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JP5328187B2 - Blade driving device and imaging device - Google Patents

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JP5328187B2
JP5328187B2 JP2008075757A JP2008075757A JP5328187B2 JP 5328187 B2 JP5328187 B2 JP 5328187B2 JP 2008075757 A JP2008075757 A JP 2008075757A JP 2008075757 A JP2008075757 A JP 2008075757A JP 5328187 B2 JP5328187 B2 JP 5328187B2
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Description

本発明は、光量を規制するためのシャッタ羽根や絞り羽根を成す羽根部材を駆動する羽根駆動装置および該羽根駆動装置を具備する撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a blade driving device that drives a blade member that forms a shutter blade or a diaphragm blade for regulating the amount of light, and an imaging device that includes the blade driving device.

従来から、カメラ等の光量を規制するためのシャッタ羽根や絞り羽根を駆動する装置の駆動源として、ステッピングモータが使われている。ステッピングモータは、開ループ制御により容易に位置や速度を決めることができ、制御系が簡単になるというメリットがある。その反面、ステッピングモータには脱調現象を生じるという問題がある。脱調現象とは、駆動トルクよりも負荷トルクの方が上まってしまい、ステッピングモータのロータが指令信号に追従できなくなり、回転を停止してしまう現象をいう。   Conventionally, a stepping motor has been used as a drive source of a device for driving a shutter blade or a diaphragm blade for regulating the amount of light of a camera or the like. The stepping motor has an advantage that the position and speed can be easily determined by open loop control, and the control system is simplified. On the other hand, the stepping motor has a problem of causing a step-out phenomenon. The step-out phenomenon is a phenomenon in which the load torque is higher than the driving torque, and the rotor of the stepping motor cannot follow the command signal and stops rotating.

近年のカメラの小型化や高性能化の要求に伴い、モータにも小型化、省電力化、高速化が求められている。これらはすべて脱調現象を誘起する方向に働くため、これらを実現するためには、脱調現象への対策が不可欠である。脱調現象を避けるためにはモータの駆動トルクに余裕をもたせなければならず、小型のモータを使うことが難しかった。   Along with recent demands for miniaturization and higher performance of cameras, motors are also required to be smaller, save power, and speed up. Since these all work in the direction of inducing a step-out phenomenon, in order to realize these, measures against the step-out phenomenon are indispensable. In order to avoid the step-out phenomenon, the motor drive torque must be provided with a margin, and it was difficult to use a small motor.

脱調現象への対策として、特許文献1には、次のような技術が開示されている。ステッピングモータを駆動させて絞り羽根を動かした際、該絞り羽根の絞り値が特定の値になると信号を出力する特定絞り値検出部を備える。そして、特定絞り値検出部から信号が出力されない時には、脱調現象が発生していると判定する。脱調現象であると検出したら、まず、低速、高トルク駆動を行ってロータを初期位置へ戻す。その後は、絞り羽根の速度を、脱調現象を検出したときよりも遅くすることでトルクを向上させ、脱調現象が生じないようにしている。   As a countermeasure against the step-out phenomenon, Patent Document 1 discloses the following technique. When the aperture blade is moved by driving the stepping motor, a specific aperture value detection unit is provided that outputs a signal when the aperture value of the aperture blade reaches a specific value. When no signal is output from the specific aperture value detection unit, it is determined that a step-out phenomenon has occurred. If the step-out phenomenon is detected, first, the rotor is returned to the initial position by low-speed, high-torque driving. After that, the speed of the aperture blade is made slower than when the step-out phenomenon is detected, so that the torque is improved and the step-out phenomenon does not occur.

しかし、上記特許文献1に開示された技術は、脱調現象が生じた時の対策を示すものであり、脱調現象が生じないようにするものではない。このため、モータのトルクが小さければ脱調現象が起こることに変わりがないものであった。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 shows a countermeasure when a step-out phenomenon occurs, and does not prevent the step-out phenomenon from occurring. For this reason, if the torque of the motor is small, the step-out phenomenon will not change.

これに対し、ステッピングモータのロータ位置を検出する位置センサを取り付け、ロータの回転に合わせてコイルへの通電を切り換えていくことで脱調現象が生じないようにする、いわゆるブラシレス駆動を行う技術が特許文献2に開示されている。この種のモータをシャッタ装置に用いることにより、脱調現象の生じないシャッタ装置とすることができる。また、この駆動技術は、開ループ制御でステッピングモータを駆動させるよりも、高速で高効率の駆動が行える。したがって、この種のモータを用いることで、シャッタ装置の高速化および高効率化に役立つことになる。
特開平2−105121号公報 特開平10−150798号公報
On the other hand, there is a technology that performs so-called brushless driving that attaches a position sensor that detects the rotor position of the stepping motor and prevents the out-of-step phenomenon by switching the energization to the coil according to the rotation of the rotor. It is disclosed in Patent Document 2. By using this type of motor in the shutter device, a shutter device in which a step-out phenomenon does not occur can be obtained. In addition, this driving technique can perform high-speed and high-efficiency driving rather than driving the stepping motor by open loop control. Therefore, the use of this type of motor is useful for increasing the speed and efficiency of the shutter device.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-105121 JP-A-10-150798

しかしながら、特許文献2に示されている構成のモータは、ロータの位置を読み取るための位置センサをモータに内蔵させる必要があるため、該モータの大型化を招き、シャッタ装置や絞り装置、つまり羽根駆動装置の小型化を妨げてしまうものであった。   However, since the motor having the configuration shown in Patent Document 2 needs to incorporate a position sensor for reading the position of the rotor into the motor, the motor is increased in size, and the shutter device and the diaphragm device, that is, the blades This hinders downsizing of the driving device.

