JP3756573B2 - Camera drive unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラに内蔵される遮光羽根等作動部材の駆動装置に関する。より詳しくは、カメラ用駆動装置の動力源として用いられるパルスモータのパルス通電制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、カメラ用駆動装置は開口部を有する地板と、この開口部に対して移動可能に配された遮光羽根等の作動部材と、この開口部の周辺に配され作動部材を駆動するパルスモータと、このパルスモータにパルスを通電する駆動回路とを備えている。図12に従来のカメラ用駆動装置の一般的な構成を示す。パルスモータは多極着磁された永久磁石からなる回転子と、その周面に対向する鉄芯(ヨーク)と、鉄芯に巻回されたコイルとで構成されている。鉄芯としては例えばU字型のヨークが2個用いられており、各々にコイルA,Bが巻回されている。これらのコイルA,Bをパルス通電する為、二系統の駆動回路21A,21Bが設けられている。これらの駆動回路21A,21BはCPU等からなる制御回路22により制御される。一方の駆動回路21Aは4個のトランジスタTR1〜TR4からなり、制御回路22によりオン/オフ制御されて、一方のコイルAにパルス通電を行なう。なお、この駆動回路21Aは電源ラインVccと接地ラインGNDとの間に設けられている。TR1及びTR4をオンし且つTR2及びTR3をオフすると、コイルAに正極性のパルスが通電される。逆に、TR2及びTR3をオンし且つTR1及びTR4をオフすると、コイルAに負極性パルスの通電が行なわれる。コイルBに対応する駆動回路21Bも同様に4個のトランジスタTR5〜TR8から構成されており、これらのオン/オフを制御する事で、コイルBに対し正極性パルス又は負極性パルスを印加する事ができる。又、コイルA及びBに通電されるパルスの相対的な位相を変化させる事で、パルスモータの回転を順方向と逆方向とで切り換える事ができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した様に、従来のカメラ用駆動装置では二系統の駆動回路21A,21Bが設けられており、各々独立してコイルA及びBをパルス通電している。しかしながら、一対のコイルの両方に通電すると消費電流が増大する。この為、電源として内蔵される電池の交換頻度が高くなり、ユーザの負担が増すという課題がある。又、二系統のコイル通電を行なう為駆動回路の構成が複雑である。従って、駆動回路と制御回路を接続する為のピン数が多くなる。場合によっては、制御回路22に設けたピン数が足らなくなりこれを補う為外付け部品が必要になることがある。この為、余分な電装スペースを設けなければならない。加えて、二系統の駆動回路を制御する為これに用いるソフトウェアの容量も大きくなる。さらに、従来のパルスモータは一般的にU字形状のヨークを用いている為これを収納するスペースが必要となる。以上の事は、近年におけるカメラの小型化及び低コスト化志向に対して大きな妨げになっているという課題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題を解決する為以下の手段を講じた。即ち、本発明にかかるカメラ用駆動装置は基本的な構成として、開口部を有する地板と、該開口部に対して移動可能に配された作動部材と、該開口部の周辺に配され該作動部材を駆動するパルスモータと、該パルスモータにパルスを通電する駆動回路とを備えている。特徴事項として、前記パルスモータは四極以上に着磁された永久磁石からなる回転子と、該開口部及び回転子を通る直線の左右に配され各々該回転子の周面に対向する単極を備えた一対の鉄芯と、該一対の鉄芯に夫々巻回された一対のコイルとで構成されている。又、前記駆動回路は該一対のコイルに対して共通に設けた一系統の出力端子を有し、この出力端子を切り換えて該回転子を順方向に回転駆動する時一方のコイルのみにパルスを通電し、逆方向に回転駆動する時他方のコイルのみにパルスを通電する。
【0005】
具体的には、該一対のコイルに対して該駆動回路の出力端子を切り換える為のスイッチを備えている。又、前記作動部材は該開口部を遮光可能な羽根部材であり、該パルスモータの順方向回転及び逆方向回転に応じて全閉位置と全開位置との間で往復移動する。この場合、該羽根部材の位置を検出して該パルスモータの回転方向を切り換える為の検出手段が備えられている。前記検出手段は該羽根部材の全開位置を検出する。前記検出手段は機械的に該羽根部材の位置を検出するマイクロスイッチである。あるいは、前記検出手段は光学的に該羽根部材の位置を検出する光電スイッチであっても良い。前記光電スイッチは、該地板側に固定された受光素子と、該羽根部材と該パルスモータの間を連結する駆動部材に設けた一対の可動片との組み合わせからなり、一方の可動片が該受光素子に整合した時の出力と他方の可動片が該受光素子に整合した時の出力との差に基づいて該羽根部材の位置を検出する。前記一対の可動片は互いに反射量が異なっている。なお、前記検出手段は該羽根部材の休止位置の検出を兼ねていても良い。
【0006】
