JP2002098873A - Switching device for optical element - Google Patents

Switching device for optical element

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JP2002098873A
JP2002098873A JP2000288536A JP2000288536A JP2002098873A JP 2002098873 A JP2002098873 A JP 2002098873A JP 2000288536 A JP2000288536 A JP 2000288536A JP 2000288536 A JP2000288536 A JP 2000288536A JP 2002098873 A JP2002098873 A JP 2002098873A
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JP
Japan
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stepping motor
movable member
click
click mechanism
optical element
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Withdrawn
Application number
JP2000288536A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Nagasawa
伸之 永沢
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching device for an optical element which can stably perform switching operation. SOLUTION: In the initialization operation, an excitation pattern is preliminarily selected from a plurality of excitation patterns of a stepping motor 15 when a movable member 11 is in the stable position of a click mechanism 20 so that the rotor of the stepping motor 15 is set at the angle corresponding to the excitation pattern by exciting the stepping motor 15 according to the preliminarily determined excitation pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡や光学測定
機などの光学装置において光路に配置される光学素子を
切換えるための光学素子の切換え装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element switching device for switching an optical element arranged in an optical path in an optical device such as a microscope or an optical measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、顕微鏡や光学測定機などでは、観
察光量の調光や各種光路の切換えを行うため、光路に配
置される光学素子を電動式により高速に精度よく切換え
できるようにした光学素子の切換え装置が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a microscope or an optical measuring device, in order to control the amount of light to be observed and to switch various optical paths, an optical element arranged in the optical path can be electrically and quickly switched with high precision. An element switching device is used.

【0003】ところで、このような光学素子の切換え装
置では、モータなどの駆動手段とクリック機構を組み合
わせ、光学素子を取り付けた可動部材を駆動手段により
駆動するとともに、所定位置まで移動された可動部材を
クリック機構により位置決めするようにしている。
In such an optical element switching apparatus, a driving mechanism such as a motor and a click mechanism are combined to drive the movable member having the optical element attached thereto by the driving means and to move the movable member moved to a predetermined position. Positioning is performed by a click mechanism.

【0004】特開平11−84217号公報は、このよ
うな光学素子の切換え装置において、固定部材に対し可
動部材を位置決めするクリック機構について開示したも
ので、可動部材に設けられたクリック溝またはクリック
ボールと、固定部材に設けられ、クリックボールに係合
されるクリックボールまたは係合穴を有するクリック部
材が用いられ、可動部材が可動される間、クリック部を
変形してクリックボールとクリック溝の間の係合を解除
し、可動部材の位置決めの時に、これらの間を係合する
ことで、可動部材の可動の際の騒音をなくすことができ
るとともに、クリックボールや溝エッヂでの摩耗を大幅
に軽減でき、また、クリックボールをクリック溝から脱
出する際も、クリック部を変形させるのみで対応でき、
大きな脱出トルクを必要としないことを特徴としてい
る。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-84217 discloses a click mechanism for positioning a movable member with respect to a fixed member in such an optical element switching device, wherein a click groove or a click ball provided in the movable member is provided. And a click member provided on the fixed member and engaged with the click ball or a click member having an engagement hole is used. When the movable member is positioned and engaged between them, noise can be eliminated when the movable member moves, and wear on the click ball and groove edge can be significantly reduced. You can also reduce the click ball and escape from the click groove by simply deforming the click part,
It does not require a large escape torque.

【0005】また、特開平7−325420号公報で
は、光学素子が固定されクリック部材を有する移動部材
は、予め定められた駆動パルスで駆動されるステップモ
ータによって、駆動伝達機構を介して駆動される接触部
材によって移動されるようになっていて、ステップモー
タの駆動パルス数は、接触部材と移動部材との間、並び
に駆動伝達機構に存在するガタ、切り換えられる光学素
子間の間隔、クリック部材をクリック溝に呼び込むたも
の量を考慮して、最小のパルス数で位置決めできる場合
と最大のパルス数で位置決めできる場合との間にあるよ
うに設定するような光学素子の切換機構が提案されてい
る。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-325420, a moving member having an optical element fixed and having a click member is driven via a drive transmission mechanism by a step motor driven by a predetermined drive pulse. It is moved by the contact member, the number of drive pulses of the step motor is between the contact member and the moving member, as well as the play present in the drive transmission mechanism, the interval between the optical elements to be switched, and the click member. A switching mechanism of an optical element has been proposed in which a setting is made between a case where positioning can be performed with a minimum number of pulses and a case where positioning can be performed with a maximum number of pulses, in consideration of the amount of material called into a groove.

