JPH02178640A - カメラ用ステップモータ - 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〕 撮影レンズを合焦位置へ移動させたり、セクタ機構を作
動させたりする駆動部材を駆動するカメラ用ステップモ
ータに関する。

〔従来の技術〕

近年には、焦点調節と露出作動を自動的に行うコンパク
トカメラが開発されるようになっている。このような自
動焦点自動露出式のコンパクトカメラにあっては、撮影
レンズを合焦位置へ移動させたり、セクタ機構を作動さ
せたりするのは、駆動部材によって行っており、この駆
動部材はカメラ用ステップモータによって駆動している
。

そこで、このようなカメラ用ステップモータとして、例
えば第７図に示すようなものがある（実開昭６０−１４
１６８３号公報参照）。同図において、１０１は径方向
に４極着磁された永久磁石からなるロータであり、この
ロータ１０１は支持板１０２に回転自在に支持されてい
る。また支持板１０２には２個のステータ１０３．１０
４がロータ１０１に対向するように取り付けられ、この
ステータ１０３および１０４はそれぞれＵ字形状に形成
されて一対の脚部１０５ａ、１０５ｂおよび１０６ａ、
１０６ｂを有している。ステータ１０３および１０４の
脚部１０５ａ、１０５ｂおよび１０６ａ、１０６ｂのロ
ータ１０１の外周に対向する先端にはそれぞれ磁極部１
０７゜１０８および１０９．１１０が設けられている。

このうちの磁極部１０７，１０８はロータ１０１の中心
に対する角度αが９０°の位置関係となっており、また
同様に磁極部１０９，１１０も角度ａが９０’の位置関
係となっている。ステータ１Ｇ３．１０４の一方の磁極
部１０７．１０９は相互に接近しており、この磁極部１
０７．１０９はロータ１０１の中心に対する角度βが４
５＠の位置関係となっている。

ステータ１Ｇ３，１０４の他方の磁極１０８゜１１０が
設けられた脚部１０５ｂ、１０６ｂには電磁コイル１１
１．１１２が巻回されており、この電磁コイル１１１，
１１２は駆動回路１１３と接続している。、駆動回路１
１３は励磁電流を２相の電磁コイル１１１．１１２に通
電するものであり、この励磁電流はその方向が正（＋）
および負（−）の２方向であり、この励磁電流を制御回
路（図示せず）からのパルス信号に応じて２相の電磁コ
イル１１１．１１２に同時に通電するバイポーラ駆動の
２相励磁方式である。

ここで、駆動回路１１３が電磁コイル１１１゜１１２に
通電すると、ステータ１０３および１０４の各磁極部１
０７．１０８および１０９゜１１０に所定の磁界が発生
するが、このために制御回路から駆動回路１１３に出力
されるパルス信号を第８図に示す。この図に示すように
、パルス信号に応じて駆動回路１１３から２相の電磁コ
イル１１１．１１２に正（＋）および負（−）の励磁電
流が通電されると、第９図（ａ）ｌ　　（ｂ）。

（ｃ）に示すように磁極部１０７，１０８゜１０９．１
１０には磁界が発生し、ロータ１０１は回転する。ロー
タ１０１の回転によって歯車機構を介して駆動部材は駆
動され撮影レンズを合焦位置へ移動させたり、セクタ機
構を作動させたりする。

〔発明が解決しようとする課届〕

しかしながら、このような従来のカメラ用ステップモー
タにあっては、駆動回路１１３から２相の電磁コイル１
１１．１１２に正（＋）および負（−）の励磁電流を同
時に通電するバイポーラ駆動の２相励磁方式であった。

ところで、数多くの焦点距離を有するカメラにあっては
、測距情報に応じて撮影レンズを移動させて数多くの合
焦位置に停止させなければならない。また、絞り精度が
高いカメラにあっては、被写体輝度情報に応じて絞りを
細かく制御しなければならず、セクタ機構には数多くの
停止位置を設けなければならない。このため、カメラ用
・ステップモータによって駆動される駆動部材の停止位
置は、数多く設けなければならず、すなわち、このカメ
ラ用ステップモータのステップ数を多くしなければなら
ない。

