(57)【要約】【課題】簡単な制御で従来より高精度にシャッタ（回転板）を制御できるロータリシャッタ装置（回転板駆動装置）およびその制御方法を提案すること。【解決手段】ロータリシャッタ装置１（回転板駆動装置）は、第１シャッタ板２０を回転させる第１モータ５０Ａと、第２シャッタ板３０を回転させる第２モータ６０Ａを備える。第１モータ制御部４ａは、第１エンコーダ７からの回転位置情報を、第１モータ用駆動パルスから生成する第１モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックし、更に、この回転位置情報を第１モータ用駆動パルスにフィードバックする。また、前記第２モータ制御部４ｂは、第２エンコーダ７の回転位置情報を第２モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックし、更に、シャッタ開口２１の開口角度Ｄを検出する角度検出器６からの相対角度情報を、第２モータ用駆動パルスにフィードバックする。【選択図】図４
2014130265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転板と、
当該第１回転板を回転させる第１モータと、
前記第１回転板と同一の軸線回りに回転する第２回転板と、
当該第２回転板を回転させる第２モータと、
前記第１回転板と前記第２回転板の相対角度を検出する角度検出部と、
前記第１モータの回転位置を検出する第１回転検出部と、
前記第２モータの回転位置を検出する第２回転検出部と、
上位の制御部から入力される目標速度指令に基づいて前記第１回転板を回転させる第１モータ制御部と、
上位の制御部から入力される目標角度指令と前記相対角度とを一致させるように前記第２回転板を回転させる第２モータ制御部とを有し、
前記第１モータ制御部は、
前記目標速度指令に基づいて第１モータ用駆動パルスを生成する第１駆動周波数制御部と、
当該第１モータ用駆動パルスに基づいて第１モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する第１モータサーボ制御部とを備え、
当該第１モータサーボ制御部に前記第１回転検出部からの回転位置情報を入力して、当該回転位置情報を前記第１モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックすると共に、
前記第１駆動周波数制御部に前記第１回転検出部からの回転位置情報を入力して、当該回転位置情報を前記第１モータ用駆動パルスにフィードバックし、
前記第２モータ制御部は、
前記目標角度指令および前記目標速度指令に基づいて第２モータ用駆動パルスを生成する第２駆動周波数制御部と、
当該第２モータ用駆動パルスに基づいて第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する第２モータサーボ制御部とを備え、
当該第２モータサーボ制御部に前記第２回転検出部からの回転位置情報を入力して、当該回転位置情報を前記第２モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックし、
前記第２駆動周波数制御部に前記角度検出部からの相対角度情報を入力して、当該相対角度情報を前記第２モータ用駆動パルスにフィードバックすることを特徴とする回転板駆動装置。
【請求項２】
前記第２駆動周波数制御部は、
前記角度検出部からの相対角度情報と前記目標角度指令との差分値が予め設定した基準値よりも大きいか否かを判定し、
前記差分値が前記基準値よりも大きい場合には、１００％よりも小さい予め設定した第１の比率を前記差分値に乗じた値だけ前記第２回転板を前記第１回転板に対して相対回転させるように、前記第２モータ用駆動パルスを生成し、
前記差分値が前記基準値以下の場合には、前記第１の比率よりも小さい第２の比率を前記差分値に乗じた値だけ前記第２回転板を前記第１回転板に対して相対回転させるように、前記第２モータ用駆動パルスを生成することを特徴とする請求項１に記載の回転板駆動装置。
【請求項３】
前記目標速度指令は、目標速度に応じた周波数の入力パルスであり、
前記第１モータ制御部は、
前記目標速度指令として、現在用いられている入力パルスとは周波数が異なる新たな入力パルスが入力されると、
前記現在用いられている入力パルスの周波数から前記新たな入力パルスの周波数まで段階的に周波数を変化させた加減速パルスを生成する入力周波数加減速制御部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回転板駆動装置。
【請求項４】
前記第１モータ制御部は、
前記目標速度指令が予め設定した許容範囲内の周波数の入力パルスであるか否かを判定し、当該入力パルスの周波数が前記予め設定した許容範囲内でないと判定した場合には、前記目標速度指令を予め設定した固定周波数の入力パルスに置き換える入力周波数許容判定部を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の回転板駆動装置。
【請求項５】
前記第２モータサーボ制御部に入力する駆動パルスを切り換える駆動パルス切換部を有し、
当該駆動パルス切換部は、
前記相対角度が前記目標角度指令と一致していない場合には、
前記第２モータサーボ制御部に前記第２駆動周波数制御部で生成された前記第２モータ用駆動パルスを入力し、
前記相対角度が前記目標角度指令と一致している場合には、
前記第２モータサーボ制御部に前記第１駆動周波数制御部で生成された前記第１モータ用駆動パルスを入力して、当該第１モータ用駆動パルスに基づいて前記第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の回転板駆動装置。
【請求項６】
第１モータによって回転する第１回転板と第２モータによって回転する第２回転板を同一の軸線回りに回転させる回転板駆動装置の制御方法であって、
上位の制御部から入力される目標速度指令に基づいて生成される第１モータ用駆動パルスを用いて前記第１モータをＰＷＭ制御する第１モータ駆動処理と、
上位の制御部から入力される目標角度指令および目標速度指令に基づいて生成された第２モータ用駆動パルスを用いて前記第２モータをＰＷＭ制御して、前記第１回転板と前記第２回転板の相対角度を前記目標角度指令に一致させる第２モータ駆動処理とを行い、
前記第１モータ駆動処理において、
前記第１モータの回転位置情報を、前記第１モータ用駆動パルスから生成する第１モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックする第１フィードバック処理と、
前記第１モータの回転位置情報を、前記第１モータ用駆動パルスにフィードバックする第２フィードバック処理を行い、
前記第２モータ駆動処理において、
前記第２モータの回転位置情報を、前記第２モータ用駆動パルスから生成する第２モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックする第３フィードバック処理と、
前記第１回転板と前記第２回転板の相対角度情報を、前記第２モータ用駆動パルスにフィードバックする第４フィードバック処理を行うことを特徴とする回転板駆動装置の制御方法。
【請求項７】
前記第２モータ駆動処理において、
前記相対角度情報と前記目標角度指令との差分値が予め設定した基準値よりも大きいか否かを判定し、
前記差分値が前記基準値よりも大きい場合には、１００％よりも小さい予め設定した第１の比率を前記差分値に乗じた値だけ前記第２回転板を前記第１回転板に対して相対回転させるように、前記第２モータ用駆動パルスを生成し、
前記差分値が前記基準値以下の場合には、前記第１の比率よりも小さい第２の比率を前記差分値に乗じた値だけ前記第２回転板を前記第１回転板に対して相対回転させるように、前記第２モータ用駆動パルスを生成することを特徴とする請求項６に記載の回転板駆動装置の制御方法。
【請求項８】
前記目標速度指令は、目標速度に応じた周波数の入力パルスであり、
前記第１モータ駆動処理において、
前記目標速度指令として、現在用いられている入力パルスとは周波数が異なる新たな入力パルスが入力されると、