本発明によれば、パルスモータが従来の双極を備えたU字型の鉄芯ではなく単極を備えた新構造の鉄芯を用いている。単極構造の鉄芯を一対用いて四極以上に着磁された永久磁石からなる回転子を双方向に回転駆動する。一対の単極構造鉄芯と回転子との相対的な位置関係を調整する事で、片側通電のみにより回転子を駆動できる。又、通電対象となる鉄芯を選択する事で、回転子の回転を順方向と逆方向で切り換えられる。この点に鑑み、本発明では一対のコイルに対して共通に設けた一系統の駆動回路のみでパルスモータを駆動する。即ち、一系統の駆動回路を切り換えて、回転子を順方向に回転駆動する時一方のコイルのみにパルスを通電し、逆方向に回転駆動する時他方のコイルのみにパルス通電を行なう。かかる構成によりパルスモータ自体の構造もコンパクト化できると共に、周辺の駆動回路構成も簡略化可能である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の最良な実施形態を詳細に説明する。図1は本発明にかかるカメラ用駆動装置の基本的な構成を示すブロック図である。本カメラ用駆動装置は基本的な構成として開口部を有する地板と、この開口部に対して移動可能に配された遮光羽根等の作動部材と、開口部の周辺に配され該作動部材を駆動するパルスモータと、このパルスモータにパルスを通電する駆動回路とを備えている。図1はパルスモータと駆動回路21を示している。
【0008】
パルスモータは、四極以上に着磁された永久磁石からなる回転子6と、開口部(図示せず)及び回転子6を通る直線の左右に配され各々回転子6の周面に対向する単極を備えた一対の鉄芯9と、この一対の鉄芯9に夫々巻回された一対のコイル10とで構成されている。なおコイル10はボビン11に嵌装されている。本例では、回転子6はN極とS極が二極づつの四極に着磁されている。その為、各極の周面は鉄芯9の磁極部9aに対して夫々90°角度範囲で対向する事になる。それに対して、磁極部9aは90°より狭い角度範囲での対向面を有するだけであり、しかも2個の磁極部9aは一方の磁極部に対して他方の磁極部を、回転子6の回転中心に対して僅かに回転させた位置となる様にして配置されている。かかる磁極部9aの配置構成により、回転子6の安定位置が規定されると共に、片方の鉄芯を励磁した場合における回転方向を規定する事が可能である。なお、コイル10は鉄芯9の磁極部9aから垂直に折り曲げられた巻回部9bの周囲に巻回されている。
【0009】
一方駆動回路21は、一対のコイル10,10に対して共通に設けた一系統の出力端子を有している。この出力端子を切り換える事により、回転子6を順方向(図示では反時計方向)に回転駆動する時右側のコイル10(以下、コイルAと称する場合がある)のみにパルスを通電し、逆方向(図示の例では時計方向)に回転駆動する時左側のコイル10(以下、コイルBと称する場合がある)のみにパルスを通電する。一対のコイル10,10に対して駆動回路21の出力端子を切り換える為のスイッチ23が備えられている。駆動回路21は電源ラインVccと接地ラインGNDとの間に接続されており、4個のトランジスタTR1〜TR4からなる。これらのトランジスタTR1〜TR4のオン/オフはCPU等からなる制御回路22により制御されている。図示では、スイッチ23は右側のコイルA側に投入されている。従って、一系統の駆動回路21はコイルAのみにパルスを通電し、回転子6を順方向(反時計方向)に回転駆動する。具体的には、トランジスタTR1〜TR4をオン/オフする事で、正極性パルス及び負極性パルスを交互にコイルAに印加して回転子6の順方向ステップ駆動を行なう。制御回路22によりTR1及びTR4をオンすると共にTR2及びTR3をオフすると、コイルAに正極性パルスが印加される。逆にTR2及びTR3をオンしTR1及びTR4をオフすると、コイルAに負極性パルスが印加される。同様に、スイッチ23を左側のコイルBに投入すると、一系統の駆動回路21はコイルBのみをパルス通電する事になり、正極性及び負極性パルスを交互に通電する事で、回転子6は逆方向(時計方向)にステップ回転する。
【0010】
図2は、回転子6を反時計方向へ回転させる場合の具体的な動作を示した模式図である。(a)は左右のコイル10に何れも通電していない状態を示している。この時、回転子6は右側のN極が右側の磁極部9aとの位置関係で時計方向へ引かれる。逆に左側のN極が左側の磁極部9aとの位置関係で反時計方向へ引かれる。両者のバランスによって回転子6は極めて安定した状態に保たれている。
【0011】
この状態で右側のコイルAに正極性のパルス通電を行なうと、(b)に示す様に右側の磁極部9aにN極が現われる。他方、左側の磁極部9aは支持部材(図示せず)を介して右側の磁極部9aに連結されている為、左側の磁極部9aには弱いS極が現われる。この為、回転子6は反時計方向へ回転し、(c)の位置で磁力のバランスが生じる為一旦停止する。
【0012】
次に、(c)の状態においてコイルAに負極性パルスの通電を行なうと、(d)に示す様に右側の磁極部9aにS極が現われ、左側の磁極部9aにはN極が弱く現われる。その為、回転子6はさらに反時計方向へ回転し、(e)の位置で停止する。この後、正極性及び負極性のパルスを交互に通電する事で回転子6はステップ回転を続ける。
【0013】
