JP2010246252A - Motor drive and optical controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive for achieving high-speed driving and suppressing deterioration in accuracy at the time of driving a plurality of motors. <P>SOLUTION: The motor drive is provided with: a first motor 108 having a first rotor rotated by switching supply of power to a first coil, a first driver 107 driving the first motor 108, a second motor 111 having a second rotor rotated by switching supply of power to a second coil, a second driver 109 switching conduction to the second coil of the second motor 111 at predetermined time intervals, a third driver 110 switching conduction to the second coil of the second motor 111 in accordance with output of a position sensor 112, and a control circuit 105 controlling a system so that the second motor 111 is driven not by the third driver 110 but the second driver 109 at the time of driving the first motor 108 and driving the second motor 111. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のモータを駆動可能なモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor driving device capable of driving a plurality of motors.

ステップモータは、小型・低コスト・高トルクという特徴の他に、コイルへの通電の切り替えによって所定の角度毎に回転可能であるため、位置センサ無しで容易に位置制御が可能であるという特徴を有する。このため、所定の時間間隔に従ってコイルへの通電状態を切り替えるオープンループ制御が一般的に行われている。   In addition to the features of small size, low cost, and high torque, the step motor can be rotated at a predetermined angle by switching energization to the coil, so that the position control can be easily performed without a position sensor. Have. For this reason, open loop control is generally performed to switch the energization state of the coil according to a predetermined time interval.

しかし、高速駆動又は高負荷条件でコイルへの通電の切り替えに対してロータが応答できなくなり、脱調を起こしやすいという問題がある。そのため、ロータ位置を検出する位置センサを加え、位置センサの出力に応じてコイルへの通電状態を切り替えるフィードバック制御を行い、高速駆動に対応するモータが提案されている。   However, there is a problem that the rotor becomes unable to respond to switching of energization to the coil under high-speed driving or high-load conditions, so that step-out is likely to occur. Therefore, a motor corresponding to high-speed driving has been proposed in which a position sensor for detecting the rotor position is added and feedback control is performed to switch the energization state of the coil in accordance with the output of the position sensor.

特許文献1では、第1の動作モードと第2の動作モードとを切り替えてステップモータを制御するステップモータ制御装置が提案されている。第1の動作モードは、制御部が自ら発生するタイミングに基づいて駆動部に与える指令値を変化させる、いわゆるオープンループ制御である。第2の動作モードは、位置検出部の検知信号に応じたタイミングに基づいて駆動部に与える指令値を変化させる、いわゆるフィードバック制御である。   Patent Document 1 proposes a step motor control device that controls a step motor by switching between a first operation mode and a second operation mode. The first operation mode is so-called open loop control in which the command value given to the drive unit is changed based on the timing generated by the control unit itself. The second operation mode is so-called feedback control in which the command value given to the drive unit is changed based on the timing according to the detection signal of the position detection unit.

オープンループ制御ではマイクロステップ駆動により高精度な位置決めが可能であり、一方、フィードバック制御では高速駆動が可能である。このため、特許文献1によれば、高精度な位置決め及び高速移送の両方を同時に実現するステップモータ制御装置を提供することできる。   In open loop control, high-precision positioning is possible by microstep drive, while high-speed drive is possible in feedback control. For this reason, according to Patent Document 1, it is possible to provide a step motor control device that simultaneously realizes both high-precision positioning and high-speed transfer.

特開平10−150798号公報JP-A-10-150798

しかしながら、前述のモータを複数同時に駆動させる場合、以下のような課題があった。   However, when a plurality of the aforementioned motors are driven simultaneously, there are the following problems.

フィードバック制御では、ロータ位置に応じてコイルへの通電状態を切り替える。そのため、ロータの回転負荷及びトルクが一定である場合、ロータの回転速度は一定であり、コイルへの通電の切り替え周期は一定となる。しかし実際は、伝達機構、組立バラツキ、電流変動、又は、環境等の諸条件に応じて、ロータの回転負荷やトルクはモータにより異なる。したがって、複数のモータを同時に駆動させる場合、各モータのコイルへの通電の切り替え周期も互いに異なることになる。そのため、フィードバック制御では、複数のモータを同期して駆動させることは困難であった。   In the feedback control, the energization state of the coil is switched according to the rotor position. Therefore, when the rotational load and torque of the rotor are constant, the rotational speed of the rotor is constant and the switching cycle of energization to the coil is constant. However, in practice, the rotational load and torque of the rotor differ depending on the motor depending on various conditions such as transmission mechanism, assembly variation, current fluctuation, or environment. Therefore, when a plurality of motors are driven simultaneously, the switching periods of energization to the coils of the motors are also different from each other. Therefore, in feedback control, it is difficult to drive a plurality of motors synchronously.

一方、オープンループ制御では、所定の時間間隔に従ってコイルへの通電状態を切り替える。したがって、ロータの回転負荷やトルクによることなく、コイルへの通電の切り替え周期を一定に保つことが可能となる。そのため、オープンループ制御では、複数のモータを同期して駆動させることは容易である。しかし、前述のように、オープンループ制御では、高速駆動又は高負荷条件におけるコイルへの通電の切り替えに対してロータが応答できず、脱調を起こしやすいという問題がある。   On the other hand, in the open loop control, the energization state of the coil is switched according to a predetermined time interval. Therefore, it is possible to keep the switching cycle of energization to the coil constant regardless of the rotational load and torque of the rotor. Therefore, in open loop control, it is easy to drive a plurality of motors synchronously. However, as described above, in the open loop control, there is a problem that the rotor cannot respond to switching of energization to the coil under high speed driving or high load conditions, and the step out is likely to occur.

本発明は、高速駆動が可能で、かつ、複数のモータ駆動時における精度劣化を抑制するモータ駆動装置を提供する。   The present invention provides a motor drive device that can be driven at high speed and suppresses deterioration in accuracy when driving a plurality of motors.

本発明の一側面としてのモータ駆動装置は、第1モータ及び第2モータを駆動するモータ駆動装置であって、第1モータを駆動する第1駆動手段と、所定の時間間隔で第2モータのコイルへの通電状態を切り替えることにより該第2モータを駆動する第2駆動手段と、前記第2モータのロータ位置を検出する検出手段の出力に応じて前記第2モータのコイルへの通電状態を切り替える第3駆動手段と、前記第1モータを駆動するとともに前記第2モータを駆動する際には、前記第3駆動手段ではなく前記第2駆動手段で該第2モータを駆動するように制御する制御手段とを有する。   A motor driving device according to one aspect of the present invention is a motor driving device that drives a first motor and a second motor, the first driving means that drives the first motor, and the second motor at a predetermined time interval. According to the output of the second drive means for driving the second motor by switching the energization state of the coil and the detection means for detecting the rotor position of the second motor, the energization state of the coil of the second motor is changed. When driving the third motor to be switched and the first motor while driving the second motor, control is performed so that the second motor is driven by the second driving means instead of the third driving means. Control means.

本発明の他の側面としての光学制御装置は、第1光学系を駆動する第1モータと、第1モータを駆動する第1駆動手段と、第2光学系を駆動する第2モータと、所定の時間間隔で前記第2モータのコイルへの通電状態を切り替える第2駆動手段と、前記第2モータのロータ位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記第2モータのコイルへの通電状態を切り替える第3駆動手段と、前記第1モータを駆動するとともに前記第2モータを駆動する際には、前記第3駆動手段ではなく前記第2駆動手段で該第2モータを駆動するように制御する制御手段とを有する。   An optical control apparatus according to another aspect of the present invention includes a first motor that drives the first optical system, a first drive unit that drives the first motor, a second motor that drives the second optical system, and a predetermined motor. Second driving means for switching the energization state of the coil of the second motor at a time interval of, a detection means for detecting a rotor position of the second motor, and a coil of the second motor according to the output of the detection means When driving the first motor while driving the second motor, the second motor is driven not by the third driving means but by the second driving means. And control means for controlling so as to.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。   Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.

本発明によれば、高速駆動が可能で、かつ、複数のモータ駆動時における精度劣化を抑制するモータ駆動装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor drive device which can drive at high speed and suppresses a precision degradation at the time of a several motor drive can be provided.

実施例1におけるカメラの構成図である。1 is a configuration diagram of a camera in Embodiment 1. FIG. 実施例1における第2モータと位置センサの構成図である。It is a block diagram of the 2nd motor and position sensor in Example 1. FIG. 実施例1において、ヨークと位置センサとロータの位相関係を示す軸方向断面図である。In Example 1, it is an axial sectional view which shows the phase relationship of a yoke, a position sensor, and a rotor. 実施例1において、ロータ位置とモータトルクとの関係、及び、ロータ位置と位置センサの出力との関係を示すグラフである。In Example 1, it is a graph which shows the relationship between a rotor position and a motor torque, and the relationship between a rotor position and the output of a position sensor. 実施例1において、FB駆動の動作を示す軸方向断面図である。In Example 1, it is an axial sectional view which shows the operation | movement of FB drive. 実施例1において、ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。4 is a graph illustrating a relationship between a zoom lens position and a focus lens position in Example 1. 実施例1において、制御回路に記憶されている被写体距離に応じた軌跡情報を示す説明図である。In Example 1, it is explanatory drawing which shows the locus | trajectory information according to the to-be-photographed object distance memorize | stored in the control circuit. 実施例1における制御回路のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a lens driving process of a control circuit in Embodiment 1. 実施例2における制御回路のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a lens driving process of a control circuit in Embodiment 2. 実施例3における制御回路のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating lens driving processing of a control circuit in Embodiment 3. 実施例4におけるカメラの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a camera in Embodiment 4.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、本発明の実施例1におけるカメラ(光学制御装置)について説明する。図1は、本実施例におけるカメラ100の構成図である。図1において、101はズーム動作を行うズームレンズ(第1光学系)である。ズームレンズ101は、第1モータ108によって駆動され、撮像素子103の撮像面における像の倍率を変化させる。102は焦点調節動作を行うフォーカスレンズ(第2光学系)である。フォーカスレンズ102は、第2モータ111によって駆動され、撮像素子103の撮像面における像の焦点状態を変化させる。また、ズームレンズ101のズーム動作中において、撮像素子103の撮像面における像の焦点状態の変化を補正する。ズーム動作中の焦点状態の補正に関しては、後述する。   First, the camera (optical control apparatus) in Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a camera 100 in the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a zoom lens (first optical system) that performs a zoom operation. The zoom lens 101 is driven by the first motor 108 and changes the magnification of the image on the imaging surface of the imaging element 103. A focus lens (second optical system) 102 performs a focus adjustment operation. The focus lens 102 is driven by the second motor 111 to change the focus state of the image on the imaging surface of the imaging element 103. Further, during the zoom operation of the zoom lens 101, the change in the focus state of the image on the imaging surface of the image sensor 103 is corrected. The correction of the focus state during the zoom operation will be described later.

