JP2012050171A - ステッピングモータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で回転角度ムラを効果的に低減するステッピングモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】被駆動体を駆動するステッピングモータ1と、このステッピングモータをマイクロステップ駆動するモータドライバ2と、モータドライバ2を制御する制御部3と、ステッピングモータ1の2相励磁駆動における少なくとも1つのステップを基準ステップとして、この基準ステップ毎に予め定められたタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わす出力時間間隔データを記憶する記憶部4とを備える。制御部3のタイミングパルス出力部は、記憶部4に記憶された出力時間間隔データに基づいて、タイミングパルスを基準ステップ単位で繰り返しモータドライバ2に出力する。
【選択図】図1
【解決手段】被駆動体を駆動するステッピングモータ1と、このステッピングモータをマイクロステップ駆動するモータドライバ2と、モータドライバ2を制御する制御部3と、ステッピングモータ1の2相励磁駆動における少なくとも1つのステップを基準ステップとして、この基準ステップ毎に予め定められたタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わす出力時間間隔データを記憶する記憶部4とを備える。制御部3のタイミングパルス出力部は、記憶部4に記憶された出力時間間隔データに基づいて、タイミングパルスを基準ステップ単位で繰り返しモータドライバ2に出力する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ステッピングモータ駆動装置に関し、詳しくは、監視用カメラ等の駆動に用いられるステッピングモータ駆動装置に関する。
従来、監視カメラにおいては、撮影方向を変更するためのパン動作用、チルト動作用の駆動源としてステッピングモータが良く用いられている。
上記ステッピングモータは2相励磁駆動が一般的であるが、角度分解能が細かくより撮像方向が滑らかに変えられるマイクロステップ駆動がよく用いられる。このマイクロステップ駆動は、ステッピングモータの2相励磁駆動の1ステップよりも細かいステップにより、入力電流を段階状に変化させて微小な送りを実現しており、2相励磁駆動よりも角度分解能が細かい。
ところで、上記ステッピングモータには、入力パルスに対して実際に駆動される回転軸角度が等間隔でない場合、つまり回転角度ムラが発生する場合がある。これは、ステッピングモータのマグネットの着磁強度やムラ、巻線コイルとマグネットとの位置精度、構成部品の精度等に起因している。
従来、ステッピングモータ駆動装置としては、ステッピングモータの回転角度ムラを防止するために、エンコーダにより検出されたパルス信号に基づいて速度制御を常時行うものがある(例えば、特開2000−023492号公報(特許文献1))。しかしながら、このステッピングモータ駆動装置では、エンコーダ、センサ系回路、配線、リアルタイム処理回路等が必要となり、構成が複雑になると共に、部品点数が増加して、コストが高くなるという欠点がある。
そこで、本発明の課題は、簡単な構成で回転角度ムラを効果的に低減するステッピングモータ駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明のステッピングモータ駆動装置は、
被駆動体を駆動するステッピングモータと、このステッピングモータをマイクロステップ駆動する駆動部と、上記駆動部を制御する制御部と、上記ステッピングモータの2相励磁駆動における少なくとも1つのステップを基準ステップとして、この基準ステップ毎に予め定められたタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わす出力時間間隔データを記憶する記憶部とを備え、上記制御部は、上記記憶部に記憶された上記出力時間間隔データに基づいて、上記タイミングパルスを上記基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力するタイミングパルス出力部を有する。
被駆動体を駆動するステッピングモータと、このステッピングモータをマイクロステップ駆動する駆動部と、上記駆動部を制御する制御部と、上記ステッピングモータの2相励磁駆動における少なくとも1つのステップを基準ステップとして、この基準ステップ毎に予め定められたタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わす出力時間間隔データを記憶する記憶部とを備え、上記制御部は、上記記憶部に記憶された上記出力時間間隔データに基づいて、上記タイミングパルスを上記基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力するタイミングパルス出力部を有する。
