JP5947550B2

JP5947550B2 - 光量制御装置

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Publication number: JP5947550B2
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Inventors: 吉隆橋本
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Description

本発明は、光量制御装置に関するものである。

従来、シャッタ機構と光量調節機構とを有する光量制御装置は、露光用の開口部を開閉するシャッタ羽根と開口部の光量調整を行う光量調整部材とを備えている。そして、シャッタ羽根の開閉、光量調節部材の進退動作をそれぞれ個別の電磁駆動源で行っている。また、それぞれの駆動源に対する非通電の状態で、開口部を開放する位置と閉鎖する位置とのそれぞれの位置にシャッタ羽根、光量調整部材を保持するように構成される。

しかしながら、従来の光量制御装置は、シャッタ羽根と光量調整部材とを駆動する駆動源として、別々の電磁駆動源を備えているため、装置の高コスト化、大型化、重量化、消費電力の増加等の問題がある。

そこで、特許文献１はシャッタ羽根と光量調整部材とを１つの電磁駆動源で動作させる光量制御装置を提案している。これは、ステッピングモータを３位置に駆動することで、ステッピングモータに固定されるアーム部材によりシャッタ羽根は３位置に駆動され、絞り羽根はアーム部材との連動を長穴による遊びしろを設けることで、２位置に駆動される。この組合せにより、シャッタ羽根の露光用開口部への出し入れと絞り羽根の露光用開口部への出し入れを選択的に駆動することができるというものである。

特開２００７−２１２６４５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、光量調節部材としての絞り羽根が開閉動作のみを行いたい場合でも、シャッタ羽根が開閉してしまうことで、開口部の光量が一瞬途絶えてしまう問題があった。また、シャッタ羽根が閉じるときにシャッタ羽根がストッパーに衝突しバウンドしてしまうという問題も生じていた。

本発明の第１の目的は、１つの電磁駆動源でシャッタ羽根と光量調節部材を駆動し、光量調節部材の開閉動作時にシャッタ羽根の開閉動作により開口部の光量を途絶えさせることのない光量制御装置を提供することである。第２の目的は、シャッタ羽根が閉じるときのバウンドを低減することを可能とする光量制御装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の一側面としての光量調節装置は、開口部が形成される地板と、前記開口部を閉鎖する状態と前記開口部を開放する状態との間を移動可能なシャッタ羽根と、前記開口部に進入する状態と前記開口部から退避する状態との間を移動可能な光量調節羽根と、前記光量調節羽根と係合するアーム部材と、前記アーム部材に連結されるとともに、前記シャッタ羽根と係合するリンク部材と、前記アーム部材を駆動するステッピングモータと、を有し、前記ステッピングモータを一方向に駆動することで、前記アーム部材を第１の位置、第２の位置、第３の位置、第４の位置の順で移動可能であって、前記アーム部材が前記第１の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を閉鎖する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部に進入する状態となり、前記アーム部材が前記第２の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を開放する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部に進入する状態となり、前記アーム部材が前記第３の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を開放する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部から退避する状態となり、前記アーム部材が前記第４の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を閉鎖する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部から退避する状態となることを特徴とする。

本発明の光量制御装置によれば、１つの電磁駆動源でシャッタ羽根と光量調節部材を駆動し、光量調節部材の開閉動作時にシャッタ羽根の開閉動作により開口部の光量を途絶えさせないようにすることができる。また、シャッタ羽根が閉じるときのバウンドを低減することができる。

本発明の実施の一形態に係る光量制御装置の分解斜視図である。ステッピングモータの分解斜視図である。実施例１におけるステッピングモータの動作説明図である。アーム部材の出力ピンの位置とリンク部材の位置との関係を示した図である。図４（ｂ）と図４（ｃ）の各状態におけるアーム部材の出力ピンの位置を示す図である。シャッタ羽根の動作説明図である。ＮＤ羽根の動作説明図である。実施例１におけるシャッタ羽根が閉じるときの外側磁極部の磁極とトルクを示す図である。実施例１におけるステッピングモータの各回転位置における外側磁極部の磁極をまとめた図である。実施例２におけるステッピングモータの動作説明図である。実施例２におけるシャッタ羽根が閉じるときの外側磁極部の磁極とトルクを示す図である。実施例２におけるステッピングモータの各回転位置における外側磁極部の磁極をまとめた図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の一形態に係る光量制御装置の分解斜視図である。

ステッピングモータ１は、少なくとも４つの回転位置に停止制御可能なアクチュエータである。

アーム部材２は、ステッピングモータ１の出力軸部１８に固定される。アーム部材２には出力ピン２１が形成されている。

リンク部材３は、アーム部材２の出力ピン２１に回動可能に連結される。リンク部材３には、嵌合部としての出力ピン３１が形成されている。

地板４は、開口部４１が形成されている。地板４にはステッピングモータ１が取り付けられる。アーム部材２の出力ピン２１は、地板４に形成される穴４２を通って、地板４のアーム部材２が取り付けられる側とは反対側に突き出ている。リンク部材３の出力ピン３１は、地板４に形成されるガイド穴４３を通って、地板４のリンク部材３が取り付けられる側とは反対側に突き出ている。また、地板４には軸ダボ４４、軸ダボ４５、軸ダボ４６、ストッパー４７、ストッパー４８、ストッパー４９、ストッパー５０が一体で形成されている。