103は撮像素子であり、CCDやCMOSセンサ等の光電変換素子で構成されている。撮像素子103は、ズームレンズ101とフォーカスレンズ102を介して入射した外部の光を、電気信号に変換して出力する。104は信号処理回路である。信号処理回路104は、撮像素子103から出力される電気信号を処理し、映像信号として出力する。より具体的には、信号処理回路104は、撮像素子103から出力されるアナログ電気信号に対し、ゲイン調整及びガンマ処理等を行った後、RGB画像データ等のデジタル映像信号として出力する。   Reference numeral 103 denotes an image sensor, which is composed of a photoelectric conversion element such as a CCD or a CMOS sensor. The image sensor 103 converts external light incident through the zoom lens 101 and the focus lens 102 into an electrical signal and outputs the electrical signal. Reference numeral 104 denotes a signal processing circuit. The signal processing circuit 104 processes the electrical signal output from the image sensor 103 and outputs it as a video signal. More specifically, the signal processing circuit 104 performs gain adjustment, gamma processing, and the like on the analog electric signal output from the image sensor 103, and then outputs it as a digital video signal such as RGB image data.

105は制御回路(制御手段)である。制御回路105は、信号処理回路104から出力されるデジタル映像信号を処理し、メモリ106に対して記録用データを出力する。また、制御回路105は、ズームスイッチ113から出力されるズーム指令信号にしたがって、第1ドライバ107に対してズームレンズ駆動信号を出力し、第1モータ108を制御する。また、第2ドライバ109または第3ドライバ110に対してフォーカスレンズ駆動信号を出力し、第2モータ111を制御する。制御回路105の詳細な動作については後述する。106はメモリである。メモリ106は、制御回路105から出力される記録用データを記録する。本実施例において、メモリ106の種類は限定されるものではなく、メモリ106として、メモリーカード、カメラ内蔵メモリ、テープ、又は、ディスク等の各種メモリが使用可能である。   Reference numeral 105 denotes a control circuit (control means). The control circuit 105 processes the digital video signal output from the signal processing circuit 104 and outputs recording data to the memory 106. Further, the control circuit 105 outputs a zoom lens driving signal to the first driver 107 in accordance with the zoom command signal output from the zoom switch 113 and controls the first motor 108. In addition, a focus lens drive signal is output to the second driver 109 or the third driver 110 to control the second motor 111. Detailed operation of the control circuit 105 will be described later. Reference numeral 106 denotes a memory. The memory 106 records recording data output from the control circuit 105. In this embodiment, the type of the memory 106 is not limited, and various memories such as a memory card, a camera built-in memory, a tape, or a disk can be used as the memory 106.

107は第1ドライバ(第1駆動手段)である。第1ドライバ107は、制御回路105から出力される駆動信号に従い、第1モータ108を駆動する。第1ドライバ107は、通常のステップモータドライバによって構成されている。108は第1モータである。第1モータ108は、第1ドライバ107によって駆動され、ズームレンズ101を駆動する。第1モータ108は、通常のステップモータによって構成されている。   Reference numeral 107 denotes a first driver (first driving means). The first driver 107 drives the first motor 108 according to the drive signal output from the control circuit 105. The first driver 107 is configured by a normal step motor driver. Reference numeral 108 denotes a first motor. The first motor 108 is driven by the first driver 107 and drives the zoom lens 101. The first motor 108 is configured by a normal step motor.

109は第2ドライバ(第2駆動手段)である。第2ドライバ109は、制御回路105から出力される駆動信号に従い、オープンループ通電切り替え駆動(OP駆動)によって、第2モータ111を駆動する。OP駆動の詳細については後述する。110は第3ドライバ(第3駆動手段)である。第3ドライバ110は、制御回路105から出力される駆動信号、及び、位置センサ112の検出信号に従い、フィードバック通電切り替え駆動(FB駆動)によって、第2モータ111を駆動する。FB駆動の詳細については後述する。111は第2モータである。第2モータ111は、第2ドライバ109又は第3ドライバ110によって駆動され、フォーカスレンズ102を駆動する。第2モータ111の構成については後述する。112は位置センサ(検出手段)である。位置センサ112は、第2モータ111のロータ位置を検出して検出信号を出力する。113はズームスイッチである。ズームスイッチ113は、ユーザーが操作することによってズーム指令信号を出力する。   Reference numeral 109 denotes a second driver (second driving means). The second driver 109 drives the second motor 111 by open loop energization switching drive (OP drive) according to the drive signal output from the control circuit 105. Details of the OP drive will be described later. Reference numeral 110 denotes a third driver (third driving means). The third driver 110 drives the second motor 111 by feedback energization switching drive (FB drive) in accordance with the drive signal output from the control circuit 105 and the detection signal of the position sensor 112. Details of the FB drive will be described later. Reference numeral 111 denotes a second motor. The second motor 111 is driven by the second driver 109 or the third driver 110 and drives the focus lens 102. The configuration of the second motor 111 will be described later. Reference numeral 112 denotes a position sensor (detection means). The position sensor 112 detects the rotor position of the second motor 111 and outputs a detection signal. Reference numeral 113 denotes a zoom switch. The zoom switch 113 outputs a zoom command signal when operated by a user.

以上の各構成要素により、本実施例におけるカメラ100が構成されている。また、制御回路105、第1モータ108、第2モータ111、第1ドライバ107、第2ドライバ109、及び、第3ドライバ110により、第1モータ108及び第2モータ111を駆動するモータ駆動装置が構成される。   The camera 100 in the present embodiment is configured by the above constituent elements. In addition, a motor driving device that drives the first motor 108 and the second motor 111 by the control circuit 105, the first motor 108, the second motor 111, the first driver 107, the second driver 109, and the third driver 110 is provided. Composed.

本実施例では、第2ドライバ109と第3ドライバ110とを別々に設けてOP駆動又はFB駆動を切り替え可能に構成されているが、単一のドライバに第2ドライバ109及び第3ドライバ110の両方の機能を持たせることもできる。この場合、1つのドライバにおいて、OP駆動とFB駆動とが切り替え可能に構成される。また、本実施例では、各モータによって駆動される対象をズームレンズとフォーカスレンズとした。しかし、本発明は、各モータによって駆動される対象を限定するものではない。例えば、ズームレンズとファインダの変倍レンズや、フォーカスレンズと振れ補正レンズ等、同期して駆動される必要がある他の対象であってもよい。   In this embodiment, the second driver 109 and the third driver 110 are separately provided so that the OP driving or the FB driving can be switched. However, the second driver 109 and the third driver 110 can be switched to a single driver. It is possible to have both functions. In this case, one driver can be switched between OP driving and FB driving. In this embodiment, the object driven by each motor is a zoom lens and a focus lens. However, this invention does not limit the object driven by each motor. For example, it may be another object that needs to be driven in synchronization, such as a zoom lens and a finder zoom lens, a focus lens, and a shake correction lens.

次に、本実施例における第2モータ111の構成について説明する。図2は、本実施例における第2モータ111と位置センサ112の構成図である。なお、説明のため一部の部品を破断して示している。このモータの構造は、本出願人が特開平09−331666として提案したモータと同じ構造である。   Next, the configuration of the second motor 111 in the present embodiment will be described. FIG. 2 is a configuration diagram of the second motor 111 and the position sensor 112 in the present embodiment. For the sake of explanation, some parts are shown broken. The structure of this motor is the same as that proposed by the present applicant as Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666.

第2モータ111は、マグネット201を有するロータ202、コイル203、コイル204、ヨーク205、ヨーク206、第1位置センサ207、及び、第2位置センサ208によって構成される。このうち、コイル203、コイル204、ヨーク205、ヨーク206、第1位置センサ207、及び、第2位置センサ208でステータが構成される。   The second motor 111 includes a rotor 202 having a magnet 201, a coil 203, a coil 204, a yoke 205, a yoke 206, a first position sensor 207, and a second position sensor 208. Among these, the coil 203, the coil 204, the yoke 205, the yoke 206, the first position sensor 207, and the second position sensor 208 constitute a stator.

マグネット201は、外周が多極着磁された円筒形状の永久磁石である。マグネット201は、角度位置に対し、径方向の磁力の強さが正弦波状に変化する着磁パターンを有する。ロータ202は、ステータに対して回転可能に支持され、マグネット201と一体に固定されている。   The magnet 201 is a cylindrical permanent magnet whose outer periphery is multipolarly magnetized. The magnet 201 has a magnetization pattern in which the strength of the magnetic force in the radial direction changes in a sine wave shape with respect to the angular position. The rotor 202 is rotatably supported with respect to the stator and is fixed integrally with the magnet 201.

ヨーク205は、コイル203に励磁される磁極歯を複数有している。励磁される極を切り替えることで、ロータ202に与えるトルクを変化させることができる。また、ヨーク206は、コイル204に励磁される磁極歯を複数有している。励磁される極を切り替えることで、ロータ202に与えるトルクを変化させることができる。   The yoke 205 has a plurality of magnetic pole teeth that are excited by the coil 203. The torque applied to the rotor 202 can be changed by switching the poles to be excited. The yoke 206 has a plurality of magnetic pole teeth that are excited by the coil 204. The torque applied to the rotor 202 can be changed by switching the poles to be excited.

第1位置センサ207及び第2位置センサ208は、マグネット201の磁束を検出し、検出信号を出力するホール素子である。これらのセンサは、図1における位置センサ112に対応している。なお、本実施例では、ロータマグネットの磁束をホール素子によって検出している。しかしながら、本発明はロータ位置を検出する方式に限定されるものではない。例えば、ロータの回転にともなって変位する検出用マグネットを配置して検出してもよいし、遮光板やパターン面を光学センサによって読み取ってもよい。また、位置センサがモータと一体に固定されていてもよいし、モータとは別部材に固定されていてもよい。   The first position sensor 207 and the second position sensor 208 are Hall elements that detect the magnetic flux of the magnet 201 and output a detection signal. These sensors correspond to the position sensor 112 in FIG. In this embodiment, the magnetic flux of the rotor magnet is detected by a Hall element. However, the present invention is not limited to the method of detecting the rotor position. For example, a detection magnet that is displaced with the rotation of the rotor may be arranged and detected, or the light shielding plate and the pattern surface may be read by an optical sensor. Further, the position sensor may be fixed integrally with the motor, or may be fixed to a member different from the motor.