前記現在用いられている入力パルスの周波数から前記新たな入力パルスの周波数まで段階的に周波数を変化させた加減速パルスを生成する入力周波数加減速処理を行うことを特徴とする請求項６または７に記載の回転板駆動装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１モータ駆動処理において、
前記目標速度指令が予め設定した許容範囲内の周波数の入力パルスであるか否かを判定し、当該入力パルスの周波数が前記予め設定した許容範囲内でないと判定した場合には、前記目標速度指令を予め設定した固定周波数の入力パルスに置き換える入力周波数許容判定処理を行うことを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の回転板駆動装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第２モータ駆動処理において、
前記相対角度情報が前記目標角度指令と一致していない場合には、
前記第２モータサーボ制御部に前記第２モータ用駆動パルスを入力し、
前記相対角度情報が前記目標角度指令と一致している場合には、
前記第２モータサーボ制御部に前記第１モータ用駆動パルスを入力して、当該第１モータ用駆動パルスに基づいて前記第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成することを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載の回転板駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の回転板を備える回転板駆動装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転板等を駆動する駆動装置としては、例えば、透光部を備えたシャッタ板（回転板）をモータ等の駆動源によって回転させる装置が提案されている。かかる装置において、２枚のシャッタ板（第１、第２シャッタ板）と、各シャッタ板を回転駆動させる２つのモータ（第１、第２モータ）を備え、両モータを異なる速度で回転させることにより、２つのシャッタ板を相対回転させてシャッタ開口角度（露光時間）を調整し、両モータを同一速度で回転させることにより、シャッタ角度を一定に保ったままでシャッタを回転させるものがある。特許文献１には、この種の回転板駆動装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１の回転板駆動装置は、波動歯車機構を備えている。第１モータの出力軸には、波動歯車機構の第１入力用回転部材（サーキュラスプライン）が連結されており、第２モータの出力軸には、波動歯車機構の第２入力用回転部材（ウェーブジェネレータ）が連結されている。また、第１シャッタ板は第２モータのモータ軸と一体になって回転し、第２シャッタ板は波動歯車機構の出力用回転部材（フレックススプライン）と一体になって回転する。波動歯車機構を用いて角度制御することにより、２つのモータの制御同期誤差を１／１００程度に抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転板駆動装置において、シャッタ速度、シャッタ開口角度などを制御する場合には、上位指令によって与えられる目標値とエンコーダ等で検出した回転位置情報に基づいてモータを駆動するフィードバック制御を行うが、このとき、回転位置／速度を細かく制御するため、上位の制御部から与えられる入力パルス（目標速度に応じた周波数のパルス信号）をエンコーダの検出分解能等に応じた倍率で分割して駆動パルスを生成し、駆動パルスに基づいてＰＷＭ駆動信号を生成し、モータを駆動する。そして、エンコーダの出力から得られる回転位置情報を、ＰＷＭ駆動信号に対してフィードバックしている。
【０００６】
このように、従来は、ＰＷＭ駆動信号に回転位置情報を細かくフィードバックすることによってシャッタ位置／速度を高精度に制御している。しかしながら、このような制御のみでは、ＰＷＭ駆動信号のフィードバックループ毎に発生した誤差の累積を解消する手段がなく、更なる精度向上を図るためには、このような誤差の累積を解消できる制御方法を用いる必要があった。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、回転板の回転位置／速度を従来より高精度に制御することのできる回転板駆動装置およびその制御方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の回転板駆動装置は、
第１回転板と、
当該第１回転板を回転させる第１モータと、
前記第１回転板と同一の軸線回りに回転する第２回転板と、
当該第２回転板を回転させる第２モータと、
前記第１回転板と前記第２回転板の相対角度を検出する角度検出部と、
前記第１モータの回転位置を検出する第１回転検出部と、
前記第２モータの回転位置を検出する第２回転検出部と、
上位の制御部から入力される目標速度指令に基づいて前記第１回転板を回転させる第１モータ制御部と、
上位の制御部から入力される目標角度指令と前記相対角度とを一致させるように前記第２回転板を回転させる第２モータ制御部とを有し、
前記第１モータ制御部は、
前記目標速度指令に基づいて第１モータ用駆動パルスを生成する第１駆動周波数制御部と、
当該第１モータ用駆動パルスに基づいて第１モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する第１モータサーボ制御部とを備え、
当該第１モータサーボ制御部に前記第１回転検出部からの回転位置情報を入力して、当該回転位置情報を前記第１モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックすると共に、
前記第１駆動周波数制御部に前記第１回転検出部からの回転位置情報を入力して、当該回転位置情報を前記第１モータ用駆動パルスにフィードバックし、
前記第２モータ制御部は、
前記目標角度指令および前記目標速度指令に基づいて第２モータ用駆動パルスを生成する第２駆動周波数制御部と、
当該第２モータ用駆動パルスに基づいて第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する第２モータサーボ制御部とを備え、
当該第２モータサーボ制御部に前記第２回転検出部からの回転位置情報を入力して、当該回転位置情報を前記第２モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックし、
前記第２駆動周波数制御部に前記角度検出部からの相対角度情報を入力して、当該相対角度情報を前記第２モータ用駆動パルスにフィードバックすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、第１モータによって回転する第１回転板と第２モータによって回転する第２回転板を同一の軸線回りに回転させる回転板駆動装置の制御方法であって、
上位の制御部から入力される目標速度指令に基づいて生成される第１モータ用駆動パルスを用いて前記第１モータをＰＷＭ制御する第１モータ駆動処理と、
上位の制御部から入力される目標角度指令および目標速度指令に基づいて生成された第２モータ用駆動パルスを用いて前記第２モータをＰＷＭ制御して、前記第１回転板と前記第２回転板の相対角度を前記目標角度指令に一致させる第２モータ駆動処理とを行い、
前記第１モータ駆動処理において、
前記第１モータの回転位置情報を、前記第１モータ用駆動パルスから生成する第１モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックする第１フィードバック処理と、
前記第１モータの回転位置情報を、前記第１モータ用駆動パルスにフィードバックする第２フィードバック処理を行い、
前記第２モータ駆動処理において、
前記第２モータの回転位置情報を、前記第２モータ用駆動パルスから生成する第２モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックする第３フィードバック処理と、