(発明の目的)
本発明の目的は、ステッピングモータを大型化することなく、脱調現象の発生を無くすることのできる羽根駆動装置および撮像装置を提供しようとするものである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide a blade driving device and an imaging device that can eliminate the occurrence of a step-out phenomenon without increasing the size of a stepping motor.

上記目的を達成するために、本発明は、被検出部が形成され、駆動されることで光量を規制する羽根部材と、第1のコイルおよび第2のコイルを有し、前記羽根部材を駆動するステッピングモータと、前記羽根部材が駆動されるとき、前記被検出部の有無を検出し、前記ステッピングモータを1ステップ分動かしたときに1パルスの出力信号を出力する検出手段と、前記出力信号の出力を受けて前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向を切り換える駆動制御手段と備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has a blade member that regulates the amount of light when a detected portion is formed and driven, a first coil, and a second coil, and drives the blade member. a stepping motor for, when said blade member is driven, said detecting the presence or absence of the detection unit, a detecting means for outputting an output signal of one pulse when said moved one step of the stepping motor, before Kide and drive control means for receiving an output of the force signal switching the energizing direction of the first coil or the second coil, and wherein the Rukoto equipped with.

同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記羽根駆動装置を具備する撮像装置とするものである。   Similarly, in order to achieve the above object, the present invention is an imaging device including the blade driving device of the present invention.

本発明によれば、ステッピングモータを大型化することなく、脱調現象の発生を無くすることができる羽根駆動装置または撮像装置を提供できるものである。   According to the present invention, it is possible to provide a blade driving device or an imaging device that can eliminate the occurrence of the step-out phenomenon without increasing the size of the stepping motor.

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例1ないし3に示す通りである。   The best mode for carrying out the present invention is as shown in Examples 1 to 3 below.

図1は本発明の実施例1に係る羽根駆動装置の一例であるシャッタ装置の構成を示す分解斜視図である。図1において、1はブラシレスのステッピングモータであり、第1、第2のコイルを有するステータおよびマグネットを有するロータによって構成される。そして、第1、第2のコイルへ流す電流の方向を順次切り換えることによって、ロータを所定の角度だけ回転させることができる。ステッピングモータ1のステータは、図示しない方法により地板5に固定されている。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a shutter device which is an example of a blade driving device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a brushless stepping motor, which includes a stator having first and second coils and a rotor having a magnet. Then, the rotor can be rotated by a predetermined angle by sequentially switching the direction of the current flowing through the first and second coils. The stator of the stepping motor 1 is fixed to the main plate 5 by a method not shown.

2は地板5に対して回転可能に支持されたロータリープレートであり、シャッタ羽根であるところの遮光羽根4を回転させる駆動ピン21を備える。ロータリープレート2には、ステッピングモータ1のピニオンと噛み合うギヤ部22を備える。3は図示しない方法で地板5に固定された位置センサであり、遮光羽根4の位置を読み取ることができる。本実施例1では、位置センサ3として光学式の位置センサを用い、遮光羽根4に設けたスリット41の位置を読み取ることで、該遮光羽根4の位置(開閉状態)を特定している。詳しくは、遮光羽根4に設けられたスリット41の有無を検出し、空隙であればL(ローレベルを意味する)の信号を、スリットであればH(ハイレベルを意味する)の信号を出力し、そのH、Lの個数により遮光羽根4の位置(遮光状態)を特定している。   A rotary plate 2 is rotatably supported with respect to the base plate 5 and includes a drive pin 21 that rotates the light shielding blade 4 that is a shutter blade. The rotary plate 2 includes a gear portion 22 that meshes with the pinion of the stepping motor 1. Reference numeral 3 denotes a position sensor fixed to the base plate 5 by a method not shown, and can read the position of the light shielding blade 4. In the first embodiment, an optical position sensor is used as the position sensor 3, and the position (opening / closing state) of the light shielding blade 4 is specified by reading the position of the slit 41 provided in the light shielding blade 4. Specifically, the presence / absence of the slit 41 provided in the light shielding blade 4 is detected, and if it is a gap, an L (low level) signal is output, and if it is a slit, an H (high level) signal is output. The position of the light shielding blade 4 (light shielding state) is specified by the number of H and L.

上記遮光羽根4は2枚の羽根部材より成り、穴42を中心に回転することで地板5に設けられた開口部52を開閉して光量を規制する。遮光羽根4は、位置検出に用いる信号発生部として上記したスリット41を複数(図1では4個)備えている。また、駆動ピン21に嵌合する穴42とカム溝51に案内される突起43を有し、ロータリープレート2の回転によって地板5に開けられた開口部52の開口量を規制する。地板5は、上記したように、遮光羽根4を案内するカム溝51を備えると共に、光束を通過させるための開口部52を有する。また、地板5には、ロータリープレート2の軸部、ステッピングモータ1のステータ部および位置センサ3が固定されている。   The light shielding blade 4 is composed of two blade members, and rotates around the hole 42 to open and close the opening 52 provided in the base plate 5 to regulate the amount of light. The light shielding blade 4 is provided with a plurality of slits 41 (four in FIG. 1) as signal generating parts used for position detection. Further, a hole 42 fitted into the drive pin 21 and a projection 43 guided by the cam groove 51 are provided, and the opening amount of the opening 52 opened in the base plate 5 by the rotation of the rotary plate 2 is regulated. As described above, the base plate 5 includes the cam groove 51 for guiding the light shielding blade 4 and the opening 52 for allowing the light beam to pass therethrough. Further, the shaft portion of the rotary plate 2, the stator portion of the stepping motor 1, and the position sensor 3 are fixed to the base plate 5.