【0006】さらに、特開平10−333049号公報
では、ハウジングに設けられたガイド部に対して移動可
能に設けられ、光学素子が取付けられた可動部材を、駆
動力伝達手段を介して駆動手段により移動させ、可動部
材の溝と係合することによって可動部材を所定位置に保
持するクリックが溝と係合する直前であることを位置検
出手段により検知するようになっていて、クリックが溝
と係合する直前であることを位置検出手段が検知したと
き、駆動手段の駆動を停止して可動部材の慣性力でクリ
ックを溝に落ち込ませるとともに、駆動手段の駆動力の
供給が停止されたときの可動部材の慣性力による移動範
囲を拡大する遊び機構が駆動力伝達手段に設けるように
した光学素子切換装置が提案されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 10-333049, a movable member provided movably with respect to a guide portion provided in a housing and having an optical element attached thereto is driven by a driving means via a driving force transmitting means. The position detecting means detects that a click for moving and engaging the groove of the movable member to hold the movable member at a predetermined position is immediately before engagement with the groove, and the click is engaged with the groove. When the position detecting means detects that it is just before combining, the driving of the driving means is stopped, the click is dropped into the groove by the inertial force of the movable member, and the supply of the driving force of the driving means is stopped. There has been proposed an optical element switching device in which a play mechanism for expanding a moving range of a movable member due to an inertial force is provided in a driving force transmission unit.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
駆動手段とクリック機構を組み合わせものでは、駆動手
段として、ステッピングモーターが多く用いられるよう
になっている。このステッピングモーターは、シャフト
の外周に永久磁石を持つローターと、ローターの周りに
配置された複数の磁極と、これら磁極にそれぞれ巻かれ
た巻線からなるステーターで構成され、これら複数の巻
線のうち励磁電流を流す組み合わせ(励磁パターン)を
変化させることによって、ローターの永久磁石とステー
ターの電磁石との相互作用によりローターをそのパター
ンに追従させ、シャフトを回転させるようにしている。
By the way, in a combination of such a driving means and a click mechanism, a stepping motor is often used as the driving means. This stepping motor is composed of a rotor having a permanent magnet on the outer periphery of a shaft, a plurality of magnetic poles arranged around the rotor, and a stator composed of windings wound around these magnetic poles, respectively. By changing the combination (excitation pattern) of passing the excitation current, the rotor follows the pattern by the interaction between the permanent magnet of the rotor and the electromagnet of the stator, thereby rotating the shaft.

【0008】例えば、励磁パターンがA、B、C、Dと
いう4パターンの場合、励磁パターンをA→B→C→D
→A→B→C→・・・と変化させると右回転、D→C→B
→A→D→C→B→・・・と変化させると左回転というよ
うな動作をする。
For example, when the excitation patterns are four patterns A, B, C, and D, the excitation patterns are changed from A → B → C → D
→ A → B → C → ・ ・ ・ Right rotation, D → C → B
When it is changed in the order of → A → D → C → B →...

【0009】この場合、1つパターンを更新する毎にシ
ャフトが回転する角度は、モーターの構造によって決ま
っているので、所定の量だけ可動部材を移動させるのを
容易に実現することができる。
In this case, since the angle at which the shaft rotates each time one pattern is updated is determined by the structure of the motor, it is easy to move the movable member by a predetermined amount.

【0010】一方、このようなステッピングモーターと
組み合わされるクリック機構は、可動部材がクリック引
き込み範囲に入ると、クリックバネの力により可動部材
をクリックの安定位置に引き込むようになっていて、高
精度な位置決めを行うことができる。このような特徴か
ら制御が容易でかつ高精度な位置決めを行う必要がある
装置では、クリック機構とアクチュエータとして上述し
たステッピングモーターを組み合わせて使用している。
On the other hand, the click mechanism combined with such a stepping motor is configured such that when the movable member enters the click retracting range, the movable member is retracted to the stable position of the click by the force of the click spring. Positioning can be performed. Due to such features, devices which require easy control and high-precision positioning use a combination of the above-described stepping motor as a click mechanism and an actuator.

【0011】また、ステッピングモーターで駆動を行
い、精密な位置決めをクリック機構で行うような場合、
ステッピングモーターの駆動力で可動部材が移動され、
可動部材がクリック機構の引き込み範囲内に入り、クリ
ックの引き込み力がステッピングモーターの駆動力を上
回ると、可動部材はクリックの安定位置に引き込まれる
ようになるが、このとき、例えば、可動部材がクリック
位置にあるかどうかを位置センサーにより検出し、ステ
ッピングモーターの励磁パターンを更新しつつ、位置セ
ンサーの位置信号を確認し、位置センサーの位置信号が
クリック位置にあることを示したら可動部材の停止させ
るような制御を行うようにしている。
In the case where driving is performed by a stepping motor and precise positioning is performed by a click mechanism,
The movable member is moved by the driving force of the stepping motor,
When the movable member enters the retraction range of the click mechanism and the retraction force of the click exceeds the driving force of the stepping motor, the movable member is retracted to the stable position of the click. The position sensor detects whether or not it is at the position, checks the position signal of the position sensor while updating the excitation pattern of the stepping motor, and stops the movable member when the position signal of the position sensor indicates that it is at the click position. Such control is performed.

【0012】この場合、可動部材は、クリックの引き込
み範囲に入ると、クリックの引き込み力でクリックの安
定位置に引き込まれるが、このときのクリックの引き込
み力が強いと、可動部材はステッピングモーターによる
駆動量より多く移動してしまうことがある。このこと
は、ステッピングモーターを制御するコントローラは位
置センサーとステッピングモーターの駆動量とから可動
部材の位置を認識しているので、コントローラが認識し
ている位置と実際の可動部材の位置とに相違が発生する
ことになり、このクリック位置を基準として、その他の
位置をステッピングモーターの駆動量で制御すると、位
置の基準を誤って認識してしまい、正しい位置制御でき
なくなってしまうという問題があった。
In this case, when the movable member enters the click pull-in range, the movable member is pulled into the click stable position by the click pull-in force. If the click pull-in force is strong at this time, the movable member is driven by the stepping motor. It may move more than amount. This means that the controller that controls the stepping motor recognizes the position of the movable member from the position sensor and the driving amount of the stepping motor, so that the difference between the position recognized by the controller and the actual position of the movable member is different. If the other positions are controlled by the driving amount of the stepping motor based on the click position, there is a problem that the position reference is erroneously recognized and the correct position control cannot be performed.

