ES2224152T3 - Videocamara portatil que tiene control de ahorro de energia de motores paso a paso. - Google Patents

Abstract

UNA SEÑAL PARA CONTROLAR UN MOTOR PASO A PASO (4) PARA MOVER UNA LENTE DE ENFOQUE ES ALIMENTADO DESDE UN CIRCUITO (13) A UN SUMADOR (14). SE SUMINISTRA A UN CIRCUITO (12) UN COMANDO DE ZOOM EXTERNAMENTE INTRODUCIDO. SE SUMINISTRA UNA SEÑAL PARA CONTROLAR UN MOTOR PASO A PASO (3) PARA MOVER UNA LENTE DE ZOOM DESDE EL CIRCUITO AL SUMADOR. EL SUMADOR SUPERPONE ESTAS SEÑALES Y LA SUMINISTRA A PRE-CONTROLADORES MEDIANTE TRANSMISION EN SERIE. LOS PRE-CONTROLADORES (16, 17) LEEN LOS DATOS DE ONDA DE SENO QUE TIENEN AMPLITUDES APROPIADAS, Y LOS SUMINISTRAN A LOS CONTROLADORES DE MOTOR PARA CONTROLAR LOS MOTORES, RESPECTIVAMENTE. LAS SEÑALES DE CONTROL DEL MOTOR DEPENDEN DE LA CARGA ESTIMADA PARA CADA MOTOR PASO A PASO PARA DISMINUIR EL CONSUMO DE LA ENERGIA DE LA BATERIA.

Description

Videocámara portátil que tiene control de ahorro de energía de motores paso a paso.

Esta invención se refiere a una videocámara portátil que emplea motores paso a paso en mecanismos de enfoque y de teleobjetivo.

Muchas videocámaras portátiles, en particular las de pequeño tamaño para uso doméstico, incluyen un mecanismo de enfoque y un mecanismo de teleobjetivo automáticos incorporados para un trabajo más fácil de la videocámara. Los mecanismos automáticos de enfoque y de teleobjetivo incluyen medios de accionamiento de lente, y generalmente están accionados por motores paso a paso, tal como se describe por ejemplo en el documento JP-A-5.281.459, en el que se basa la parte precaracterizadora de la reivindicación 1.

En general, los motores paso a paso están accionados esencialmente por una onda rectangular. Sin embargo, en funcionamiento, los motores paso a paso accionados por una onda rectangular generan ruido ocasionado por vibraciones o armónicos superiores. Por tanto, la mayoría de los motores paso a paso incorporados en videocámaras son accionados por una onda senoidal.

Tal como se explica en el documento EP-A-0.571.289, el accionamiento por onda senoidal se efectúa basándose en datos almacenados previamente en una ROM sin generar realmente una onda senoidal. La ROM almacena datos que indican los factores de marcha de ondas rectangulares correspondientes a ondas senoidales tomadas muestreando a intervalos apropiados. Por ejemplo, el factor de marcha se determina como un 50% en el ángulo 0 (rad), 100% en \pi/2, 0% en 3\pi/2, etc. El motor paso a paso está accionado por una onda rectangular generada basándose en los datos. En este momento, la onda rectangular es alisada en una onda senoidal por un circuito puente para accionar el motor paso a paso o por la bobina del propio motor.

Los datos almacenados en la ROM corresponden a una onda senoidal. Por tanto, la ROM no necesita almacenar datos del ciclo completo desde 0 hasta 2\pi, sino que por ejemplo puede almacenar datos sólo de 1/4 de ciclo desde 0 hasta \pi/2. Cuando el motor paso a paso se acciona durante 0 hasta \pi/2, los datos leídos de la ROM se emplean directamente, y durante \pi/2 a \pi, los datos almacenados en la ROM se leen en la secuencia opuesta a la secuencia para 0 a \pi/2. Durante \pi a 3\pi/2, los datos de 0 a \pi/2 almacenados en la ROM se leen en la secuencia normal pero con el signo inverso. Durante 3\pi/2 a 2\pi, los datos para 0 a \pi/2 se leen en la secuencia opuesta y se les asigna el signo opuesto. De esta manera, al cambiar el orden de lectura de datos y/o al cambiar el signo, donde sea necesario, los datos del ciclo completo desde 0 hasta 2\pi pueden producirse a partir tan sólo de los datos de 0 a \pi/2. Cuando un motor paso a paso es accionado por una onda senoidal, el ciclo de la onda senoidal se modifica para cambiar la velocidad de accionamiento del motor a un valor para el accionamiento a alta velocidad, el accionamiento a baja velocidad o similar. En los dibujos adjuntos, la figura 6 muestra ondas senoidales de ciclos diferentes para distintas velocidades de accionamiento. Tal como se ha ilustrado, el ciclo es corto para el accionamiento a alta velocidad y largo para el accionamiento a baja velocidad. La amplitud de la onda senoidal es constante independientemente de la velocidad.