シャッタ羽根５には、軸穴５１およびカム穴５２が形成される。軸穴５１に地板４に形成される軸ダボ４４を挿入することで、シャッタ羽根５は軸ダボ４４に軸支される。これによって、シャッタ羽根５は、地板４に対して移動可能に取り付けられる。

シャッタ羽根６には、軸穴６１およびカム穴６２が形成される。軸穴６１に地板４に形成される軸ダボ４５を挿入することで、シャッタ羽根６は軸ダボ４５に軸支される。これによって、シャッタ羽根６は、地板４に対して移動可能に取り付けられる。

シャッタ羽根５のカム穴５２とシャッタ羽根６のカム穴６２とが重なる部分に、ガイド穴４３から突出しているリンク部材３の出力ピン３１を挿入する。これによって、シャッタ羽根５およびシャッタ羽根６は、リンク部材３と係合される。出力ピン３１がガイド穴４３にガイドされて移動することで、シャッタ羽根５およびシャッタ羽根６が開口部４１を開放する状態と開口部４１を閉鎖する状態に切り換わる。シャッタ羽根５およびシャッタ羽根６が開口部４１を閉鎖する状態となるとき、シャッタ羽根５に形成される突起部５３がストッパー４７に当接し、シャッタ羽根６に形成される突起部６３がストッパー、４８に当接する。

中間シート７は、地板４にシャッタ羽根５およびシャッタ羽根６を取り付けた後、地板４に取り付けられる。すなわち、中間シート７と地板４との間に、シャッタ羽根５およびシャッタ羽根６が配置される。中間シート７の中央には、開口部７１が形成される。開口部７１の開口径は、開口部４１の開口径よりも小さい。したがって、開口部７１により光量制御装置の開放口径が決められる。中間シート７を地板４に取り付けた状態で、地板４に形成される軸ダボ４４、４５、４６、アーム部材２の出力ピン２１、リンク部材３の出力ピン３１は、中間シート７から突出している。

光量調節羽根としてのＮＤ羽根８には、開口部８１が形成される。開口部８１の開口径は開口部７１の開口径よりも大きい。ＮＤ羽根８には、開口部８１を覆うようにＮＤフィルタ８２が貼着されている。ＮＤ羽根８には、軸穴８３およびカム部８４が形成される。軸穴８３に、中間シート７から突出している軸ダボ４６を挿入することで、ＮＤ羽根８は中間シート７上で軸ダボ４６に軸支される。これによって、ＮＤ羽根８は、地板４に対して移動可能に取り付けられる。

カム部８４に中間シート７から突出している出力ピン２１を挿入する。これによって、ＮＤ羽根８は、アーム部材２と係合される。

出力ピン２１はカム部８４の内周をトレースすることで、ＮＤ羽根８はＮＤフィルタ８２が開口部４１に進入する状態とＮＤフィルタ８２が開口部４１から退避する状態に切り換わる。ＮＤフィルタ８２が開口部４１に進入する状態となるとき、ＮＤ羽根８に形成される突起部８５がストッパー４９に当接し、ＮＤフィルタ８２が開口部４１から退避する状態となるとき、突起部８５がストッパー５０に当接する。

本実施例では、光量調節部材としてＮＤ羽根を用いて説明したが、絞り羽根を用いても同様である。

羽根押え９は、ＮＤ羽根８を取り付けた後、地板４に取り付けられる。すなわち、ＮＤ羽根８は、中間シート７と羽根押え９との間に配置される。

図２は、ステッピングモータ１の分解斜視図である。

ステータ１１は軟磁性材料で形成される。ステータ１１には、第１の外側磁極部１１１、第２の外側磁極部１１２が形成される。また、第１の外側磁極部１１１および第２の外側磁極部１１２は、ロータ軸１７と平行に形成されている。

ボビン１４には、第１コイル１２および第２コイル１３が巻かれている。第１コイル１２の内周に第１の外側磁極部１１１が配置され、第２コイル１３の内周に第２の外側磁極部１１２が配置される。そして、第１コイル１２へ通電することにより、第１の外側磁極部１１１が励磁され、第２コイル１３へ通電することにより、第２の外側磁極部１１２が励磁される。

シート部材１５は、第１コイル１２および１３とステータ１１とを隔てる。

永久磁石から成る円筒形状のマグネット１６は、外周表面を円周方向に６分割され、Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁されている。マグネット１６の内周面は、外周面に比べ弱い着磁分布を持つか、あるいは全く着磁されていないか、あるいは外周面と逆の極、すなわち外周面がＳ極の場合はその範囲の内周面はＮ極に着磁されているものの何れかである。