図3は、回転子6の逆方向(時計方向)回転動作を模式的に表わしたものである。(a)はコイルA及びBの何れにもパルスが給電されていない状態を示してある。この状態は、回転子6としては実質的に図2の(a)に示した場合と同じであり、安定位置にある。この状態から左側のコイルBに正極性パルスの通電を行なうと、(b)に示す様に左側の磁極部9aにN極が現われ、右側の磁極部9aにはS極が弱く現われる。その為回転子6は矢印で示す様に逆方向(時計方向)へ回転する。
【0014】
回転子6は(c)の位置で一旦停止するが、この状態でさらにコイルBに負極性パルスの通電を行なうと、(d)に示す様に、左側の磁極部9aにS極が現われ、右側の磁極部9aにはN極が弱く現われる。その為、回転子6はさらに時計方向へ回転し、(e)の位置で停止する。
【0015】
図4は本発明にかかるカメラ用駆動装置の他の実施形態を示しており、図1に示した実施形態と対応する部分には対応する参照番号を付して理解を容易にしている。駆動回路21は6個のトランジスタTR1〜TR6で構成されており、先の実施形態と同じく一系統である。これらのトランジスタTR1〜TR6のオン/オフは所定のシーケンスに従って制御回路22により制御されている。本実施形態ではカメラ用駆動装置が作動部材として地板の開口部を遮光可能な羽根部材を駆動している。この羽根部材はパルスモータの順方向回転及び逆方向回転に応じて全閉位置と全開位置との間で往復移動する。この羽根部材の位置を検出してパルスモータの回転方向を切り換える為の検出手段24が設けられている。本実施例では、この検出手段24は光学的に羽根部材の位置を検出する光電スイッチで構成されている。この光電スイッチは受光素子24aと発光素子24bとの組み合わせからなり、所謂フォトカプラと呼ばれている。制御回路22は受光素子24aからの出力に従って駆動回路21に含まれるトランジスタTR1〜TR6のオン/オフを制御し、コイルA又はBの何れか一方のみに片側通電を行なう。例えば、コイルAにパルス通電を行なう場合にはTR5及びTR6は常にオフ状態におかれる。そして、TR1及びTR4をオンする一方TR2及びTR3をオフする事で、コイルAに正極性パルスを印加できる。逆に、TR2及びTR3をオンする一方TR1及びTR4をオフする事でコイルAに負極性パルスを印加できる。これに対し、コイルBに通電する場合にはTR1及びTR2が常にオフ状態におかれる。そして、TR3及びTR6をオンする一方TR4及びTR5をオフする事で、コイルBに正極性パルスを印加できる。逆に、TR4及びTR5をオンすると共にTR3及びTR6をオフする事で、コイルBに負極性パルスを印加できる。
【0016】
次に、図5及び図6を参照して本発明にかかるカメラ用駆動装置の具体的な構成例を説明する。この実施例は本発明を一眼レフカメラ用の絞り羽根の駆動機構に適用したものであって、図5は一部を透視状態で示した平面図であり、図6は図5の要部断面図である。図5及び図6を参照して、本実施例の構成を説明する。外形が円形をしている地板1は合成樹脂製であって、その中央部には光軸を中心に円形の開口部1aが形成されている。この地板1の背面側即ちフィルム面側には略同一形状をしたカバー板2(図6)が取り付けられている。カバー板2の中央部には図示しないが上記の開口部1aと略同一形状の開口部が形成されている。これらの開口部によって被写体光をフィルム面に導入する露光用開口を形成している。そして、地板1とカバー板2との間に形成された羽根室には3枚の絞り羽根3が収容され、地板1のピン1bに回転可能に取り付けられている。但し、図示を簡略化する為3枚の絞り羽根3のうち1枚だけを示してある。なお、図5においては、絞り羽根3の全開位置が点線で示されている一方、全閉位置(閉鎖位置)が一点鎖線で示されている。駆動部材を構成する駆動リング4は、3個所に形成された切り欠き部4aを地板1に形成された抜き止め部1cに位置合わせをした状態で円形状の溝1dに嵌め込まれる。この駆動リング4は光軸を中心に回転可能となっている。この駆動リング4に設けた3つのピン4bは、地板1に夫々円弧状に形成された孔1e及び絞り羽根3に形成されたカム孔3aを貫通する。ピン4bの先端はさらにカバー板2に円弧状に形成された溝2aに嵌入している。モータ枠5は合成樹脂製であって、2つのピン5aを地板1の孔1fに嵌合させ、可撓性を有する2つのフック部5bを地板1の係止部1gに係合させる事によって地板1に取り付けられている。なお、モータ枠5の表面側に設けられた2つのピン5cは、プリント配線板(図示せず)を取り付ける為のものである。
【0017】
四極に着磁された永久磁石を有する回転子6は図6に示す様に地板1とモータ枠5によって軸受けされており、合成樹脂製の軸の下方には歯部6aが形成されている。なお、最近では磁性材料の粒子を合成樹脂材に混入し、上記の歯部6aも含め全体を1回の成形加工によって製作した回転子も知られている。本実施例の回転子6に代えて、この様な一体成形型の回転子6を採用しても良い。地板1にかしめられている軸7には親子歯車8が回転可能に取り付けられている。親歯車は回転子6の歯部6aに噛み合っている一方、子歯車は駆動リング4の歯部4cに噛み合っている。
【0018】