次に、オープンループ通電切り替え駆動(OP駆動)について説明する。第2モータ111は、第2ドライバ109によって、OP駆動を行うことができる。OP駆動とは、通常のステップモータのオープンループ制御と同様のものであり、所定の時間間隔に従ってモータのコイルへの通電状態を切り替える駆動方法である。すなわち、第2ドライバ109は、入力された駆動パルス間隔(駆動周波数)と回転方向に従って、コイル203とコイル204の通電を順次切り替えることで、ロータ202を所望の速度で回転させることが可能である(速度制御)。また、第2ドライバ109は、入力された駆動パルス数に従って、ロータ202を所望の角度だけ回転させることが可能である(位置制御)。   Next, open loop energization switching drive (OP drive) will be described. The second motor 111 can be OP driven by the second driver 109. The OP drive is the same as the open loop control of a normal stepping motor, and is a driving method that switches the energization state of the motor coil in accordance with a predetermined time interval. That is, the second driver 109 can rotate the rotor 202 at a desired speed by sequentially switching the energization of the coil 203 and the coil 204 according to the input drive pulse interval (drive frequency) and the rotation direction. (Speed control). Further, the second driver 109 can rotate the rotor 202 by a desired angle in accordance with the input drive pulse number (position control).

OP駆動では、所定の時間間隔(駆動パルス間隔)に従って、コイルへの通電状態を切り替える。コイルへの通電の切り替えタイミングは、ロータの回転負荷やモータが発生するトルクによらない。このため、複数のモータを容易に同期駆動することができる。   In OP driving, the energization state of the coil is switched according to a predetermined time interval (drive pulse interval). The switching timing of energization to the coil does not depend on the rotational load of the rotor or the torque generated by the motor. For this reason, a plurality of motors can be easily driven synchronously.

しかしながら、駆動速度を速く(駆動パルス間隔を短く)すると、コイルへの通電の切り替えに対してロータが応答できなくなり、脱調をおこす可能性が高まる。このため、駆動パルス間隔に下限を加える必要があり、高速での駆動が制限される。   However, if the driving speed is increased (the driving pulse interval is shortened), the rotor cannot respond to switching of energization to the coil, and the possibility of causing a step-out increases. For this reason, it is necessary to add a lower limit to the drive pulse interval, and high-speed driving is limited.

図1において、OP駆動を行う第1ドライバ107は、所定の時間間隔で第1モータ108のコイルへの通電状態を切り替えることにより第1モータ108を駆動する。同様に、OP駆動を行う第2ドライバ109は、所定の時間間隔で第2モータ111のコイルへの通電状態を切り替えることにより第2モータ111を駆動する。   In FIG. 1, a first driver 107 that performs OP driving drives the first motor 108 by switching the energization state of the coil of the first motor 108 at a predetermined time interval. Similarly, the second driver 109 that performs OP driving drives the second motor 111 by switching the energization state of the coil of the second motor 111 at predetermined time intervals.

次に、フィードバック通電切り替え駆動(FB駆動)について説明する。第2モータ111は、第3ドライバ110を用いて、FB駆動を行うことができる。FB駆動とは、ブラシレスモータのフィードバック制御と同様のものであり、位置センサの出力に応じてモータのコイルへの通電状態を切り替える駆動方法である。すなわち、第3ドライバ110は、入力された駆動パルス数と回転方向、及び、位置センサ112から出力される検出信号に従って、コイル203とコイル204の通電を順次切り替える。このようにして、第3ドライバ110は、ロータ202を所望の角度だけ回転させることが可能である(位置制御)。また、第3ドライバ110は、コイル203とコイル204に流す電流を制御することで、ロータ202を所望のトルクで回転させることが可能である(電流制御)。   Next, feedback energization switching drive (FB drive) will be described. The second motor 111 can perform FB driving using the third driver 110. The FB drive is the same as the feedback control of the brushless motor, and is a driving method that switches the energization state to the motor coil in accordance with the output of the position sensor. That is, the third driver 110 sequentially switches the energization of the coil 203 and the coil 204 in accordance with the input drive pulse number and rotation direction and the detection signal output from the position sensor 112. In this way, the third driver 110 can rotate the rotor 202 by a desired angle (position control). Further, the third driver 110 can rotate the rotor 202 with a desired torque by controlling the current flowing through the coil 203 and the coil 204 (current control).

FB駆動では、位置センサの出力に応じてコイルへの通電状態を切り替える。コイルの通電切り替えは、ロータの位置に合わせて行われる。このため、ロータの応答遅れによる脱調の発生を低減でき、高速駆動が可能となる。しかしながら、コイルの通電切り替えタイミングは、ロータの回転負荷やモータが発生するトルクによって変動する。このため、FB駆動の場合、複数のモータを同期駆動することは困難である。   In the FB drive, the energization state of the coil is switched according to the output of the position sensor. The energization switching of the coil is performed according to the position of the rotor. For this reason, the occurrence of step-out due to the response delay of the rotor can be reduced, and high-speed driving is possible. However, the coil energization switching timing varies depending on the rotational load of the rotor and the torque generated by the motor. For this reason, in the case of FB drive, it is difficult to drive a plurality of motors synchronously.

図1において、FB駆動を行う第3ドライバ110は、第2モータ111のロータ位置を検出する位置センサ112(検出手段)の出力に応じて、第2モータ111のコイルへの通電状態を切り替える。   In FIG. 1, the third driver 110 that performs the FB drive switches the energization state of the coil of the second motor 111 according to the output of the position sensor 112 (detection means) that detects the rotor position of the second motor 111.

次に、第2モータ111におけるヨークと位置センサの位相関係について説明する。図3は、本実施例において、ヨークと位置センサとロータの位相関係を示す軸方向断面図である。図中で時計回りを正の方向とする。205a〜dはヨーク205の磁極歯、206a〜dはヨーク206の磁極歯である。本実施例では、マグネットの極数は8極、着磁角Pは45°である。また、ヨーク205を基準とすると、ヨーク206の位相P/2は、−22.5°、第1位置センサの位相β1は+22.5°、第2位置センサの位相β2は−45°である。   Next, the phase relationship between the yoke and the position sensor in the second motor 111 will be described. FIG. 3 is an axial sectional view showing the phase relationship among the yoke, the position sensor, and the rotor in this embodiment. In the figure, the clockwise direction is the positive direction. 205a to d are magnetic pole teeth of the yoke 205, and 206a to d are magnetic pole teeth of the yoke 206. In this embodiment, the number of poles of the magnet is 8 and the magnetization angle P is 45 °. With respect to the yoke 205, the phase P / 2 of the yoke 206 is −22.5 °, the phase β1 of the first position sensor is + 22.5 °, and the phase β2 of the second position sensor is −45 °. .

以下の説明では、電気角を用いてモータの動作を説明する。電気角とは、マグネット磁力の1周期を360°として表したものであり、ロータの極数をM、実際の角度をθとすると、電気角θは以下の式で表せる。 In the following description, the operation of the motor will be described using the electrical angle. The electrical angle represents one period of magnet magnetic force as 360 °. When the number of poles of the rotor is M and the actual angle is θ 0 , the electrical angle θ can be expressed by the following equation.

θ=θ×M/2 (式1−1)
ヨーク205とヨーク206の位相差、第1位置センサ207と第2位置センサ208の位相差、及び、ヨーク205と第1位置センサ207の位相差は、全て電気角で90°である。なお、図3において、ヨーク205の磁極歯中心とマグネット201のN極中心が対向している。この状態をロータの初期状態とし、電気角0°とする。
θ = θ 0 × M / 2 (Formula 1-1)
The phase difference between the yoke 205 and the yoke 206, the phase difference between the first position sensor 207 and the second position sensor 208, and the phase difference between the yoke 205 and the first position sensor 207 are all 90 degrees in electrical angle. In FIG. 3, the magnetic pole tooth center of the yoke 205 and the north pole center of the magnet 201 are opposed to each other. This state is the initial state of the rotor and the electrical angle is 0 °.

次に、第2モータ111におけるロータ位置とモータトルクとの関係、及び、ロータ位置と各信号の出力との関係について説明する。図4は、本実施例において、ロータ位置とモータトルクとの関係、及び、ロータ位置と位置センサの出力との関係を示すグラフである。   Next, the relationship between the rotor position and motor torque in the second motor 111 and the relationship between the rotor position and the output of each signal will be described. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotor position and the motor torque and the relationship between the rotor position and the output of the position sensor in this embodiment.

図4(1)は、ロータの回転角度とモータトルクとの関係を示すグラフである。横軸は電気角を示し、縦軸はモータトルクを示す。モータトルクは、ロータを時計回りに回転させるトルクを正とする。コイル203に正方向の電流を流すと、ヨーク205がN極に磁化し、マグネット201の磁極との間に電磁気力が発生する。また、コイル204に正方向の電流を流すと、ヨーク206がN極に磁化し、マグネット201の磁極との間に電磁気力が発生する。   FIG. 4A is a graph showing the relationship between the rotation angle of the rotor and the motor torque. The horizontal axis indicates the electrical angle, and the vertical axis indicates the motor torque. The motor torque is positive when the rotor rotates clockwise. When a positive current flows through the coil 203, the yoke 205 is magnetized to the north pole, and an electromagnetic force is generated between the magnet 201 and the magnetic pole. Further, when a positive current is passed through the coil 204, the yoke 206 is magnetized to the north pole, and an electromagnetic force is generated between the magnetic pole of the magnet 201.

2つの電磁気力を合成すると、ロータ202の回転にともなって、略正弦波状のトルクが得られる(図4(1):トルク曲線A+B+)。同様に、他の通電状態においても、略正弦波状のトルクが得られる(図4(1):トルク曲線A+B−、A−B−、A−B+)。また、ヨーク205は、ヨーク206に対して電気角で90°の位相をもって配置される。このため、4つのトルクは、互いに電気角で90°の位相差を有する。   When the two electromagnetic forces are combined, a substantially sinusoidal torque is obtained as the rotor 202 rotates (FIG. 4 (1): torque curve A + B +). Similarly, a substantially sinusoidal torque is also obtained in other energized states (FIG. 4 (1): torque curves A + B−, AB−, AB +). Further, the yoke 205 is arranged with a phase of 90 ° in electrical angle with respect to the yoke 206. For this reason, the four torques have a phase difference of 90 ° in electrical angle.