ところが、従来のカメラ用ステップモータは２相励磁方
式であったために、ステップ角が大ざく、駆動部材の作
動スペースやモータより駆動部材に至るまでの歯車列の
スペースなどの制限から、ステップ数はあまり多くする
ことができなかった。

したがって、撮影レンズを数多くの合焦位置に停止させ
ることができなかったり、セクタ機構に数多くの停止位
置を設けることができないという問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために、本発明にあっては、
撮影レンズを合焦位置へ移動させたり、セクタ機構を作
動させたりする駆動部材を駆動するカメラ用ステップモ
ータであって、回転自在に支持され径方向に多極着磁さ
れた永久磁石からなるロータと、このロータに対向して
配設された複数のステータと、このステータに巻回され
た２相の電磁コイルとを備え、この２相の電磁コイルを
１−２相励磁するようにした構成とするものである。

〔作　用〕

２相の電磁コイルを１−２相励磁すると、このステップ
モータのステップ角は１／２となり、駆動部材の１パル
ス当たりの駆動量は従来に比べて１／２となる。このた
め、駆動部材の停止位置は従来に比べて２倍に増加する
。したがって、数多くの焦点距離を有し、また絞り精度
が高いカメラにあっても、撮影レンズを数多（の合焦位
置に停止させたり、また絞りを細かく制御することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図ないし第４図は本発明に係るカメラ用ステップモータ
の第１実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。

第１図において、１は測距情報に応じて多数の合焦位置
に移動する撮影レンズであり、この撮影レンズ１はレン
ズ枠２に固定支持されている。

レンズ枠２には突起部２ｂが一体形成されており、この
突起部２ｂは同図中左右方向に移動可能に支持された駆
動部材としてのレンズ駆動カム３のカム面３ａに当接し
ている。また、レンズ枠２には突起部２ｂがカム面３ａ
に常時当接するように同図中下方へ付勢する引張りスプ
リング２ａが取り付けられている。駆動部材３のカム面
３ａと反対側の面（同図中下方面）にはラック３ｂが形
成され、このラック３ｂはビニオン６、アイドラ４を介
してステップモータの出力軸に取り付けられた出力ギア
５に噛合している。

ステップモータの出力軸には径方向に４極着磁された永
久磁石からなるロータＲが取り付けられ、このロータＲ
は支持板（図示せず）に回転自在に支持されている。ま
た、支持板には２個のステータＳａ、ＳｂがロータＲに
対向するように取り付けられ、このステータＳａおよび
ｓｂはそれぞれＵ字形状に形成されて一対の脚部７ａ、
７ｂおよびｇａ、ｇｂを有している。ステータＳａおよ
びｓｂの脚部７ａ、７ｂおよびｇａ、ｇｂのロータＲの
外周に対向する先端には磁極部９，１０゜１１．１２が
設けられている。このうちの磁極部９，１０はロータＲ
の中心に対する角度αが９０″の位置関係となっており
、また同様に磁極部１１．１２も角度αが９０＠の位置
関係となっている。ステータＳａ、Ｓｂの一方の磁極部
９゜１０は相互に接近されており、この磁極部１１゜１
２はロータＲの中心に対する角度βが４５＠の位置関係
となっている。ステータＳａ、Ｓｂの他方の磁＋！１０
．１２が設けられた脚部７ｂ。

８ｂには電磁コイルＬａ、Ｌｂが巻回されている。

２相の電磁コイルＬａ、Ｌｂには、正（＋）または負（
−）の励磁電流を通電させる駆動回路１３が接続し、こ
の駆動回路１３にはパルス信号を生成して出力する制御
回路１４が接続し、さらに被写体までの距離を７１）Ｉ
定する測距部１５が接続している。被写体までの距離を
測距部１５で測定すると、この距離情報は信号として制
御回路１４に出力される。制御回路１４は距離情報に応
じてパルス信号を生成して駆動回路１３に出力し、これ
に応じて駆動回路１３はロータＲを回転させるための励
磁電流を電磁コイルＬａ、Ｌｂに通電させる。