2つの鉄芯9が、回転子6の回転軸と光軸とを結んだ直線の左右両側に分かれて、対称的に配置されている。各鉄芯9は図6に示す様に光軸に対し垂直に延びた1つの磁極部9aと光軸に対し平行に延びた巻回部9bとを有している。さらに図5に示す様に、磁極部9aの近傍位置には張り出し部9cが形成されていると共に、巻回部9bの先端部には結合部9dが形成されている。各巻回部9bにはコイル10を巻いたボビン11が嵌装されている。又、各張り出し部9cは地板1の肉厚部に夫々形成された溝1hに嵌合し、夫々の磁極部9aを回転子6の周面に対向させている。両鉄芯9は各結合部9dを磁性材料からなる支持部材12の孔に嵌合させる事で、相互に連結されている。又、モータ枠5に設けられている2つのピン5dと回転子6の軸受け部とが、夫々支持部材12に形成された孔に嵌合し、支持部材12及び各鉄芯9を固定している。
【0019】
羽根6は駆動リング4を介してパルスモータの回転子6の順方向回転及び逆方向回転に応じて全閉位置と全開位置との間で往復移動する。本実施例では羽根3の位置を検出してパルスモータの回転方向を切り換える為の検出手段24を備えている。この検出手段24は羽根3のほぼ全閉位置及び全開位置を検出する。検出手段24は光学的に羽根3の位置を検出する光電スイッチからなる。この光電スイッチは地板1側に固定された受光素子24aと、羽根3とパルスモータの間を連結する駆動リング4に設けた一対の可動片24d,24eとの組み合わせからなる。一方の可動片24dが受光素子24aの受光領域24cに整合した時の出力と他方の可動片24eが同じく受光領域24cに整合した時の出力との差に基づいて羽根3の位置を検出する。この一対の可動片24d,24eは互いに反射量が異なる様にその形状又は表面反射率が設定されている。なお、この検出手段24は羽根3の休止位置(例えば全閉位置)の検出を兼ねている。
【0020】
引き続き図5及び図6を参照して、本実施例にかかる駆動装置の動作を詳細に説明する。本実施例は、既に述べた様に一眼レフカメラの絞り開閉機構である。この様な絞り開閉機構においては、カメラの不使用時にはフォーカルプレーンシャッタからの漏光防止対策として、絞り羽根3を絞り込む様にしておくのが普通である。本実施例の場合には露光用開口部を完全に閉鎖させるタイプを示しているが、本発明はこの様なタイプに限定されるものではなく、最小口径位置までしか閉鎖されないものにも適用可能である。あるいは、カメラの不使用時、露光用開口部を全開させるタイプにも適用できる。
【0021】
本実施例においては、絞り羽根3の初期位置(休止位置)は図5に示した一点鎖線の全閉位置である。従って、この初期状態では駆動リング4は図5に示した位置から時計方向に回転された位置にある事になる。この様な閉鎖状態(全閉状態)から、撮影に先立って電源スイッチを投入すると、右側のコイル10(コイルA)がパルス通電され、回転子6が順方向(反時計方向)へ回転する。この回転は歯部6aから親子歯車8を介して減速され、駆動リング4に伝達される。この為、駆動リング4が反時計方向へ回転し、絞り羽根3が開口部1aを全開させる。この全開状態で停止した絞り羽根3の位置が図5に点線で示されている。
【0022】
図5に示す様に全開状態になると、ミラーによってファインダーに導かれる被写体光が最大となるので、被写体像が見やすくなる。次に、シャッタをレリーズすると、シャッタ羽根(図示せず)の開閉作動が行なわれる。本実施例ではその前に、ミラーのはね上げと相前後して左側のコイル10(コイルB)にパルス通電を行ない、回転子6を逆方向(時計方向)へ回転する。この回転は親子歯車8を介して駆動リング4に伝達され、駆動リング4を時計方向へ回転させる。その為、絞り羽根3は徐々に開口部1aの開口面積を絞り込み、所定の絞り口径位置で停止する。
【0023】
この時の絞り口径の大きさは、予め撮影者が選択する場合もあるし、自動的に決定される場合もある。その後、シャッタ羽根が開閉作動し撮影が実行される。このシャッタ羽根の作動が終了するとミラーが原位置へ復帰する。この時同時にコイルAがパルス通電され、回転子6は順方向(反時計方向)へ回転する。この為、絞り羽根3は駆動リング4を介して開口作動し、図5に点線で示した全開状態で停止する。従って、次の撮影が続けて可能になる。次の撮影を行なわず、この様な撮影待機状態を解除する場合には、カメラの電源スイッチをオフする。この時には、回転子6が逆方向(時計方向)へ回転し、絞り羽根3は開口部1aを完全に閉じ、一点鎖線で示した位置で停止する。
【0024】