図4(2)は、ロータの回転角度と各信号の出力との関係を示すグラフであり、横軸は電気角を、縦軸は各信号の出力を示す。マグネット201の径方向磁力の強さは、電気角に対して略正弦波状になるように着磁している。そのため、第1位置センサ207からは略正弦波状の信号が得られる(図4(2):センサ信号A)。なお、本実施例では、第1位置センサ207は、マグネット201のN極と対向するときに正の値を出力する。   FIG. 4B is a graph showing the relationship between the rotation angle of the rotor and the output of each signal, where the horizontal axis indicates the electrical angle and the vertical axis indicates the output of each signal. The strength of the magnet 201 in the radial direction is magnetized so as to be substantially sinusoidal with respect to the electrical angle. Therefore, a substantially sinusoidal signal is obtained from the first position sensor 207 (FIG. 4 (2): sensor signal A). In the present embodiment, the first position sensor 207 outputs a positive value when facing the north pole of the magnet 201.

また、第2位置センサ208は、第1位置センサ207に対して電気角で90°の位相をもって配置される。このため、第2位置センサ208からは略余弦波状の信号が得られる(図4(2):センサ信号B)。なお、本実施例では、第2位置センサ208は、第1位置センサ207に対して極性が反転されている。このため、第2位置センサ208は、マグネット201のS極と対向するときに正の値を出力する。   The second position sensor 208 is arranged with a phase of 90 ° in electrical angle with respect to the first position sensor 207. Therefore, a substantially cosine wave signal is obtained from the second position sensor 208 (FIG. 4 (2): sensor signal B). In the present embodiment, the polarity of the second position sensor 208 is reversed with respect to the first position sensor 207. For this reason, the second position sensor 208 outputs a positive value when facing the south pole of the magnet 201.

次に、FB駆動における通電切り替えについて説明する。図4(2)において、2値化信号A、2値化信号Bは、それぞれ、センサ信号A、センサ信号Bに対してコンパレータ等を用いて2値化を行った信号である。   Next, energization switching in the FB drive will be described. In FIG. 4B, the binarized signal A and the binarized signal B are signals obtained by binarizing the sensor signal A and the sensor signal B using a comparator or the like, respectively.

FB駆動では、2値化信号Aに基づいて、コイル203の通電を切り替え、また、2値化信号Bに基づいて、コイル204の通電を切り替える。すなわち、2値化信号Aが正の値を示すときコイル203に正方向の電流を流し、2値化信号Aが負の値を示すときコイル203に逆方向の電流を流す。また、2値化信号Bが正の値を示すときコイル204に正方向の通電を流し、2値化信号Bが負の値を示すときコイル204に逆方向の通電を流す。   In the FB drive, energization of the coil 203 is switched based on the binarized signal A, and energization of the coil 204 is switched based on the binarized signal B. That is, when the binarized signal A indicates a positive value, a current in the positive direction is supplied to the coil 203, and when the binarized signal A indicates a negative value, a current in the reverse direction is supplied to the coil 203. When the binarized signal B indicates a positive value, the coil 204 is energized in the positive direction, and when the binarized signal B indicates a negative value, the coil 204 is energized in the reverse direction.

図5は、本実施例において、FB駆動の動作を示す軸方向断面図である。図5(a)は、ロータが電気角で135°回転した状態を示している。各進角信号は、図4(2)中の(a)で表される値を示しており、2値化信号Aは正、2値化信号Bは負の値をそれぞれ示している。従って、コイル203には正方向の電流が流れてヨーク205はN極に磁化する。一方、コイル204には逆方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A+B−に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202はθ方向の回転力を受けて回転する。   FIG. 5 is an axial sectional view showing the operation of the FB drive in this embodiment. FIG. 5A shows a state in which the rotor is rotated 135 ° in electrical angle. Each advance angle signal indicates a value represented by (a) in FIG. 4 (2), the binarized signal A indicates a positive value, and the binarized signal B indicates a negative value. Therefore, a positive current flows through the coil 203 and the yoke 205 is magnetized to the north pole. On the other hand, a reverse current flows through the coil 204 and the yoke 206 is magnetized to the south pole. At this time, the clockwise torque corresponding to the torque curve A + B− in FIG. 4 (1) works, and the rotor 202 receives the rotational force in the θ direction and rotates.

図5(b)は、ロータが電気角で180°回転した状態を示している。第1位置センサ207は、マグネット201のN極とS極の境界に位置する。そのため、電気角180°を境界として、2値化信号Aは、正の値から負の値に切り替わり、コイル203の通電方向が正方向から逆方向へ切り替わる。この電気角は、トルク曲線A+B−とトルク曲線A−B−との交点の電気角と一致する。   FIG. 5B shows a state in which the rotor is rotated 180 degrees in electrical angle. The first position sensor 207 is located at the boundary between the N pole and the S pole of the magnet 201. Therefore, the binarized signal A is switched from a positive value to a negative value with the electrical angle of 180 ° as a boundary, and the energization direction of the coil 203 is switched from the positive direction to the reverse direction. This electrical angle coincides with the electrical angle at the intersection of the torque curve A + B− and the torque curve AB−.

図5(b’)は、ロータが電気角で180°回転し、コイル203の通電方向が切り替わった状態を示している。コイル203には逆方向の電流が流れてヨーク205はS極に磁化し、コイル204には逆方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A−B−に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202は、θ方向の回転力を受けて回転する。   FIG. 5B 'shows a state in which the rotor is rotated 180 degrees in electrical angle and the energization direction of the coil 203 is switched. A reverse current flows through the coil 203 and the yoke 205 is magnetized to the south pole, and a reverse current flows through the coil 204 and the yoke 206 is magnetized to the south pole. At this time, a clockwise torque corresponding to the torque curve AB in FIG. 4A works, and the rotor 202 rotates in response to the rotational force in the θ direction.

図5(c)は、ロータが電気角で225°回転した状態を示している。各進角信号は図4(2)中の(c)で表される値を示し、2値化信号A、2値化信号Bは両方とも負の値を示している。従って、コイル203には負方向の電流が流れてヨーク205はS極に磁化し、コイル204には逆方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A−B−に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202はθ方向の回転力を受けて回転する。   FIG. 5C shows a state where the rotor is rotated by 225 ° in electrical angle. Each advance angle signal indicates a value represented by (c) in FIG. 4B, and the binarized signal A and the binarized signal B both indicate negative values. Therefore, a negative current flows through the coil 203 and the yoke 205 is magnetized to the south pole, and a reverse current flows through the coil 204 and the yoke 206 is magnetized to the south pole. At this time, a clockwise torque corresponding to the torque curve AB in FIG. 4A is activated, and the rotor 202 receives the rotational force in the θ direction and rotates.

図5(d)は、ロータが電気角で270°回転した状態を示している。第2位置センサ208は、マグネット201のN極とS極の境界に位置する。そのため、電気角270°を境界として、2値化信号Bは負の値から正の値に切り替わり、コイル204の通電方向は逆方向から正方向へ切り替わる。この電気角は、トルク曲線A−B−とトルク曲線A−B+との交点の電気角と一致する。   FIG. 5D shows a state where the rotor is rotated by 270 ° in electrical angle. The second position sensor 208 is located at the boundary between the N pole and the S pole of the magnet 201. Therefore, the binarized signal B is switched from a negative value to a positive value with the electrical angle of 270 ° as a boundary, and the energization direction of the coil 204 is switched from the reverse direction to the positive direction. This electrical angle coincides with the electrical angle at the intersection of the torque curve AB- and the torque curve AB +.

図5(b’)は、ロータが電気角で270°回転し、コイル204の通電方向が切り替わった状態を示している。コイル204には正方向の電流が流れてヨーク206はS極に磁化し、コイル203には逆方向の電流が流れてヨーク205はS極に磁化する。このとき、図4(1)中のトルク曲線A−B+に対応する時計回りのトルクが働き、ロータ202はθ方向の回転力を受けて回転する。   FIG. 5B ′ shows a state in which the rotor has rotated 270 ° in electrical angle and the energization direction of the coil 204 has been switched. A positive current flows through the coil 204 and the yoke 206 is magnetized to the south pole, and a reverse current flows through the coil 203 and the yoke 205 is magnetized to the south pole. At this time, the clockwise torque corresponding to the torque curve A-B + in FIG. 4 (1) works, and the rotor 202 receives the rotational force in the θ direction and rotates.

以上の動作を繰り返すことで、ロータを連続的に回転させることが可能となる。また、2値化信号A又は2値化信号Bの正負を反転させれば、逆回転も可能である。   By repeating the above operation, the rotor can be continuously rotated. Further, if the sign of the binarized signal A or the binarized signal B is inverted, reverse rotation is also possible.

次に、焦点状態の補正に関して説明する。図6は、本実施例において、ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。横軸はズームレンズ位置であり、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。ズームレンズ位置は、焦点距離に対応している。ズームレンズ位置の変化にともない変化する焦点距離に対して、撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ位置をプロットすると、被写体距離ごとに図6のような軌跡を示す。   Next, the focus state correction will be described. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the zoom lens position and the focus lens position in this embodiment. The horizontal axis represents the zoom lens position, and the vertical axis represents the focus lens position. The zoom lens position corresponds to the focal length. When the focus lens position for focusing on the imaging surface is plotted with respect to the focal length that changes as the zoom lens position changes, a locus as shown in FIG. 6 is shown for each subject distance.