【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、安定した切換え動作を行うことができる光学素子の
切換装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an optical element switching device capable of performing a stable switching operation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数の光学素子を有し、これら光学素子を選択的に光軸
上に位置させる移動部材と、前記移動部材を駆動するス
テッピングモーターと、前記移動部材に設けられ前記光
学素子のいずれかが光軸上に位置された状態で前記可動
部材を位置決めするクリック機構とを具備し、前記クリ
ック機構が前記可動部材を位置決めする安定位置にある
とき、前記ステッピングモーターの励磁パターンを特定
のパターンになるように設定することを特徴としてい
る。
According to the first aspect of the present invention,
A moving member that has a plurality of optical elements and selectively positions these optical elements on the optical axis; a stepping motor that drives the moving member; and any one of the optical elements provided on the moving member has an optical axis. A click mechanism for positioning the movable member in a state where the movable member is positioned above, so that when the click mechanism is at a stable position for positioning the movable member, the excitation pattern of the stepping motor becomes a specific pattern. It is characterized by setting.

【0015】請求項2記載の発明は、複数の光学素子を
有し、これら光学素子を選択的に光軸上に位置させる移
動部材と、前記移動部材を駆動するステッピングモータ
ーと、前記移動部材に設けられ前記光学素子のいずれか
が光軸上に位置された状態で前記可動部材を位置決めす
るクリック機構と、前記クリック機構が前記可動部材を
位置決めする安定位置にあることを検出する位置センサ
ーとを具備し、前記ステッピングモーターによる可動部
材の駆動により前記クリック機構の安定位置を前記位置
センサーが検知したとき、前記ステッピングモーターを
を予め設定された所定ステップ数だけ駆動することを特
徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a moving member having a plurality of optical elements, for selectively positioning these optical elements on the optical axis, a stepping motor for driving the moving member, and A click mechanism that positions the movable member with any of the provided optical elements positioned on the optical axis, and a position sensor that detects that the click mechanism is at a stable position that positions the movable member. When the position sensor detects a stable position of the click mechanism by driving the movable member by the stepping motor, the stepping motor is driven by a predetermined number of steps.

【0016】請求項3記載の発明は、複数の光学素子を
有し、これら光学素子を選択的に光軸上に位置させる移
動部材と、この移動部材を駆動するステッピングモータ
ーと、前記移動部材に設けられ前記光学素子のいずれか
が光軸上に位置された状態で前記可動部材を位置決めす
るクリック機構と、前記クリック機構が前記可動部材を
位置決めする安定位置の範囲外の所定位置を検出する位
置センサーとを具備し、前記位置センサーが前記所定位
置を検出すると、該所定位置を基準にして前記ステッピ
ングモーターを予め設定された所定ステップ数だけ駆動
することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a moving member having a plurality of optical elements, for selectively positioning these optical elements on the optical axis, a stepping motor for driving the moving member, and A click mechanism provided to position the movable member in a state where any of the optical elements is positioned on the optical axis; and a position at which the click mechanism detects a predetermined position outside a stable position for positioning the movable member. A step of driving the stepping motor by a predetermined number of steps based on the predetermined position when the position sensor detects the predetermined position.

【0017】この結果、本発明によれば、ステッピング
モーターの励磁パターンとステッピングモーターのロー
ターとの位置関係を常に一致させることができるので、
可動部材の位置を誤って認識するのを防ぐことができ、
また、クリック機構の引き込み力だけではなく、ステッ
ピングモーターの駆動力もクリック機構の安定位置に引
き込む力として作用をするので、クリック機構のバネ力
を小さくしても高精度な位置決めが可能になる。
As a result, according to the present invention, the positional relationship between the excitation pattern of the stepping motor and the rotor of the stepping motor can always be matched,
It is possible to prevent the position of the movable member from being mistakenly recognized,
Further, not only the pull-in force of the click mechanism but also the driving force of the stepping motor acts as a pull-in force to the stable position of the click mechanism. Therefore, even if the spring force of the click mechanism is reduced, high-precision positioning becomes possible.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(第1の実施の形態)図1は、本発明が適
用される光学素子の切換装置の概略構成を示している。
図において、11は可動部材で、この可動部材11は、
光軸aと直交する方向に直線的に往復移動可能に設けら
れている。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic structure of an optical element switching device to which the present invention is applied.
In the figure, reference numeral 11 denotes a movable member.
It is provided so as to be able to reciprocate linearly in a direction orthogonal to the optical axis a.

【0020】可動部材11には、移動方向に沿って複数
(図示例では2個)の光学素子12、13が配置され、
その直線的な往復移動により光学素子12、13を選択
的に光軸a上に位置させるようにしている。
A plurality (two in the illustrated example) of optical elements 12 and 13 are arranged on the movable member 11 along the moving direction.
The optical elements 12 and 13 are selectively positioned on the optical axis a by the linear reciprocating movement.