上記構成によれば、ステッピングモータの2相励磁駆動における少なくとも1つのステップを基準ステップとして、この基準ステップ毎に予め定められたタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わす出力時間間隔データを記憶部に記憶し、その記憶部に記憶された出力時間間隔データに基づいて、制御部のタイミングパルス出力部により基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力して制御する。したがって、エンコーダを用いた複雑な構成を必要とする速度制御を行うことなく、簡単な構成で回転角度ムラを効果的に低減することが可能である。
一実施形態のステッピングモータ駆動装置では、
上記記憶部は、複数の上記タイミングパルスの出力時間間隔データを記憶し、上記制御部は、複数の上記出力時間間隔のデータのうち1つの出力時間間隔データを選択する選択部を有し、上記タイミングパルス出力部は、上記選択部により選択された上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データに基づいて、上記タイミングパルスを上記基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力する。
上記記憶部は、複数の上記タイミングパルスの出力時間間隔データを記憶し、上記制御部は、複数の上記出力時間間隔のデータのうち1つの出力時間間隔データを選択する選択部を有し、上記タイミングパルス出力部は、上記選択部により選択された上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データに基づいて、上記タイミングパルスを上記基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力する。
上記実施形態によれば、予め記憶部に記憶された複数の出力時間間隔のパターンのうちの1つを選択部により選択し、選択された出力時間間隔データに基づいて、制御部により基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力して制御するので、ステッピングモータの回転角度ムラを最も小さくする出力時間間隔データを選択して、最適な回転角度補正をすることができる。
一実施形態のステッピングモータ駆動装置では、
上記ステッピングモータにより駆動される被駆動体の基準位置を検出する基準位置検出部を備え、上記選択部は、上記ステッピングモータの回転軸の回転角に対応する出力のムラと、複数の上記出力時間間隔のパターンで補正されるべき出力のムラとに基づいて、上記出力時間間隔データを選択する。
上記ステッピングモータにより駆動される被駆動体の基準位置を検出する基準位置検出部を備え、上記選択部は、上記ステッピングモータの回転軸の回転角に対応する出力のムラと、複数の上記出力時間間隔のパターンで補正されるべき出力のムラとに基づいて、上記出力時間間隔データを選択する。
上記実施形態によれば、選択部は、上記ステッピングモータの上記基準位置から、ステッピングモータの回転軸の回転角に対応する出力のムラと、複数の出力パターンで補正されるべき出力のムラとに基づいて、出力時間間隔のパターンを選択するので、基準ステップからのずれを補正する出力時間間隔のパターンの出力時間間隔データを選択することが可能になる。
一実施形態のステッピングモータ駆動装置では、
上記記憶部に記憶された複数の上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データのうちの1つは、上記時間間隔が等間隔である。
上記記憶部に記憶された複数の上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データのうちの1つは、上記時間間隔が等間隔である。
上記実施形態によれば、複数の出力時間間隔のパターンの出力時間間隔データのうちの、時間間隔が等間隔である出力時間間隔データを用いることによって、回転角度補正が必要ない場合についても同じ構成で対応できる。
また、一実施形態のステッピングモータ駆動装置では、
上記被駆動体が撮像装置であり、上記選択部は、上記ステッピングモータを等間隔のパルス時間間隔で駆動した時の上記撮像装置から得られる画像情報に基づいて、上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データを選択する。
上記被駆動体が撮像装置であり、上記選択部は、上記ステッピングモータを等間隔のパルス時間間隔で駆動した時の上記撮像装置から得られる画像情報に基づいて、上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データを選択する。