図7は、本実施例において、制御回路105に記憶されている被写体距離に応じた軌跡情報を示す説明図である。横軸はズームレンズ位置であり、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。z0〜z6は、制御回路105に記憶されたズームレンズ位置情報である。ズームレンズ101は第1モータ108によってステップ駆動されるため、ズームレンズ位置情報z0〜z6は離散的な値となっている。軌跡Aは被写体距離Laの場合の合焦軌跡であり、軌跡Bは被写体距離Lbの場合の合焦軌跡である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing trajectory information corresponding to the subject distance stored in the control circuit 105 in this embodiment. The horizontal axis represents the zoom lens position, and the vertical axis represents the focus lens position. z0 to z6 are zoom lens position information stored in the control circuit 105. Since the zoom lens 101 is step-driven by the first motor 108, the zoom lens position information z0 to z6 has discrete values. The locus A is a focusing locus in the case of the subject distance La, and the locus B is a focusing locus in the case of the subject distance Lb.

a0〜a6は、軌跡Aに沿うように設定されたフォーカスレンズ位置情報(軌跡情報A)であり、ズームレンズ位置z0〜z6に対応して制御回路105に記憶されている。b0〜b6は、軌跡Bに沿うように設定されたフォーカスレンズ位置情報(軌跡情報B)であり、ズームレンズ位置z0〜z6に対応して制御回路105に記憶されている。フォーカスレンズ102は第2モータ111によってステップ駆動されるため、フォーカスレンズ位置情報a0〜a6、b0〜b6は離散的な値となっている。この他にも、被写体距離に応じて多数の軌跡情報が制御回路105に記憶されている。ズーム動作中は、被写体距離に応じて軌跡情報(フォーカスレンズ位置情報)を選択し、フォーカスレンズ102を駆動させることによって、撮像面上の合焦を保ったままズーム動作を行うことが可能となる。   a0 to a6 are focus lens position information (trajectory information A) set along the locus A, and are stored in the control circuit 105 corresponding to the zoom lens positions z0 to z6. b0 to b6 are focus lens position information (trajectory information B) set along the trajectory B, and are stored in the control circuit 105 corresponding to the zoom lens positions z0 to z6. Since the focus lens 102 is step-driven by the second motor 111, the focus lens position information a0 to a6 and b0 to b6 are discrete values. In addition to this, a large amount of trajectory information is stored in the control circuit 105 in accordance with the subject distance. During the zoom operation, the locus information (focus lens position information) is selected according to the subject distance, and the focus lens 102 is driven, so that the zoom operation can be performed while maintaining the focus on the imaging surface. .

次に、制御回路105により実行されるレンズ駆動処理について説明する。図8は、本実施例における制御回路105のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。レンズ駆動処理が開始すると(S101)、制御回路105は、ズームスイッチ113からズーム指令信号が出力されているか否かを判定する(S102)。制御回路105は、ズーム指令信号が出力されていると判定すれば、ズーム指令信号に応じてズームレンズ101の目標位置を算出する(S103)。その後、制御回路105は、制御回路105に記憶された被写体距離に応じた軌跡情報に基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S104)。軌跡情報については後述する。   Next, a lens driving process executed by the control circuit 105 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the lens driving process of the control circuit 105 in this embodiment. When the lens driving process is started (S101), the control circuit 105 determines whether or not a zoom command signal is output from the zoom switch 113 (S102). If it is determined that the zoom command signal is output, the control circuit 105 calculates the target position of the zoom lens 101 according to the zoom command signal (S103). Thereafter, the control circuit 105 calculates the target position of the focus lens 102 based on the trajectory information corresponding to the subject distance stored in the control circuit 105 (S104). The trajectory information will be described later.

次に、制御回路105は、算出したズームレンズ101の目標位置から、第1ドライバ107に出力するズームレンズ駆動信号を算出する。また、制御回路105は、算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S105)。続いて、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第2ドライバ109に出力するように設定する(S106)。また、制御回路105は、算出した各駆動信号を各ドライバに出力し、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102を同期駆動する(S107)。このように、制御回路105は、第1モータ108を駆動するとともに第2モータ111を駆動する際(例えば同期駆動する際)には、第3ドライバ110ではなく第2ドライバ109で第2モータ111を駆動するように制御する。その後、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S112)。   Next, the control circuit 105 calculates a zoom lens drive signal to be output to the first driver 107 from the calculated target position of the zoom lens 101. Further, the control circuit 105 calculates a focus lens drive signal to be output to the second driver 109 or the third driver 110 from the calculated target position of the focus lens 102 (S105). Subsequently, the control circuit 105 sets the focus lens drive signal to be output to the second driver 109 (S106). Further, the control circuit 105 outputs the calculated drive signals to the drivers, and synchronously drives the zoom lens 101 and the focus lens 102 (S107). As described above, the control circuit 105 drives the second motor 111 with the second driver 109 instead of the third driver 110 when driving the first motor 108 and driving the second motor 111 (for example, synchronous driving). Control to drive. Thereafter, the control circuit 105 ends the lens driving process (S112).

一方、ステップS102において、制御回路105は、ズーム指令信号が出力されていないと判定した場合、被写体距離に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S108)。また、算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S109)。続いて、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力するように設定する(S110)。また、制御回路105は、算出したフォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力して、フォーカスレンズ102のみを駆動する(S111)。そして、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S112)。   On the other hand, if it is determined in step S102 that the zoom command signal is not output, the control circuit 105 calculates the target position of the focus lens 102 according to the subject distance (S108). Further, a focus lens drive signal to be output to the second driver 109 or the third driver 110 is calculated from the calculated target position of the focus lens 102 (S109). Subsequently, the control circuit 105 sets the focus lens drive signal to be output to the third driver 110 (S110). Further, the control circuit 105 outputs the calculated focus lens drive signal to the third driver 110 to drive only the focus lens 102 (S111). Then, the control circuit 105 ends the lens driving process (S112).

前述のレンズ駆動処理では、ユーザーによってズーム動作が指令された場合、制御回路105に記憶された軌跡情報とズーム指令信号に応じて、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102を同期駆動することになる。ここで、同期駆動とは、第1モータ108への通電の切り替えタイミングと、第2モータ111への通電の切り替えタイミングとを一致させて駆動することである。このとき、フォーカスレンズ102を駆動する第2モータ111は、第2ドライバ109によって駆動される。すなわち、第2モータ111は、第2ドライバ109によるOP駆動が行われることになる。前述のように、OP駆動によれば、複数のモータの同期制御が容易となる。   In the lens driving process described above, when a zoom operation is instructed by the user, the zoom lens 101 and the focus lens 102 are synchronously driven in accordance with the trajectory information and the zoom command signal stored in the control circuit 105. Here, the synchronous drive means driving by matching the energization switching timing to the first motor 108 and the energization switching timing to the second motor 111. At this time, the second motor 111 that drives the focus lens 102 is driven by the second driver 109. That is, the second motor 111 is OP-driven by the second driver 109. As described above, the OP drive facilitates synchronous control of a plurality of motors.

ここで、現在のズームレンズ位置がz0、現在の被写体距離がLa、現在のフォーカスレンズ位置がa0である場合を考える。このとき、フォーカスレンズ102は図7中の軌跡A上に位置しており、像面上の合焦は保たれている。そして、図8中のステップS102でズーム指令が出力されていると判断され、ステップS103でズーム指令に応じたズームレンズ目標位置がz6と算出されたとする。被写体距離が変わることなくLaである場合、ステップS104で軌跡情報Aに基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置がa6と算出される。その後、目標位置に基づいて駆動信号が出力され、第1モータ108とともに第2モータ111が駆動する(同期駆動)する。   Consider a case where the current zoom lens position is z0, the current subject distance is La, and the current focus lens position is a0. At this time, the focus lens 102 is positioned on the locus A in FIG. 7, and the focus on the image plane is maintained. Then, it is determined that the zoom command is output in step S102 in FIG. 8, and the zoom lens target position corresponding to the zoom command is calculated as z6 in step S103. If the subject distance is La without changing, the target position of the focus lens 102 is calculated as a6 based on the trajectory information A in step S104. Thereafter, a drive signal is output based on the target position, and the second motor 111 is driven together with the first motor 108 (synchronous drive).

第1モータ108の駆動とともに第2モータ11の駆動(同期駆動)が開始されると、第1モータ108への通電の切り替えが順次行われ、ズームレンズ位置がz0→z1→z2→z3→z4→z5→z6と変化する。同時に、第2モータ111への通電の切り替えが順次行われ、フォーカスレンズ位置がa0→a1→a2→a3→a4→a5→a6と変化する。   When driving of the second motor 11 (synchronous driving) is started together with the driving of the first motor 108, the energization of the first motor 108 is sequentially switched, and the zoom lens position is z0 → z1 → z2 → z3 → z4. → z5 → z6. At the same time, the energization of the second motor 111 is sequentially switched, and the focus lens position changes from a0 → a1 → a2 → a3 → a4 → a5 → a6.

このとき、第2モータ111はOP駆動を行う。このため、第2モータ11への通電の切り替えタイミングを第1モータ108へのタイミングと一致させることが容易になり、これらのモータの同期駆動が容易に可能となる。したがって、時刻t1においてズームレンズ位置がz1とするとフォーカスレンズ位置はa1であり、時刻t2においてズームレンズ位置がz2であるとするとフォーカスレンズ位置はa2であるというように、各レンズ位置が同期して変化する。したがって、これらのモータの同期駆動中は、フォーカスレンズ位置が軌跡Aから逸脱することなく、合焦精度を確保した状態でズーム動作を行うことが可能となる。   At this time, the second motor 111 performs OP driving. For this reason, it becomes easy to make the switching timing of energization to the 2nd motor 11 coincide with the timing to the 1st motor 108, and synchronous driving of these motors becomes possible easily. Therefore, when the zoom lens position is z1 at time t1, the focus lens position is a1, and when the zoom lens position is z2 at time t2, the focus lens position is a2. Change. Therefore, during the synchronous driving of these motors, the zoom operation can be performed with the focusing accuracy secured without the focus lens position deviating from the locus A.

同期駆動中、第2モータ111がFB駆動を行ったと仮定すると、コイルへの通電の切り替えタイミングは、ロータの回転負荷やモータが発生するトルクによって変動する。このため、同期駆動中にフォーカスレンズ位置が軌跡Aから逸脱するおそれがあり、合焦精度が劣化した状態でズーム動作が行われることになる。   Assuming that the second motor 111 performs FB driving during synchronous driving, the switching timing of energization to the coil varies depending on the rotational load of the rotor and the torque generated by the motor. For this reason, the focus lens position may deviate from the locus A during synchronous driving, and the zoom operation is performed in a state where the focusing accuracy is deteriorated.

また、前述のレンズ駆動処理によれば、ユーザーによってズーム動作が指令されていない場合、被写体距離に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出し、フォーカスレンズ102のみを駆動することによって、合焦動作が行われる。このとき、フォーカスレンズ102を駆動する第2モータ111は第3ドライバ110によって駆動される。すなわち、第2モータ111はFB駆動により駆動されることになる。FB駆動では、OP駆動に比べて高速駆動が可能である。このため、ユーザーによってズーム動作が指令されていない場合には、高速な合焦動作が可能となる。   Also, according to the lens driving process described above, when the zoom operation is not instructed by the user, the target position of the focus lens 102 is calculated according to the subject distance, and only the focus lens 102 is driven. Is done. At this time, the second motor 111 that drives the focus lens 102 is driven by the third driver 110. That is, the second motor 111 is driven by FB driving. The FB drive can be driven at a higher speed than the OP drive. For this reason, when the zoom operation is not instructed by the user, a high-speed focusing operation is possible.