前記第１回転板と前記第２回転板の相対角度情報を、前記第２モータ用駆動パルスにフィードバックする第４フィードバック処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の回転板駆動装置およびその制御方法は、このように、第１、第２回転板を回転させる第１、第２モータをＰＷＭ制御によって駆動しており、第１モータのＰＷＭ制御では、駆動パルスに基づいて生成するＰＷＭ駆動信号をモータの回転位置情報に基づいてフィードバック制御する（第１フィードバック制御）だけでなく、駆動パルスそのものに対しても、モータの回転位置情報に基づくフィードバック制御（第２フィードバック制御）を行う。これにより、各フィードバックループで生じる誤差を小さくすることができなくとも、累積誤差が大きくなる前に駆動パルスの位相とモータの回転位置を同期させ、誤差を解消できる。例えば、モータ１回転毎に発生するＺ相信号を用いて、モータが基準回転位置を通過する毎に、駆動パルスの位相とモータ回転位置とのずれをリセットできる。また、第２モータのＰＷＭ制御では、第１モータと同様に、駆動パルスに基づいて生成するＰＷＭ駆動信号をモータの回転位置情報に基づいてフィードバック制御する（第３フィードバック制御）のに加えて、駆動パルスそのものに対しても、第１、第２回転板の相対角度情報に基づくフィードバック制御（第４フィードバック制御）を行っている。例えば、第２回転板を第１回転板に対して回転させるべき量を、目標角度指令と相対角度情報との差分値に基づいて決定している。よって、第１、第２回転板の速度および相対角度を簡単なフィードバック制御によって従来より高精度に制御できる。
【００１１】
本発明の回転板駆動装置およびその制御方法では、前記第２モータ駆動処理において、前記第２駆動周波数制御部は、前記角度検出部からの相対角度情報と前記目標角度指令との差分値が予め設定した基準値よりも大きいか否かを判定し、前記差分値が前記基準値よりも大きい場合には、１００％よりも小さい予め設定した第１の比率を前記差分値に乗じた値だけ前記第２回転板を前記第１回転板に対して相対回転させるように、前記第２モータ用駆動パルスを生成し、前記差分値が前記基準値以下の場合には、前記第１の比率よりも小さい第２の比率を前記差分値に乗じた値だけ前記第２回転板を前記第１回転板に対して相対回転させるように、前記第２モータ用駆動パルスを生成することが望ましい。このように、第２回転板を第１回転板に対して相対回転させるべき量を差分値よりも少なく設定しておくことにより、外乱等に起因するオーバーシュート／アンダーシュートを抑制できる。従って、装置を振り回しながら回転板を駆動するなどの外乱のある状況下であっても、短時間で目標角度に到達させることができる。更に、差分値が小さくなったときには差分値に対する相対回転させるべき量の比率を更に下げるため、スムーズに目標値に収束させることができる。
【００１２】
また、本発明の回転板駆動装置およびその制御方法において、前記目標速度指令は、目標速度に応じた周波数の入力パルスであり、前記第１モータ駆動処理において、前記第１モータ制御部は、前記目標速度指令として、現在用いられている入力パルスとは周波数が異なる新たな入力パルスが入力されると、前記現在用いられている入力パルスの周波数から前記新たな入力パルスの周波数まで段階的に周波数を変化させた加減速パルスを生成する入力周波数加減速制御部を備えることが望ましい。モータ駆動制御において、入力パルスの周波数が急激に切り換えられると、制御のためのピーク電流が大きくなり、また、フィードバック制御において過剰な応答が行われるため、大電流（ラッシュ電流）が流れるおそれがある。本発明では、周波数を段階的に切り換えているため、大電流が流れるのを防止でき、消費電流を少なくできる。また、過電流から駆動回路を保護するためのエラー制御が働くのを抑制できる。
【００１３】
ここで、本発明の回転板駆動装置およびその制御方法において、前記第１モータ制御部は、前記第１モータ駆動処理において、前記目標速度指令が予め設定した許容範囲内の周波数の入力パルスであるか否かを判定し、当該入力パルスの周波数が前記予め設定した許容範囲内でないと判定した場合には、前記目標速度指令を予め設定した固定周波数の入力パルスに置き換える入力周波数許容判定処理を行う入力周波数許容判定部を備えることが望ましい。このようにすると、不適切な入力パルスに起因する不具合やモータ停止を防止できる。
【００１４】
また、本発明の回転板駆動装置およびその制御方法において、前記第２モータサーボ制御部に入力する駆動パルスを切り換える駆動パルス切換部を有し、当該駆動パルス切換部は、前記第２モータ駆動処理において、前記相対角度が前記目標角度指令と一致していない場合には、前記第２モータサーボ制御部に前記第２駆動周波数制御部で生成された前記第２モータ用駆動パルスを入力し、前記相対角度が前記目標角度指令と一致している場合には、前記第２モータサーボ制御部に前記第１駆動周波数制御部で生成された前記第１モータ用駆動パルスを入力して、当該第１モータ用駆動パルスに基づいて前記第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成するように構成することができる。このように、モータの構成上可能であれば駆動パルスを共通化することができ、制御を簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１、第２回転板を回転させる第１、第２モータをＰＷＭ制御によって駆動しており、第１モータのＰＷＭ制御では、駆動パルスに基づいて生成するＰＷＭ駆動信号をモータの回転位置情報に基づいてフィードバック制御するだけでなく、駆動パルスそのものに対しても、モータの回転位置情報に基づくフィードバック制御を行う。これにより、各フィードバックループで生じる誤差を小さくすることができなくとも、累積誤差が大きくなる前に駆動パルスの位相とモータの回転位置を同期させ、誤差を解消できる。また、第２モータのＰＷＭ制御では、第１モータと同様に、駆動パルスに基づいて生成するＰＷＭ駆動信号をモータの回転位置情報に基づいてフィードバック制御するのに加えて、駆動パルスそのものに対しても、第１、第２回転板の相対角度情報に基づくフィードバック制御を行っている。よって、第１、第２回転板の速度および相対角度を簡単なフィードバック制御によって従来より高精度に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した回転板駆動装置を前方および後方から見た斜視図である。
【図２】本発明を適用した回転板駆動装置の縦断面図である。
【図３】本発明を適用した回転板駆動装置を前方から見た正面図である。
【図４】ロータリシャッタ装置のシャッタ制御系を示すブロック図である。
【図５】加減速パルス信号およびシャッタ角度変更用パルス信号の説明図である。
【図６】改変例のシャッタ制御系を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した回転板駆動装置の実施例としてロータリシャッタ装置を説明する。
【００１８】
（全体構成）
図１（ａ）は本発明を適用したロータリシャッタ装置を前方から見た斜視図であり、図１（ｂ）は後方から見た斜視図である。図２は本発明を適用したロータリシャッタ装置の縦断面図である。また、図３はロータリシャッタ装置を前方から見た正面図である。図１に示すように、ロータリシャッタ装置１（回転板駆動装置）は、前方から同軸にこの順番で配置された第１ハウジング１０、第１シャッタ板（第１回転板）２０、第２シャッタ板（第２回転板）３０、および、第２ハウジング４０を備えている。第１ハウジング１０および第２ハウジング４０の間に位置する第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０は円形の輪郭形状を備える薄板である。第１ハウジング１０の内部には第１シャッタ板２０を回転駆動させる第１回転駆動機構５０が構成されており、第２ハウジング４０の内部には第２シャッタ板３０を回転駆動させる第２回転駆動機構６０が構成されている。なお、便宜上、第１、第２シャッタ板２０、３０の回転軸線Ｌに沿った方向をロータリシャッタ装置１の前後方向とし、図１において左端に位置する第１回転駆動機構５０の側を前方Ｌａ、左端に位置する第２回転駆動機構６０の側を後方Ｌｂとする。