6は裏蓋であり、地板5に固定されることで遮光羽根4が脱落することを防止している。7はキャップであり、地板5に固定することでロータリープレート2が脱落することを防止している。 A back cover 6 is fixed to the base plate 5 to prevent the light shielding blade 4 from falling off. Reference numeral 7 denotes a cap that prevents the rotary plate 2 from falling off by being fixed to the base plate 5.

次に、遮光羽根4に設けられた複数のスリット41の間隔について説明する。   Next, the interval between the plurality of slits 41 provided in the light shielding blade 4 will be described.

図2は、ステッピングモータ1を開ループ制御で駆動したときの、ロータの回転角度と第1及び第2のコイルに印加する電圧との関係、およびそのときの位置センサ3のセンサ信号との関係を示している。ロータが1ステップ回転する毎に、位置センサ3から出力される出力信号、つまりセンサ信号がLからHへ、あるいはHからLへ切り換わる。   FIG. 2 shows the relationship between the rotation angle of the rotor and the voltage applied to the first and second coils when the stepping motor 1 is driven by open loop control, and the relationship between the sensor signal of the position sensor 3 at that time. Is shown. Each time the rotor rotates one step, the output signal output from the position sensor 3, that is, the sensor signal is switched from L to H or from H to L.

ここで、ロータが1ステップ進むときに遮光羽根4の遮光面が回転する角度は、カム溝51のカム形状によって変わってくる。したがって、遮光面に設けられるスリット41の間隔は一般には不均等になる。そこで、スリット41の間隔を調整することで、ロータの1ステップに合わせて、位置センサ3から図2のようなセンサ信号が出力されるようにする。   Here, the angle at which the light shielding surface of the light shielding blade 4 rotates when the rotor advances one step varies depending on the cam shape of the cam groove 51. Therefore, the interval between the slits 41 provided on the light shielding surface is generally unequal. Therefore, by adjusting the interval between the slits 41, the position sensor 3 outputs a sensor signal as shown in FIG. 2 in accordance with one step of the rotor.

なお、本実施例1では、第1及び第2のコイルの両方に通電する、2相駆動の方式を示しているが、これに限るものではなく、2つのコイルへの通電と片方のコイルのみへの通電を交互に繰り返す、1−2相駆動など他の駆動方法を用いても良い。この場合、ロータの1ステップの角度が変わるが、その駆動方法におけるロータの1ステップに合わせて位置センサ3から1パルスのセンサ信号を出力されるようにする。   In the first embodiment, a two-phase driving method is shown in which both the first and second coils are energized. However, the present invention is not limited to this, and only two coils and one coil are energized. Other driving methods such as 1-2 phase driving may be used in which energization is alternately repeated. In this case, the angle of one step of the rotor is changed, but the sensor signal of one pulse is output from the position sensor 3 in accordance with one step of the rotor in the driving method.

図3は、本実施例1に係わるシャッタ装置の電気的構成を示す図であり、図3において、101は駆動パルスおよび回転方向信号が入力するデコーダである。102はデコーダ101からの信号にしたがってステッピングモータ1内の第1のコイル1a、第2のコイル1bを駆動するコイル駆動部である。103はステッピングモータ1の動力を遮光羽根に伝達する伝達機構であり、図1のロータリープレート2がこれに相当する。   FIG. 3 is a diagram illustrating an electrical configuration of the shutter device according to the first embodiment. In FIG. 3, reference numeral 101 denotes a decoder to which a drive pulse and a rotation direction signal are input. A coil driving unit 102 drives the first coil 1a and the second coil 1b in the stepping motor 1 in accordance with a signal from the decoder 101. Reference numeral 103 denotes a transmission mechanism that transmits the power of the stepping motor 1 to the light shielding blade, and the rotary plate 2 in FIG. 1 corresponds to this.

上記のように構成したシャッタ装置において、カメラのシャッタレリーズボタンが押されるなど、外部から駆動開始信号(駆動パルスおよび回転方向信号)が入力されたとする。すると、デコーダ101およびコイル駆動部102を介して第1、第2のコイル1a,1bへの通電が開始され、ステッピングモータ1が回転をするようになる。ステッピングモータ1が1ステップ分回転し、その動きが伝達機構103を介して遮光羽根4に伝達され、該遮光羽根4が1ステップ分回転すると、位置センサ3からのセンサ信号がHからLへ切り換わる。デコーダ101はそのセンサ信号の切り換わりを受けて、第2のコイル1bへの通電する方向を切り換える。通電の切り換えにより、ロータが次の1ステップ分の回転をする。このように、センサ信号がLからHへ切り換わったときに第1のコイル1aへの通電する方向を切り換え、センサ信号がHからLへ切り換わったときに第2のコイル1bへ通電する方向を切り換えていく。このようにすることで、遮光羽根4は回転を続ける。   In the shutter device configured as described above, it is assumed that a drive start signal (a drive pulse and a rotation direction signal) is input from the outside, such as a shutter release button of a camera being pressed. Then, energization to the first and second coils 1a and 1b is started via the decoder 101 and the coil driving unit 102, and the stepping motor 1 starts rotating. The stepping motor 1 rotates by one step, and its movement is transmitted to the light shielding blade 4 via the transmission mechanism 103. When the light shielding blade 4 rotates by one step, the sensor signal from the position sensor 3 is switched from H to L. Change. In response to the switching of the sensor signal, the decoder 101 switches the direction of energization to the second coil 1b. By switching the energization, the rotor rotates for the next one step. In this way, the direction of energization to the first coil 1a is switched when the sensor signal is switched from L to H, and the direction of energization to the second coil 1b is switched when the sensor signal is switched from H to L. Switch. By doing so, the light shielding blade 4 continues to rotate.