なお、本実施例では、第1モータ108は第1ドライバ107によって通常のステップモータと同様に駆動される。しかし、第1モータ108を第2モータ111と同様に構成し、2つのドライバを設けることで、OP駆動及びFB駆動のいずれかを切り替え可能(選択可能)に構成してもよい。この際、第2モータ111がOP駆動によって駆動されている場合、第1モータ108も同様にOP駆動によって駆動されるように構成されることが望ましい。   In this embodiment, the first motor 108 is driven by the first driver 107 in the same manner as a normal step motor. However, the first motor 108 may be configured in the same manner as the second motor 111, and two drivers may be provided so that either OP driving or FB driving can be switched (selectable). At this time, when the second motor 111 is driven by OP driving, it is desirable that the first motor 108 is similarly driven by OP driving.

本実施例におけるカメラ(モータ駆動装置)は、複数のモータを備え、そのうち少なくとも一つのモータは、オープンループ駆動(OP駆動)及びフィードバック駆動(FB駆動)が切り替え可能に構成されている。   The camera (motor drive device) in this embodiment includes a plurality of motors, and at least one of the motors is configured to be able to switch between open-loop drive (OP drive) and feedback drive (FB drive).

本実施例によれば、複数のモータの非同期駆動時における高速駆動が可能であるとともに、複数のモータの同期駆動時における同期精度の劣化を抑制することが可能となる。すなわち、ズーム非動作時は高速な合焦動作が可能であるとともに、ズーム動作時は合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。   According to this embodiment, it is possible to drive at a high speed during asynchronous driving of a plurality of motors, and to suppress deterioration in synchronization accuracy during synchronous driving of a plurality of motors. That is, a high-speed focusing operation is possible when the zoom is not operating, and a zooming operation can be performed while ensuring the focusing accuracy during the zoom operation.

次に、本発明の実施例2におけるカメラ(光学制御装置)について説明する。カメラの構成、モータの構成と駆動方法、及び、焦点状態の補正に関しては、実施例1と重複するためこれらの説明は省略する。   Next, a camera (optical control apparatus) in Embodiment 2 of the present invention will be described. Since the configuration of the camera, the configuration and driving method of the motor, and the correction of the focus state are the same as those in the first embodiment, their descriptions are omitted.

本実施例における制御回路105によるレンズ駆動処理について説明する。図9は、本実施例における制御回路105のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。レンズ駆動処理が開始すると(S201)、制御回路105は、ズームスイッチ113からズーム指令信号が出力されているか否かを判定する(S202)。制御回路105は、ズーム指令信号が出力されていると判定した場合、ズーム指令信号に応じてズームレンズ101の目標位置を算出する(S203)。次に、制御回路105は、制御回路105に記憶された被写体距離に応じた軌跡情報に基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S204)。   A lens driving process performed by the control circuit 105 in this embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the lens driving process of the control circuit 105 in this embodiment. When the lens driving process is started (S201), the control circuit 105 determines whether or not a zoom command signal is output from the zoom switch 113 (S202). When determining that the zoom command signal is output, the control circuit 105 calculates the target position of the zoom lens 101 according to the zoom command signal (S203). Next, the control circuit 105 calculates the target position of the focus lens 102 based on the trajectory information corresponding to the subject distance stored in the control circuit 105 (S204).

その後、制御回路105は、ステップS203にて算出したズームレンズ101の目標位置から、第1ドライバ107に出力するズームレンズ駆動信号を算出する。また、制御回路105は、ステップS204にて算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S205)。   Thereafter, the control circuit 105 calculates a zoom lens drive signal to be output to the first driver 107 from the target position of the zoom lens 101 calculated in step S203. Further, the control circuit 105 calculates a focus lens drive signal to be output to the second driver 109 or the third driver 110 from the target position of the focus lens 102 calculated in step S204 (S205).

次に、制御回路105は、カメラ100が現在撮影中であるか否かを判定する(S206)。ここで、撮影中とは、信号処理回路104から出力されるデジタル映像信号を処理した記録用データを出力して、メモリ106が記録用データを記録している状態(記録モード)をいう。このように、制御回路105は、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102から得られた像を記録する記録モードと、この像を記録しない非記録モードとのいずれか一つを選択する選択手段として機能する。   Next, the control circuit 105 determines whether or not the camera 100 is currently photographing (S206). Here, “being photographed” refers to a state (recording mode) in which recording data obtained by processing the digital video signal output from the signal processing circuit 104 is output and the memory 106 records the recording data. As described above, the control circuit 105 functions as a selection unit that selects one of a recording mode for recording an image obtained from the zoom lens 101 and the focus lens 102 and a non-recording mode for not recording the image. .

制御回路105は、カメラ100が撮影中であると判定した場合、フォーカスレンズ駆動信号を第2ドライバ109に出力する(S207)。一方、制御回路105は、カメラ100が撮影中でないと判定した場合、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力する(S208)。続いて、制御回路105は、算出した各駆動信号を各ドライバに出力し、ズームレンズ101とともにフォーカスレンズ102を駆動(同期駆動)する(S209)。このように、制御回路105は、第1モータ108及び第2モータ111の両方が駆動(同期駆動)され、かつ、記録モードが選択されている場合、第2ドライバ109で第2モータ111を駆動するように制御する。その後、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S214)。   When determining that the camera 100 is photographing, the control circuit 105 outputs a focus lens drive signal to the second driver 109 (S207). On the other hand, if the control circuit 105 determines that the camera 100 is not shooting, the control circuit 105 outputs a focus lens drive signal to the third driver 110 (S208). Subsequently, the control circuit 105 outputs the calculated drive signals to the drivers, and drives (synchronously drives) the focus lens 102 together with the zoom lens 101 (S209). In this way, the control circuit 105 drives the second motor 111 with the second driver 109 when both the first motor 108 and the second motor 111 are driven (synchronous driving) and the recording mode is selected. Control to do. Thereafter, the control circuit 105 ends the lens driving process (S214).

一方、ステップS202において、ズーム指令信号が出力されていないと判定された場合、制御回路105は、被写体距離に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S210)。その後、制御回路105は、ステップS210にて算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S211)。   On the other hand, when it is determined in step S202 that the zoom command signal is not output, the control circuit 105 calculates the target position of the focus lens 102 according to the subject distance (S210). Thereafter, the control circuit 105 calculates a focus lens drive signal to be output to the second driver 109 or the third driver 110 from the target position of the focus lens 102 calculated in step S210 (S211).

その後、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力するように設定する(S212)。続いて、制御回路105は、算出したフォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力してフォーカスレンズ102のみを駆動する(S213)。そして、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S214)。   Thereafter, the control circuit 105 sets the focus lens drive signal to be output to the third driver 110 (S212). Subsequently, the control circuit 105 outputs the calculated focus lens drive signal to the third driver 110 to drive only the focus lens 102 (S213). Then, the control circuit 105 ends the lens driving process (S214).

前述のレンズ駆動処理によれば、ユーザーによってズーム動作が指令された場合、制御回路に記憶された軌跡情報とズーム指令信号に応じて、ズームレンズ及びフォーカスレンズが同期駆動される。同期駆動とは、第1モータへの通電の切り替えタイミングと、第2モータへの通電の切り替えタイミングとを一致させて駆動することである。   According to the lens driving process described above, when the zoom operation is instructed by the user, the zoom lens and the focus lens are synchronously driven in accordance with the trajectory information and the zoom command signal stored in the control circuit. Synchronous driving is to drive by matching the switching timing of energization to the first motor and the switching timing of energization to the second motor.

さらに本実施例では、カメラが撮影中の場合、第2モータはOP駆動により駆動され、カメラが撮影中でない場合、第2モータはFB駆動により駆動される。実施例1で説明したように、複数のモータの同期駆動中に第2モータをOP駆動で駆動することにより、合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。また、第2モータをFB駆動で駆動することにより、OP駆動に比べて高速な合焦動作が可能となる。   Further, in this embodiment, when the camera is shooting, the second motor is driven by OP driving, and when the camera is not shooting, the second motor is driven by FB driving. As described in the first embodiment, the second motor is driven by OP driving during the synchronous driving of a plurality of motors, so that the zoom operation can be performed while ensuring the focusing accuracy. Further, by driving the second motor by the FB drive, a high-speed focusing operation can be performed as compared with the OP drive.

また、前述のレンズ駆動処理によれば、ユーザーによってズーム動作が指令されていない場合、被写体距離に応じてフォーカスレンズの目標位置を算出し、フォーカスレンズのみを駆動することによって、合焦動作が行われる。その際、フォーカスレンズを駆動する第2モータに対しては、FB駆動が行われる。FB駆動はOP駆動に比べて高速駆動が可能であるため、本実施例によれば、高速な合焦動作が可能となる。   Further, according to the lens driving process described above, when the zoom operation is not instructed by the user, the focusing operation is performed by calculating the target position of the focus lens according to the subject distance and driving only the focus lens. Is called. At this time, FB driving is performed on the second motor that drives the focus lens. Since the FB drive can be driven at a higher speed than the OP drive, according to this embodiment, a high-speed focusing operation is possible.

本実施例のカメラによれば、オープンループ駆動及びフィードバック駆動が可能な複数のモータを同時に駆動する場合、非同期駆動時における高速駆動を実現するとともに、同期駆動時における同期精度の劣化を抑制することが可能となる。   According to the camera of the present embodiment, when simultaneously driving a plurality of motors capable of open-loop driving and feedback driving, high-speed driving at the time of asynchronous driving is realized and deterioration in synchronization accuracy at the time of synchronous driving is suppressed. Is possible.

すなわち、ズーム非動作時、又は、ズーム動作時であってカメラが非撮影時においては、高速な合焦動作が可能である。また、ズーム動作時であってカメラが撮影時においては、合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。このため、合焦精度の高い映像を記録することが可能となる。   That is, a high-speed focusing operation is possible when the zoom is not operating or when the camera is not photographing when the zooming operation is performed. Further, when the zoom operation is being performed and the camera is shooting, the zoom operation can be performed while ensuring the focusing accuracy. For this reason, it is possible to record an image with high focusing accuracy.