【００１９】
図２に示すように、第１ハウジング１０は、有底筒状の第１モータハウジング１１と、第１モータハウジング１１の後端に接続され回転軸線Ｌに対して垂直な径方向に延びる第１シャッタハウジング１２を備えている。第１モータハウジング１１は、同軸に配置されたハウジング部材１１ａ、１１ｂによって構成されている。ハウジング部材１１ａは第１モータハウジング１１の前端部分を構成しており、その中心孔にボールベアリング１３が支持されている。また、ハウジング部材１１ａには通気孔１１ｃが設けられており、通気孔１１ｃにはフィルタ１１ｄが装着されている。ハウジング部材１１ｂは、ハウジング部材１１ａの後端に固定され、ハウジング部材１１ａと第１シャッタハウジング１２とを連結している。
【００２０】
ここで、第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０が回転すると負圧が発生するので、第１ハウジング１０内には回転する第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の側に向かう空気の流れが発生する。このため、ボールベアリング１３に充填されている潤滑剤としてのグリスが第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の側に向かって流れ出す可能性がある。これに対して、本例では、第１ハウジング１０に通気孔１１ｃが形成されているので、第１ハウジング１０内に空気の流れが発生したときに通気孔１１ｃを介して外から空気が入り込み、入り込んだ空気が回転する第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の側に流れる。これにより、ボールベアリング１３に充填されたグリスが回転する第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０に飛散することを防止或いは抑制できる。
【００２１】
第１シャッタハウジング１２は、第１シャッタ板２０の前方Ｌａに配置され、第１シャッタ板２０と回転軸線Ｌ方向に狭い隙間で対峙している。ロータリシャッタ装置１は、第１シャッタハウジング１２に支持された第１基板２および第２基板３を備えている。ロータリシャッタ装置１が撮影カメラに組み込まれる場合には、図１に想像線（二点鎖線）で示すように、第１シャッタハウジング１２の前方に外装ケースＣ１が配置される。第１基板２および第２基板３は、外装ケースＣ１と第１シャッタハウジング１２との隙間Ｓに平行に配置されている。第１シャッタハウジング１２と対峙している第１基板２には、第１、第２回転駆動機構５０、６０を制御する駆動制御部４が搭載されている。一方、基板２の前方Ｌａ側に配置された第２基板３にはインダクタ５が搭載されている。
【００２２】
第２ハウジング４０は、有底筒状の第２モータハウジング４１と、第２モータハウジング４１の前端に同軸に接続された筒状の中間ハウジング４２と、中間ハウジング４２の前端に接続され回転軸線Ｌに対して垂直な径方向に延びる第２シャッタハウジング４３を備えている。第２モータハウジング４１は、同軸に配置されたハウジング部材４１ａ、４１ｂによって構成されている。ハウジング部材４１ａは第２モータハウジング４１の前端部分を構成しており、ハウジング部材４１ｂはハウジング部材４１ａと中間ハウジング４２を接続している。第２シャッタハウジング４３は、第２シャッタ板３０の後方Ｌｂに配置され、第２シャッタ板３０と回転軸線Ｌ方向に狭い隙間で対峙している。なお、図１において、第１、第２シャッタハウジング１２、４３および第１、第２基板２、３は図示を省略している。
【００２３】
図１に示すように、第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０は、第１モータハウジング１１および第２モータハウジング４１よりも大径である。第１シャッタ板２０は半径方向の所定の位置に透光部として第１開口部２０ａを備えている。第１開口部２０ａは所定の角度範囲に渡って扇型に形成されている。第２シャッタ板３０は第１シャッタ板２０と同一形状をしている。すなわち、第２シャッタ板３０は半径方向の所定の位置に透光部として第２開口部３０ａを備えている。第２開口部３０ａは所定の角度範囲に渡って扇型に形成されている。第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とは回転軸線Ｌ方向に狭い間隔で対峙している。
【００２４】
図１では、第１シャッタ板と第２シャッタ板の位相が９０°ずれている。すなわち、図１に示す状態では、第１開口部２０ａと第２開口部３０ａの角度位置が９０°ずれており、第１開口部２０ａと第２開口部３０ａの重なり部分によって９０°の角度範囲に渡る扇型のシャッタ開口２１が形成されている。シャッタ開口２１は、第１ハウジング１０および第２ハウジング４０の環状外周面よりも外周側に位置している。
【００２５】
ロータリシャッタ装置１が撮影カメラに組み込まれる場合には、図１に想像線（二点鎖線）で示すように、第１シャッタ板２０の前方Ｌａに撮影レンズＣ２が配置され、第２シャッタ板３０の後方ＬｂにＣＣＤなどの撮像部Ｃ３が配置される。第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０が第１回転駆動機構５０および第２回転駆動機構６０によって駆動されると、撮影レンズＣ２と撮像部Ｃ３の間をシャッタ開口２１が通過する。
【００２６】
図１に示す状態で第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０を同一の回転速度で一体に回転させれば、シャッタ開口２１は９０°の開口角度を維持した状態で撮影レンズＣ２と撮像部Ｃ３の間を通過する。これにより所定の露光時間が得られる。露光時間を変更する場合には、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とを異なる回転速度で回転させて、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０の位相を変えて、シャッタ開口２１の開口角度Ｄを所望の開口角度に変化させる。シャッタ開口２１の開口角度Ｄが所望の開口角度となった時点で、再び、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とを同一の回転速度で一体に回転させる。
【００２７】
第１、第２シャッタハウジング１２、４３には、シャッタ開口２１の開口角度Ｄを検出するための角度検出器６（角度検出部）が設けられている。角度検出器６は、第１シャッタハウジング１２に保持された発光素子６ａと、第２シャッタハウジング４３に保持された受光素子６ｂを備えた光学センサである。発光素子６ａと受光素子６ｂは、第１、第２シャッタ板２０、３０を挟み、回転軸線Ｌ方向に対向している。発光素子６ａは、受光素子６ｂに向けて検査光を照射する。シャッタ開口２１が発光素子６ａと受光素子６ｂの間を通過しているとき、受光素子６ｂは、検査光を検出する。一方、シャッタ開口２１が発光素子６ａと受光素子６ｂの間から外れた位置にあるとき、検査光が遮られ、受光素子６ｂは検査光を検出しない。受光素子６ｂが検査光を受光している時間の長さはシャッタ回転速度およびシャッタ開口２１の開口角度Ｄに対応している。本形態では、角度検出器６からの出力は、シャッタ開口２１の開口角度Ｄ（すなわち、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０の相対角度）を示す角度情報（相対角度情報）として用いられる。
【００２８】
（内部構造）