La figura 7 muestra una disposición de circuito convencional para accionar un motor paso a paso. El motor paso a paso empleado aquí es accionamiento bipolar excitado bifásicamente de tipo de imán permanente que se emplea generalmente para accionar lentes de videocámaras, disqueteras, etc.

Un MCU 100 suministra una señal de reloj de lectura y una señal arriba/abajo a un contador 101 de direcciones. Con base en estas señales, los datos de dirección para leer datos de onda senoidal de la ROM 102 se suministran del contador 101 de direcciones a la ROM 102.

El reloj de lectura determina la frecuencia de los datos de onda senoidal leídos de la ROM 102. Por tanto, si los intervalos del reloj de lectura son cortos, entonces la frecuencia de la onda senoidal es alta y el motor paso a paso se acciona a una velocidad elevada. Similarmente, si los intervalos del reloj de lectura son largos, el motor paso a paso se acciona a una velocidad reducida. La señal ARRIBA/ABAJO invierte el signo de los datos de onda senoidal leídos de la ROM 102 de más a menos, o viceversa, y el motor paso a paso se acciona en el sentido opuesto.

La ROM 102 también almacena datos acerca de factores de marcha de ondas rectangulares correspondientes a ondas senoidales de 1/4 de ciclo, es decir, desde 0 hasta \pi/2. Por tanto, cuando se leen los datos de la ROM 102, el contador 101 de direcciones controla el orden para leer los datos en un intervalo cíclico predeterminado y añade el signo positivo o negativo a los datos, tal como se ha explicado anteriormente, para así generar y dar salida a los datos para el ciclo completo desde 0 hasta 2\pi.

Los datos acerca de los factores de marcha de ondas rectangulares correspondientes a las ondas senoidales se suministran a unos circuitos 103 y 104 generadores de modulación PWM. Tal como se ha indicado anteriormente, el motor paso a paso a accionar es aquí del tipo de excitación bifásica. Por tanto, las ondas senoidales que difieren en fase en \pi/2 se suministran simultáneamente al motor. La generación de ondas en fases diferentes puede realizarse cambiando la forma de lectura de los datos de la ROM 102.

Se suministra una salida de onda rectangular procedente del circuito 103 generador de modulación PWM a la bobina 107a del motor 107 paso a paso a través de un circuito 105 puente en H para accionar el motor 107 paso a paso. Se suministra una salida de onda rectangular procedente del circuito 104 generador de modulación PWM a la bobina 107b del motor 107 paso a paso a través de un circuito 106 puente en H. Estas salidas de onda rectangular son alisadas en ondas senoidales (u ondas cosenoidales) por el circuito 105 puente en H y la bobina 107a o por el circuito 106 puente en H y la bobina 107b. Por tanto, el accionamiento del motor 107 paso a paso es realizado por ondas senoidales.

La figura 8 es una representación vectorial de la onda senoidal suministrada al motor 107 paso a paso accionado en el proceso anterior. En la figura, las flechas señaladas como fase A y fase B corresponden a unos vectores de excitación respectivos de las dos bobinas 107a y 107b. Tal como se ha ilustrado, cuando se suministran ondas senoidales y cosenoidales a la fase A y la fase B, su vector compuesto traza un círculo de un diámetro dado.

En una videocámara que utiliza tales motores paso a paso, los sentidos de accionamiento de los motores paso a paso se cambian frecuentemente para el ajuste fino de focalización o similar durante la focalización automática. Además, durante la función de teleobjetivo, los sentidos de rotación se cambian frecuentemente de un sentido al otro. Igualmente, si la cámara incluye la función de cambio de la velocidad de teleobjetivo, un cambio en la velocidad de teleobjetivo provoca un cambio en la velocidad de accionamiento del motor.

A un motor paso a paso se le aplica una gran carga en varias condiciones, tales como cambios en el sentido de accionamiento, accionamiento a alta velocidad, encendido del motor o baja temperatura, y si estas condiciones se solapan, entonces la carga al motor paso a paso se volverá mucho mayor. No obstante, si la tensión de accionamiento suministrada al motor paso a paso no es lo suficientemente grande, entonces el motor no puede obtener un par requerido y fomenta la denominada variación de la potencia.