軟磁性材料からなるロータ軸１７はマグネット１６に固定される。すなわち、ロータ軸１７の外周面の一部とマグネット１６の内周面とが接着や圧入等により密着固定される。ロータ軸１７には出力軸部１８が形成されている。

カバー１９は、ステッピングモータ１を保持して、地板４に固定される。

図３は、ステッピングモータ１の動きを説明するための図である。

マグネット１６の動きをわかりやすくするため、マグネット１６の同じ位置に星印を示している。第１の外側磁極部１１１をＮ極になるように第１コイル１２を通電し、第２の外側磁極部１１２をＳ極になるように第２コイル１３を通電すると、マグネット１６の回転位置は図３（ａ）のようになる。この状態から第２コイル１３の通電方向を切り換えると、第２の外側磁極部１１２はＮ極に変化し、マグネット１６は反時計回りに３０°回転し、マグネット１６の回転位置は図３（ｂ）のようになる。次に、この状態から第１コイル１２の通電方向を切り換えると、第１の外側磁極部１１１はＳ極に変化し、マグネット１６は反時計回りに３０°回転し、マグネット１６の回転位置は図３（ｃ）のようになる。さらに、この状態から第２コイル１３の通電方向を切り換えると、第２の外側磁極部１１２はＳ極に変化し、マグネット１６は反時計回りに３０°回転し、マグネット１６の回転位置は図３（ｄ）のようになる。

本実施例では以上のような構成のステッピングモータ１を一方向に駆動することによって、アーム部材２を第１の位置、第２の位置、第３の位置、第４の位置の順で移動させることができる。したがって、アーム部材２の出力ピン２１の位置を３０°ずつ異なる４つの位置に切り換え制御することを可能としている。

図４はアーム部材２の位置とリンク部材３の位置の関係を示した図であり、図１において下方向から見たときの図となっている。図４（ａ）は、アーム部材２が第１の位置となる状態を示している。図４（ａ）の状態では、アーム部材２が、最も反時計回りに位置している。図４（ｂ）は、アーム部材２が第２の位置となる状態を示している。図４（ｂ）の状態では、図４（ａ）の状態からステッピングモータ１が時計回りに３０°回転した状態を示している。このとき、アーム部材２は回転軸を中心に時計回りに３０°回転しており、リンク部材３はアーム部材２の出力ピン２１に連結し、駆動力が伝達される連結部の位置変化に応じて、出力ピン３１は地板のガイド穴４３に沿って図４中、右方向に移動する。図４（ｂ）の状態からさらにステッピングモータ１が時計回りに３０°回転すると、図４（ｃ）の状態となる。図４（ｃ）は、アーム部材２が第３の位置となる状態を示している。図４（ｃ）の状態では、図４（ｂ）の状態と比べ、アーム部材２は回転軸を中心に時計回りに３０°回転しているが、リンク部材３の出力ピンの位置は図４（ｂ）の状態と変わらない。このことについて、図５を用いて説明する。

図５は、図４（ｂ）の状態と図４（ｃ）の状態におけるアーム部材２の出力ピン２１の位置を示す図である。図中のＡは図４（ｂ）の状態におけるアーム部材２の出力ピン２１の位置を示している。図中のＢは図４（ｃ）の状態におけるアーム部材２の出力ピン２１の位置を示している。図中の点線Ｘは上記ＡとＢ上を通る線を示している。図中の点線Ｙはガイド穴４３に平行でかつ、リンク部材３の出力ピン３１の中心を通る線である。このとき、点線Ｙは点線Ｘに垂直であり、なおかつＡ−Ｂ間の中心を通る、つまり、線分Ａ−Ｂの垂直二等分線の関係となっている。これによって、出力ピン２１がＡの位置にあるときとＢの位置にあるときで、出力ピン３１の位置は変わらない。ただし、図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態に変化する間は、図４（ｅ）に示す状態を経由する。図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態に変化する間には図４（ｅ）に示すようにリンク部材３の出力ピン３１は図４中、右方向に移動する。図４（ｃ）の状態からさらにステッピングモータ１が時計回りに３０°回転した状態を示したのが図４（ｄ）である。図４（ｄ）は、アーム部材２が第４の位置となる状態を示している。図４（ｄ）の状態では、図４（ｃ）の状態と比べ、アーム部材２は回転軸を中心に時計回りに３０°回転している。リンク部材３のアーム部材２の出力ピン２１に連結した連結部の位置変化に応じて、出力ピン３１は地板のガイド穴４３に沿って図４中の左方向に移動する。