図２に示すように、第１回転駆動機構５０は、ロータ５１、ステータコイル５２、および第１回転軸５３等から構成される第１モータ５０Ａと、第１モータ５０Ａの回転を検出する第１エンコーダ７（第１回転検出部）を備えている。一方、第２回転駆動機構６０は、ロータ６１、ステータコイル６２、および第２回転軸６３等から構成される第２モータ６０Ａと、第２モータ６０Ａの回転を検出する第２エンコーダ８（第２回転検出部）と、波動歯車機構６９とを備えている。第１モータ５０Ａは第１モータハウジング１１内に構成されており、第２モータ６０Ａは第２モータハウジング４１内に構成されている。また、波動歯車機構６９は中間ハウジング４２内に構成されている。第１回転軸５３は前側部分が第１ハウジング１０内に位置しており、後端部分が中間ハウジング４２内に位置している。第１回転軸５３、第２回転軸６３、および波動歯車機構６９は、前後方向に延びる回転軸線Ｌ上で同軸に配置されている。
【００２９】
第１回転軸５３は、前方から後ろ側に向かって一定の外径寸法を備える第１軸部５３ａと、第１軸部５３ａよりも大径の円盤部５３ｂと、円盤部５３ｂよりも小径の第２軸部５３ｃを同軸に備えている。第１回転軸５３は、第１モータハウジング１１の前端部分に設置されたハウジング部材１１ａに装着されたボールベアリング１３により、その前端部分が回転可能に支持されている。ボールベアリング１３は外輪がハウジング部材１１ａの側に固定されている。ボールベアリング１３の内輪には、内周側に第１軸部５３ａの前端部分が挿入されて、固定されている。
【００３０】
第１モータ５０Ａのロータ５１は環状に構成されており、第１回転軸５３と一体に回転する。ロータ５１は円筒状の連結部材５１ａと連結部材５１ａの外周側に固定されたマグネット５１ｂを備えており、連結部材５１ａの中心孔に第１回転軸５３が挿入された状態で第１回転軸５３に固定されている。ロータ５１において、マグネット５１ｂの前方にはバックヨーク５１ｃが設けられている。バックヨーク５１ｃは連結部材５１ａの外周側に固定されている。ステータコイル５２は、マグネット５１ｂに対して後方から対向する位置に配置されている。ステータコイル５２は、シート状あるいは薄板状の基材の表面にコイルを環状に配置したシート状コイルであり、環状のステータ基板５４に搭載されている。バックヨーク５１ｃの前方には、第１エンコーダ７が設置されている。第１エンコーダ７は、第１回転軸５３の回転を検出する。
【００３１】
ステータコイル５２の後方には第１環状ハブ５５が配置されている。第１環状ハブ５５は内周側が第１回転軸５３に固定されている。第１環状ハブ５５の外周側には回転軸線Ｌと直交する姿勢で第１シャッタ板２０が連結されている。従って、第１モータ５０Ａが駆動されると、第１回転軸５３が回転して、第１シャッタ板２０が回転する。
【００３２】
第２モータ６０Ａのロータ６１は環状に構成されており、第２回転軸６３と一体に回転する。ロータ６１は円筒状の連結部材６１ａと連結部材６１ａの外周側に固定されたマグネット６１ｂを備えており、連結部材６１ａの中心孔に第２回転軸６３が挿入された状態で第２回転軸６３に固定されている。ロータ６１においてマグネット６１ｂの後方Ｌｂにはバックヨーク６１ｃが設けられている。バックヨーク６１ｃは連結部材６１ａの外周側に固定されている。ステータコイル６２は、マグネット６１ｂに対して前方Ｌａで対向する位置に配置されている。ステータコイル６２は、シート状あるいは薄板状の基材の表面にコイルを環状に配置したシート状コイルであり、環状のステータ基板６４に搭載されている。ステータ基板６４は外周縁部分が第２モータハウジング４１のハウジング部材４１ｂに固定されている。さらに、第２モータ６０Ａは、連結部材６１ａの前方Ｌａに配置された補助ヨーク６５を備えている。補助ヨーク６５は、筒部６５ａと、筒部６５ａの前端部分から半径方向の外側に広がる板状の大径部６５ｂとを備えた磁性部材であり、大径部６５ｂがステータコイル６２と対向している。補助ヨーク６５は筒部６５ａの中心孔に第２回転軸６３が挿入された状態で第２回転軸６３に固定されており、ロータ６１と一体に回転する。バックヨーク６１ｃの後方には、第２エンコーダ８が設置されている。第２エンコーダ８は、第２回転軸６３の回転を検出する。
【００３３】
波動歯車機構６９は、撓み噛み合い式波動歯車機構であり、筒状の内歯歯車であるサーキュラスプライン７０と、サーキュラスプライン７０の内側に配置されたカップ状のフレックススプライン７１と、このフレックススプライン７１を撓ませて噛合位置を円周方向に移動させるウエーブジェネレータ７２を備えている。
【００３４】
フレックススプライン７１は開口を後方に向けて配置されている。サーキュラスプライン７０の内周側であってフレックススプライン７１の前方には、連結部材７４が配置されている。連結部材７４はサーキュラスプライン７０と当該連結部材７４の間に挿入されたボールベアリング７５によりサーキュラスプライン７０に対して相対回転可能な状態で支持されている。連結部材７４の前端面の中央には凹部７６が形成されている。連結部材７４の後端には、フレックススプライン７１のダイヤフラム部分の中央のボス部分が連結されており、これにより連結部材７４とサーキュラスプライン７０は軸線Ｌ回りを一体に回転可能となっている。また、連結部材７４の前端には、第１回転軸５３が第２軸部５３ｃを凹部７６に挿入させた状態で、円盤部５３ｂを貫通する締結ネジにより、固定されている。これにより、連結部材７４と第１回転軸５３は軸線Ｌ回りを一体に回転可能となっている。従って、第１モータ５０Ａが駆動されて第１回転軸５３が回転するとフレックススプライン７１が第１回転軸５３と一体に回転する。
【００３５】
ウエーブジェネレータ７２は、フレックススプライン７１の内周側で第２回転軸６３に連結されている。従って、第２回転軸６３が回転すると、ウエーブジェネレータ７２は第２回転軸６３と一体に回転する。ここで、第２回転軸６３は、その先端がフレックススプライン７１のボス部分に設けられたボールベアリング７７により回転可能に支持されている。
【００３６】
サーキュラスプライン７０の前端部分には、連結部材７４よりも前方に突出する環状の前側フランジ部７８が設けられている。前側フランジ部７８の内径寸法は、サーキュラスプライン７０において、連結部材７４およびフレックススプライン７１の外周側に位置している部分の内径寸法よりも大きい。前側フランジ部７８には、環状の第２環状ハブ６６がその中心孔に第１回転軸５３を貫通させた状態で前方から締結ネジにより固定されている。これにより、第２環状ハブ６６は、第１回転軸５３を貫通させた状態で波動歯車機構６９の前端部分を覆っている。また、第２環状ハブ６６の外周側には、回転軸線Ｌと直交する姿勢で第２シャッタ板３０が固定されている。第２モータ６０Ａが駆動されると、第２回転軸６３が回転し、この回転がウエーブジェネレータ７２からフレックススプライン７１を介してサーキュラスプライン７０に伝達され、第２シャッタ板３０が回転する。
【００３７】
サーキュラスプライン７０の後端部分には、フレックススプライン７１の後端よりも後方であって、内歯が形成されている歯部よりも後方に突出する後側フランジ部９０が設けられている。後側フランジ部９０の内径寸法は、サーキュラスプライン７０の歯部の内径寸法よりも大きい。後側フランジ部９０には、環状の封鎖部材９１が中心孔に第２回転軸６３を貫通させた状態で後方から締結ネジにより固定されている。これにより、封鎖部材９１は、第２回転軸６３を貫通させた状態で波動歯車機構６９の後端部分を覆っている。
【００３８】
波動歯車機構６９と第２モータ６０Ａとの間には、サーキュラスプライン７０を回転可能に支持する支持機構９３が設けられている。支持機構９３は、封鎖部材９１、ボールベアリング９４、および、ボールベアリング９４を支持するための支持部材９５を備えている。支持部材９５は円環状をしており、外周縁部分が回転軸線Ｌ方向で中間ハウジング４２と第２モータハウジング４１（ハウジング部材４１ｂ）の間に挟まれて固定されている。ボールベアリング９４は、外輪が支持部材９５の内周部分により支持されている。ボールベアリング９４の内輪には、封鎖部材９１の内周部分が固定されている。ここで、支持機構９３によってサーキュラスプライン７０を回転可能に支持するとともに、フレックススプライン７１に連結部材７４を介して同軸に連結されている第１回転軸５３をボールベアリング１３で回転可能に支持することにより、波動歯車機構６９の全体が回転軸線Ｌ回りに回転可能に支持されている。