En un sistema convencional que emplea un motor paso a paso de este tipo, la tensión de accionamiento (o la corriente de accionamiento) para accionar el motor paso a paso se pone en un valor con el que puede obtenerse un par lo suficientemente grande como para evitar la variación de la potencia incluso cuando se aplica una gran carga al motor paso a paso, entre otros, utilizado en el sistema. Entonces, la misma tensión de accionamiento (o corriente de accionamiento) se suministra también bajo una carga pequeña. El par necesario para el motor accionado bajo una carga pequeña puede ser más pequeño que el par bajo la carga máxima. Por tanto, el sistema convencional no optimiza el rendimiento de accionamiento.

Si se emplea un motor paso a paso de este tipo en una videocámara portátil que depende normalmente de una batería a cargar de vez en cuando, el consumo innecesario de la batería es una gran desventaja.

El documento US-A-4.851.755 describe un circuito de accionamiento de un motor paso a paso en el que se proporciona un detector de escalonamiento para determinar si el motor se ha movido gradualmente en respuesta a la señal de accionamiento. Si lo ha hecho, la potencia de accionamiento se reduce, si no, la potencia de accionamiento se incrementa hasta que lo hace.

El documento JP-A-3-265.497 (y véase el documento US-A-5.418.443) describe un circuito de accionamiento de un motor paso a paso para el uso en una videocámara, en el que la memoria que almacena datos acerca de la onda senoidal almacena datos de onda senoidal de gran amplitud para el uso durante el encendido para proporcionar un gran par inicial.

Es un objeto de la invención proporcionar una videocámara portátil que utilice motores paso a paso, en la que se estime la carga de cada motor y se suministre al motor una tensión de accionamiento (o corriente de accionamiento) apropiada correspondiente a la carga estimada a fin de ahorrar en el consumo de energía por parte de los motores paso a paso y paliar el consumo de la batería.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una videocámara portátil que utiliza motores paso a paso para accionar una lente de teleobjetivo y una lente de enfoque, que comprende:

Medios de generación de señales de accionamiento para generar señales de accionamiento para accionar dichos motores paso a paso, siendo cada uno de dichos motores paso a paso de un tipo que utiliza una onda senoidal como dicha señal de accionamiento (tensión y corriente), y en los que se proporciona una memoria que almacena datos acerca de una onda senoidal;

caracterizada por comprender además medios de control, sensibles a condiciones predeterminadas que afectan a las cargas en dichos motores paso a paso, para controlar los medios de generación de señales de accionamiento a fin de variar las tensiones de accionamiento o las corrientes de accionamiento de las señales de accionamiento de acuerdo con dichas condiciones predeterminadas, comprendiendo además dichos medios de control un medio de control de amplitud para controlar la amplitud de la onda senoidal a fin de controlar la tensión de accionamiento o la corriente de accionamiento. Con las construcciones anteriores, puesto que los motores paso a paso se accionan en condiciones apropiadas variables con las cargas a los motores, puede reducirse el consumo de energía por parte de estos motores.

La invención se describirá adicionalmente a título de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una disposición de una videocámara a la que puede aplicarse la invención;

la figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de ondas senoidales correspondientes a ondas rectangulares para accionar motores eficientemente;

la figura 3 es un diagrama que muestra una disposición más detallada de un circuito de control para un motor paso a paso en la misma realización;

la figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un proceso para determinar una amplitud para accionar los motores eficientemente;

la figura 5 es un diagrama de representación de vectores de una onda senoidal suministrada a un motor para accionar el motor eficientemente;

la figura 6 es un diagrama que muestra ondas senoidales con frecuencias diferentes para velocidades de accionamiento distintas;

la figura 7 es un diagrama que muestra una disposición de un circuito convencional para accionar un motor paso a paso; y

la figura 8 es un diagrama de representación de vectores de una onda senoidal suministrada a un motor paso a paso por un método convencional.

A continuación, se describe una realización de la invención con referencia a los dibujos. Esta invención está orientada básicamente a la optimización de la tensión de accionamiento (o corriente de accionamiento) suministrada a motores paso a paso mediante la estimación de las cargas aplicadas a los motores.