上記実施形態によれば、選択部が、ステッピングモータを等間隔のパルス時間間隔で駆動した時の撮像装置から得られる画像情報に基づいて、出力時間間隔のパターンの出力時間間隔データを選択することによって、より簡単に最適な回転角度補正をすることができる。
また、本発明の電子機器は、上記いずれか1つのステッピングモータ駆動装置を備える。
上記構成によれば、簡単な構成でステッピングモータの回転角度ムラを効果的に低減することができる。
以上より明らかなように、この発明のステッピングモータ駆動装置および電子機器によれば、簡単な構成でステッピングモータの回転角度ムラを効果的に低減することができる。
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態のステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラの構成を示すブロック図である。ここで、撮像ユニットの向きを左右に振ることを「パン」と呼び、上下に振ることは「チルト」と呼ぶ。撮像ユニットのパン駆動およびチルト駆動のどちらの場合でも、基本的には同じ構成で実現できる。
図1は本発明の第1実施形態のステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラの構成を示すブロック図である。ここで、撮像ユニットの向きを左右に振ることを「パン」と呼び、上下に振ることは「チルト」と呼ぶ。撮像ユニットのパン駆動およびチルト駆動のどちらの場合でも、基本的には同じ構成で実現できる。
図1に示すように、このステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラは、ステッピングモータ1と駆動部の一例としてのモータドライバ2と制御部3と記憶部4とカメラ操作部5と被駆動体の一例としての撮像ユニット6と画像処理部7とモニタ部8とを備えている。上記ステッピングモータ1とモータドライバ2と制御部3と記憶部4とでステッピングモータ駆動装置を構成している。
上記モータドライバ2はステッピングモータ1を励磁駆動する。このとき、モータドライバ2は、2つの駆動出力パルス(A相、B相)を順次ステッピングモータ1に出力して、ステッピングモータ1を回転させる。この第1実施形態において、ステッピングモータ1はバイポーラ型で2相(A相、B相)の巻線を有する。
また、上記制御部3は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなり、モータドライバ2にタイミングパルスを出力するタイミングパルス出力部を有する。上記制御部3は、A相及びB相電流方向設定信号、A相及びB相電流値設定信号及びタイミングパルスをモータドライバ2に制御信号として出力する。
上記記憶部4には、タイミングパルスの出力時間間隔データが1組記憶されている。このタイミングパルスの出力時間間隔データは、後述する回転角度補正のためのマイクロステップ制御用のタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わしており、制御部3はこのタイミングパルスの出力時間間隔データに基づいてモータドライバ2を制御する。
第1実施形態にあっては、上記カメラ操作部5は、パン又はチルト方向の指示を表す信号を制御部3に出力する。また、撮像ユニット6は、回転軸1aを介してステッピングモータ1により駆動されるカメラである。撮像ユニット6で撮影した画像は、画像処理部7で処理されてモニタ部8に表示される。
次に、図2、図3、図4を用いてステッピングモータ1のマイクロステップ制御の基本動作について説明する。
上記ステッピングモータ1を2相励磁駆動する場合の制御信号と回転軸1aの累積回転角度との関係を図2に示す。図2(a)はA相電流、図2(b)はB相電流、図2(c)はタイミングパルス、図2(d)は回転軸1aの累積回転角度を表している。例えば、図2における時間t1では、A相電流の方向設定は「+」、B相電流の方向設定は「−」、A相電流値の設定は「+Im」、B相電流値の設定は「−Im」であり、A相及びB相電流方向設定信号、A相及びB相電流値設定信号およびタイミングパルスを制御部3からモータドライバ2に出力することにより2相励磁駆動を行う。
また、図2において、Tは2相励磁駆動における1ステップであり、マイクロステップ制御を行う単位である基準ステップとする。時間0におけるA相電流+Im、B相電流+Im時の回転軸位置を基準として、時間t1におけるA相電流+Im、B相電流−Im時のステッピングモータ1の回転軸1aの回転角度はθsだけ回転する。基準ステップTごとに回転角θs回転するので、t2、t3の累積回転角度はそれぞれ2×θs、3×θsとなる。
また、上記ステッピングモータ1をマイクロステップ駆動する場合の制御信号と累積回転角度との関係および角速度を図3に示す。図3(a)はA相電流、図3(b)はB相電流、図3(c)タイミングパルス、図3(d)は回転軸1aの累積回転角度、図3(e)は回転軸1aの角速度を表している。