【００３９】
波動歯車機構６９は、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａの回転速度が等しい場合、サーキュラスプライン７０、フレックススプライン７１、ウエーブジェネレータ７２が１体となって回転する。一方、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａの回転速度を異なるものとすると、第２回転軸６３に接続されたウエーブジェネレータ７２と、第１回転軸５３と一体に回転しているフレックススプライン７１が相対回転するので、第２回転軸６３の回転に伴って第２回転軸６３に対するサーキュラスプライン７０の位相がずれる。この結果、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０の位相がずれて、シャッタ開口２１の開口角度Ｄが変化する。
【００４０】
（シャッタ制御系）
図４はロータリシャッタ装置１のシャッタ制御系を示すブロック図である。また、図５（ａ）は加減速パルス信号の説明図、図５（ｂ）はシャッタ角度変更用パルス信号の説明図である。上述したように、ロータリシャッタ装置１は、第１基板２に搭載された駆動制御部４を備えている。駆動制御部４は、第１モータ５０Ａを駆動制御する第１モータ制御部４ａと、第２モータ６０Ａを駆動制御する第２モータ制御部４ｂを備えている。第１、第２モータ制御部４ａ、４ｂと、第１、第２エンコーダ７、８と、シャッタ開口２１の開口角度Ｄを検出する角度検出器６によって、第１、第２モータ５０Ａ、６０Ａを駆動制御するシャッタ制御系が構成されている。駆動制御部４は、ロータリシャッタ装置１の各部を統括制御しており、シャッタ制御系にシャッタ速度指令およびシャッタ角度指令を供給する上位の制御部（図示省略）を含んでいる。なお、シャッタ速度指令およびシャッタ角度指令は、駆動制御部４の外部から第１、第２モータ制御部４ａ、４ｂに供給されるものであっても良い。
【００４１】
図４に示すように、第１モータ制御部４ａは、メインモータサーボ制御部Ｍ１（第１モータサーボ制御部）と、駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２（第１駆動周波数制御部）と、入力周波数加減速制御部Ｍ３と、入力周波数許容判定部Ｍ４を備えている。メインモータサーボ制御部Ｍ１および駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２には、第１モータ５０Ａの回転を検出する第１エンコーダ７からの出力信号が入力される。第１モータ制御部４ａには、上位の制御部からシャッタ速度指令（目標速度指令）が入力される。シャッタ速度指令は、目標回転速度に対応する周波数（例えば、Ｆ１）のパルス信号である。例えば、シャッタ速度指令として、モータ１回転につき１つのパルスから構成されるパルス信号を用いることができる。
【００４２】
一方、第２モータ制御部４ｂは、スレイブモータサーボ制御部Ｓ１（第２モータサーボ制御部）と、駆動周波数−角度制御部Ｓ２（第２駆動周波数制御部）を備えている。スレイブモータサーボ制御部Ｓ１には、第２モータ６０Ａの回転を検出する第２エンコーダ８からの出力信号が入力される。また、駆動周波数−角度制御部Ｓ２には、シャッタ開口２１の開口角度Ｄを検出する角度検出器６からの出力信号が入力される。第２モータ制御部４ｂには、上位の制御部から、シャッタ角度指令（目標角度指令）が入力される。シャッタ角度指令は、シャッタ開口２１の開口角度Ｄの目標値である。本例では、シャッタ角度指令として、１８０度以下の任意の角度を入力することができる。
【００４３】
ロータリシャッタ装置１では、シャッタ速度の制御は、第１シャッタ板２０を回転させる第１モータ５０Ａの駆動制御によって行われている。第２シャッタ板３０は、シャッタ開口２１の開口角度Ｄが一定のときは第１シャッタ板２０と同期して回転させられる。一方、シャッタ角度制御は、第２シャッタ板３０を角度変更分だけ第１シャッタ板２０に対して相対回転させることによって行われている。すなわち、シャッタ角度制御は、第２シャッタ板３０を回転させる第２モータ６０Ａの駆動制御によって行われている。
【００４４】
（シャッタ速度制御）
第１モータ制御部４ａにシャッタ速度指令（例えば、周波数Ｆ１のパルス信号）が入力されると、まず、入力周波数許容判定部Ｍ４において、入力周波数許容判定処理を行う。入力周波数許容判定部Ｍ４は、入力パルスの周波数Ｆ１が予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。入力周波数許容判定部Ｍ４は、判定用の上限周波数Ｆａおよび下限周波数Ｆｂを記憶している。シャッタ速度指令の周波数Ｆ１が許容範囲内（Ｆｂより大きく、且つＦａ未満）である場合には、入力周波数許容判定部Ｍ４は、このシャッタ速度指令を入力周波数加減速制御部Ｍ３にそのまま受け渡す。一方、シャッタ速度指令の周波数Ｆ１が許容範囲外（Ｆｂ以下あるいはＦａ以上）の場合には、入力周波数許容判定部Ｍ４は、シャッタ速度指令を予め用意された固定パルス信号（許容範囲内の周波数Ｆ０のパルス信号）に置き換え、これを入力周波数加減速制御部Ｍ３に受け渡す。
【００４５】
入力周波数加減速制御部Ｍ３は、入力周波数許容判定部Ｍ４から受け取った入力パルスに基づき、段階的に周波数が変化する加減速パルス信号を生成して、これを駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２に受け渡す。図５（ａ）に示すように、入力周波数加減速制御部Ｍ３は、現在適用されているシャッタ速度指令の周波数Ａと、新たなシャッタ速度指令の周波数Ｆ１（あるいはＦ０）に基づき、周波数をＡからＦ１（Ｆ０）に段階的に切り換える加減速パルス信号を生成する。そして、この加減速パルス信号を駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２に受け渡す。
【００４６】
駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２は、入力周波数加減速制御部Ｍ３から受け取った加減速パルス信号の各パルスを第１エンコーダ７の分解能に応じた倍率で分割することにより、第１モータ用駆動パルスを生成する。例えば、周波数がＡの入力パルスに基づき、第１モータ用駆動パルスの周波数Ｍを、Ｍ＝Ａ×ｎ（ｎ：第１エンコーダの１回転あたりの出力パルス数に応じた値）のように算出する。これにより、第１モータ用駆動パルスが生成される。入力パルスの周波数が段階的に変化するときは、第１モータ用駆動パルスの周波数も段階的に変化する。駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２は、生成した第１モータ用駆動パルスをメインモータサーボ制御部Ｍ１に受け渡す。
【００４７】
メインモータサーボ制御部Ｍ１は、入力された第１モータ用駆動パルスに基づき、第１モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する。すなわち、入力された第１モータ用駆動パルスに基づいてステータコイル５２への通電制御を行うための駆動波形を生成し、この駆動波形を第１モータ用ＰＷＭ駆動信号に変換する。そして、生成した第１モータ用ＰＷＭ駆動信号に基づき、第１モータ５０Ａを駆動する。ここで、上述したように、メインモータサーボ制御部Ｍ１には、第１エンコーダ７からの出力信号、すなわち、第１モータ５０Ａの回転位置情報が入力されている。メインモータサーボ制御部Ｍ１は、この回転位置情報を第１モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックする第１フィードバック処理を行う。具体的には、第１モータ５０Ａを一定量駆動する毎に（例えば、第１モータ用駆動パルスの１パルス分の駆動を行う毎に）、第１エンコーダ７から得られた回転位置情報と目標位置とのずれ量を算出し、このずれを解消するように第１モータ用ＰＷＭ駆動信号を補正する。