La figura 1 muestra un aspecto general de una videocámara a la que puede aplicarse la invención. El número 1 denota una lente de teleobjetivo, y el 2, una lente de enfoque. La lente 1 de teleobjetivo está accionada por un motor paso a paso empleado como motor 3 de teleobjetivo. La lente 2 de enfoque está accionada por un motor 4 de enfoque. La lente 1 de teleobjetivo es movida hacia adelante o hacia atrás a lo largo de un eje óptico por el motor 3 de teleobjetivo para cambiar el tamaño de una imagen. La lente 2 de enfoque es movida hacia adelante o hacia atrás a lo largo de un eje óptico por el motor 4 de enfoque para establecer la focalización en una imagen deseada. Las posiciones normales de la lente 1 de teleobjetivo y la lente 2 de enfoque son detectadas, respectivamente, por unos sensores 20 y 21 de reposicionamiento, y una respectiva de las salidas de los sensores 20 y 21 de reposicionamiento se suministra a un circuito 12 de control de la lente de teleobjetivo y a un circuito 13 de control de la lente de enfoque, que se describirán posteriormente.

En este ejemplo, los motores paso a paso utilizados como el motor 3 de teleobjetivo y el motor 4 de enfoque son de un tipo de accionamiento bipolar de excitación bifásica de tipo de imán permanente.

A través de la lente 1 de teleobjetivo y la lente 2 de enfoque, se introduce una imagen procedente de un objeto en un CCD 5, empleado como elemento receptor. La señal de salida del CCD 5 se suministra a un circuito 6 AGC (control automático de ganancia) S/H (muestreo y retención) para la extracción de una señal de vídeo y el ajuste del nivel de señal. La señal de salida del circuito 6 AGC S/H se convierte en una señal digital en un convertidor 7 A/D y luego se suministra a un procesador 8 de la cámara. La señal de vídeo suministrada al procesador 8 de la cámara se somete a un procesamiento de señal predeterminado y luego se envía a un procesador de señales de vídeo (no mostrado) proporcionado en una etapa posterior.

El procesador 8 de la cámara suministra una señal de luminancia (señal AFY) para la focalización automática a un circuito 9 de detección del enfoque automático. El detector 9 del enfoque automático hace referencia a la señal AFY suministrada para determinar si ha establecido o no la focalización. El resultado de la determinación se suministra como un valor estimado a un circuito 11 de control del enfoque automático en un MCU 10.

El MCU 10 es un circuito de control para controlar todo el sistema de la videocámara, y contiene un circuito 12 de control de la lente de teleobjetivo y un circuito 13 de control de la lente de enfoque además del circuito 11 de control del enfoque automático.

El circuito 11 de control del enfoque automático evalúa el valor de una salida procedente del circuito 9 de detección del enfoque automático y suministra el resultado de la evaluación al circuito 13 de control de la lente de enfoque. El circuito 13 de control de la lente de enfoque utiliza el valor evaluado suministrado desde el circuito 11 para calcular, entre otras cosas, cuánto debe moverse la lente 2 de enfoque para establecer la focalización accionando el motor 4 de enfoque, y suministra una señal de control para controlar el motor en respuesta a la cantidad requerida de movimiento y velocidad. La señal de control se suministra como una señal de control del motor de enfoque a un sumador 14.

El circuito 12 de control de la lente de teleobjetivo se abastece con una orden de teleobjetivo mediante botones u otros medios similares preparados en la videocámara, por ejemplo, para ordenar si el objeto debe ampliarse o no, o a qué velocidad debe accionarse la lente de teleobjetivo. A continuación, se da salida a una señal de control del motor en respuesta a la instrucción de teleobjetivo para mover el motor 3 de teleobjetivo de acuerdo con una cantidad requerida de movimiento de la lente de teleobjetivo, una velocidad de teleobjetivo requerida o un sentido de teleobjetivo requerido. La señal de control se suministra a un sumador 14 para servir como señal de control del motor de teleobjetivo.

La señal de control del motor de enfoque y la señal de control del motor de teleobjetivo se superponen con una temporización predeterminada en el sumador 14 y se suministran a un puerto 15 serie de transmisión. La señal suministrada se envía a un preaccionador 16 para el motor 3 de teleobjetivo y a un preaccionador 17 para el motor 4 de enfoque. La señal superpuesta en la señal serie con la temporización predeterminada para accionar el motor asociado se extrae en cada uno de estos preaccionadores 16 y 17. Es decir, la señal de control del motor de teleobjetivo para accionar el motor 3 de teleobjetivo se extrae en el preaccionador 15 y la señal de control del motor de enfoque para accionar el motor 4 de enfoque se extrae en el preaccionador 16.