【0021】可動部材11には、駆動力伝達機構14を
介してステッピングモーター15が接続され、ステッピ
ングモーター15のステップ数に応じて移動されるよう
になっている。駆動力伝達機構14は、可動部材11の
移動方向に沿って配置されたラックギア141とステッ
ピングモーター15のローターシャフト151に連結さ
れたピニオンギア142から構成され、ステッピングモ
ーター15のローターシャフト151のステップ数に応
じた回転により、ピニオンギア142とラックギア14
1を介して可動部材11を直線移動させるようにしてい
る。ステッピングモーター15には、制御回路16が接
続されている。この制御回路16は、ステッピングモー
ター15に対する励磁パターンを発生し、ステップ数を
制御するものである。
A stepping motor 15 is connected to the movable member 11 via a driving force transmission mechanism 14, and is moved according to the number of steps of the stepping motor 15. The driving force transmission mechanism 14 includes a rack gear 141 disposed along the moving direction of the movable member 11 and a pinion gear 142 connected to a rotor shaft 151 of the stepping motor 15. , The pinion gear 142 and the rack gear 14
The movable member 11 is moved linearly via the first member 1. A control circuit 16 is connected to the stepping motor 15. The control circuit 16 generates an excitation pattern for the stepping motor 15 and controls the number of steps.

【0022】制御回路16には、位置センサー17が接
続されている。この位置センサー17は、透過型のフォ
トセンサーからなるもので、可動部材11の位置を示す
フラグ18の状態を検出するものである。
A position sensor 17 is connected to the control circuit 16. The position sensor 17 is composed of a transmission type photo sensor, and detects the state of the flag 18 indicating the position of the movable member 11.

【0023】可動部材11の側縁には、複数(図示例で
は2個)のクリック溝19a、19bが形成されてい
る。また、これらクリック溝19a、19bに対応して
クリック機構20が設けられている。このクリック機構
20は、板バネ20aの先端にローラ20bを有するも
ので、板バネ20aの弾性力によりローラ20bをクリ
ック溝19a、19bのいずれか一方に引き込ませるこ
とで可動部材11の位置決めを行うようにしている。つ
まり、クリック機構20は、クリック溝19aの位置で
安定位置にあると、光学素子12が光軸a上に入り、位
置センサー17によりフラグ18を検知し、この状態か
らステッピングモーター15を所定のステップ数だけ駆
動し、光学素子13が光軸a上に入るように可動部材1
1を移動させると、クリック機構20はクリック溝19
bの安定位置になるように構成されている。
A plurality of (two in the illustrated example) click grooves 19a and 19b are formed on the side edge of the movable member 11. A click mechanism 20 is provided corresponding to the click grooves 19a and 19b. The click mechanism 20 has a roller 20b at the tip of a leaf spring 20a, and positions the movable member 11 by retracting the roller 20b into one of the click grooves 19a and 19b by the elastic force of the leaf spring 20a. Like that. That is, when the click mechanism 20 is at the stable position at the position of the click groove 19a, the optical element 12 enters the optical axis a, the flag 18 is detected by the position sensor 17, and from this state, the stepping motor 15 The movable member 1 is driven by a number of times so that the optical element 13 is on the optical axis a.
When the click mechanism 20 is moved, the click mechanism 20
b.

【0024】次に、このように構成された実施の形態の
動作を説明する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.

【0025】まず、装置の電源投入後、可動部材11が
可動範囲内のどの位置にあるのかを認識するため、初期
化動作を行う。この場合、位置センサー17の検知信号
をモニタしながらステッピングモーター15を駆動し、
クリック機構20がクリック溝19aの安定位置に入
り、位置センサー17がフラグ18を検知する所まで可
動部材11を移動させる。
First, after turning on the power of the apparatus, an initialization operation is performed in order to recognize the position of the movable member 11 within the movable range. In this case, the stepping motor 15 is driven while monitoring the detection signal of the position sensor 17,
The click mechanism 20 enters the stable position of the click groove 19a, and moves the movable member 11 to a position where the position sensor 17 detects the flag 18.

【0026】そして、この初期化動作後に光学素子12
または光学素子13を選択的に光軸a上へ位置させる制
御は、所定のパルス数だけステッピングモーター15を
駆動することにより行う。つまり、光学素子12または
光学素子13を選択的に光軸a上へ位置させるための可
動部材11の移動量はステッピングモーター15を駆動
するステップ数で管理し、精密な位置決めはクリック機
構20により実現する。
After this initialization operation, the optical element 12
Alternatively, the control for selectively positioning the optical element 13 on the optical axis a is performed by driving the stepping motor 15 by a predetermined number of pulses. That is, the moving amount of the movable member 11 for selectively positioning the optical element 12 or the optical element 13 on the optical axis a is controlled by the number of steps for driving the stepping motor 15, and precise positioning is realized by the click mechanism 20. I do.

【0027】ところで、このような初期化動作におい
て、クリック機構20がクリック溝19aの引き込み範
囲外にあるとき、可動部材11はステッピングモーター
15のステップ送りのみに追従して移動するが、クリッ
ク機構20がクリック溝19aの引き込み範囲内に入る
と、クリック機構20の引き込み力により可動部材11
はクリック溝19aの安定位置に引き込まれ、ステッピ
ングモーター15のステップ送りの追従から外れてしま
うことがある。
In the initialization operation, when the click mechanism 20 is out of the range of the click groove 19a, the movable member 11 moves only following the step feed of the stepping motor 15, but the click mechanism 20 moves. Is within the retracting range of the click groove 19a, the movable member 11
May be pulled into the stable position of the click groove 19a, and may be deviated from following the step feed of the stepping motor 15.