図7はパルスモータの回転と絞り開口との関係を示すタイムチャートである。絞り羽根が休止位置(全閉位置)にある状態で、コイルAに正極性パルス及び負極性パルスを交互に通電すると、絞り羽根は全閉位置から全開位置に向って段階的に走行する。絞り羽根が全開位置に到達した事を検出手段が検出すると、パルス通電がコイルA側からコイルB側に切り換えられる。これにより絞り羽根は全開位置から全閉位置に向って走行する。途中の段階でコイルBに対するパルス通電を停止する事により、所望のF値が得られる。この様に、本実施例によれば、コイルAに対する正極性及び負極性パルスの通電によって絞り羽根に開き作動を行なわせ、コイルBに対する正極性及び負極性パルスの通電によって絞り羽根に閉じ作動を行なわせる様にしたものである。何れの作動においても両方のコイルに同時通電する場合に対して消費電力が略半分で済むという特徴があり、最近のカメラの様に3Vのリチウム乾電池1本で対応しなければならない様な場合には極めて有効である。なおこの実施例の説明においては、コイルに通電されていなくても回転子が安定した状態にあるという前提で説明した。しかし、実際には不慮の原因で回転子が所定の位置にない事がある場合が考えられる。その様な心配がある場合には、例えば図2の(a)の状態で先ずコイルAに負極性パルスの通電をして右側の鉄芯の磁極部にS極を生じさせ、回転子を初期位置に確実に位置決めする様にし、その次に図2の(b)の様に正極性のパルス通電を行ない反時計方向へ回転させる様にすれば良い。同様に、時計方向へ回転させる場合には、図3の(a)の状態において、先ずコイルBに予備通電し、左側の鉄芯の磁極部にS極を生じさせ、回転子を初期位置に確実に位置決めしてから、図3の(b)の様にして回転させれば良い。
【0025】
さらに、上記の実施例は本発明を絞り羽根の駆動機構に適用した場合で説明したが、本発明をシャッタ羽根の駆動機構に適用する事も可能である。又、本発明における駆動部材はリング部材に限られずレバー部材であってもリンク部材であっても差支えない。さらに、実施例においては回転子の出力を歯車によって取り出しているが、偏心カム等のカム部材によって取り出す様にしても構わない。
【0026】
図8は検出手段24の具体的な構成例を示す模式的な部分平面図である。絞り羽根が全開位置にある時、一方の可動片24dが受光素子24aの受光領域24cに整合している。この可動片24dは大きな面積を有し、受光領域24cが大幅に遮光される。一方、駆動リング4が反時計方向に回転し遮光羽根が全閉位置に到ると、他方の可動片24eが受光領域24cと整合する。この可動片24eは小さな面積を有し、受光領域24cの遮光範囲が小さくなる。
【0027】
図9は受光素子24aの出力電圧を示したグラフである。全開状態では受光領域24cが可動片24dで大きく覆われている為、出力電圧が低い。一方、全閉状態では受光領域24cが比較的小さな可動片24eで覆われる為、出力電圧は上昇する。全開状態及び全閉状態における出力電圧の差を検出する事で、遮光羽根の現在位置を検出可能である。
【0028】
図10は、図8に示した検出手段24の変形例を示す模式的な部分平面図である。この変形例では一対の可動片24d,24eの表面反射率が異なっており、これに応じて受光素子24aの出力電圧に差が生じる。
【0029】
図11は検出手段24の他の例を示す模式的な平面図である。本例では検出手段24がマイクロスイッチ24fからなり、機械的に遮光羽根の位置を検出する様にしている。即ち、遮光羽根の全開位置及び全閉位置に対応した可動片24d及び24eにより、マイクロスイッチ24fが切り換えられる様になっている。この様なマイクロスイッチ24fは図1に示したスイッチ23として用いる事ができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、駆動回路が一対のコイルに対して共通に設けた一系統の出力端子を有し、この出力端子を切り換えて回転子を順方向に回転駆動する時一方のコイルのみにパルスを通電し、逆方向に回転駆動する時他方のコイルのみにパルスを通電している。従来の様に両方同時通電ではなく片側通電を採用しているので、消費電流を削減でき、電池寿命が長くなるという効果が得られる。又、駆動回路の構成が簡略化できる為その分回路構成の小型化が可能になり、且つ回路の製造コストも低減化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるカメラ用駆動装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示したパルスモータの動作説明に供する模式図である。
【図3】同じくパルスモータの動作説明に供する模式図である。
【図4】本発明にかかるカメラ用駆動装置の他の実施形態を示す回路図である。
【図5】本発明にかかるカメラ用駆動装置の実施例を示す平面図である。
【図6】同じく本発明にかかるカメラ用駆動装置の実施例を示す部分断面図である。
【図7】図5及び図6に示した実施例に組み込まれるパルスモータの動作説明に供するタイミングチャートである。
【図8】図5及び図6に示した実施例に組み込まれる検出手段の具体的な構成例を示す部分平面図である。
【図9】図8に示した検出手段の動作説明に供するグラフである。
【図10】検出手段の他の例を示す部分平面図である。
【図11】検出手段の別の例を示す部分平面図である。
【図12】従来のカメラ用駆動装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
1…地板、1a…開口部、3…絞り羽根、6…回転子、9…鉄芯、10…コイル、21…駆動回路、22…制御回路、23…スイッチ、24…検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving device for an operation member such as a light shielding blade incorporated in a camera. More specifically, the present invention relates to a pulse energization control technique for a pulse motor used as a power source for a camera drive device.