図６は、シャッタ羽根５および６の動きを説明する図である。図６（ａ）〜（ｅ）の各状態は、図４（ａ）〜（ｅ）の各状態におけるシャッタ羽根５および６の位置にそれぞれ対応している。図６（ａ）の状態では、シャッタ羽根５を突起部５３がストッパー４７に当接するまで軸ダボ４４を中心に反時計回りに回転させる。同時に、シャッタ羽根６を突起部６３がストッパー４８に当接するまで回転させている。この状態では、シャッタ羽根５および６は地板４の開口部４１を閉鎖する。このとき、シャッタ羽根５および６は中間シート７の開口部７１も閉鎖する。図６（ａ）の状態からステッピングモータ１が反時計回りに３０°回転すると、図６（ｂ）の状態となる。図４（ｂ）で説明したように、リンク部材３の出力ピン３１は、地板のガイド穴４３に沿って図４中、右方向に移動する。これによって、出力ピン３１は、図６（ｂ）で示した位置となり、シャッタ羽根５を軸ダボ４４を中心に反時計回りに回転させるとともに、シャッタ羽根６を軸ダボ４５を中心に時計回りに回転させる。この状態では、シャッタ羽根５および６は地板４の開口部４１を開放する。このとき、シャッタ羽根５および６は中間シート７の開口部７１も開放する。開口部７１の開口径は開口部４１の開口径よりも小さいので、開口部７１により光量制御装置の開放口径が決められる。さらに、図６（ｂ）の状態からステッピングモータ１が反時計回りに３０°回転すると、シャッタ羽根５および６の位置は図６（ｅ）の状態を経て図６（ｂ）の状態と同じ図６（ｃ）の状態となる。図４（ｃ）で説明したように、リンク部材３の出力ピン３１は図６（ｂ）で示した位置と同じ位置となり、シャッタ羽根５および６の位置も図６（ｂ）の位置と同じ位置となる。図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）の状態に至る途中では図６（ｅ）に示すように、シャッタ羽根５および６は地板４の開口部４１からより退避する方向に移動する。開口部７１の開口径は開口部４１の開口径よりも小さいので、このとき、シャッタ羽根５および６は中間シート７の開口部７１からもより退避する。これによって、図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）の状態に変わるまでの間に、シャッタ羽根５および６は地板４の開口部４１を開放する状態を維持する。図６（ｃ）の状態からステッピングモータ１が反時計回りに３０°回転すると、図６（ｄ）の状態となる。図４（ｄ）で説明したように、リンク部材３の出力ピン３１は、図６（ｄ）で示した位置となる。そして、出力ピン３１は、シャッタ羽根５を軸ダボ４４を中心に反時計回りに、シャッタ羽根６を軸ダボ４５を中心に時計回りに突起部５３および６３と地板４のストッパー４７および４８とがそれぞれ当接するまで回転させる。

以上のように、本発明の光量制御装置は図６（ａ）の状態と図６（ｂ）の状態または、図６（ｃ）と図６（ｄ）の状態を往復することでシャッタの開閉を行っている。

図７は、ＮＤ羽根８の動きを説明するための図である。図７（ａ）〜（ｅ）の各状態は、図４（ａ）〜（ｅ）の各状態におけるＮＤ羽根８の位置にそれぞれ対応している。図７（ａ）の状態ではアーム部材２の出力ピン２１は穴４２の端に位置し、ＮＤ羽根８のカム部８４の内周に当接し、ＮＤ羽根８の突起部８５が地板４のストッパー４９に当接している。この状態では、ＮＤフィルタ８２が開口部４１に進入する状態となる。このとき、ＮＤフィルタ８２は中間シート７の開口部７１にも進入する。図７（ａ）の状態からステッピングモータ１が反時計回りに３０°回転すると、図７（ｂ）の状態となる。アーム部材２の出力ピン２１は図７（ｂ）で示した位置となるが、ＮＤ羽根８のカム部８４はアーム部材２の出力ピン２１の移動軌跡に沿った形状をしているため、出力ピン２１はカム部８４の内側を移動するだけである。したがって、ＮＤ羽根８の位置は図７（ａ）の状態と同じ位置となる。図７（ｂ）の状態からステッピングモータ１が反時計回りに３０°回転すると、図７（ｅ）の状態を経て図７（ｃ）の状態となる。アーム部材２の出力ピン２１は、図７（ｃ）で示す位置となる。このとき、出力ピン２１はＮＤ羽根８のカム部８４の内周に当接し、ＮＤ羽根８を軸ダボ４６を中心に時計回りに回転させる。ＮＤ羽根８の突起部８５が地板４のストッパー５０に当接することで、ＮＤ羽根８の位置は図７（ｃ）に示す位置となる。図７（ｃ）の状態からステッピングモータ１が反時計回りに３０°回転すると、図７（ｄ）の状態となる。アーム部材２の出力ピン２１は図７（ｄ）で示した位置となるが、ＮＤ羽根８のカム部８４はアーム部材２の出力ピン２１の移動軌跡に沿った形状をしているため、出力ピン２１はカム部８４の内側を移動するだけである。したがって、ＮＤ羽根８の位置は図７（ｃ）の状態と同じ位置となる。本実施例では、カム部８４の形状をアーム部材２の出力ピン２１の軌跡に合わせた穴形状としているが、ＮＤ羽根８の軸穴８３が十分大きければ、カム部８４の形状を穴形状にせず、単に出力ピン２１の移動軌跡よりも大きく広げた形状としてもよい。