【0028】ところが、この状態で、クリック機構20
がクリック溝19aの安定位置に引き込まれ、位置セン
サー17がフラグ18を検知して、その位置を光学素子
12、13の切換え基準として、その後の切換え制御を
行うことがあると、制御回路16が認識している可動部
材11の位置と実際に可動部材11のある位置との間に
相違が生じてしまい、この状態で光学素子12、13の
切換を行うと、クリック機構20がクリック溝19a、
19bの安定位置に入らず、精密な位置決めができなく
なるという問題が生じる。
However, in this state, the click mechanism 20
Is pulled into the stable position of the click groove 19a, the position sensor 17 detects the flag 18, and if the position is used as a reference for switching the optical elements 12, 13, the subsequent switching control may be performed. A difference occurs between the recognized position of the movable member 11 and the position where the movable member 11 is actually located. When the optical elements 12 and 13 are switched in this state, the click mechanism 20 causes the click grooves 19a,
There is a problem in that a stable position cannot be obtained because the position does not enter the stable position of 19b.

【0029】そこで、この第1の実施の形態では、クリ
ック機構20が可動部材11を位置決めしているクリッ
ク溝19aの安定位置にあるとき、ステッピングモータ
ー15の励磁パターンが特定のパターンになるように設
定する。具体的には、まず、図2に示すステッピングモ
ーター15のローターシャフト151とピニオンギア1
42のボス部142aとを固定するセットビス142b
を緩め、ステッピングモーター15の励磁パターンを予
め定めたパターンで励磁し、このときの励磁パターンに
対応した角度にステッピングモーター15のローターを
設定し、次に、クリック機構20をクリック溝19aの
安定位置に位置させ、位置センサー17がフラグ18を
検知したところで、セットビス142bを締めてロータ
ーシャフト151とピニオンギア142のボス部142
aとを固定する。
Therefore, in the first embodiment, when the click mechanism 20 is at a stable position of the click groove 19a for positioning the movable member 11, the excitation pattern of the stepping motor 15 is set to a specific pattern. Set. Specifically, first, the rotor shaft 151 of the stepping motor 15 and the pinion gear 1 shown in FIG.
Set screw 142b for fixing the boss portion 142a
, The excitation pattern of the stepping motor 15 is excited in a predetermined pattern, the rotor of the stepping motor 15 is set at an angle corresponding to the excitation pattern at this time, and then the click mechanism 20 is positioned at the stable position of the click groove 19a. When the position sensor 17 detects the flag 18, the set screw 142b is tightened to tighten the rotor shaft 151 and the boss portion 142 of the pinion gear 142.
a is fixed.

【0030】従って、このようにすれば、初期化動作に
おいて、可動部材11がクリック機構20の安定位置に
あるとき、ステッピングモーター15の複数ある励磁パ
ターンのうち、予めどのパターンにするか決めておき、
決められた励磁パターンでステッピングモーター15に
励磁をかけることによってステッピングモーター15の
ローターを励磁パターンに対応した角度に設定するよう
にしたので、クリック機構20の引き込み力により可動
部材11がクリック機構20の安定位置に引き込まれス
テッピングモーター15の励磁パターンとステッピング
モーター15のローターとの位置関係がずれていても、
初期化動作完了後は、制御回路16が認識している可動
部材11の位置と実際に可動部材11のある位置とを一
致させることができる。これにより、可動部材11がク
リック機構20の安定位置になってステッピングモータ
ー15の駆動を停止する際に、予め決められた特定の励
磁パターンにすることで、常にステッピングモーター1
5の励磁パターンとステッピングモーター15のロータ
ーとの位置関係を一致させることができるので、可動部
材11の位置を誤って認識することを防ぐことができ
る。また、クリック機構の引き込み力だけではなく、ス
テッピングモーター15の駆動力もクリック機構20の
安定位置に引き込む力として作用をするので、クリック
機構20のバネ力を小さくしても高精度な位置決めが可
能になり、その後の光学素子12、13の切換動作は安
定し、正確な位置決めができる。
[0030] Thus, in this manner, in the initializing operation, when the movable member 11 is in a stable position of the click mechanism 20, among a plurality of excitation pattern of the stepping motor 15, leave decide to advance what pattern ,
Since the rotor of the stepping motor 15 is set to an angle corresponding to the excitation pattern by exciting the stepping motor 15 with the determined excitation pattern, the movable member 11 is driven by the click mechanism 20 by the retraction force of the click mechanism 20. Even if the excitation pattern of the stepping motor 15 is drawn into the stable position and the positional relationship between the excitation pattern of the
After the completion of the initialization operation, the position of the movable member 11 recognized by the control circuit 16 and the actual position of the movable member 11 can be matched. Thus, when the movable member 11 is at the stable position of the click mechanism 20 and stops driving the stepping motor 15, a predetermined specific excitation pattern is used, so that the stepping motor 1 is always turned on.
Since the positional relationship between the excitation pattern 5 and the rotor of the stepping motor 15 can be matched, it is possible to prevent the position of the movable member 11 from being erroneously recognized. In addition, not only the pulling force of the click mechanism but also the driving force of the stepping motor 15 acts as a force for pulling the click mechanism 20 to a stable position. Therefore, even if the spring force of the click mechanism 20 is reduced, highly accurate positioning is possible. The subsequent switching operation of the optical elements 12 and 13 is stable, and accurate positioning can be performed.