[0002]
[Prior art]
In general, a camera driving device includes a base plate having an opening, an operating member such as a light-shielding blade arranged to be movable with respect to the opening, a pulse motor arranged around the opening and driving the operating member, And a drive circuit for supplying a pulse to the pulse motor. FIG. 12 shows a general configuration of a conventional camera driving device. The pulse motor is composed of a rotor composed of a multi-pole magnetized permanent magnet, an iron core (yoke) facing the peripheral surface, and a coil wound around the iron core. For example, two U-shaped yokes are used as the iron core, and coils A and B are wound around each. In order to energize these coils A and B with pulses, two systems of
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional camera drive device is provided with the two systems of
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems of the conventional technology, the following measures were taken. That is, the camera drive device according to the present invention has, as a basic configuration, a ground plane having an opening, an operation member that is movably arranged with respect to the opening, and an operation member that is arranged around the opening. A pulse motor for driving the member and a drive circuit for energizing the pulse motor with a pulse are provided. As a characteristic matter, the pulse motor has a rotor composed of permanent magnets magnetized with four or more poles, and a single pole that is arranged on the left and right of a straight line passing through the opening and the rotor and that faces the circumferential surface of the rotor. A pair of iron cores provided, and a pair of coils wound around the pair of iron cores, respectively. Further, the drive circuit has a system of output terminals provided in common for the pair of coils. When this output terminal is switched to rotate the rotor in the forward direction, only one coil is pulsed. When energized and driven to rotate in the reverse direction, only the other coil is energized with a pulse.