以上のように、ＮＤ羽根８のカム部８４には、出力ピン２１の移動に連動してＮＤ羽根８が移動しない第１の領域と、出力ピン２１の移動に連動してＮＤ羽根８が移動する第２の領域がある。本実施例の光量制御装置では、図７（ｂ）の状態と図７（ｃ）の状態を往復することで、ＮＤフィルタ８２が開口部４１および開口部７１に進入する状態とＮＤフィルタ８２が開口部４１および開口部７１から退避する状態に切り換わる。そして、図７（ａ）の状態と図７（ｂ）の状態との間や、図７（ｃ）の状態と図７（ｄ）の状態との間ではＮＤ羽根８が移動しない構成となっている。

各図４、６、７において、上述のシャッタ羽根５および６、ＮＤ羽根８の動きを合わせて考えると、以下のようになる。ＮＤフィルタ８２が開口部４１および開口部７１に進入する状態と開口部４１および開口部７１から退避する状態とに切り換える際には、各図の（ｂ）と（ｃ）の状態を往復するようにステッピングモータ１を駆動すればよい。ＮＤフィルタ８２が開口部４１および７１に進入した状態でシャッタ羽根５および６が開口部４１および７１を開放する状態と閉鎖する状態とに切り換える際には、各図の（ａ）と（ｂ）の状態を往復するようにステッピングモータ１を駆動すればよい。ＮＤフィルタ８２が開口部４１および７１から退避した状態でシャッタ羽根５および６が開口部４１および７１を開放する状態と閉鎖する状態とに切り換える際には、各図の（ｃ）と（ｄ）の状態を往復するようにステッピングモータ１を駆動すればよい。

以上のような構成によれば、１つの電磁駆動源でシャッタ羽根と光量調節部材を駆動し、光量調節部材の開閉動作時にシャッタ羽根の開閉動作により開口部の光量を途絶えさせることのない光量制御装置を提供することが可能となる。

ここで、シャッタ羽根５および６が地板４の開口部４１および開口部７１から退避した状態から覆う状態に移動するとき、つまりシャッタ羽根が閉じるとき、シャッタ羽根５および６はストッパー４７および４８に衝突する。そして、その衝撃力によりシャッタ羽根５および６は移動してきた方向と逆方向の力を受ける。本実施例では衝撃を受けてもシャッタ羽根５および６がバウンドしないようにステッピングモータ１を以下に示すように制御している。

図８は、本実施例におけるシャッタ羽根５および６が閉じるときの外側磁極部の磁極とトルクを示す図である。図８中、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれステッピングモータ１の回転位置を示しており、Ａはシャッタ羽根５および６が開いて停止している状態での回転角度、Ｂはシャッタ羽根５および６がストッパー４７および４８に衝突する状態での回転角度である。Ｃは回転位置Ａと回転位置Ｂの間にある回転位置である。図８中、トルクを示す図において縦軸上方向はシャッタ羽根５および６が閉じる方向であり、図３中の時計周り方向を示している。図３と図８を用いて本実施例に係るステッピングモータ１の制御について説明する。シャッタ羽根５および６が閉じるときのステッピングモータ１の状態は、図３（ｂ）の状態から図３（ａ）の状態に移動する場合と、図３（ｃ）の状態から図３（ｄ）の状態に移動する場合とがある。ここでは、図３（ｂ）の状態から図３（ａ）の状態に移動する場合について説明する。

図８中、回転位置Ａではステッピングモータ１は図３（ｂ）の状態であり、シャッタ羽根５および６は開いた状態で停止している。シャッタ羽根５および６の閉じ動作が開始すると、ステッピングモータ１は第２の外側磁極部１１２はＳ極に変化し、図８中の曲線ａｂで示すトルクで時計回りに駆動する。ここで、ステッピングモータ１が回転位置Ｂまで、つまりシャッタ羽根５および６がストッパー４７および４８に衝突するまで、曲線ａｂで示すトルクで時計回りに駆動すれば、回転位置Ｂではトルクはほぼ０となっており、上述したようにバウンドしてしまう。そこで、ステッピングモータ１が回転位置Ｂに至る途中の回転位置Ｃにおいて、第１の外側磁極部１１１をＳ極に切り換える。すると、ステッピングモータ１のトルクは曲線ｃｄで示すようになる。したがって、回転位置Ｃにおいてステッピングモータ１のトルクは曲線ａｂ上の点ｅから曲線ｃｄ上の点ｆに変化し、ステッピングモータ１は曲線ｃｄに示したトルクで時計周りに駆動する。この状態でステッピングモータ１が回転位置Ｂまで駆動し、シャッタ羽根５および６がストッパー４７および４８に衝突しても、ステッピングモータ１は点ｄで示す時計回りのトルクがあるためにバウンドを低減することができる。ここで、回転位置Ｃは曲線ａｂと曲線ｃｄの大小関係が変わる回転位置に近い方が、トルクを効率的に使えてシャッタ速度が向上するため望ましい。

