる方向が特定でき、長時間の露光に際しても電
池を消耗させることなく、高い絞り精度を、容易に、し
かも安定して得られるという効果かある。

さらに、本発明による電磁駆動露光量調節装置において
は、各相毎のステータがロータのマグネットの隣接する
磁極から磁束を集めることのてぎる構造のために、極異
方性のマグネットを使用することにより強力なトルクを
得ることか可能であり、大口径の絞り装置を容易に駆動
することかでざるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す分解斜視図、第２図
はステッピングモータ部分の拡大正面図、第３図（八）
は本実施例による、また（Ｂ）はロータの着磁中心に溝
を設けたときの出力トルク、コギングトルク等を示す説
明図である。１・・・カム部材、　　　　２・・・遮光羽根、３・・
・回転リング（開閉手段）、４・・・ロータ、　　　　　４ｂ・・・溝、６．７・・
・ステータ、６ａ、６ｃ、７ａ、７ｃ・＝ｌａ極、６ｂ、６ｄ、７ｂ、７ｄ・・・伸長部、８．９・・・電
機子コイル他４名

Claims

【特許請求の範囲】１　複数枚の遮光羽根と、該遮光羽根の動きを規制する
カムを有するカム部材と、前記遮光羽根を開閉する開閉
手段と、該開閉手段を駆動するステッピングモータとか
らなり、前記ステッピングモータは、ロータと、該ロータの外周
に配置されている第１及び第２のステータとからなり、前記ロータは、２ｎ極（ｎ＝２、３、、、）に着磁され
、その外周部には着磁の中心部から時計回りまたは反時
計回りの所定の方向に、所定角度だけずれた位置に溝を
有し、前記第１及び第２のステータは、それぞれ略コ字形をな
す第１及び第２の伸長部を有し、これらの伸長部の先端
部には電気角で略９０°の開角を有する第１及び第２の
磁極が電気角で略　１８０°離間して設けられ、前記第
１の伸長部には電機子コイルが巻回され、これらの第１及び第２のステータは電気角で｛９０＋１８０×ｍ｝°（ｍ＝０、１、２、３、、）離
間して配置されていることを特徴とする電磁駆動露光量
調節装置。