El motor 3 de teleobjetivo y el motor 4 de enfoque son accionados por ondas senoidales. En los preaccionadores 16 y 17 se generan ondas rectangulares que tienen factores de marcha correspondientes a ondas senoidales a usar para accionar los motores 3 y 4. Llegados a ese instante, los preaccionadores 16 y 17 también son abastecidos con las señales de control de motor sensibles a las condiciones de accionamiento, tal como se ha explicado anteriormente. A continuación, los preaccionadores 16 y 17 hacen corresponder las ondas rectangulares con las señales de control para accionar los motores 3 y 4 eficientemente.

Tal como se ha explicado anteriormente, la carga aplicada a cada motor paso a paso varía con las condiciones de accionamiento. Ejemplos de magnitudes relativas de la carga son:

accionamiento a baja velocidad < accionamiento a alta velocidad

durante el accionamiento en un sentido < al cambiar de sentido

durante el accionamiento en un sentido < al encender el motor

ambiente caluroso < ambiente fresco

donde el signo de desigualdad indica la relación en magnitud entre dos operaciones o estados.

La figura 2 muestra ondas senoidales correspondientes a ondas rectangulares para accionar los motores eficientemente. Esta figura muestra comparativamente una onda senoidal para accionar el motor a baja velocidad y una onda senoidal para accionar el motor a alta velocidad. La onda senoidal para el accionamiento a baja velocidad tiene una amplitud \beta más pequeña que la amplitud \alpha de la onda senoidal para el accionamiento a alta velocidad, tal como queda expresado por \alpha < \beta. Es decir, cuando el motor se acciona a baja velocidad, la tensión (amplitud) de accionamiento se suministra con un valor menor que el valor para accionar el motor a alta velocidad. Como resultado, la mejora en el rendimiento del accionamiento del motor se realiza suministrando una tensión de accionamiento apropiada correspondiente a la velocidad de rotación. Suponiendo que el accionamiento a baja velocidad es posible con un 70% de la tensión de accionamiento requerida para el accionamiento a alta velocidad, dado que la pérdida es proporcional al cuadrado de la tensión, tomando en consideración únicamente la resistencia de c.c. de la bobina, se produce una reducción del 51% en el consumo de energía.

De esta manera, se suministran ondas rectangulares correspondientes a las ondas senoidales que tienen amplitudes sensibles a las cargas que varían con las condiciones de funcionamiento desde los preaccionadores 16 y 17 a unos accionadores 18 y 19 de motor. Los accionadores 18 y 19 de motor comprenden, entre otros, un circuito puente para accionar el motor paso a paso. Por tanto, el accionador 18 de motor acciona el motor 3 de teleobjetivo y el accionador 19 de motor acciona el motor 4 de enfoque. Las ondas rectangulares suministradas a los accionadores 18 y 19 de motor son alisadas en ondas senoidales por los accionadores 18, 19 de motor y por los circuitos de bobina de los motores 3, 4.

La figura 3 muestra con más detalle la disposición del circuito de control para controlar el motor paso a paso empleado en esta realización. Un MCU 30 está acoplado a un contador 31 de direcciones. El MCU 30 está acoplado también a un VCA 41. El contador 31 de direcciones está acoplado a una ROM 40 que almacena datos acerca de ondas senoidales/cosenoidales sólo con la amplitud de 100%, de manera que se suministra una salida de la ROM 40 al VCA 41 (amplificador controlado por tensión con control de ganancia) controlado por la señal AMP procedente de del MCU 30, de manera que la salida se controla en nivel, tal como se describe a continuación.

Una señal que indica las condiciones para accionar el motor 36 se suministra exteriormente al MCU 30. Basándose en la señal suministrada, se suministra una señal ARRIBA/ABAJO para informar del sentido de accionamiento y una señal de reloj de lectura para determinar la velocidad de accionamiento al contador 31 de direcciones. Simultáneamente, el MCU 30 ejecuta el proceso que se explica con referencia al diagrama de flujo de la figura 4. Es decir, un valor que determina la amplitud de las ondas senoidales/cosenoidales se incrementa o reduce de acuerdo con las condiciones para accionar el motor 36. El valor que determina la amplitud de las ondas senoidales/cosenoidales, que se obtiene de esta manera, se suministra al VCA 41 como una señal de control de ganancia (señal AMP). Es decir, por ejemplo, de manera que la amplitud de las ondas senoidales/cosenoidales para accionar el motor 36 sean un 75% de la amplitud máxima.