一方、シャッタ羽根５および６が地板４の開口部４１および開口部７１を閉鎖する状態から地板４の開口部４１および開口部７１を開放する状態に移動するとき、シャッタ羽根５および６はストッパー４７および４８に衝突することはない。よって、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に移るには前述したように第２の外側磁極部１１２をＳ極からＮ極に変化させるだけでよい。

以上をまとめると、図９のようになる。図９は、本実施例におけるステッピングモータ１の各回転位置における外側磁極部の磁極をまとめた図である。図９中において、点Ａ〜Ｃは図８の回転位置Ａ〜回転位置Ｃに対応し、シャッタ閉じ動作において回転位置Ａから回転位置Ｃまでの間を（１）、回転位置ＣからＢまでの間を（２）としている。また、シャッタ開き動作において回転位置Ｂから回転位置Ａまでの間を（３）としている。図９に示すように、シャッタ開き動作においては初期位相通電を除いて１ステップで開き動作を行っている。一方、シャッタ閉じ動作においては初期位相通電を除いて、シャッタ開き動作よりもステップ数が多い２ステップで閉じ動作を行っている。

なお、ステッピングモータ１が図３（ｃ）の状態から図３（ｄ）の状態に移動することでシャッタが閉じる場合については、外側磁極部の関係が変わるのと回転方向が逆転するだけで、考え方は同様であるため説明は省略する。

実施例１では、ステッピングモータ１は第１コイル１２と第２コイル１３の両方を通電し、第１の外側磁極部１１１と第２の外側磁極部１１２の両方の磁極部がＳ極あるいはＮ極となるように制御していた。本実施例では、ステッピングモータ１について第１コイル１２と第２コイル１３の片方のみを通電するタイミングを設けて制御した場合について説明する。

図１０は、本実施例におけるステッピングモータ１の動きを説明するための図である。マグネット１６の動きをわかりやすくするため、マグネット１６の同じ位置に星印を示している。図１０中において、第１の外側磁極部１１１および第２の外側磁極部１１２に示すＯは、第１コイル１２および第２コイル１３への通電をせず、第１の外側磁極部１１１および第２の外側磁極部１１２がＳ極でもＮ極でもないことを示している。図１０（ａ）は、第１コイル１２を通電せず、第２の外側磁極部１１２がＮ極となるように第２コイル１３を通電した状態である。図１０（ａ）の状態から第１の外側磁極部１１１がＳ極になるように第１コイル１２を通電すると、マグネット１６は反時計回りに１５°回転し、マグネット１６の回転位置は図１０（ｂ）のようになる。次に、図１０（ｂ）の状態から第２コイル１３の通電を切ると、マグネット１６は反時計回りに１５°回転し、マグネット１６の回転位置は図１０（ｃ）のようになる。次に、図１０（ｃ）の状態から第２の外側磁極部１１２がＳ極になるように第２コイル１３を通電すると、マグネット１６は反時計回りに１５°回転し、マグネット１６の回転位置は図１０（ｄ）のようになる。次に、図１０（ｄ）の状態から第１コイル１２の通電を切ると、マグネット１６は反時計回りに１５°回転し、マグネット１６の回転位置は図１０（ｅ）のようになる。次に、図１０（ｅ）の状態から第１の外側磁極部１１１がＮ極になるように第１コイル１２を通電すると、マグネット１６は反時計回りに１５°回転し、マグネット１６の回転位置は図１０（ｆ）のようになる。次に、図１０（ｆ）の状態から第２コイル１３の通電を切ると、マグネット１６の回転位置はマグネット１６は反時計回りに１５°回転し、図１０（ｇ）のようになる。

本実施例においては、ステッピングモータ１が図１０（ａ）の位置にあるときに、アーム部材２とリンク部材３は図４（ａ）の位置にある。そして、ステッピングモータ１が図１０（ｃ）の位置にあるときに、アーム部材２とリンク部材３は図４（ｂ）の位置にある。同様にステッピングモータ１が図１０（ｅ）、図１０（ｇ）にあるときに、アーム部材２とリンク部材３は図４（ｃ）、図４（ｄ）の位置にある。ここで、シャッタ羽根５および６とＮＤ羽根８の位置についてはアーム部材２とリンク部材３の位置によって決定される。アーム部材２とリンク部材３の位置に対するシャッタ羽根５および６とＮＤ羽根８の位置の関係については実施例１と同様であるので説明は省略する。