【0031】また、クリック機構20の引き込み範囲内
において、クリック機構20のバネ力による引き込み方
向とステッピングモーター15の磁力による引き込み方
向とが互いに競合することが防げるので、脱調、異音、
振動などを押さえることもできる。
Further, within the retracting range of the click mechanism 20, it is possible to prevent the retracting direction by the spring force of the click mechanism 20 and the retracting direction by the magnetic force of the stepping motor 15 from competing with each other.
Vibration can be suppressed.

【0032】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施を説明する。この場合、第2の実施の形態が適用
される光学素子の切換装置の概略構成は、図1と同様な
ので、同図を援用する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Will be described. In this case, the schematic configuration of an optical element switching device to which the second embodiment is applied is the same as that of FIG.

【0033】この第2の実施の形態では、初期化動作に
おいて、クリック機構20がクリック溝19aの安定位
置に入り、位置センサー17がフラグ18を検知した
ら、制御回路16により、さらにステッピングモーター
15を所定パルス数だけ進め、その後に停止させるよう
にする。この場合、ステッピングモーター15を進める
ステップ数は、クリック機構20がクリック溝19aの
引き込み範囲に入る直前の位置からクリック溝の安定位
置まで移動するのに必要なステップ数を予め設定してお
く。
In the second embodiment, in the initialization operation, when the click mechanism 20 enters the stable position of the click groove 19a and the position sensor 17 detects the flag 18, the control circuit 16 further activates the stepping motor 15. Advance by a predetermined number of pulses, and then stop. In this case, the number of steps for moving the stepping motor 15 is set in advance to the number of steps required for the click mechanism 20 to move from a position immediately before entering the click groove 19a into the retracted range to the stable position of the click groove.

【0034】このようにすれば、クリック機構20の引
き込み力により可動部材11がクリック機構20の安定
位置に引き込まれステッピングモーター15の励磁パタ
ーンとステッピングモーター15のローターとの位置関
係がずれてしまっても、このずれた分だけステッピング
モーター15のステップ数を進めることで、初期化動作
完了時点で制御回路16が認識している可動部材11の
位置と実際に可動部材11のある位置とを一致させるこ
とができる。これにより、初期化動作後は、常にステッ
ピングモーター15の励磁パターンとステッピングモー
ター15のローターとの位置関係を一致させることがで
きので、可動部材11の位置を誤って認識することを防
ぐことができる。また、クリック機構20の引き込み力
だけではなく、ステッピングモーター15の駆動力もク
リック機構20の安定位置に引き込む作用をするので、
クリック機構20のバネ力を小さくしても高精度な位置
決めが可能になり、その後の光学素子12、13の切換
動作は安定し、正確な位置決めができる。
In this case, the movable member 11 is pulled into the stable position of the click mechanism 20 by the retraction force of the click mechanism 20, and the positional relationship between the excitation pattern of the stepping motor 15 and the rotor of the stepping motor 15 is shifted. Also, by increasing the number of steps of the stepping motor 15 by the deviation, the position of the movable member 11 recognized by the control circuit 16 at the time of completion of the initialization operation matches the actual position of the movable member 11. be able to. Thereby, after the initialization operation, the positional relationship between the excitation pattern of the stepping motor 15 and the rotor of the stepping motor 15 can be always matched, so that the position of the movable member 11 can be prevented from being erroneously recognized. . Also, not only the pulling force of the click mechanism 20 but also the driving force of the stepping motor 15 acts to draw the click mechanism 20 to a stable position.
Even if the spring force of the click mechanism 20 is reduced, high-precision positioning becomes possible, and the subsequent switching operation of the optical elements 12 and 13 is stabilized, and accurate positioning can be performed.

【0035】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施を説明する。図3は、第3の実施の形態の概略構
成を示すもので、図1と同一部分には同符号を付してい
る。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
Will be described. FIG. 3 shows a schematic configuration of the third embodiment, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0036】この場合、図3に示すように可動部材11
の移動により、クリック機構20がクリック溝19aの
位置で安定位置になって光学素子12が光軸a上にある
状態では、位置センサー17は、フラグ18を検知して
おらず、ステッピングモーター15を所定のステップ数
だけ駆動し、光学素子13が光軸a上に入るように可動
部材11を移動させた場合に、クリック機構20がクリ
ック溝19bの安定位置になるとともに、位置センサー
17にてフラグ18を検知するように構成されている。
つまり、この場合のフラグ18は、クリック機構20が
クリック溝19aの安定位置とクリック機構19bの安
定位置との間に位置したときに、その端末18aが位置
センサー17により検知されるようになっている。そし
て、この検知された端末18aの位置を基準位置とし
て、端末18aから光学素子12が光軸aに入りクリッ
ク溝19aがクリック機構20の安定位置に入るまでの
ステッピングモーター15のステップ数Aと、端末18
aから光学素子13が光軸aに入りクリック溝19bが
クリック機構20の安定位置に入るまでのステッピング
モーター15のステップ数Bがそれぞれ設定されてい
る。
In this case, as shown in FIG.
When the click mechanism 20 is in a stable position at the position of the click groove 19a by the movement of the optical element 12 and the optical element 12 is on the optical axis a, the position sensor 17 does not detect the flag 18 and the stepping motor 15 When the movable member 11 is moved by the predetermined number of steps to move the optical element 13 so as to enter the optical axis a, the click mechanism 20 is brought into the stable position of the click groove 19b, and the position sensor 17 18 is configured to be detected.
That is, in this case, when the click mechanism 20 is located between the stable position of the click groove 19a and the stable position of the click mechanism 19b, the terminal 18a of the flag 18 is detected by the position sensor 17. I have. Then, using the detected position of the terminal 18a as a reference position, the number of steps A of the stepping motor 15 until the optical element 12 enters the optical axis a from the terminal 18a and the click groove 19a enters the stable position of the click mechanism 20, and Terminal 18
The number of steps B of the stepping motor 15 from when the optical element 13 enters the optical axis a to when the click groove 19b enters the stable position of the click mechanism 20 is set.