所定の回転を終えて遮光羽根4が所定の量閉じ切ったら、所定のシャッタスピード分の露光時間だけその位置で停止する。そして、閉じるときとは逆方向の回転をして、シャッタを開ける。この過程において、負荷が重くなる、電池の消耗などで駆動トルクが下がるなどの原因で、遮光羽根4の作動スピードが落ちた場合、それに併せて通電の切り換えタイミングが遅くなる。したがって、遮光羽根4が通電切り換えタイミングに追従できなくなることがなく、脱調現象は発生しない。   When the predetermined rotation is completed and the light-shielding blade 4 is closed by a predetermined amount, it stops at that position for an exposure time corresponding to a predetermined shutter speed. Then, the shutter is opened by rotating in the direction opposite to that when closing. In this process, when the operating speed of the light-shielding blade 4 decreases due to a heavy load or a decrease in driving torque due to battery exhaustion, the energization switching timing is delayed accordingly. Therefore, the light shielding blade 4 cannot follow the energization switching timing, and the step-out phenomenon does not occur.

本実施例1では、負荷に応じて遮光羽根4の作動スピードは変わる。シャッタスピードを正確に決めたいときなどは、フィードバック制御によって第1、第2のコイルへ1a,1bに流す電流を調整するなど、公知の方法でスピードを制御すればよい。   In the first embodiment, the operating speed of the light shielding blade 4 varies depending on the load. For example, when it is desired to accurately determine the shutter speed, the speed may be controlled by a known method such as adjusting the currents flowing to the first and second coils through the feedback control.

上記の実施例1によれば、遮光羽根4の位置を読み取る位置センサ3をステッピングモータの外に、つまり遮光羽根4に設け、該遮光羽根4の移動に合わせてステッピングモータ1に具備される第1、第2のコイル1a,1bの通電を切り換えるようにしている。よって、脱調現象の発生をなくすことができる。つまり、脱調現象とは、ステッピングモータ1のロータの動きが指令信号に追従できなくなる現象である。ロータの移動に合わせて第1、第2のコイル1a,1bへの通電を切り換えていく方式とすれば、脱調現象の発生をなくすことができる。このことにより、脱調現象を生じないようにするために駆動トルクに余裕をもたせる必要がなく、より小型のモータを使用可能となる。   According to the first embodiment, the position sensor 3 for reading the position of the light shielding blade 4 is provided outside the stepping motor, that is, the light shielding blade 4, and the stepping motor 1 is provided in accordance with the movement of the light shielding blade 4. 1. The energization of the second coils 1a and 1b is switched. Therefore, the occurrence of the step-out phenomenon can be eliminated. That is, the step-out phenomenon is a phenomenon in which the movement of the rotor of the stepping motor 1 cannot follow the command signal. If a method of switching the energization to the first and second coils 1a and 1b in accordance with the movement of the rotor, the occurrence of the step-out phenomenon can be eliminated. As a result, it is not necessary to provide a margin for the drive torque so as not to cause the step-out phenomenon, and a smaller motor can be used.

さらに、ステッピングモータ内にスリットを有する板部材を備える必要がないため、該ステッピングモータ1の軸方向の寸法を小さくでき、装置全体の小型化を実現できる。   Furthermore, since it is not necessary to provide a plate member having a slit in the stepping motor, the axial dimension of the stepping motor 1 can be reduced, and the overall size of the apparatus can be reduced.

なお、本実施例1における信号発生部であるスリット41によって発生する信号は、ステッピングモータ1を1ステップ動かしたときに1パルス分の信号を発生となる。   The signal generated by the slit 41, which is the signal generating unit in the first embodiment, is a signal for one pulse when the stepping motor 1 is moved by one step.

本実施例1では、位置センサ3を、ステッピングモータ1の通電切り換え信号のタイミングを決めるために用いている。しかし、その他にも位置センサ3の用途として、遮光羽根4が閉まりきった後の跳ね返り現象の検出や、絞り羽根として用いたときのF値(絞り値)設定の確認用として利用しても良い。このとき、ステッピングモータ1やロータリープレート2ではなく、最終的な駆動部材である遮光羽根4の動きを検出しているため、各部品の持っているガタ等の影響がなく、精度の良い検出が可能である。   In the first embodiment, the position sensor 3 is used to determine the timing of the energization switching signal of the stepping motor 1. However, other applications of the position sensor 3 may be used for detecting a rebound phenomenon after the light-shielding blade 4 is completely closed, or for confirming an F value (aperture value) setting when used as a diaphragm blade. . At this time, since the movement of the light-shielding blade 4 which is the final driving member, not the stepping motor 1 or the rotary plate 2, is detected, there is no influence of play or the like possessed by each component and accurate detection is possible. Is possible.