Los datos acerca de la onda rectangular de un factor de marcha correspondiente a las ondas senoidales/cosenoidales almacenadas previamente en la ROM 40 son leídos del MCU 30 por el contador 31 de direcciones, que es abastecido con la señal arriba/abajo y la señal de reloj de lectura. Los datos leídos aquí se suministran al VCA 41. También se suministra al VCA 41 un valor que indica la amplitud de la onda senoidal/cosenoidal (señal AMP). De acuerdo con este valor, se ejecuta una operación aritmética predeterminada sobre los datos suministrados desde la ROM 40 para producir datos de onda rectangular con un factor de marcha correspondiente a las ondas senoidales/cosenoidales con la amplitud del 75%, por ejemplo, y los datos se suministran a los circuitos 34a y 34b generadores de modulación PWM. En este instante, entre los datos suministrados desde la ROM 40, por ejemplo, los datos de onda senoidal se suministran al circuito 34a generador de modulación PWM y los datos de onda cosenoidal se suministran al circuito 34b generador de modulación PWM.

Una salida de onda rectangular procedente del circuito 34a generador de modulación PWM se suministra a la bobina 36a del motor 36 paso a paso a través del circuito 35a puente en H para accionar el motor 36 paso a paso. Una salida de onda rectangular procedente del circuito 34b generador de modulación PWM se suministra a la bobina 36b del motor 36 paso a paso a través del circuito 35b puente en H. En este caso, la onda rectangular es alisada en una onda senoidal (o una onda cosenoidal) por el circuito 35a puente en H y la bobina 36a o por el circuito 35b puente en H y la bobina 36b. Como resultado, el motor 36 paso a paso es accionado por una onda senoidal o cosenoidal. El motor 36 corresponde al motor 3 de teleobjetivo o al motor 4 de enfoque explicados anteriormente con referencia a la figura 1.

El contador 31 de direcciones está controlado por una señal arriba/abajo y una señal de reloj de lectura procedentes del MCU 30. La ROM 40 almacena datos de un factor de marcha de una onda rectangular correspondiente a una onda senoidal en el intervalo de un cuarto de ciclo. Por tanto, cuando los datos son leídos de la ROM 40, el contador 31 de direcciones controla el orden de lectura de datos en el intervalo cíclico predeterminado y añade el signo positivo o negativo para generar y dar salida a datos de un ciclo completo, es decir, de 0 a 2\pi.

Al MCU 30 se suministran exteriormente señales que indican las condiciones de accionamiento para accionar el motor 36. Las señales incluyen una señal de entrada de usuario para cambiar la velocidad de teleobjetivo, una señal para ajustar la focalización enviada desde el circuito controlador de enfoque automático o similar. Las condiciones de accionamiento incluyen aquí, por ejemplo, la velocidad de accionamiento, la inversión del sentido, la reducción de la velocidad y los datos acerca de la temperatura del motor 36 y su entorno enviados desde un sensor de temperatura (no mostrado). Cuando recibe estas señales, el MCU 30 suministra una señal de reloj de lectura para determinar la velocidad de accionamiento y una señal arriba/abajo para invertir el sentido del contador 31 de direcciones. El contador 31 de direcciones, abastecido con la señal de reloj de lectura y la señal ARRIBA/ABAJO, lee los datos de onda rectangular correspondientes a la onda senoidal/cosenoidal almacenados en la ROM 40 y los envía al VCA 41.

Simultáneamente, el MCU 30 determina una amplitud para accionar eficientemente el motor 36. La figura 4 es un diagrama de flujo de un proceso para esta operación. Primero, en el paso S40, se determina la velocidad para accionar el motor 36. Si el motor 36 ha de accionar la lente de teleobjetivo, un usuario de la cámara selecciona, por ejemplo, una de entre las velocidades de teleobjetivo alta, media y baja, e introduce su orden a través de un botón externo u otro medio similar.