【００４８】
また、駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２にも、第１エンコーダ７からの出力信号、すなわち、第１モータ５０Ａの回転位置情報が入力されている。駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２は、この回転位置情報を第１モータ用駆動パルスにフィードバックする第２フィードバック処理を行う。具体的には、第１モータ５０Ａを一定量駆動する毎に（例えば、モータ１回転分の駆動を行う毎に）、第１モータ用駆動パルスの位相と第１エンコーダ７から得られた回転位置情報とのずれ（位相差）を算出し、この位相差の分だけ第１モータ用駆動パルスを補正する。駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２は、フィードバック済みの第１モータ用駆動パルスをメインモータサーボ制御部Ｍ１に供給し、メインモータサーボ制御部Ｍ１では、この第１モータ用駆動パルスから第１モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成して第１モータ５０Ａを駆動する。
【００４９】
（シャッタ角度制御）
第２モータ制御部４ｂには、第１モータ制御部４ａの駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２に入力される加減速パルスと同一の入力パルスが、入力周波数加減速制御部Ｍ３から入力される。また、第２モータ制御部４ｂには、シャッタ角度指令が入力される。シャッタ角度指令が入力されると、駆動周波数−角度制御部Ｓ２において、入力パルス（例えば、周波数Ａのパルス信号）およびシャッタ角度指令、ならびに角度検出器６からの出力信号に基づき、シャッタ角度変更用パルス信号を生成する。シャッタ角度変更用パルス信号は、シャッタ角度指令と、現在のシャッタ開口２１の開口角度Ｄとの差分を縮小するように、第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるためのものである。具体的には、シャッタ角度指令と現在のシャッタ開口２１の開口角度Ｄとの差分値よりも小さい所定の値（例えば、差分値の９５％）だけ第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるように、シャッタ角度変更用パルス信号を生成する。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、駆動周波数−角度制御部Ｓ２は、入力パルス（周波数Ｆ１／Ｆ０）を、所定の角度変更区間だけ入力パルスと周波数の異なるパルス信号（例えば、周波数Ａ１のパルス信号）に置き換えることにより、シャッタ角度変更用パルス信号を生成する。そして、生成したシャッタ角度変更用パルス信号に対し、各パルスを第２エンコーダ８の分解能に応じた倍率で分割することにより、第２モータ用駆動パルスを生成する。すなわち、第２モータ用駆動パルスは、シャッタ角度指令と現在のシャッタ開口２１の開口角度Ｄとの差分値の９５％の角度だけ、第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させる駆動パルスである。
【００５１】
スレイブモータサーボ制御部Ｓ１は、入力された第２モータ用駆動パルスに基づき、第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する。すなわち、入力された第２モータ用駆動パルスに基づいてステータコイル６２への通電制御を行うための駆動波形を生成し、この駆動波形を第２モータ用ＰＷＭ駆動信号に変換する。そして、生成した第２モータ用ＰＷＭ駆動信号に基づき、第２モータ６０Ａを駆動する。スレイブモータサーボ制御部Ｓ１は、メインモータサーボ制御部Ｍ１と同様に、第２エンコーダ８から得られた回転位置情報を第２モータ用ＰＷＭ駆動信号にフィードバックする第３フィードバック処理を行いながら、第２モータ６０Ａを駆動する。
【００５２】
駆動周波数−角度制御部Ｓ２は、角度検出器６からの出力信号、すなわち、シャッタ開口２１の開口角度Ｄを示す情報（相対角度情報）を、第２モータ用駆動パルスにフィードバックする第４フィードバック処理を行っている。具体的には、上述したように、第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるべき回転量を、シャッタ角度指令と、角度検出器６からの出力信号（相対角度情報）から算出した差分値に基づいて決定し、決定した回転量だけ両シャッタ板を相対回転させるためのシャッタ角度変更用パルス信号を生成する。そして、開口角度Ｄが目標値に収束するまで、この制御を繰り返すフィードバックループを行う。
【００５３】
ここで、駆動周波数−角度制御部Ｓ２は、両シャッタを相対回転させるシャッタ角度変更用パルス信号を生成するにあたって、シャッタ角度指令と現在のシャッタ開口２１の開口角度Ｄとの差分値と、予め設定した基準値との比較判定を行う。差分値が基準値より大きいときは、予め設定した第１の比率（９５％）を差分値に乗じた角度だけ第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるようにシャッタ角度変更用パルス信号を生成する。一方、差分値が基準値以下のときは、第１の比率（９５％）よりも小さい第２の比率（本形態では、５０％）を差分値に乗じた角度だけ第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるようにシャッタ角度変更用パルス信号を生成する。
【００５４】
駆動周波数−角度制御部Ｓ２は、シャッタ角度指令と現在のシャッタ開口２１の開口角度Ｄとが相違する場合には、上記のようなシャッタ角度変更用パルス信号を生成するが、シャッタ角度指令と現在のシャッタ開口２１の開口角度Ｄとが一致している場合には、入力パルスをそのまま使用して第２モータ用駆動パルスを生成する。そして、スレイブモータサーボ制御部Ｓ１では、入力された第２モータ用駆動パルスに基づき、第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を生成する。つまり、このときは、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａが同期した駆動パルスに基づいて駆動される。従って、両モータは同一速度で回転し、両シャッタ板も同一速度で回転する。よって、シャッタ開口角度Ｄを一定に保ったまま、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０が同じ速度で回転する。
【００５５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロータリシャッタ装置１は、第１、第２シャッタ板２０、３０を回転させる第１、第２モータ５０Ａ、６０ＡをＰＷＭ制御によって駆動するシャッタ制御系を備えている。そして、このシャッタ制御系による第１モータ５０ＡのＰＷＭ制御では、第１モータ用駆動パルスに基づいて生成する第１モータ用ＰＷＭ駆動信号を第１エンコーダ７からの回転位置情報に基づいてフィードバック制御する（第１フィードバック制御）だけでなく、第１モータ用駆動パルスそのものに対しても、第１エンコーダ７からの回転位置情報に基づくフィードバック制御（第２フィードバック制御）を行っている。これにより、各フィードバックループで生じる誤差を小さくすることができなくとも、累積誤差が大きくなる前に駆動パルスの位相と第１モータ５０Ａの回転位置を同期させ、誤差を解消できる。例えば、第１モータ５０Ａが１回転毎に発生するＺ相信号を用いて、第１モータ５０Ａが基準回転位置を通過する毎に、駆動パルスの位相とモータ回転位置とのずれをリセットできる。また、第２モータ６０ＡのＰＷＭ制御では、第１モータ５０Ａと同様に、第２モータ用駆動パルスに基づいて生成する第２モータ用ＰＷＭ駆動信号を第２エンコーダ８からの回転位置情報に基づいてフィードバック制御する（第３フィードバック制御）のに加えて、第２モータ用駆動パルスそのものに対しても、角度検出器６からの相対角度情報に基づくフィードバック制御（第４フィードバック制御）を行っている。すなわち、第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して回転させるべき量を、目標角度指令と相対角度情報との差分値に基づいて決定している。よって、第１、第２シャッタ板２０、３０の速度および相対角度を簡単なフィードバック制御によって従来より高精度に制御できる。