この第1実施形態においては、θs/16の角度分解能でマイクロステップ制御することとし、基準ステップTを16分割した時間をマイクロステップのパルス幅T0とする。
図3に示すように、マイクロステップ制御では、各相の電流値を正弦曲線状に変化させてステッピングモータ1を駆動する。このとき、ステッピングモータ1の回転軸1aは、図3(c)のタイミングパルスの立ち上がりのタイミングでθs/16回転するので、ステッピングモータ1の回転角度ムラの要因が全くない場合、2相励磁駆動と比べて累積回転角度のグラフは直線的になり、回転軸1aの角速度Vmは概ね一定となる。
図2、図3に示した制御信号と累積回転角度との関係および角速度は、理想的な状態でステッピングモータが駆動する場合であり、実際上の多くは、タイミングパルスに対してθs/16回転せず、回転角度にばらつきを生ずる。
このときのステッピングモータ1をマイクロステップ駆動する場合の制御信号と累積回転角度との関係および角速度を図4に示す。図4(a)はA相電流、図4(b)はB相電流、図4(c)はタイミングパルス、図4(d)は回転軸1aの累積回転角度、図4(e)は回転軸1aの角速度を表している。
上記回転角度のばらつきが図4(e)に示す角速度変化ΔV、すなわち回転角度ムラとなる。
次に、本発明の第1実施形態のステッピングモータ駆動装置において、回転角度ムラを補正するタイミングパルスの出力時間間隔データについて図5を用いて説明する。
図5(a)の点線は回転角度ムラの無い場合であり、これを基準線とする。実線は回転角度ムラのある場合である。また、図5(b)は等間隔のタイミングパルスであるタイミングパルス2を表わす。マイクロステップのパルス幅T0である時間t08〜t09において、基準線では基準回転角θsの1/16毎に角度が進み、θ0(=θs/16)とする。同様に回転角度ムラのある実線ではθ’角度が進むものとする。
まず、時間t08〜t09間における回転角度補正を考える。上記ステッピングモータ1の回転角度ムラをなくすには、角速度を補正して一定値にすればよいので、1つのタイミングパルスの立ち上がりである時間t08から次のタイミングパルスの立ち上がりまでの周期を補正すればよい。
ここで、
θ’=θ0+Δθ(Δθは実数)
とし、周期補正するための増減時間をΔT、t09の補正後の時間をt09’とする。時間t08からt09’までの時間T’は、
T’=T+ΔT(ΔTは実数)
で与えられ、θ0に対するΔθの割合だけ周期Tを補正すると、ΔTは、
ΔT=T・(θ’/θ0)
となる。
θ’=θ0+Δθ(Δθは実数)
とし、周期補正するための増減時間をΔT、t09の補正後の時間をt09’とする。時間t08からt09’までの時間T’は、
T’=T+ΔT(ΔTは実数)
で与えられ、θ0に対するΔθの割合だけ周期Tを補正すると、ΔTは、
ΔT=T・(θ’/θ0)
となる。
これにより、補正後の角速度は、
V'=θ’/T’=(θ0+Δθ)/(T+ΔT)
となり、
ΔT=T×(θ’/θ0)
から、
V'=θ0/T
となる。
V'=θ’/T’=(θ0+Δθ)/(T+ΔT)
となり、
ΔT=T×(θ’/θ0)
から、
V'=θ0/T
となる。
上記基準線における時間t08〜t09間の角速度V0は、
V0=θ0/T
で得られるので、V'は基準線の角速度V0と一致し、時間t08〜t09間において回転角度が補正されたことを示す。
V0=θ0/T
で得られるので、V'は基準線の角速度V0と一致し、時間t08〜t09間において回転角度が補正されたことを示す。
上記時間t08〜t09間の補正を基準ステップT内の各タイミングパルスについて行ったものが回転角度ムラを補正したタイミングパルスの出力時間間隔のパターンとなる。これをタイミングパルス3として図5(c)に示す。この出力時間間隔のパターンをタイミングパルスの出力時間間隔データとして記憶部4に予め記憶しておく。そうして、ステッピングモータ1を駆動するときに、このタイミングパルスの出力時間間隔データに基づいて、タイミングパルス出力部3aは、タイミングパルスを基準ステップ単位で繰り返しモータドライバ2に出力することにより、回転角度ムラを抑えた駆動が可能となる。
また、回転角度ムラを補正した出力時間間隔データを用いたときの角速度を図6に示す。図6(a)はA相電流、図6(b)はB相電流、図6(c)タイミングパルス、図6(d)は回転軸1aの累積回転角度、図6(e)は回転軸1aの角速度を表している。
前述のタイミングパルスの周期を角速度に対応させた回転角度補正を行うことで、累積回転角度が図4(d)に示す累積回転角度よりもリニアな特性が得られ、図6(e)に示すように、回転角度補正後の角速度変化ΔV’が低減されていることが分かる。
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態のステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラの構成を示すブロック図である。第1実施形態と同様に、パン駆動及びチルト駆動、どちらの場合でも基本的には同じ構成で実現できる。