次に、本実施例における、シャッタ羽根５および６の閉鎖するときのバウンドを防ぐためのステッピングモータ１の制御について説明する。図１１は、本実施例におけるシャッタ羽根５および６を閉鎖するときの外側磁極部の磁極とトルクを示す図である。図１１中、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれステッピングモータ１の回転位置を示しており、Ａはシャッタが開いて停止している状態での回転位置、Ｂはシャッタ羽根５および６がストッパー４７および４８に衝突する状態での回転位置である。Ｃ、Ｄは回転位置Ａと回転位置Ｂの間にある回転位置である。図１１中、トルクを示す図において縦軸上方向はシャッタ羽根５および６を閉鎖する方向であり、図１０中の時計周り方向を示している。図１０と図１１を用いて本実施例に係るステッピングモータ１の制御について説明する。シャッタ羽根５および６を閉鎖するときのステッピングモータ１の状態は、図１０（ｃ）の状態から図１０（ｂ）の状態を経て図１０（ａ）の状態に移動する場合と、図１０（ｅ）の状態から図１０（ｆ）の状態を経て図１０（ｇ）の状態に移動する場合とがある。ここでは、図１０（ｃ）の状態から図１０（ｂ）の状態を経て図１０（ａ）の状態に移動する場合について説明する。

図１１中、角度Ａではステッピングモータ１は図１０（ｃ）の状態であり、シャッタ羽根５および６は開いた状態で停止している。シャッタ羽根５および６の閉じ動作が開始すると、ステッピングモータ１は第２の外側磁極部１１２はＮ極に変化し、図１１中の曲線ａｂで示すトルクで時計回りに駆動する。ステッピングモータ１が回転位置Ｃまで回転すると図１０（ｂ）の状態となる。次に、ステッピングモータ１を第１コイル１２の通電を切って第１の外側磁極部１１１を励磁しない。すると、ステッピングモータ１は図１１中の曲線ｂｃで示すトルクで時計回りに駆動する。ここで、ステッピングモータ１が回転位置Ｂまで、つまりシャッタ羽根５および６がストッパー４７および４８に衝突するまで、曲線ｂｃで示すトルクで時計回りに駆動すれば、回転位置Ｂではトルクはほぼ０となっており、上述したようにバウンドしてしまう。そこで、ステッピングモータ１が回転位置Ｂに至る途中の回転位置Ｄにおいて、第１の外側磁極部１１１をＮ極に切り換える。すると、ステッピングモータ１のトルクは曲線ｂｄで示すようになる。したがって、回転位置Ｄにおいてステッピングモータ１のトルクは曲線ｂｃ上の点ｅから曲線ｂｄ上の点ｆに変化し、ステッピングモータ１は曲線ｆｄに示したトルクで時計周りに駆動する。この状態でステッピングモータ１が回転位置Ｂまで駆動し、シャッタ羽根５および６がストッパー４７および４８に衝突しても、ステッピングモータ１は点ｄで示す時計回りのトルクがあるためにバウンドを低減することができる。

一方、シャッタ羽根５および６が地板４の開口部４１を閉鎖する状態から地板４の開口部４１を開放する状態に移動するとき、シャッタ羽根５および６はストッパー４７および４８に衝突することはない。よって、図１０（ａ）の状態から図１０（ｃ）の状態に移るには以下のようにステッピングモータ１を駆動すればよい。ステッピングモータ１は第１の外側磁極部１１１を励磁せず、第２の外側磁極部１１２がＮ極の状態である図１０（ａ）の状態から第１の外側磁極部１１１をＳ極に通電させた後、第２の外側磁極部１１２を励磁しない図１０（ｃ）の状態にすればよい。

以上をまとめると、図１２のようになる。図１２は、本実施例におけるステッピングモータ１の各角度における外側磁極部の磁極をまとめた図である。図１２中において、点Ａ〜Ｄは図１１の回転位置Ａ〜Ｄにそれぞれ対応し、シャッタ羽根５および６の閉じ動作において回転位置ＡからＣまでの間を（１）、回転位置Ｃから回転位置Ｄまでの間を（２）、回転位置Ｄから回転位置Ｂまでの間を（３）としている。また、シャッタ開き動作において回転位置Ｂから回転角度Ｃまでの間を（４）、回転位置Ｃから回転位置Ａまでの間を（５）としている。図１２に示すように、シャッタ羽根５および６の閉じ動作においては初期位相通電を除いて３ステップで閉じ動作を行っている。一方、シャッタ羽根５および６の開き動作においては初期位相通電を除いて２ステップで開き動作を行っている。

ここで、回転位置Ｃと回転位置Ｄは同一でも構わない。つまり、（２）の区間を省略してもよい。それは換言すれば、シャッタ羽根５および６が閉じるときには２相励磁駆動をし、シャッタ羽根５および６が開くときには１−２相励磁駆動することになる。