La entrada exterior se envía al MCU 30, y el MCU 30 determina una amplitud apropiada para ondas senoidales/cosenoidales a fin de accionar el motor 36 de la manera más eficiente con respecto a la velocidad de accionamiento ordenada. Si la lente de teleobjetivo ha de accionarse a una velocidad alta, el proceso pasa al paso S41, en el que la amplitud se pone a 9. Si la lente de teleobjetivo ha de accionarse a velocidad media, el proceso pasa al paso S42, en el que la amplitud se pone a 8. Si la lente de teleobjetivo ha de accionarse a velocidad baja, el proceso pasa al paso S43, en el que la amplitud se pone a 7. Tras haberse elegido una amplitud apropiada para las ondas senoidales/cosenoidales en el paso S41, S42 o S43, en respuesta a la velocidad de accionamiento ordenada, el proceso pasa al paso S44.

En el paso S44, a partir de la señal suministrada al MCU 30 se determina si debe invertirse el sentido o no. Si no, el proceso pasa directamente al paso S46. Si ha de invertirse el sentido, puesto que aumenta la carga al motor 36, el proceso pasa al paso S45, en el que se determina una nueva amplitud sumando 1 a la amplitud determinada en el paso S41, S42 o S43. A continuación, el proceso pasa al paso S46.

En el paso S46, a partir de la señal suministrada al MCU 30 se determina si debe reducirse la velocidad de accionamiento o no. Si no, el proceso pasa directamente al paso S48. Si debe reducirse la velocidad, puesto que disminuye la carga al motor 36, el proceso pasa al paso S47, en el que se determina una nueva amplitud restando 1 de la amplitud obtenida en el paso S44. A continuación, el proceso pasa al paso S48.

En el paso S48, a partir de la señal suministrada desde el sensor de temperatura (no mostrado) al MCU 30 se determina si la temperatura del motor 36 o de su entorno es mayor o menor que un valor predeterminado. Si la temperatura es mayor, el proceso pasa directamente al paso S50. Si la temperatura es menor, puesto que aumenta la carga al motor 36, el proceso pasa al paso S49, en el que se determina una nueva amplitud sumando 1 a la amplitud obtenida en el paso S46. A continuación, el flujo pasa al paso S50.

En el paso S50, se determina las ondas senoidales/cosenoidales que deben aplicarse al valor que indica la amplitud obtenida en el paso S49. En este ejemplo, si la amplitud es igual o mayor que 10, entonces el proceso pasa al paso S51, en el que se seleccionan las ondas senoidales/cosenoidales con la amplitud del 100%. Si la amplitud es igual a 9, entonces el flujo pasa al paso S52, en el que se eligen las ondas senoidales/cosenoidales con la amplitud del 90%. Si la amplitud es igual o menor que 8, entonces el flujo pasa al paso S53, en el que se selecciona un valor que indica las ondas senoidales/cosenoidales con la amplitud del 80%. De esta manera, de acuerdo con las condiciones para accionar el motor 36, se obtiene una amplitud apropiada de las ondas senoidales/cosenoidales para accionar el motor 36.

La figura 5 es un diagrama de representación vectorial de una onda senoidal suministrada al motor 36 accionado de la manera anteriormente descrita. En la figura, las flechas indicadas como "fase A" y "fase B" corresponden a vectores de excitación magnética de dos bobinas de cada motor de un tipo de excitación bifásica. Tal como se ha ilustrado, cuando se suministra una onda senoidal y una onda cosenoidal a la fase A y la fase B, su vector compuesto traza una pequeña órbita vectorial a baja velocidad y una gran órbita vectorial a alta velocidad.

En el diagrama de flujo de la figura 4, se han explicado cuatro factores, concretamente, la velocidad de accionamiento, la dirección de accionamiento, la reducción de velocidad y la temperatura del motor y de su entorno, como condiciones para accionar el motor. Sin embargo, la invención no se limita a este ejemplo, sino que puede emplear más factores adicionales. En tales casos, se añadirán uno o más pasos antes del paso S50 en el diagrama de flujo. Estos pasos para procesar las condiciones de accionamiento pueden estar en cualquier secuencia deseada.

En los ejemplos explicados anteriormente, el motor paso a paso es accionado por una tensión constante. Sin embargo, la invención puede emplear una corriente constante al proporcionar una resistencia en el puente en H para detectar una corriente que fluya en la bobina del motor y al suministrarla de nuevo al circuito generador de modulación PWM.

Adicionalmente, la descripción anterior se ha realizado con ejemplos en los que el motor paso a paso se acciona mediante un accionamiento en micropasos y en los que la velocidad de accionamiento varía. Sin embargo, la invención no se limita a estos ejemplos. En cuanto a la forma de onda accionadora, la invención puede realizarse utilizando una onda rectangular empleada para el accionamiento por excitación bifásica y el accionamiento por excitación mono y bifásica y cambiando la amplitud de manera similar.