次に作用を、第２図に示すカメラ用ステップモータの作
動のフローチャートを参照しながら説明する。レリーズ
操作によって制御回路１４が起動するが、ここでこのコ
ンパクトカメラが振動や衝撃等でロータＲが初期の安定
点（初期位置）かられずかにずれている場合には、まず
ロータＲを初期位置に設定しなければならない。そこで
、制御回路１４からＯパルス目のパルス信号が駆動回路
１３に出力され、励磁電流が２相の電磁コイルＬａ、Ｌ
ｂに通電されてロータＲを初期位置に設定する。

次に、被写体までの距離は測距部１５によって測定され
るが、これが測距情報信号として制御回路１４に出力さ
れると、この制御回路１４によって合焦のためのステッ
プ数（ＡＦＳ）が決定される。例えば、ＡＦＳが８の場
合には第３図に示すように、２相の電磁コイルＬａ、Ｌ
ｂに対して１相と２相とに交互に励磁を繰り返し行うパ
ルス信号が駆動回路１３に出力される。駆動回路１３か
ら２相の電磁コイルＬａ、Ｌｂに正（＋）または負（−
）の励磁電流が２相同時に通電されて励磁されたり、ま
た１相のみに通電されて励磁されたりする。２相の電磁
コイルＩ、ａ、Ｌｂの２相同時励磁と１相のみ励磁とは
交互に行われる。なお、１相のみの励磁と２相同時に励
磁とを交互に行う方式を１−２相励磁力式という。この
ように電磁コイルＬａ、Ｌｂが励磁されると、第４図（
ａ）。

（ｂ）、（ｃ）に示すようにステータＳａ、Ｓｂの磁極
部９．１０．１１．１２に磁界が発生し、ロータＲは時
計回り方向に回転して８パルス目の位置で停止する。

ロータＲの回転は、出力ギア５．アイドラ４゜ビニオン
６等を介してレンズ駆動カム３のラック３ｂに伝達され
、レンズ駆動カム３は第１図中左方向へ平行移動する。

レンズ駆動カム３が平行移動すると、撮影レンズ１がカ
ム而３ａによって同図中下方へ繰り込まれ、８パルス信
号相当の合焦位置で停止する。つづいて、セクタ機構（
図示せず）が露出作動を行う。露出作動が終了すると、
制御回路１４からロータＲを前記回転とは逆方向に回転
するパルス信号が駆動回路１３に出力され、２相の電磁
コイルＬａ、Ｌｂは励磁されてロータＲを逆方向に回転
させ、撮影レンズ１を初期位置に復帰させる。

ここで、ロータＲが４極でステータＳａ。

ｓｂの磁極部９．１０．１１．１２について、このα角
が９０＠でβ角が４５″で構成したステップモータにあ
っては、従来のような２相励磁力式によると第９図（ｂ
）に示すようにステップ角θｌが４５’となる。ところ
が、本発明のように１−２相励磁力式の場合には、第３
図に示すように偶数パルス時には２相励磁で、奇数パル
ス時には１相励磁となり、ロータＲが従来の停止位置の
中間位置に停止可能となる。したがって、１−２相励磁
力式の場合にはロータＲのステップ角θ２は、　θ２−
θｌ／２−４５”／２−２２．５＠となる。すなわち、
ロータＲの回転によるレンズ駆動カム３の１パルス当た
りの駆動量は、従来の２相励磁力式に比べて１／２とな
り、撮影レンズ１の繰り出し繰り込み量も従来に比べて
１／２となる。このため、レンズ駆動カム３の停止位置
は、出力ギア５、アイドラ４、ビニオン６等の歯車機構
の諸元が全く同じであっても従来に比べて２倍に増加す
る。したがって数多くの焦点距離を有するコンパクトカ
メラにあっては、撮影レンズ１を数多くの合焦位置に停
止させることができる。

一方、撮影レンズ１を数多くの焦点距離に応じて合焦位
置に停止させるためには、レンズ駆動カム３の駆動スト
ローク量を増加させたり、レンズ駆動カム３とロータＲ
の間に介装される歯車機構の減速比を大きくすることが
考えられる。すなわち、アイドラを新しく加えるか歯車
外径を大きくしたりすることが考えられる。しかし、余
分のスペースがないコンパクトカメラにあっては、構成
上アイドラを加えたり歯車外径を大きくしたりすること
が出来ない。ところが、本発明のカメラ用ステップモー
タにあっては、コンパクトカメラに余分のスペースは不
要となり、構成上に問題は生じない。