次に、本発明の実施例3におけるカメラ(光学制御装置)について説明する。カメラの構成、モータの構成と駆動方法、及び、焦点状態の補正に関しては、実施例1と重複するためこれらの説明は省略する。   Next, a camera (optical control apparatus) in Embodiment 3 of the present invention will be described. Since the configuration of the camera, the configuration and driving method of the motor, and the correction of the focus state are the same as those in the first embodiment, their descriptions are omitted.

本実施例のカメラは、第1モータ108及び第2モータ111の少なくとも一方によって沈胴動作(沈胴駆動)される鏡筒を有する。沈胴動作とは、第1モータ108及び第2モータ111の一方又は両方を駆動してズームレンズ101及びフォーカスレンズ102の少なくとも一方を所定の位置に移動させ、カメラの外形サイズを可変とすることである。例えば、カメラの電源のオフ時において、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102の両方を撮像素子103側の端に退避させる。このようにすることで、光学系の光軸方向の長さを短くすることができ、電源オフ時のカメラの小型化に寄与する。また、カメラの電源オン時において、退避させたズームレンズ101とフォーカスレンズ102の両方を復帰させることで、電源オン時の撮影機能に支障をきたさない。本実施例では、これらのレンズの退避/復帰動作のことを沈胴動作(沈胴駆動)という。   The camera of this embodiment has a lens barrel that is retracted (collapse driven) by at least one of the first motor 108 and the second motor 111. The retracting operation is to drive one or both of the first motor 108 and the second motor 111 to move at least one of the zoom lens 101 and the focus lens 102 to a predetermined position, thereby making the outer size of the camera variable. is there. For example, when the camera is turned off, both the zoom lens 101 and the focus lens 102 are retracted to the end on the image sensor 103 side. By doing so, the length of the optical system in the optical axis direction can be shortened, which contributes to downsizing of the camera when the power is turned off. Further, when the camera is turned on, both the retracted zoom lens 101 and focus lens 102 are restored, so that the photographing function at the time of turning on the power is not hindered. In this embodiment, the retracting / returning operation of these lenses is referred to as a retracting operation (collapse driving).

次に、本実施例における制御回路によるレンズ駆動処理について説明する。図10は、実施例3における制御回路105のレンズ駆動処理を示すフローチャートである。レンズ駆動処理が開始すると(S301)、制御回路105は、沈胴動作が行われているか否かを判定する(S302)。制御回路105は、沈胴動作が行われていると判定した場合、沈胴位置情報に応じてズームレンズ101の目標位置を算出する(S303)。   Next, lens driving processing by the control circuit in the present embodiment will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating the lens driving process of the control circuit 105 according to the third embodiment. When the lens driving process is started (S301), the control circuit 105 determines whether or not a collapsing operation is performed (S302). When it is determined that the retracting operation is being performed, the control circuit 105 calculates the target position of the zoom lens 101 according to the retracted position information (S303).

次に、制御回路105は、沈胴位置情報に応じてフォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S304)。続いて、制御回路105は、ステップS303にて算出したズームレンズ101の目標位置から、第1ドライバ107に出力するズームレンズ駆動信号を算出する。また、制御回路105は、ステップS304にて算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S305)。次に、制御回路105は、フォーカスレンズ駆動信号を第3ドライバ110に出力するように設定する(S306)。その後、制御回路105は、算出した各駆動信号を各ドライバに出力し、ズームレンズ101とフォーカスレンズ102を同時駆動する(S307)。このように、制御回路105は、そして、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S313)。   Next, the control circuit 105 calculates the target position of the focus lens 102 according to the retracted position information (S304). Subsequently, the control circuit 105 calculates a zoom lens drive signal to be output to the first driver 107 from the target position of the zoom lens 101 calculated in step S303. Further, the control circuit 105 calculates a focus lens drive signal to be output to the second driver 109 or the third driver 110 from the target position of the focus lens 102 calculated in step S304 (S305). Next, the control circuit 105 sets the focus lens drive signal to be output to the third driver 110 (S306). Thereafter, the control circuit 105 outputs the calculated drive signals to the drivers, and simultaneously drives the zoom lens 101 and the focus lens 102 (S307). Thus, the control circuit 105 ends the lens driving process (S313).

一方、ステップS302において、沈胴動作が行われていないと判定された場合、制御回路105は、ズーム指令信号に応じてズームレンズ101の目標位置を算出する(S308)。続いて、制御回路105は、制御回路105に記憶された被写体距離に応じた軌跡情報に基づいて、フォーカスレンズ102の目標位置を算出する(S309)。次に、制御回路105は、ステップS308にて算出したズームレンズ101の目標位置から、第1ドライバ107に出力するズームレンズ駆動信号を算出する。また、制御回路105は、ステップS309にて算出したフォーカスレンズ102の目標位置から、第2ドライバ109又は第3ドライバ110に出力するフォーカスレンズ駆動信号を算出する(S310)。続いて、フォーカスレンズ駆動信号を第2ドライバ109に出力するように設定する(S311)。   On the other hand, when it is determined in step S302 that the collapsing operation is not performed, the control circuit 105 calculates the target position of the zoom lens 101 according to the zoom command signal (S308). Subsequently, the control circuit 105 calculates the target position of the focus lens 102 based on the trajectory information corresponding to the subject distance stored in the control circuit 105 (S309). Next, the control circuit 105 calculates a zoom lens drive signal to be output to the first driver 107 from the target position of the zoom lens 101 calculated in step S308. Further, the control circuit 105 calculates a focus lens drive signal to be output to the second driver 109 or the third driver 110 from the target position of the focus lens 102 calculated in step S309 (S310). Subsequently, the focus lens drive signal is set to be output to the second driver 109 (S311).

次に、制御回路105は、算出した各駆動信号を各ドライバに出力し、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102を同期駆動する(S312)。このように制御回路105は、第1モータ108及び第2モータ111の両方が駆動(同期駆動)され、かつ、鏡筒が沈動駆動されていない場合、第2ドライバ109で第2モータ111を駆動するように制御する。その後、制御回路105はレンズ駆動処理を終了する(S313)。   Next, the control circuit 105 outputs the calculated drive signals to the drivers, and synchronously drives the zoom lens 101 and the focus lens 102 (S312). Thus, the control circuit 105 controls the second motor 111 with the second driver 109 when both the first motor 108 and the second motor 111 are driven (synchronized driving) and the lens barrel is not driven to be retracted. Control to drive. Thereafter, the control circuit 105 ends the lens driving process (S313).

前述のレンズ駆動処理によれば、沈胴動作が行われていない場合、制御回路105に記憶された軌跡情報とズーム指令信号に応じて、ズームレンズ101及びフォーカスレンズ102が同期駆動される。同期駆動とは、第1モータ108への通電の切り替えタイミングと、第2モータ111への通電の切り替えタイミングとを一致させて駆動することである。   According to the lens driving process described above, when the retracting operation is not performed, the zoom lens 101 and the focus lens 102 are synchronously driven according to the trajectory information stored in the control circuit 105 and the zoom command signal. The synchronous drive is to drive the energization switching timing to the first motor 108 and the energization switching timing to the second motor 111 to coincide with each other.

同期駆動中において、第2モータ111はOP駆動で駆動される。実施例1で説明したように、同期駆動中に第2モータ111がOP駆動で駆動されることにより、合焦精度を確保したままズーム動作を行うことが可能となる。また、第2モータ111がFB駆動で駆動されることにより、OP駆動に比べて高速な合焦動作が可能となる。   During the synchronous driving, the second motor 111 is driven by OP driving. As described in the first embodiment, the second motor 111 is driven by the OP drive during the synchronous drive, so that the zoom operation can be performed while maintaining the focusing accuracy. Further, since the second motor 111 is driven by the FB drive, a high-speed focusing operation can be performed as compared with the OP drive.

また、前述のレンズ駆動処理によれば、沈胴動作が行われている場合、沈胴位置情報に応じてズームレンズ101及びフォーカスレンズ102の目標位置が算出され、これらのレンズが同時に駆動される。このとき、フォーカスレンズ102を駆動する第2モータ111に対しては、FB駆動が行われる。FB駆動は、OP駆動に比べて高速駆動が可能になるため、高速な沈胴動作が可能となる。   Further, according to the lens driving process described above, when the retracting operation is performed, the target positions of the zoom lens 101 and the focus lens 102 are calculated according to the retracted position information, and these lenses are driven simultaneously. At this time, FB driving is performed on the second motor 111 that drives the focus lens 102. Since the FB drive can be driven at a higher speed than the OP drive, a high-speed collapsing operation is possible.

本実施例のカメラによれば、オープンループ駆動及びフィードバック駆動が可能な複数のモータを同時に駆動する場合、非同期駆動時における高速駆動が可能であるとともに、同期駆動時における同期精度の劣化を抑制することが可能となる。すなわち、沈胴動作時において、高速な沈胴動作が可能であるとともに、非沈胴動作時において、同期精度を確保したままレンズ駆動を行うことが可能となる。   According to the camera of this embodiment, when simultaneously driving a plurality of motors capable of open-loop driving and feedback driving, high-speed driving during asynchronous driving is possible, and deterioration in synchronization accuracy during synchronous driving is suppressed. It becomes possible. In other words, the retracting operation can be performed at a high speed, and the lens can be driven while the synchronization accuracy is ensured during the non-collapse operation.

次に、本発明の実施例4におけるカメラ(光学制御装置)について説明する。本実施例において、モータの構成と駆動方法に関しては実施例1と重複するため、これらの説明は省略する。   Next, a camera (optical control apparatus) according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration and driving method of the motor are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図11は、本実施例におけるカメラの構成図である。図11(a)はカメラの上面図、図11(b)は図11(a)中の(b)視方向から見た側面図である。本実施例におけるカメラは、いわゆるパンチルト鏡筒を有している。301はパン動作モータである。パン動作モータ301は、鏡筒303を図11(a)中のパン方向(水平方向)に駆動可能に構成されており、鏡筒303の光軸方向を変更可能である。302はチルト動作モータである。チルト動作モータ302は、鏡筒303を図11(b)中のチルト方向(垂直方向)に駆動可能に構成されており、鏡筒303の光軸方向を変更可能である。   FIG. 11 is a configuration diagram of the camera in the present embodiment. FIG. 11A is a top view of the camera, and FIG. 11B is a side view as seen from the viewing direction (b) in FIG. The camera in this embodiment has a so-called pan / tilt barrel. 301 is a pan operation motor. The pan operation motor 301 is configured to be able to drive the lens barrel 303 in the pan direction (horizontal direction) in FIG. 11A and can change the optical axis direction of the lens barrel 303. Reference numeral 302 denotes a tilt operation motor. The tilt operation motor 302 is configured to be able to drive the lens barrel 303 in the tilt direction (vertical direction) in FIG. 11B and can change the optical axis direction of the lens barrel 303.