次に、本発明の実施例2に係る羽根駆動装置について説明する。上記実施例1では、遮光羽根4上に、該遮光羽根4の位置検出に用いる信号発生部としてスリット41を複数具備する構成であったが、本実施例2では、遮光羽根上に設ける信号発生部の設け方が上記実施例1と異なる。実施例1と同じ部分についてはその説明は省略する。   Next, a blade driving device according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, the plurality of slits 41 are provided on the light shielding blade 4 as a signal generating unit used for detecting the position of the light shielding blade 4, but in the second embodiment, the signal generation provided on the light shielding blade is provided. The method of providing the portions is different from that of the first embodiment. The description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.

実施例1では、第1及び第2のコイルに印加している電圧に応じたステップの位置まで、ステッピングモータの回転角度が到達してから、第1及び第2のコイルに印加する電圧を次のステップ位置に応じた値に変更する。これに対し、本発明の実施例2では、遮光羽根4に設けるスリット41の位置を、実施例1の場合に対してずらしている。つまり、実施例2では、あるステップに応じた値の電圧を第1及び第2のコイルに印加し、その値に応じた回転角度へステッピングモータ1が到達する前に、第1及び第2のコイルに印加する電圧を次のステップの値へ変更する。つまり、実施例1の場合よりもセンサ信号が早く切り換わるようにスリットの位置をずらすことによって、コイル(第1、第2のコイル1a,1b)へ流す電流の切り換えタイミングを調整するようにしている。このことで、ステッピングモータ1の効率を高めることができる。   In Example 1, after the rotation angle of the stepping motor reaches the position of the step corresponding to the voltage applied to the first and second coils, the voltage applied to the first and second coils is The value is changed according to the step position. On the other hand, in the second embodiment of the present invention, the position of the slit 41 provided in the light shielding blade 4 is shifted from the case of the first embodiment. That is, in the second embodiment, a voltage having a value corresponding to a certain step is applied to the first and second coils, and before the stepping motor 1 reaches the rotation angle corresponding to the value, the first and second voltages are applied. The voltage applied to the coil is changed to the value of the next step. In other words, the timing of switching the current flowing through the coils (first and second coils 1a and 1b) is adjusted by shifting the position of the slit so that the sensor signal is switched earlier than in the first embodiment. Yes. As a result, the efficiency of the stepping motor 1 can be increased.

その理由について説明する。ステッピングモータ1の励磁電流は、コイルのインダクタンスの影響を受けるため、励磁電圧に対して遅れをもって立ち上がる。したがって、ロータの回転が高速化するにつれ、励磁電流が一定値に達する前に相が切り換わってしまい、トルクが低下してしまう。この対策として、ロータの速度の上昇とともに電流の切り換えタイミングを早くしていくことで、電流の立ち上がりの遅れをカバーでき、高速時でも励磁電流を一定値に達することが可能となるためトルクを安定させることができる。ここで、電流の切り替えタイミングを早める量を、電流の切り替え周期に対する位相で表したものを進角と呼ぶ。   The reason will be described. Since the exciting current of the stepping motor 1 is affected by the inductance of the coil, it rises with a delay from the exciting voltage. Therefore, as the rotation of the rotor increases, the phases are switched before the exciting current reaches a constant value, and the torque is reduced. As a countermeasure, by increasing the current switching timing as the rotor speed increases, the delay in the rise of the current can be covered, and the excitation current can reach a constant value even at high speeds, thus stabilizing the torque. Can be made. Here, the amount by which the current switching timing is advanced is represented by a phase with respect to the current switching period is called an advance angle.

図4に、ステッピングモータ1のトルクと進角の概念図を示している。また、図5はロータの回転角度(横軸)と、ロータ速度、進角、位置センサのセンサ信号との関係を示す図である。図5に示すように、ロータの回転角度に応じて、そのときに必要なロータ速度が定められている。従って、ロータの位置に応じてスリット位置をずらすことによって、回転速度の応じた任意の進角をつけることができるようになる。図5のように、実施例1の場合よりもセンサ信号が早く切り換わるようにスリットの位置をずらすことで、電流の立ち上がりの遅れをカバーすることができる。   FIG. 4 shows a conceptual diagram of the torque and advance angle of the stepping motor 1. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotation angle (horizontal axis) of the rotor, the rotor speed, the advance angle, and the sensor signal of the position sensor. As shown in FIG. 5, the rotor speed required at that time is determined according to the rotation angle of the rotor. Accordingly, by shifting the slit position according to the position of the rotor, it becomes possible to give an arbitrary advance angle according to the rotational speed. As shown in FIG. 5, the delay of the rise of the current can be covered by shifting the position of the slit so that the sensor signal is switched earlier than in the case of the first embodiment.