図7は、本発明の第2実施形態のステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラの構成を示すブロック図である。第1実施形態と同様に、パン駆動及びチルト駆動、どちらの場合でも基本的には同じ構成で実現できる。
図7に示すように、第2実施形態は第1実施形態の構成に加えて、制御部3の選択部3bと基準位置検出部9を備える。また、記憶部4には、5つの出力時間間隔のパターンのタイミングパルスの出力時間間隔データ4a〜4eを記憶している。
上記選択部3bは、記憶部4内に予め記憶されているタイミングパルスの出力時間間隔データ4a〜4eのうちの1つを選択する。そして、選択部3bにより選択された出力時間間隔のパターンのタイミングパルスの出力時間間隔データに基づいて、タイミングパルス出力部3aは、タイミングパルスを基準ステップ単位で繰り返しモータドライバ2に出力する。
上記基準位置検出部9は、ステッピングモータ1によって駆動される撮像ユニット6の基準位置を検出する。撮像ユニット6の基準位置は、撮像ユニット6の可動範囲内の任意の位置であり、第2実施形態においては、図9に示すように、可動範囲の一端を撮像ユニット6の基準位置とする。
上記基準位置検出部9の構成としては、例えば、センサとしてフォトインタラプタを用い、撮像ユニット6の一部にフォトインタラプタの光軸を遮光する遮光板を具備しておき、基準位置において遮光板が光軸を遮光する位置にフォトインタラプタを配設するものがある。なお、基準位置検出部9はこれに限らず、他のセンサを用いたものでもよい。
上記基準位置検出部9によって撮像ユニット6の基準位置を設定することで、上記基準位置と上記基準ステップの開始点との相対的な位置関係が把握される。即ち、基準ステップの開始点からずれた基準位置から撮像ユニット6を駆動するときでも、基準ステップからのずれと、ずれた位置におけるステッピングモータ1の回転軸1aの回転角に対応する出力のムラとに基づいて、補正するタイミングパルスの出力時間間隔データを選択することが可能になる。
従って、例えば図8(a)に示すような角速度変化ΔVが生じている場合、上記撮像ユニット6が基準位置にいなくても、上記基準位置と撮像ユニット6の位置から把握された上記基準位置と基準ステップの開始点との相対的な位置関係から、図8(b)に示す回転角度ムラ補正に必要なタイミングパルスの周期変化ΔT1が得られる。得られたタイミングパルスの周期変化ΔT1から導き出せるタイミングパルスの時間間隔データに基づいて回転角度ムラを補正することで、図8(c)に示すように回転角度ムラを低減できる。
ここでは、「出力のムラ」の一例として、角速度変化について説明したが、位置の変化等の他の要素に基づいて、補正するタイミングパルスの出力時間間隔データを選択してもよい。
ところで、上記撮像ユニット6の基準位置によって、必要となるタイミングパルスの出力時間間隔データは様々である。そのため、記憶部4に予め記憶されているタイミングパルスの出力時間間隔データ4a〜4eの中から最も適したもの(回転角度ムラを最も小さくするもの)を選択部3bにより選択する。この選択されたタイミングパルスの出力時間間隔データに基づいて、タイミングパルス出力部3aは、出力時間間隔のパターンの表わす時間間隔でタイミングパルスを基準ステップ単位で繰り返しモータドライバ2に出力することにより回転角度ムラを補正する。
上記撮像ユニット6の基準位置と現在位置との位置関係に応じた回転角度補正では、撮像ユニット6の基準位置と現在位置との様々な位置関係に対応できる多くのタイミングパルスの出力時間間隔データが必要となる。
ここで、図10に示すように、同じ波形で位相を毎にずらしたタイミングパルスの出力時間間隔データを示す図10(b)、(d)、(f)、(h)と、タイミングパルスが等間隔のタイミングパルスの出力時間間隔データを示す図10(j)だけを用いることで回転角度ムラを補正することが可能である。選択部3bは、図10(a)に示す角速度変化ΔVに対して、タイミングパルスの出力時間間隔データを示す図10(b)、(d)、(f)、(h)、(j)の中で最も角速度変化ΔVが小さくなるものを選択する。図10の場合、補正後角速度変化ΔVを示す図10(c)、(e)、(g)、(i)、(k)の中で、図10(b)により回転角度補正を行う場合が最も図10(c)に示す角速度変化が小さいため、ここでは図10(b)が選択される。後は、選択されたタイミングパルスの出力時間間隔データに基づく回転角度補正を、基準ステップT毎に繰り返すことで補正作業は完結する。補正するためのタイミングパルスの出力時間間隔データは、回転軸1aまたは回転軸1aに直結している撮像ユニット6の実際の動きを目視により判断して選択したり、機具等で測定することにより選択したりすることができる。