パン動作モータ301及びチルト動作モータ302は、ともに、実施例1における第2モータ111と同様の構成になっており、OP駆動及びFB駆動を切り替えて駆動可能である。303は鏡筒である。鏡筒303は、入射した被写体からの光を映像信号に変換する。   Both the pan operation motor 301 and the tilt operation motor 302 have the same configuration as the second motor 111 in the first embodiment, and can be driven by switching between OP driving and FB driving. Reference numeral 303 denotes a lens barrel. The lens barrel 303 converts incident light from the subject into a video signal.

本実施例では、パン動作モータ301及びチルト動作モータ302を同期駆動する場合、パン動作モータ301及びチルト動作モータ302を、ともにOP駆動に切り替えて駆動する。OP駆動では、コイルへの通電の切り替えタイミングを一致させ、同期精度を劣化させることなく駆動を行うことが可能である。このため、同期精度の劣化による画像揺れを低減することが可能となる。また、パン動作モータ301とチルト動作モータ302とを別々に、又は同期させずに駆動する場合、パン動作モータ301及びチルト動作モータ302を、ともにFB駆動に切り替えて駆動する。FB駆動では、OP駆動に比べて高速に駆動を行うことができるため、高速なパン動作又はチルト動作を行うことが可能となる。   In this embodiment, when the pan operation motor 301 and the tilt operation motor 302 are driven synchronously, both the pan operation motor 301 and the tilt operation motor 302 are driven by switching to the OP drive. In OP driving, it is possible to perform driving without degrading synchronization accuracy by matching the switching timing of energization to the coil. For this reason, it is possible to reduce image shake due to deterioration of synchronization accuracy. When the pan operation motor 301 and the tilt operation motor 302 are driven separately or without being synchronized, the pan operation motor 301 and the tilt operation motor 302 are both switched to FB drive and driven. Since the FB drive can be driven at a higher speed than the OP drive, a high-speed pan operation or tilt operation can be performed.

なお、本実施例では、いわゆるパンチルト鏡筒について説明したが、本実施例は、モータの駆動対象をパンチルト鏡筒に限定するものではない。例えば、本実施例の構成は、光学系中の補正レンズを光軸に垂直な異なる2方向に駆動することで像振れを補正する振れ補正装置にも適用可能である。このとき、補正レンズを第1方向に駆動する第1モータと、補正レンズを第2方向に駆動する第2モータとを同期駆動する際、第1モータ及び第2モータをともにOP駆動に切り替えて駆動する。このような制御により、同期精度の劣化に伴う補正精度の劣化を抑制することができる。また、これらのモータを別々に、又は同期させずに駆動する際には、ともにFB駆動に切り替えて駆動することで、高速な振れ補正が可能となる。   In the present embodiment, a so-called pan / tilt lens barrel has been described. However, in the present embodiment, the motor drive target is not limited to the pan / tilt lens barrel. For example, the configuration of this embodiment can also be applied to a shake correction apparatus that corrects image shake by driving the correction lens in the optical system in two different directions perpendicular to the optical axis. At this time, when synchronously driving the first motor that drives the correction lens in the first direction and the second motor that drives the correction lens in the second direction, both the first motor and the second motor are switched to OP driving. To drive. By such control, it is possible to suppress the deterioration of the correction accuracy accompanying the deterioration of the synchronization accuracy. Further, when these motors are driven separately or without being synchronized, both can be switched to the FB drive to drive the motor at high speed.

また、例えば2つのモータを用いて2方向のステージを駆動するステージ駆動装置の場合も同様である。その場合、ステージを第1方向に駆動する第1モータと、ステージを第2方向に駆動する第2モータとを同期駆動する際には、これらのモータをともにOP駆動に切り替えて駆動することで、同期精度の劣化による精度劣化を抑制することができる。また、これらのモータを別々に、又は同期させずに駆動する際には、ともにFB駆動に切り替えて駆動することで、高速なステージ駆動が可能となる。   The same applies to a stage drive device that drives a stage in two directions using two motors, for example. In that case, when synchronously driving the first motor that drives the stage in the first direction and the second motor that drives the stage in the second direction, both of these motors are driven by switching to OP driving. Therefore, it is possible to suppress accuracy degradation due to degradation of synchronization accuracy. Further, when these motors are driven separately or without being synchronized with each other, high-speed stage driving can be achieved by switching to FB driving.

さらに、OP駆動及びFB駆動を切り替えて駆動可能な3つ以上のモータを用いる場合も同様である。例えば、3つのモータのうち少なくとも2つのモータを同期駆動する場合には、同期駆動する2つのモータをOP駆動に切り替えて駆動することで、同期精度の劣化を低減することが可能である。   The same applies to the case of using three or more motors that can be driven by switching between OP driving and FB driving. For example, when at least two of the three motors are driven synchronously, it is possible to reduce the deterioration of the synchronization accuracy by switching the two synchronously driven motors to OP driving.

本実施例のカメラによれば、オープンループ制御及びフィードバック制御が可能な複数のモータを同時に駆動する場合、非同期駆動時における高速駆動を実現するとともに、同期駆動時における同期精度の劣化を抑制することが可能となる。   According to the camera of the present embodiment, when simultaneously driving a plurality of motors capable of open-loop control and feedback control, high-speed driving at the time of asynchronous driving is realized and deterioration of synchronization accuracy at the time of synchronous driving is suppressed. Is possible.

上記各実施例によれば、高速駆動が可能で、かつ、同期駆動時における精度劣化を抑制するカメラ、モータ駆動装置、及び、レンズ駆動装置を提供することができる。   According to each of the embodiments described above, it is possible to provide a camera, a motor driving device, and a lens driving device that can be driven at high speed and suppress deterioration in accuracy during synchronous driving.

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。   The embodiment of the present invention has been specifically described above. However, the present invention is not limited to the matters described as the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.

100 カメラ
105 制御回路
107 第1ドライバ
108 第1モータ
109 第2ドライバ
110 第3ドライバ
111 第2モータ
112 位置センサ
100 Camera 105 Control Circuit 107 First Driver 108 First Motor 109 Second Driver 110 Third Driver 111 Second Motor 112 Position Sensor

Claims (7)

第1モータ及び第2モータを駆動するモータ駆動装置であって、
第1モータを駆動する第1駆動手段と、
所定の時間間隔で第2モータのコイルへの通電状態を切り替えることにより該第2モータを駆動する第2駆動手段と、
前記第2モータのロータ位置を検出する検出手段の出力に応じて前記第2モータのコイルへの通電状態を切り替える第3駆動手段と、
前記第1モータを駆動するとともに前記第2モータを駆動する際には、前記第3駆動手段ではなく前記第2駆動手段で該第2モータを駆動するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とするモータ駆動装置。
A motor driving device for driving a first motor and a second motor,
First driving means for driving the first motor;
Second driving means for driving the second motor by switching the energization state of the coil of the second motor at a predetermined time interval;
Third driving means for switching the energization state of the coil of the second motor according to the output of the detecting means for detecting the rotor position of the second motor;
Control means for controlling the second motor to be driven by the second driving means instead of the third driving means when driving the first motor and the second motor;
A motor drive device comprising:
第1光学系を駆動する第1モータと、
第1モータを駆動する第1駆動手段と、
第2光学系を駆動する第2モータと、
所定の時間間隔で前記第2モータのコイルへの通電状態を切り替える第2駆動手段と、
前記第2モータのロータ位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記第2モータのコイルへの通電状態を切り替える第3駆動手段と、
前記第1モータを駆動するとともに前記第2モータを駆動する際には、前記第3駆動手段ではなく前記第2駆動手段で該第2モータを駆動するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光学制御装置。
A first motor for driving the first optical system;
First driving means for driving the first motor;
A second motor for driving the second optical system;
Second driving means for switching the energization state of the coil of the second motor at a predetermined time interval;
Detecting means for detecting a rotor position of the second motor;
Third driving means for switching the energization state of the coil of the second motor according to the output of the detection means;
Control means for controlling the second motor to be driven by the second driving means instead of the third driving means when driving the first motor and the second motor;
An optical control device comprising:
前記第1光学系及び前記第2光学系から得られた像を記録する記録モードと該像を記録しない非記録モードとのいずれか一つを選択する選択手段を更に有し、
前記制御手段は、前記第1モータ及び前記第2モータの両方が駆動され、かつ、前記選択手段が前記記録モードを選択している場合、前記第2駆動手段で該第2モータを駆動するように制御することを特徴とする請求項2に記載の光学制御装置。
A selection means for selecting any one of a recording mode for recording an image obtained from the first optical system and the second optical system and a non-recording mode for not recording the image;
The control means drives the second motor by the second driving means when both the first motor and the second motor are driven and the selection means selects the recording mode. The optical control device according to claim 2, wherein
前記第1モータ及び前記第2モータの少なくとも一方によって沈胴駆動される鏡筒を更に有し、
前記制御手段は、前記第1モータ及び前記第2モータの両方が駆動され、かつ、前記鏡筒が沈胴駆動されていない場合、前記第2駆動手段で該第2モータを駆動するように制御することを特徴とする請求項3に記載の光学制御装置。
A lens barrel that is retracted by at least one of the first motor and the second motor;
The control means controls the second motor to drive the second motor when both the first motor and the second motor are driven and the lens barrel is not driven to retract. The optical control device according to claim 3.
前記第1光学系はズームレンズで、前記第2光学系はフォーカスレンズであることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の光学制御装置。   5. The optical control apparatus according to claim 2, wherein the first optical system is a zoom lens, and the second optical system is a focus lens. 6. 前記第1駆動手段は、所定の時間間隔で第1モータのコイルへの通電状態を切り替えることにより該第1モータを駆動することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 2. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the first driving unit drives the first motor by switching an energization state to a coil of the first motor at a predetermined time interval. 前記第1駆動手段は、所定の時間間隔で第1モータのコイルへの通電状態を切り替えることにより該第1モータを駆動することを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の光学制御装置。 6. The optical control according to claim 2, wherein the first driving unit drives the first motor by switching an energization state of the coil of the first motor at a predetermined time interval. apparatus.
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