しかしながら、図5からわかるように、進角を大きくするほど低速時のトルクが低下してしまうことになる。そのため、本実施例2では、ステッピングモータ1の起動時には、進角を0にしている。図4から分かるように、速度が遅いときには進角が0のときが最もトルクが高い。そして、ロータの速度の増加とともに進角を付けていく(進角中→進角大)。こうすることで、それぞれの速度での最大のトルクを得る。減速時には進角を小さくしていき、停止前には負の進角にすることで、駆動トルクを小さくする。これにより、ロータの速度を下げて跳ね返りの発生を抑えている。   However, as can be seen from FIG. 5, the torque at low speed decreases as the advance angle increases. Therefore, in the second embodiment, the advance angle is set to 0 when the stepping motor 1 is started. As can be seen from FIG. 4, when the speed is low, the torque is highest when the advance angle is zero. Then, as the rotor speed increases, the advance angle is added (medium advance → large advance). By doing this, the maximum torque at each speed is obtained. The drive torque is reduced by reducing the advance angle during deceleration and by setting the advance angle to a negative advance angle before stopping. Thereby, the speed of the rotor is reduced to suppress the occurrence of rebound.

ここで、どのようにして進角を変化させるかについて説明する。本発明において、電流の切り換えタイミングは、スリットの位置によって決めている。上記実施例1では、常に進角が0°になるようなスリット間隔にしている(図5のセンサ信号の実施例1)。この実施例1のスリットに対して、電流切り換えタイミングが早くなる方向にスリット位置をずらすことによって、進角を変化させることができる(図5のセンサ信号の実施例2)。   Here, how the advance angle is changed will be described. In the present invention, the current switching timing is determined by the position of the slit. In the first embodiment, the slit interval is always set so that the advance angle is 0 ° (first embodiment of the sensor signal in FIG. 5). The advance angle can be changed by shifting the slit position in the direction in which the current switching timing is advanced with respect to the slit of the first embodiment (second embodiment of the sensor signal in FIG. 5).

また、ロータの位置とロータの速度には、図5のロータ速度で示すような相関関係がある。ロータの位置が決まれば、そのときに必要なロータ速度は決まる。また、上述のように進角をスリット位置によって決めることで、ロータの位置に応じて進角を決めることができる。したがって、速度の変化に応じて任意の進角をつけることができる。   Further, the rotor position and the rotor speed have a correlation as shown by the rotor speed in FIG. Once the rotor position is determined, the required rotor speed is determined. Further, by determining the advance angle based on the slit position as described above, the advance angle can be determined according to the position of the rotor. Therefore, an arbitrary advance angle can be given according to the change in speed.

本発明の実施例2における効果について説明する。   The effect in Example 2 of this invention is demonstrated.

上述のようにコイルへの切り換えタイミングに進角を与えることで、高速時のトルクを向上させ、ステッピングモータの効率を上げることができる。この結果、より小型のステッピングモータでも、遮光羽根を駆動させることができ、装置全体の小型化を達成できる。もしくは、同じサイズのステッピングモータを用いる場合は、より小さな電流で遮光羽根を駆動させることができ、装置の省電力化を達成できる。   By giving an advance angle to the switching timing to the coil as described above, it is possible to improve the torque at high speed and increase the efficiency of the stepping motor. As a result, even with a smaller stepping motor, the light-shielding blade can be driven, and downsizing of the entire apparatus can be achieved. Alternatively, when stepping motors of the same size are used, the light shielding blade can be driven with a smaller current, and power saving of the apparatus can be achieved.

また、本実施例2では、ロータの位置検出にロータリーエンコーダではなく、平面状に展開された遮光羽根に信号発生部を備えている。このため、遮光羽根のスリットの間隔を変えることにより、ステップ毎にそれぞれ別の進角を与えることができる。例えば、複数の遮光羽根4によって調整される開口量が小さいときほど、これら遮光羽根4の重なる量が増加して摩擦力が大きくなり、光量を1段変化させるために必要なステッピングモータ1の駆動量が小さくなることから、進角を小さく抑えることが望ましい。反対に、開口量が大きいときほど、遮光羽根4の重なる量が減少して摩擦力が小さくなり、光量を1段変化させるために必要なステッピングモータの駆動量が大きくなることから、進角を大きくすることが望ましい。また、遮光羽根のスリットの間隔を変えることにより進角を与えているので、電気的な回路を用いずに進角を与えることができ、回路の負荷を減らせるという効果がある。   Further, in the second embodiment, a signal generation unit is provided in a light shielding blade that is developed in a planar shape instead of a rotary encoder for detecting the position of the rotor. For this reason, a different advance angle can be given for each step by changing the interval between the slits of the light shielding blade. For example, as the opening amount adjusted by the plurality of light shielding blades 4 is smaller, the overlapping amount of the light shielding blades 4 is increased, the frictional force is increased, and the driving of the stepping motor 1 necessary for changing the light amount by one step is performed. Since the amount is small, it is desirable to keep the advance angle small. On the contrary, the larger the opening amount, the smaller the overlapping amount of the light shielding blades 4 decreases, the frictional force decreases, and the stepping motor driving amount necessary to change the light amount by one step increases. It is desirable to enlarge it. Further, since the advance angle is given by changing the interval between the slits of the light shielding blade, the advance angle can be given without using an electric circuit, and the load on the circuit can be reduced.

なお、本実施例2における信号発生部であるスリット41によって発生する信号は、ステッピングモータ1を1ステップ動かしたときに1パルス分の信号となり、センサ信号に対してパルス毎に異なる位相差をもつようになっている。   The signal generated by the slit 41, which is a signal generation unit in the second embodiment, becomes a signal for one pulse when the stepping motor 1 is moved by one step, and has a phase difference different for each pulse with respect to the sensor signal. It is like that.