一方、このステップモータのステップ数を従来と同じに
した場合には、レンズ駆動カム３の駆動ストローク量を
減少させたり、歯車機構の減速比を小さくすることがで
きるので、コンパクトカメラをさらにコンパクト化する
ことができる。

ここで、制御回路によって１パルス当りのパルス時間を
短くしてロータの回転を高速化することも考えられるが
、この場合にはステ・ツブモータの応答性に限界があり
、またコスト高となってしまうという問題がある。しか
し、本発明のステ・ノブモータにあっては、このような
問題点は生じない。

次に、本発明に係るカメラ用ステップモータの第２実施
例を第５図に示す。この実施例の構成は前記実施例と同
様である。また、この実施例は制御回路１４のパルス信
号によって電磁コイル１、ａ、Ｌｂを励磁する場合に、
前記の１−２相励磁方式と従来の２相励磁方式とを選択
可能にしている。

第５図はこのカメラ用ステップモータの作動を示すフロ
ーチャートであり、このフローチャートを参照しながら
説明する。測距部１５からＡｌｌｌｌ軸情報号として制
御回路１４に出力されると、制御回路１４によってＡＦ
Ｓが決定されるが、このＡＦＳの直前（この実施例にあ
っては２ステ・ツブ前）までは制御回路１４のパルス信
号によって２相励磁方式でロータＲを回転させる。次に
、ＡＦＳまでは制御回路１４のパルス信号によって１−
２相励磁方式によってロータＲを回転させる。

ここで、制御回路１４から駆動回路１３へ出力するパル
スのパルス時間（１パルス当り）は２相励磁時と１−２
相励磁時とでは同一に設定しである。このため、２相励
磁時のロータＲの回転速度は１−２相励磁時の回転速度
と比べて２倍の速さとなり、撮影レンズ１の駆動範囲の
往行程においてこれを合焦位置へ迅速に移動させること
ができる。したがって、被写体が高速で移動している場
合でも、この被写体を撮影することができる。

次に、セクタ機構によって露出作動を行いこれが完了す
ると、制御回路１４からロータＲを逆転するパルス信号
が２相励磁方式で駆動回路１３に出力される。したがっ
て、撮影レンズ１はこの駆動範囲の復行程において初期
位置に迅速に復帰する。

また、ステップ数を従来例のステップ数の２倍にしても
撮影レンズ１は合焦位置へ遅くならずに移動させること
ができる。したがって、被写体が高速で移動している場
合でも、この被写体を撮影することができる。なお、Ａ
ＦＳの直前だけでなくＡＦＳの初期に１−２相励磁方式
でロータＲを回転させれば、このロータＲは滑かに立ち
上がる。更に、２　ｔ［ｌ励磁によるものは同時に２相
の電磁コイルへ通電されるため、−船釣に１−２相励磁
よりも大きな出力トルクが得られるので、第１実施例の
ように復行程で引張りスプリング２ａをチャージする構
成にすれば、モータの小型化や低消費電力化が図れる。

次に、本発明に係るカメラ用ステップモータの第３実施
例を第６図に示す。この実施例にあっては、出力ギア５
にはアイドラ４、ビニオン６を介して絞り駆動部材２１
のギア２１ａが噛合している。絞り駆動部材２１がこの
カメラ用ステ・ツブモータによって回転されるとセクタ
機構２２は作動し、この絞り開口２３が変化する。被写
体の輝度情報が制御回路１４に人力されると、駆動回路
１３から励磁電流が電磁コイルＬａ、Ｌｂに通電され、
ロータＲが回転される。ロータＲが回転されると、この
回転は出力ギア５、アイドラ４、ビニオン６を介して絞
り駆動部材２１へ送達され、セクタ機構２２は作動する
。

前述の実施例と同様に作用するので、絞り精度が高いカ
メラにあっては、セクタ機構に数多くの停止位置を設け
ることができ、被写体輝度情報に応じて絞りを細かく制
御することができる。また、この実施例においても１−
２相励磁方式と２相励磁方式とを選択可能とすることも
でき、この場合にあっても前記実施例と同様な作用、効
果がある。