【００５６】
また、本形態では、シャッタ角度制御において、目標角度指令と現在の開口角度Ｄ（相対角度情報）との差分値が予め設定した基準値より大きいときには、第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して回転させるべき量を、目標角度指令と現在の開口角度Ｄ（相対角度情報）との差分値の９５％にしている。また、差分値が基準値以下のときには、差分値の５０％だけ第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるようにしている。フィードバック制御で開口角度Ｄを変えるときには、可能な限り早くシャッタ板を相対回転させて目標値に収束させることが望ましく、大きな角度変更を短時間で行う必要があった。しかしながら、装置を振り回しながらシャッタ駆動するなどの外乱のある状況下では、急激に大きな角度変更を行うとシャッタ板が過剰に動いてしまい、目標値に対するオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生するおそれがあった。従って、開口角度Ｄを目標値に対して精度良く、且つ、素早く合わせることが困難であった。本形態では、第２シャッタ板３０を第１シャッタ板２０に対して相対回転させるべき量を目標値と現在値との差分値よりも少なく設定しているため、外乱等に起因するオーバーシュート／アンダーシュートを抑制できる。従って、外乱のある状況下であっても、短時間で開口角度Ｄを目標角度に到達させることができる。更に、差分値が小さくなったときには差分値に対する相対回転させるべき量の比率を更に下げるため、スムーズに目標値に収束させることができる。
【００５７】
更に、本形態では、シャッタ速度制御において、目標速度と現在速度が大きく違うとき、段階的に速度を変化させるように入力パルスを加工している。モータ駆動制御において、入力パルスの周波数が急激に切り換えられると、制御のためのピーク電流が大きくなり、また、フィードバック制御において過剰な応答が行われるため、大電流（ラッシュ電流）が流れるおそれがある。本形態では、周波数を段階的に切り換えているため、大電流が流れるのを防止でき、消費電流を少なくできる。また、過電流から駆動回路を保護するためのエラー制御が働くのを抑制できる。
【００５８】
また、本形態では、上位の制御部から受け取った入力パルスに対し、モータ駆動に用いることのできる許容範囲内の周波数か否かを判定し、許容範囲内でない場合には、許容範囲内の固定周波数の入力パルスに置き換える。なお、このとき、同時にエラー信号を出力するなどの処理を行うことが望ましい。このようにすると、不適切な入力パルスに起因する不具合やモータ停止を防止できる。
【００５９】
（改変例）
図６は、改変例のシャッタ制御系を示すブロック図である。改変例のシャッタ制御系では、第２モータ制御部１０４ｂに、スレイブモータサーボ制御部Ｓ１への駆動パルスの入力経路を切り換える駆動パルス切換部Ｓ３が設けられている。駆動パルスの入力経路は、駆動周波数−角度制御部Ｓ２からの第１の経路と、駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２からの第２の経路の２つが設けられ、駆動パルス切換部Ｓ３は、これらの２つの経路の切り換えを行うように構成されている。改変例では、第１、第２モータ１５０Ａ、１６０Ａとして、同じ駆動パルスによって駆動可能な構成のものを用いている。駆動パルス切換部Ｓ３は、開口角度Ｄを一定にしてシャッタを駆動する場合、すなわち、両シャッタ板を同一速度で回転させる場合には、入力経路を駆動周波数−位相同期制御部Ｍ２からの経路に切り換える。これにより、第１モータ用駆動パルスがスレイブモータサーボ制御部Ｓ１に入力される。一方、シャッタ角度指令に基づいて開口角度Ｄを変える場合には、入力経路を駆動周波数−角度制御部Ｓ２からの経路に切り換える。このように、モータの構成上可能であれば駆動パルスを共通化することができ、シャッタ制御をより簡単にすることができる。
【００６０】
なお、上記形態のシャッタ制御系における入力周波数許容判定部Ｍ４および入力周波数加減速制御部Ｍ３を省略することもできる。この場合には、上位の制御部から入力されたシャッタ速度指令（入力パルス）の周波数を全く変更することなく、この入力パルスをそのまま用いて駆動パルスを生成する。あるいは、入力周波数許容判定部Ｍ４と入力周波数加減速制御部Ｍ３のどちらか一方のみを省略した構成にしてもよい。
【００６１】
（他の形態）
本形態は、第１、第２シャッタ板２０、３０の回転速度およびシャッタ開口２１の開口角度Ｄを制御するロータリシャッタ装置１に本発明を適用したものであったが、本発明は、２つの回転板を同期回転および相対回転させる各種の装置（ＡＶ装置、事務機器など）に適用が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１…ロータリシャッタ装置（回転板駆動装置）
２…基板
３…基板
３ａ…貫通部
４…駆動制御部
４ａ…第１モータ制御部
４ｂ、１０４ｂ…第２モータ制御部
５…インダクタ
６…角度検出器（角度検出部）
６ａ…発光素子
６ｂ…受光素子
７…第１エンコーダ（第１回転検出部）
８…第２エンコーダ（第２回転検出部）
１０…第１ハウジング
１１…第１モータハウジング
１１ａ…ハウジング部材
１１ｂ…ハウジング部材
１１ｃ…通気孔
１１ｄ…フィルタ
１２…第１シャッタハウジング
１３…ボールベアリング
２０…第１シャッタ板（第１回転板）
２０ａ…第１開口部
２１…シャッタ開口
３０…第２シャッタ板（第２回転板）
３０ａ…第２開口部
４０…第２ハウジング
４１…第２モータハウジング
４１ａ…ハウジング部材
４１ｂ…ハウジング部材
４２…中間ハウジング
４３…第２シャッタハウジング
５０…第１回転駆動機構
５０Ａ、１５０Ａ…第１モータ
５１…ロータ
５１ａ…連結部材
５１ｂ…マグネット
５１ｃ…バックヨーク
５２…ステータコイル
５３…回転軸
５３ａ…第１軸部
５３ｂ…円盤部
５３ｃ…第２軸部
５４…ステータ基板
５５…第１環状ハブ
６０…第２回転駆動機構
６０Ａ、１６０Ａ…第２モータ
６１…ロータ
６１ａ…連結部材
６１ｂ…マグネット
６１ｃ…バックヨーク
６２…ステータコイル
６３…第２回転軸
６４…ステータ基板
６５…補助ヨーク
６５ａ…筒部
６５ｂ…大径部
６６…第２環状ハブ
６９…波動歯車機構
７０…サーキュラスプライン
７１…フレックススプライン
７２…ウエーブジェネレータ
７４…連結部材
７５…ボールベアリング
７６…凹部
７７…ボールベアリング
７８…前側フランジ部
９０…後側フランジ部
９１…封鎖部材
９３…支持機構
９４…ボールベアリング
９５…支持部材
Ｃ１…外装ケース
Ｃ２…撮影レンズ
Ｃ３…撮像部
Ｄ…開口角度
Ｌ…回転軸線
Ｌａ…前方
Ｌｂ…後方
Ｍ１…メインモータサーボ制御部（第１モータサーボ制御部）
Ｍ２…駆動周波数−位相同期制御部（第１駆動周波数制御部）
Ｍ３…入力周波数加減速制御部
Ｍ４…入力周波数許容判定部
Ｓ１…スレイブモータサーボ制御部（第２モータサーボ制御部）
Ｓ２…駆動周波数−角度制御部（第２駆動周波数制御部）
Ｓ３…駆動パルス切換部
Ｓ…隙間
【図１】
2014130265.tif 000003
【図２】
2014130265.tif 000004
【図３】
2014130265.tif 000005
【図４】
2014130265.tif 000006
【図５】
2014130265.tif 000007
【図６】
2014130265.tif 000008