上記実施例1では、スリットの位置を光学式センサを用いて読み取っていた。しかし、本実施例3に係るシャッタ駆動装置に用いる位置センサは、これに限るものではない。以下、本発明の実施例3について、図を参照しながら説明する。実施例1と同じ部分にいてはその説明は省略する。   In the first embodiment, the position of the slit is read using an optical sensor. However, the position sensor used in the shutter driving device according to the third embodiment is not limited to this. Hereinafter, Example 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.

本発明の実施例3では、位置検出のために光学的センサではなく、ホール素子やMRセンサなどの磁気センサを用い、信号発生部として、N極とS極が細かいピッチで交互に着磁された薄型の永久磁石を用いる。そして、永久磁石により生じる磁気信号を磁気センサを用いて磁気的に読み取り、遮光羽根4の駆動状態を検出する。また、信号発生部の取り付け箇所を、遮光羽根ではなく、ロータリープレートにつけている。そして、位置センサの数は2個である。   In Embodiment 3 of the present invention, a magnetic sensor such as a Hall element or MR sensor is used for position detection instead of an optical sensor, and the N pole and S pole are alternately magnetized at a fine pitch as a signal generation unit. Use thin permanent magnets. Then, the magnetic signal generated by the permanent magnet is magnetically read using a magnetic sensor, and the driving state of the light shielding blade 4 is detected. In addition, the signal generator is attached to the rotary plate instead of the light shielding blade. The number of position sensors is two.

上記実施例1,2のように、位置センサとして光学式センサを用いる場合、信号発生部(スリット)の上に別部材が重なっていると、位置を検出できない。しかし、本実施例3のように磁気式センサを用いた場合、信号発生部(永久磁石)の上に別部材が重なっていても、その部材が非磁性体であれば位置の検出が可能である。このため、部品の配置の自由度を増すことができる。   When an optical sensor is used as the position sensor as in the first and second embodiments, the position cannot be detected if another member overlaps the signal generator (slit). However, when a magnetic sensor is used as in the third embodiment, even if another member overlaps the signal generation unit (permanent magnet), the position can be detected if the member is a non-magnetic material. is there. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning of components can be increased.

また、本実施例3では、信号発生部をロータリープレートに設けている。モータが1ステップ回転したときの遮光羽根の回転量は、カム溝の形状によって変わる。このため、信号発生部を遮光羽根に付けた場合は、信号発生部のスリットや着磁ピッチの間隔は一定になるとは限らない。しかし、ロータリープレートをステッピングモータとギヤで連結した場合、モータが1ステップ回転したときのロータリープレートの回転量は一定である。この場合は、ロータリープレートに信号発生部を備えることで、信号発生部であるスリットや着磁ピッチを一定間隔とすることができ、信号発生部の製造を容易にすることができる。   In the third embodiment, the signal generator is provided on the rotary plate. The amount of rotation of the light shielding blade when the motor rotates one step varies depending on the shape of the cam groove. For this reason, when the signal generation unit is attached to the light shielding blade, the interval between the slits and the magnetization pitch of the signal generation unit is not always constant. However, when the rotary plate is connected to the stepping motor by a gear, the amount of rotation of the rotary plate when the motor rotates one step is constant. In this case, by providing the rotary plate with the signal generating unit, the slits and the magnetization pitch as the signal generating unit can be set at a constant interval, and the signal generating unit can be easily manufactured.

また、位置センサを二つにすることで、遮光羽根の回転方向を検出できる。上記実施例1,2のように位置センサが一つの場合は、駆動時には遮光羽根が逆転しないことを前提としており、逆転してしまった場合は正常に動作しない。位置センサが一つしかないため、遮光羽根が正常に回転しているときでも、外力によって逆方向に回転したときでも、Hの信号の後にはLの信号が出力されるため、異常動作を検知することができない。   Further, by using two position sensors, the rotation direction of the light shielding blade can be detected. When there is only one position sensor as in the first and second embodiments, it is premised that the light-shielding blade does not reverse during driving, and if it reverses, it does not operate normally. Since there is only one position sensor, an abnormal operation is detected because an L signal is output after the H signal even when the light-shielding blades are rotating normally or rotated in the reverse direction by an external force. Can not do it.

これに対し、本実施例3のように、位置センサを二つ備えた場合、どちらの位置センサの信号が切り換わるかをチェックすることによって、遮光羽根の逆転を検出できる。図6のように、第1のセンサ信号に合わせて第1のコイルへの通電を切り換え、第2のセンサ信号に合わせて第2のコイルへの通電を切り換える。これにより、遮光羽根が逆方向に回転してしまったときにも、常にロータの位置とコイルへの通電方向を対応させることができ、異常動作を避けることができる。   On the other hand, when two position sensors are provided as in the third embodiment, the reverse rotation of the light-shielding blade can be detected by checking which position sensor signal is switched. As shown in FIG. 6, the energization to the first coil is switched according to the first sensor signal, and the energization to the second coil is switched according to the second sensor signal. Thereby, even when the light-shielding blade rotates in the reverse direction, the position of the rotor can always correspond to the energization direction of the coil, and abnormal operation can be avoided.