【0037】このような構成において、まず、装置の電
源投入後、可動部材11が可動範囲内のどの位置にある
のかを認識するため初期化動作を行う。この場合、位置
センサー17の信号からフラグ18を検知しているか否
かを判断する。ここで、位置センサー17がフラグ18
を検知していたら、光学素子12が光軸aに入る方向
(図示右方向)に、反対に位置センサー17がフラグ1
8を検知していなかったら光学素子13が光軸aに入る
方向(図示左方向)に、それぞれステッピングモーター
15により可動部材11を移動させてフラグ18の端末
18aを検索する。そして、位置センサー17がフラグ
18の端末18aを検出したならば、例えば光学素子1
2を光軸a上に切換える場合は、予め設定されたステッ
プ数Aだけステッピングモーター15を進め、可動部材
11を移動させて光学素子12を光軸a上に位置させる
とともに、クリック機構20をクリック溝19aの安定
位置に位置決めさせる。また、光学素子13を光軸a上
に切換える場合は、予め設定されたステップ数Bだけス
テッピングモーター15を進め、可動部材11を移動さ
せて光学素子13を光軸a上に位置させるとともに、ク
リック機構20をクリック溝19bの安定位置に位置決
めさせる。
In such a configuration, first, after the power of the apparatus is turned on, an initialization operation is performed in order to recognize the position of the movable member 11 within the movable range. In this case, it is determined from the signal of the position sensor 17 whether the flag 18 is detected. Here, the position sensor 17 sets the flag 18
Is detected, the position sensor 17 sets the flag 1 in the direction in which the optical element 12 enters the optical axis a (rightward in the figure).
If the optical element 13 has not been detected, the movable member 11 is moved by the stepping motor 15 in the direction in which the optical element 13 enters the optical axis a (left direction in the figure), and the terminal 18a of the flag 18 is searched. If the position sensor 17 detects the terminal 18a of the flag 18, for example, the optical element 1
When switching 2 to the optical axis a, the stepping motor 15 is advanced by the preset number of steps A, the movable member 11 is moved to position the optical element 12 on the optical axis a, and the click mechanism 20 is clicked. The groove 19a is positioned at a stable position. When switching the optical element 13 on the optical axis a, the stepping motor 15 is advanced by the preset number of steps B, and the movable member 11 is moved to position the optical element 13 on the optical axis a. The mechanism 20 is positioned at a stable position of the click groove 19b.

【0038】従って、このようにすれば、初期化動作に
おいて、位置センサー17によりフラグ18の端末18
aを検索し、この端末18aを検出したならば、この位
置を基準として、予め設定されたステップ数だけステッ
ピングモーター15を進め、可動部材11を移動させて
光学素子12、13を光軸a上に位置させるとともに、
クリック機構20をクリック溝19a、19bの安定位
置に位置決めするようにしたので、初期化動作完了時点
で制御回路16が認識している可動部材11の位置と実
際に可動部材11のある位置とを一致させることができ
る。これにより、初期化動作後は、常にステッピングモ
ーター15の励磁パターンとステッピングモーター15
のローターとの位置関係を一致させることができので、
可動部材11の位置を誤って認識することを防ぐことが
でき、その後の光学素子12、13の切換動作は安定
し、正確な位置決めができる。
Accordingly, in this manner, in the initialization operation, the terminal 18 of the flag 18 is detected by the position sensor 17.
a, and if this terminal 18a is detected, the stepping motor 15 is advanced by a preset number of steps based on this position, and the movable member 11 is moved to move the optical elements 12, 13 on the optical axis a. Along with
Since the click mechanism 20 is positioned at the stable position of the click grooves 19a and 19b, the position of the movable member 11 recognized by the control circuit 16 at the time of completion of the initialization operation and the position of the movable member 11 actually exist. Can be matched. Thereby, after the initialization operation, the excitation pattern of the stepping motor 15 and the stepping motor 15
Since the position relationship with the rotor can be matched,
The position of the movable member 11 can be prevented from being erroneously recognized, and the subsequent switching operation of the optical elements 12 and 13 is stabilized, and accurate positioning can be performed.