[0005]
Specifically, a switch is provided for switching the output terminal of the drive circuit for the pair of coils. The actuating member is a blade member capable of shielding the opening, and reciprocates between a fully closed position and a fully opened position in accordance with forward rotation and reverse rotation of the pulse motor. In this case, detection means for detecting the position of the blade member and switching the rotation direction of the pulse motor is provided. The detecting means is the blade member. All of Detect open position. The detection means is a micro switch that mechanically detects the position of the blade member. Alternatively, the detection means may be a photoelectric switch that optically detects the position of the blade member. The photoelectric switch is composed of a combination of a light receiving element fixed to the ground plane side and a pair of movable pieces provided on a driving member that connects between the blade member and the pulse motor. The position of the blade member is detected based on the difference between the output when matched with the element and the output when the other movable piece is matched with the light receiving element. The pair of movable pieces have different reflection amounts. In addition, the said detection means may serve also as the detection of the rest position of this blade member.
[0006]
According to the present invention, the pulse motor uses a new structure iron core having a single pole instead of a U-shaped iron core having a conventional bipolar structure. Using a pair of iron cores with a single pole structure, a rotor composed of permanent magnets magnetized to four or more poles is rotated in both directions. By adjusting the relative positional relationship between the pair of monopolar iron cores and the rotor, the rotor can be driven only by energization on one side. Also, by selecting the iron core to be energized, the rotation of the rotor can be switched between the forward direction and the reverse direction. In view of this point, in the present invention, the pulse motor is driven by only one system of drive circuits provided in common for the pair of coils. That is, by switching a single drive circuit, a pulse is energized only to one coil when the rotor is driven to rotate in the forward direction, and a pulse energization is performed only to the other coil when the rotor is rotated in the reverse direction. With this configuration, the structure of the pulse motor itself can be made compact, and the peripheral drive circuit configuration can be simplified.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a camera drive device according to the present invention. This camera drive device basically has a base plate having an opening, an operating member such as a light-shielding blade arranged so as to be movable with respect to the opening, and is arranged around the opening to drive the operating member. And a drive circuit for supplying a pulse to the pulse motor. FIG. 1 shows a pulse motor and a
[0008]
The pulse motor includes a
[0009]
On the other hand, the
[0010]
FIG. 2 is a schematic diagram showing a specific operation when the
[0011]
When a positive pulse current is applied to the right coil A in this state, an N pole appears in the right
[0012]
Next, when a negative polarity pulse is applied to the coil A in the state (c), the S pole appears in the right
[0013]
FIG. 3 schematically shows the reverse (clockwise) rotation operation of the
[0014]
The
[0015]
FIG. 4 shows another embodiment of the camera drive device according to the present invention. Parts corresponding to those in the embodiment shown in FIG. 1 are given corresponding reference numerals for easy understanding. The
[0016]
Next, a specific configuration example of the camera drive device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In this embodiment, the present invention is applied to a driving mechanism of a diaphragm blade for a single-lens reflex camera. FIG. 5 is a plan view partially showing a perspective view, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part of FIG. FIG. The configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The
[0017]
A
[0018]
Two
[0019]
The
[0020]
The operation of the driving apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. This embodiment is an aperture opening / closing mechanism of a single-lens reflex camera as already described. In such an aperture opening / closing mechanism, it is usual to narrow down the
[0021]
In the present embodiment, the initial position (rest position) of the
[0022]
As shown in FIG. 5, in the fully opened state, the subject light guided to the finder by the mirror is maximized, so that the subject image is easy to see. Next, when the shutter is released, a shutter blade (not shown) is opened and closed. In this embodiment, before that, the left coil 10 (coil B) is energized with a pulse before and after the mirror is raised, and the
[0023]
The size of the aperture at this time may be selected in advance by the photographer or may be automatically determined. Thereafter, the shutter blades are opened and closed to perform photographing. When the operation of the shutter blade is completed, the mirror returns to the original position. At the same time, the coil A is energized with pulses, and the
[0024]
FIG. 7 is a time chart showing the relationship between the rotation of the pulse motor and the aperture opening. When the positive pulse and the negative pulse are alternately supplied to the coil A in a state where the diaphragm blade is in the rest position (fully closed position), the diaphragm blade travels stepwise from the fully closed position toward the fully opened position. When the detection means detects that the aperture blade has reached the fully open position, the pulse energization is switched from the coil A side to the coil B side. As a result, the diaphragm blades travel from the fully open position toward the fully closed position. A desired F value can be obtained by stopping the pulse energization to the coil B at an intermediate stage. Thus, according to the present embodiment, the opening operation is performed on the diaphragm blades by energizing the positive and negative pulses to the coil A, and the closing operation is performed on the diaphragm blades by energizing the positive and negative pulses to the coil B. It is something to be done. In either operation, the power consumption is almost half compared to the case where both coils are energized at the same time. When a single 3V lithium battery needs to be used like a recent camera, Is extremely effective. In the description of this embodiment, the description has been made on the assumption that the rotor is in a stable state even when the coil is not energized. However, there may be a case where the rotor may not be in a predetermined position due to an unexpected cause. If there is such a concern, for example, in the state of FIG. 2 (a), the coil A is first energized with a negative pulse to generate an S pole in the magnetic pole part of the right iron core, and the rotor is initialized. Positioning is surely performed at the position, and then, as shown in FIG. 2 (b), a positive pulse current is applied to rotate counterclockwise. Similarly, when rotating clockwise, in the state of FIG. 3A, first, the coil B is first pre-energized to generate the S pole in the magnetic pole part of the left iron core, and the rotor is brought to the initial position. After positioning with certainty, it may be rotated as shown in FIG.