(本発明と実施例の対応)
遮光羽根4が、本発明の、光量を規制する羽根部材に相当し、ステッピングモータ1が、本発明の、羽根部材を駆動するステッピングモータに相当する。また、スリット41および位置センサ3や不図示の永久磁石および不図示の磁気式センサが、本発明の、羽根部材の位置を検出する位置検出手段に相当する。また、デコーダ101、コイル駆動部102が、本発明の、位置検出手段の出力信号にしたがって前記ステッピングモータへの通電状態を切り換える駆動制御手段に相当する。また、スリット41や不図示の永久磁石が本発明の信号発生部に相当し、位置センサ3や不図示の磁気式センサが本発明のセンサ部に相当する。また、伝達機構103が、本発明の、ステッピングモータの動力を羽根部材に伝達し、羽根部材を回転させる伝達機構に相当する。
(Correspondence between the present invention and the embodiment)
The light-shielding blade 4 corresponds to a blade member that regulates the amount of light of the present invention, and the stepping motor 1 corresponds to a stepping motor that drives the blade member of the present invention. Further, the slit 41, the position sensor 3, the permanent magnet (not shown), and the magnetic sensor (not shown) correspond to the position detecting means for detecting the position of the blade member of the present invention. The decoder 101 and the coil drive unit 102 correspond to drive control means for switching the energization state of the stepping motor according to the output signal of the position detection means of the present invention. Further, the slit 41 and a permanent magnet (not shown) correspond to a signal generation unit of the present invention, and the position sensor 3 and a magnetic sensor (not illustrated) correspond to a sensor unit of the present invention. The transmission mechanism 103 corresponds to a transmission mechanism that transmits the power of the stepping motor to the blade member and rotates the blade member of the present invention.

本発明の実施例1に係るシャッタ装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the shutter apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るステッピングモータに具備される第1、第2のコイルへの印加電圧と遮光羽根の位置を検出する位置センサのセンサ信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the applied voltage to the 1st, 2nd coil with which the stepping motor which concerns on Example 1 of this invention is equipped, and the sensor signal of the position sensor which detects the position of the light-shielding blade. 本発明の実施例1に係るシャッタ装置の電気的構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the electrical constitution of the shutter apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るシャッタ装置に具備されるステッピングモータのトルクと回転数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the torque of a stepping motor with which the shutter apparatus which concerns on Example 2 of this invention is equipped, and rotation speed. 本発明の実施例2に係るシャッタ装置に具備されるステッピングモータのロータ速度、進角、位置センサのセンサ信号の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the sensor signal of the rotor speed of the stepping motor with which the shutter apparatus which concerns on Example 2 of this invention is equipped, the advance angle, and the position sensor. 本発明の実施例3に係るステッピングモータに具備される第1、第2のコイルへの印加電圧と遮光羽根の位置を検出する第1、第2の位置センサのセンサ信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the applied voltage to the 1st, 2nd coil with which the stepping motor which concerns on Example 3 of this invention is equipped, and the sensor signal of the 1st, 2nd position sensor which detects the position of a light-shielding blade. is there.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステッピングモータ
1a 第1のコイル
1b 第2のコイル
2 ロータリープレート
3 位置センサ
4 遮光羽根
5 地板
101 デコーダ
102 コイル駆動部
103 伝達機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stepping motor 1a 1st coil 1b 2nd coil 2 Rotary plate 3 Position sensor 4 Light shielding blade 5 Ground plate 101 Decoder 102 Coil drive part 103 Transmission mechanism

Claims (5)

被検出部が形成され、駆動されることで光量を規制する羽根部材と、
第1のコイルおよび第2のコイルを有し、前記羽根部材を駆動するステッピングモータと、
前記羽根部材が駆動されるとき、前記被検出部の有無を検出し、前記ステッピングモータを1ステップ分動かしたときに1パルスの出力信号を出力する検出手段と、
記出力信号の出力を受けて前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの通電方向を切り換える駆動制御手段と備えることを特徴とする羽根駆動装置。
A blade member that regulates the amount of light by forming and detecting a detected portion; and
A stepping motor having a first coil and a second coil and driving the blade member;
Detecting means for detecting the presence or absence of the detected portion when the blade member is driven and outputting an output signal of one pulse when the stepping motor is moved by one step ;
Blade drive device according to claim Rukoto and a drive control means for switching the energizing direction of the first coil or the second coil in response to the output of the previous Kide force signal.
前記羽根部材には、前記被検出部としてスリットが複数形成され、
前記検出手段は、前記スリットの有無を光学的に検出する光学センサを含むことを特徴とする請求項1に記載の羽根駆動装置。
The blade member is formed with a plurality of slits as the detected portion,
The blade driving device according to claim 1, wherein the detection unit includes an optical sensor that optically detects the presence or absence of the slit .
前記羽根部材には、前記被検出部としてN極とS極が交互に着磁され、
前記検出手段は、前記N極または前記S極を磁気的に検出する磁気センサを含むことを特徴とする請求項1に記載の羽根駆動装置。
The blade member is alternately magnetized with N and S poles as the detected part,
2. The blade driving device according to claim 1, wherein the detection unit includes a magnetic sensor that magnetically detects the N pole or the S pole .
前記被検出部は、前記ステッピングモータの進角に基づいて形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の羽根駆動装置。 3. The blade driving device according to claim 1, wherein the detected portion is formed based on an advance angle of the stepping motor . 請求項1ないし4のいずれかに記載の羽根駆動装置を具備することを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus comprising the blade driving device according to claim 1.
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