【0039】なお、上述した第1乃至第3の実施の形態
では、2個の光学素子12、13を切り換える例を述べ
たが、光学素子の数は2個以上であれば何個でも同様の
手段で同様にして実施できる。また、上述した第1乃至
第3の実施の形態では、可動部材11が直線移動する装
置を説明したが、可動部材は回転移動する方式でも同様
の手段で同様の効果が得られる。さらに、上述した第1
乃至第3の実施の形態では、位置センサー17を透過型
のフォトセンサーで説明したが、反射型のフォトセンサ
ーや磁気センサー、マイクロスイッチ等の位置センサー
を用いても同様の手段で同様の効果が得られる。
In the above-described first to third embodiments, an example in which two optical elements 12 and 13 are switched has been described. However, the same applies to the case where the number of optical elements is two or more. It can be implemented in the same way by means. Further, in the first to third embodiments described above, the device in which the movable member 11 moves linearly has been described. However, the same effect can be obtained by the same means even when the movable member 11 rotates. In addition, the first
In the third to third embodiments, the position sensor 17 has been described as a transmissive photo sensor. However, similar effects can be obtained by similar means using a position sensor such as a reflective photo sensor, a magnetic sensor, or a microswitch. can get.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可
動部材の位置を誤って認識することを防ぐことができ、
高精度な位置決めができ、また、クリック機構の引き込
み範囲内において、クリック機構のバネ力による引き込
み方向とステッピングモーターの磁力による引き込み方
向とが互いに競合することが防げるので、脱調、異音、
振動を押さえることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the position of the movable member from being erroneously recognized.
High-precision positioning is possible, and within the retraction range of the click mechanism, the retraction direction by the spring force of the click mechanism and the retraction direction by the magnetic force of the stepping motor can be prevented from competing with each other.
Vibration can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態に用いられるステッピングモ
ーターと駆動力伝達機構との間の接続構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a connection configuration between a stepping motor and a driving force transmission mechanism used in the first embodiment.

【図3】本発明の第3の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…可動部材 12…光学素子 12.13…光学素子 13…光学素子 14…駆動力伝達機構 141…ラックギア 142…ピニオンギア 142a…ボス部 142b…セットビス 15…ステッピングモーター 151…ローターシャフト 16…制御回路 17…位置センサー 18…フラグ 18a…端末 19a.19b…クリック溝 20…クリック機構 20a…板バネ 20b…ローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Movable member 12 ... Optical element 12.13 ... Optical element 13 ... Optical element 14 ... Driving force transmission mechanism 141 ... Rack gear 142 ... Pinion gear 142a ... Boss 142b ... Set screw 15 ... Stepping motor 151 ... Rotor shaft 16 ... Control Circuit 17: Position sensor 18: Flag 18a: Terminal 19a. 19b: click groove 20: click mechanism 20a: leaf spring 20b: roller

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光学素子を有し、これら光学素子
を選択的に光軸上に位置させる移動部材と、 前記移動部材を駆動するステッピングモーターと、 前記移動部材に設けられ前記光学素子のいずれかが光軸
上に位置された状態で前記可動部材を位置決めするクリ
ック機構とを具備し、前記クリック機構が前記可動部材
を位置決めする安定位置にあるとき、前記ステッピング
モーターの励磁パターンを特定のパターンになるように
設定することを特徴とする光学素子の切換装置。
A moving member that has a plurality of optical elements and selectively positions the optical elements on an optical axis; a stepping motor that drives the moving member; A click mechanism for positioning the movable member in a state where any one is located on the optical axis, and when the click mechanism is at a stable position for positioning the movable member, the excitation pattern of the stepping motor is specified. A switching device for an optical element, wherein the switching device is set to have a pattern.
【請求項2】 複数の光学素子を有し、これら光学素子
を選択的に光軸上に位置させる移動部材と、前記移動部
材を駆動するステッピングモーターと、 前記移動部材に設けられ前記光学素子のいずれかが光軸
上に位置された状態で前記可動部材を位置決めするクリ
ック機構と、 前記クリック機構が前記可動部材を位置決めする安定位
置にあることを検出する位置センサーとを具備し、前記
ステッピングモーターによる可動部材の駆動により前記
クリック機構の安定位置を前記位置センサーが検知した
とき、前記ステッピングモーターをを予め設定された所
定ステップ数だけ駆動することを特徴とする光学素子の
切換装置。
2. A moving member having a plurality of optical elements and selectively positioning these optical elements on an optical axis; a stepping motor for driving the moving member; A stepping motor comprising: a click mechanism for positioning the movable member in a state where one of them is positioned on the optical axis; and a position sensor for detecting that the click mechanism is at a stable position for positioning the movable member. Wherein the step sensor drives the stepping motor by a predetermined number of steps when the position sensor detects the stable position of the click mechanism by driving the movable member.
【請求項3】 複数の光学素子を有し、これら光学素子
を選択的に光軸上に位置させる移動部材と、 この移動部材を駆動するステッピングモーターと、 前記移動部材に設けられ前記光学素子のいずれかが光軸
上に位置された状態で前記可動部材を位置決めするクリ
ック機構と、 前記クリック機構が前記可動部材を位置決めする安定位
置の範囲外の所定位置を検出する位置センサーとを具備
し、前記位置センサーが前記所定位置を検出すると、該
所定位置を基準にして前記ステッピングモーターを予め
設定された所定ステップ数だけ駆動することを特徴とす
る光学素子の切換装置。
3. A moving member that has a plurality of optical elements and selectively positions these optical elements on an optical axis; a stepping motor that drives the moving member; A click mechanism that positions the movable member in a state where one of them is positioned on the optical axis, and a position sensor that detects a predetermined position outside a stable position where the click mechanism positions the movable member, An optical element switching device, wherein when the position sensor detects the predetermined position, the stepping motor is driven by a predetermined number of steps based on the predetermined position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10312644A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Olympus Biosystems Gmbh Method and device for moving an element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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