Además, en cuanto a las condiciones de carga de los motores paso a paso, el MCU puede diseñarse para evaluar varios factores no limitados al accionamiento a alta velocidad ni al accionamiento a baja velocidad.

Tal como se ha explicado anteriormente, de acuerdo con la invención, los motores paso a paso para accionar lentes de teleobjetivo y de enfoque de una videocámara pueden abastecerse con tensiones de accionamiento (o corrientes de accionamiento) apropiadas sensibles a cargas a los motores paso a paso. Por tanto, puede reducirse el consumo de energía por los motores. Como resultado, la batería puede suministrar energía durante un tiempo mayor y la videocámara portátil puede utilizarse durante más tiempo.

Adicionalmente, puesto que la energía consumida por los motores se optimiza, puede eliminarse la generación de calor en los motores.

Además, dado que los motores se accionan con una energía mínima durante el accionamiento a baja velocidad, pueden reducirse las vibraciones y el ruido de los motores.

Habiéndose descrito unas realizaciones preferidas específicas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, cabe entender que la invención no se limita a esas realizaciones concretas, y que pueden efectuarse varios cambios y modificaciones en la misma por un experto en la técnica sin salirse del alcance de la invención tal como se ha definido en las realizaciones adjuntas.

Claims (5)

1. Videocámara portátil que utiliza motores (3, 4, 36) paso a paso para accionar una lente (1) de teleobjetivo y una lente (2) de enfoque, que comprende:

Medios (18, 19, 34a-b, 35a-b) de generación de señales de accionamiento para generar señales de accionamiento para accionar dichos motores (3, 4, 36) paso a paso, siendo cada uno de dichos motores (3, 4, 36) paso a paso de un tipo que utiliza una onda senoidal como dicha señal de accionamiento (tensión o corriente), y en los que se proporciona una memoria (40) que almacena datos acerca de una onda senoidal;

caracterizada por comprender además medios (16, 17, 30, 31, 32a-d, 33, 40, 41) de control, sensibles a condiciones predeterminadas que afectan a las cargas en dichos motores (3, 4, 36) paso a paso, para controlar los medios (18, 19, 34a-b, 35a-b) de generación de señales de accionamiento a fin de variar las tensiones de accionamiento o las corrientes de accionamiento de las señales de accionamiento de acuerdo con dichas condiciones predeterminadas, comprendiendo además dichos medios (16, 17, 30, 31, 40, 41) de control un medio (41) de control de amplitud para controlar la amplitud de la onda senoidal a fin de controlar la tensión de accionamiento o la corriente de accionamiento.

2. Videocámara portátil según la reivindicación 1, en la que cada uno de dichos motores (3, 4, 36) paso a paso es de un tipo que utiliza una onda senoidal como dicha señal de accionamiento (tensión o corriente) y en la que se proporciona un memoria (32a-d) que almacena datos acerca de ondas senoidales con amplitudes diferentes, en la que dichos medios (16, 17, 30, 31, 32a-d, 33) de control controlan la tensión de accionamiento o la corriente de accionamiento mediante la selección de datos acerca de una de dichas ondas senoidales.

3. Videocámara portátil según la reivindicación 1 ó 2, en la que dichos medios (16, 17, 30, 31, 32a-d, 33, 40, 41) de control incluyen un contador (31) de direcciones al que se suministran señales de reloj de lectura y ARRIBA/ABAJO desde un MCU (30), una ROM (32a-d, 40) de la que se leen datos de onda rectangular en respuesta a datos de dirección suministrados desde dicho contador (31) de direcciones, y dichos medios (18, 19, 34a-b, 35a-b) de generación de señales de accionamiento comprenden un circuito (34a-b) generador de modulación PWM al que se suministra la salida de datos de onda rectangular procedente de dicha ROM (32a-d, 40), suministrándose una salida de onda rectangular procedente de dicho circuito (34a-b) generador de modulación PWM a dichos motores (36) paso a paso a través de unos circuitos (35a-b) puente en H.

4. Videocámara portátil según la reivindicación 3, en la que dichos medios (16, 17, 30, 31, 32a-d, 33, 40, 41) de control responden a dichas condiciones predeterminadas por medio de dicho MCU (30).

5. Videocámara portátil según la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en la que dichas condiciones predeterminadas comprenden las velocidades de accionamiento, los cambios de sentido, la aceleración o deceleración y la temperatura ambiental.