更に、上記第１〜第３実施例では、４極のロータでＵ字
形状の２つのステータによるものであったが、４極以外
のロータで他のステータ形状のもの（例えば特開昭６２
−２２１８６０号公報）でも同様な作用、効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、２相の電磁コイ
ルを１−２相励磁するようにしたので、カメラ用ステッ
プモータのステップ数を多くすることができる。したが
って、数多くの焦点距離を有し、また絞り精度が高いカ
メラにあっても、撮影レンズを数多くの合焦位置に停止
させたり、また絞りを細かく制御することができる。

一方、このカメラ用ステップモータのステップ数を同じ
にした場合には、駆動部材の駆動ストローク量を減少さ
せたり、歯車機構の減速比を小さくすることができるの
で、このコンパクトカメラをさらにコンパクト化するこ
とができる。

次に、駆動部材の駆動範囲のうちの大部分において前記
２相の電磁コイルを２相励磁するようにして、少くとも
被写体距離や被写体輝度等の情報に基づいて設定された
駆動部材の停止位置直前からこの停止位置までの範囲に
おいて、２相の電磁コイルを１−２相励磁するようにす
ると、撮影レンズを合焦位置へ迅速に移動させ、またセ
クタ機構を迅速に作動させることができる。したがって
、被写体が高速で移動している場合でも、この被写体を
撮影することができる。

また駆動部材の駆動範囲の往行程の少くとも一部におい
て前記２相の電磁コイルを１〜２相励磁し、前記駆動範
囲の復行程において２相の電磁コイルを２相励磁するよ
うにすると、撮影レンズやセクタ機構は迅速に初期位置
に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係るカメラ用ステップモ
ータの第１実施例を示す図であり、第１図はその全体構
成図、第２図はこのカメラ用ステップモータの作動を示
すフローチャート、第３図はこの制御回路から出力する
パルス信号の波形図、第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は
このロータの回転駆動を示す図である。第５図は本発明
に係るカメラ用ステップモータの第２実施例を示す図、
であり、詳しくはその作動を示すフローチャート。 第６図は本発明に係るカメラ用ステップモータの第３実
施例を示す全体構成図である。第７図ないし第９図は従
来のカメラ用ステップモータを示す図であり、第７図は
このモータの平面図、第８図はこの制御回路から出力す
るパルス信号の波形図、第９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
はこのロータの回転駆動を示す図である。 １・・・・・・撮影レンズ ２・・・・・・レンズ枠 ３・・・・・・レンズ駆動カム ５・・・・・・出力ギア ロ・・・・・・ピニオン ９〜１２・・・・・・磁極部 １３・・・・・・駆動回路 １４・・・・・・制御回路 １５・・・・・・測距部 Ｒ・・・・・・ロータ Ｓａ、Ｓｂ・・・・・・ステータ Ｌａ、Ｌｂ・・・・・・電磁コイル 以　　上 出願人　　株式会社　精　工　舎

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズを合焦位置へ移動させたり、セクタ機
   構を作動させたりする駆動部材を駆動するカメラ用ステ
   ップモータであって、回転自在に支持され径方向に多極
   着磁された永久磁石からなるロータと、このロータに対
   向して配設された複数のステータと、このステータに巻
   回された２相の電磁コイルとを備え、この２相の電磁コ
   イルを１−２相励磁するようにしたことを特徴とするカ
   メラ用ステップモータ。
2. （２）前記駆動部材の駆動範囲のうちの大部分において
   前記２相の電磁コイルを２相励磁するようにし、少くと
   も被写体距離や被写体輝度等の情報に基づいて設定され
   た駆動部材の停止位置直前からこの停止位置までの範囲
   において、２相の電磁コイルを１−２相励磁するように
   したことを特徴とする請求項（１）記載のカメラ用ステ
   ップモータ。
3. （３）前記駆動部材の駆動範囲の往行程の少くとも一部
   において前記２相の電磁コイルを１−２相励磁し、前記
   駆動範囲の復行程において２相の電磁コイルを２相励磁
   するようにしたことを特徴とする請求項（１）記載のカ
   メラ用ステップモータ。