なお、ステッピングモータ１が図１０（ｅ）に示した状態から図１０（ｇ）に示した状態に移動することでシャッタ羽根５および６が閉じる場合については、外側磁極部の関係が変わるのと回転方向が逆転するだけで、考え方は同様であるため説明は省略する。

以上、実施例１と実施例２について２種類の駆動モードの説明をした。駆動モードの選択は、第１コイル１２と第２コイル１３の通電をしないとき、マグネット１６が安定する位置が外側磁極部の両方がＳ極あるいはＮ極であるときの位置か、片方のみがＳ極あるいはＮ極となったときの位置かによって決定すればよい。また、実施例１と実施例２を組み合わせて、第１コイル１２と第２コイル１３の通電を両方する場合と、片方のみにする場合を組み合わせて駆動してもよい。

本実施例では、シャッタ羽根の突起部と地板に設けられたストッパーが当接することによりシャッタ羽根の位置を制限していたが、アーム部材やリンク部材と地板に設けられたストッパーが当接することによりシャッタ羽根の位置を制限しても構わない。

また、リンク部材を駆動させるための出力ピンとＮＤ羽根を駆動するための出力ピンを同一にしているが、それぞれ異なる出力ピンにより駆動するようにしてもよい。

さらに、本実施例では、シャッタ羽根５および６やＮＤ羽根８をステッピングモータ１の回転角度に合わせた動きをするように設定している。しかし、ステッピングモータの角度ばらつきを考慮し、所定の回転角度に対してより小さい角度で駆動するように設定すれば角度ばらつきを吸収し安定した駆動を得られる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ステッピングモータ
２アーム部材
３リンク部材
４地板
５シャッタ羽根
６シャッタ羽根
７中間シート
８ＮＤ羽根

Claims

開口部が形成される地板と、
前記開口部を閉鎖する状態と前記開口部を開放する状態との間を移動可能なシャッタ羽根と、
前記開口部に進入する状態と前記開口部から退避する状態との間を移動可能な光量調節羽根と、
前記光量調節羽根と係合するアーム部材と、
前記アーム部材に連結されるとともに、前記シャッタ羽根と係合するリンク部材と、
前記アーム部材を駆動するステッピングモータと、を有し、
前記ステッピングモータを一方向に駆動することで、前記アーム部材を第１の位置、第２の位置、第３の位置、第４の位置の順で移動可能であって、
前記アーム部材が前記第１の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を閉鎖する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部に進入する状態となり、
前記アーム部材が前記第２の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を開放する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部に進入する状態となり、
前記アーム部材が前記第３の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を開放する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部から退避する状態となり、
前記アーム部材が前記第４の位置となるとき、前記シャッタ羽根は前記開口部を閉鎖する状態となり、前記光量調節羽根は前記開口部から退避する状態となることを特徴とする光量制御装置。
前記光量調節羽根には、前記地板に形成される回転軸が挿入される軸穴と、前記アーム部材が挿入されるカム部と、が形成され、
前記カム部には、前記アーム部材の移動に連動して前記光量調節羽根が移動しない第１の領域と、前記アーム部材の移動に連動して前記光量調節羽根が移動する第２の領域と、が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光量制御装置。
前記リンク部材には、前記アーム部材に連結される連結部と、前記地板に設けられたガイドに嵌合する嵌合部と、が形成され、
前記リンク部材は、前記アーム部材の移動に連動して前記ガイドに沿って移動することを特徴とする請求項１または２に記載の光量制御装置。
前記シャッタ羽根には、前記地板に形成される回転軸が挿入される軸穴と前記リンク部材が挿入されるカム部とが形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光量制御装置。
前記アーム部材が前記第２の位置と前記第３の位置との間を移動する際に、前記シャッタ羽根が前記開口部を開放する状態を維持するように、前記アーム部材とリンク部材は連結されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光量制御装置。
前記ステッピングモータを制御する制御手段を更に有し、
前記地板には、前記シャッタ羽根が前記開口部を閉鎖する状態に移動する際、前記シャッタ羽根と当接するストッパーが形成され、
前記制御手段は、前記シャッタ羽根を前記開口部を開放する状態から前記開口部を閉鎖する状態に移動させる際、前記シャッタ羽根を前記開口部を閉鎖する状態から前記開口部を開放する状態に移動させる際のステップ数より多いステップ数にて前記ステッピングモータを駆動するように制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に光量制御装置。
前記ステッピングモータを制御する制御手段を更に有し、
前記地板には、前記シャッタ羽根が前記開口部を閉鎖する状態に移動する際、前記シャッタ羽根と当接するストッパーが形成され、
前記制御手段は、
前記シャッタ羽根を前記開口部を開放する状態から前記開口部を閉鎖する状態に移動させる際、前記ステッピングモータを２相励磁駆動するように制御し、
前記シャッタ羽根を前記開口部を閉鎖する状態から前記開口部を開放する状態に移動させる際、前記ステッピングモータを１−２相励磁駆動するように制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に光量制御装置。