[0025]
Further, although the above embodiment has been described in the case where the present invention is applied to the diaphragm blade driving mechanism, the present invention can also be applied to the shutter blade driving mechanism. Further, the drive member in the present invention is not limited to the ring member, and may be a lever member or a link member. Further, in the embodiment, the output of the rotor is taken out by a gear, but it may be taken out by a cam member such as an eccentric cam.
[0026]
FIG. 8 is a schematic partial plan view showing a specific configuration example of the detection means 24. When the aperture blade is in the fully open position, one
[0027]
FIG. 9 is a graph showing the output voltage of the
[0028]
FIG. 10 is a schematic partial plan view showing a modification of the detection means 24 shown in FIG. In this modification, the pair of
[0029]
FIG. 11 is a schematic plan view showing another example of the detection means 24. In this example, the detection means 24 comprises a microswitch 24f, and mechanically detects the position of the light shielding blade. That is, the microswitch 24f is switched by the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the drive circuit has one output terminal provided in common for the pair of coils and the output terminal is switched to rotate the rotor in the forward direction. Only one coil is energized with a pulse, and when rotating in the opposite direction, only the other coil is energized with a pulse. Since both sides energization is adopted instead of simultaneous energization as in the prior art, the current consumption can be reduced and the battery life can be increased. In addition, since the configuration of the drive circuit can be simplified, the circuit configuration can be reduced accordingly, and the manufacturing cost of the circuit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a camera drive device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the pulse motor shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the pulse motor.
FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the camera drive device according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing an embodiment of a camera drive device according to the present invention.
FIG. 6 is a partial sectional view showing an embodiment of a camera drive device according to the present invention.
7 is a timing chart for explaining the operation of the pulse motor incorporated in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6. FIG.
8 is a partial plan view showing a specific configuration example of detection means incorporated in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6. FIG.
FIG. 9 is a graph for explaining the operation of the detection means shown in FIG.
FIG. 10 is a partial plan view showing another example of detection means.
FIG. 11 is a partial plan view showing another example of detection means.
FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of a conventional camera drive device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記パルスモータは、四極以上に着磁された永久磁石からなる回転子と、該開口部及び回転子を通る直線の左右に配され各々該回転子の周面に対向する単極を備えた一対の鉄芯と、該一対の鉄芯に夫々巻回された一対のコイルとで構成され、
前記駆動回路は、該一対のコイルに対して共通に設けた一系統の出力端子を有し、この出力端子を切り換えて該回転子を順方向に回転駆動する時一方のコイルのみにパルスを通電し逆方向に回転駆動する時他方のコイルのみにパルスを通電する事を特徴とするカメラ用駆動装置。A ground plane having an opening, an operating member arranged to be movable with respect to the opening, a pulse motor arranged around the opening and driving the operating member, and a drive for energizing the pulse motor with a pulse In a camera drive device comprising a circuit,
The pulse motor includes a rotor composed of permanent magnets magnetized with four or more poles, and a pair of single poles arranged on the left and right sides of a straight line passing through the opening and the rotor, each facing a circumferential surface of the rotor. And a pair of coils wound respectively around the pair of iron cores,
The drive circuit has a single output terminal provided in common for the pair of coils, and when the output terminal is switched to rotate the rotor in the forward direction, only one coil is energized. A camera driving device characterized in that, when rotationally driven in the reverse direction, a pulse is applied only to the other coil.
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