本実施形態の補正方法を用いれば、補正するためのタイミングパルスの出力時間間隔データは予め用意した種類に制限されるが、最適な出力時間間隔データを選ぶだけで補正作業が完結するため、非常に簡易に補正することが可能である。
上記の図10に示すタイミングパルスの出力時間間隔データを用いたマイクロステップ制御の回転角度補正では、上記5種類のタイミングパルスの出力時間間隔データで回転角度ムラの補正ができるため、非常に簡単な構成で最適な回転角度補正をすることができる。
なお、タイミングパルスが等間隔の出力時間間隔データは、角速度変化がほとんど無い場合の回転角度補正のときに必要となるため、第2実施形態では図10(j)を記憶している。
また、本実施形態においては、各基準ステップにおけるマイクロステップの位相がすべて同じ場合について説明したが、基準ステップごとにそれぞれマイクロステップの位相が異なっている場合でも本発明の技術的思想は適用できる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態のステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラについて説明する。本発明の第3実施形態は、図7に示す第2実施形態とは、選択部3b、撮像ユニット6および画像処理部7の構成のみが異なるので、同一構成の説明については図7を援用する。本発明の第3実施形態は、撮像ユニット6を用いて自動的に最適なタイミングパルスの出力時間間隔データを選択する。
次に、本発明の第3実施形態のステッピングモータ駆動装置を用いたパン・チルト監視カメラについて説明する。本発明の第3実施形態は、図7に示す第2実施形態とは、選択部3b、撮像ユニット6および画像処理部7の構成のみが異なるので、同一構成の説明については図7を援用する。本発明の第3実施形態は、撮像ユニット6を用いて自動的に最適なタイミングパルスの出力時間間隔データを選択する。
まず、図7に示す撮像ユニット6をパン駆動させて回転角度補正用の画像を撮影する。この第3実施形態においては、図11に示すように、マーカ10を撮像ユニット6に対して一定距離で撮影する。撮影は1タイミングパルス毎に行い、マイクロステップ制御の基準ステップである16タイミングパルス分行う。
次に、図12に示すように、上記画像処理部7によって、撮影した16枚の画像を1枚に合成し、この合成画像から1タイミングパルス毎のマーカ10の移動量を求め、撮影距離、撮影画角等から実際に1タイミングパルス毎に変化した角度量を計算する。図12(a)は累積回転角度、図12(b)はタイミングパルス、図12(c)は合成画像を表している。
図12に示すように、画像処理部7により計算された角度量から基準ステップにおける累積回転角度が分かるので、得られた累積回転角度から選択部3bにより最適な出力時間間隔のパターンのタイミングパルスの時間間隔データを選択する。こうして、記憶部4に記憶された複数のタイミングパルスの出力時間間隔データの中から回転角度ムラを最も少なくできるタイミングパルスの出力時間間隔データを選択することによって、より簡単に最適な回転角度補正をすることができる。
このとき、上記選択部3bは、記憶部4に予め記憶してある複数の出力時間間隔のパターンのタイミングパルスの出力時間間隔データを用いて、上記合成画像から得られた1タイミングパルスの角度変化量から回転角度ムラのシミュレーションを行い、このシミュレーション結果に基づいて記憶部4に予め記憶してあるタイミングパルスの出力時間間隔データの出力時間間隔のパターンの中で最も補正効果の高い出力時間間隔のパターンのタイミングパルスの出力時間間隔データを選択するようにしてもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、2相励磁駆動時のステッピングモータ1の1ステップをマイクロステップ制御の基準ステップとしているが、複数のステップを基準ステップにしてもよい。ステッピングモータ1の2相励磁駆動では、4ステップの駆動を行うと元の励磁状態にもどるので、4ステップを周期とする励磁が繰り返されて駆動する。このため、1ステップ、2ステップ、4ステップを周期とする回転角度ムラが発生しやすい。
例えば、図13〜図16には、2相励磁駆動時のステッピングモータ1の2ステップを基準ステップTとした場合を示す。
図13は、2相励磁駆動時のステッピングモータ1の2ステップを基準ステップTとした場合の2相励磁駆動時の制御信号と累積回転角度との関係を示しており、図13(a)はA相電流、図13(b)はB相電流、図13(c)はタイミングパルス、図13(d)累積回転角度を表している。
また、図14は、回転角度ムラのない場合のマイクロステップ駆動時の制御信号と累積回転角度との関係および角速度を示しており、図14(a)はA相電流、図14(b)はB相電流、図14(c)はタイミングパルス、図14(d)累積回転角度、図14(e)は角速度を表している。
また、図15は、回転角度ムラのない場合のマイクロステップ駆動時の制御信号と累積回転角度との関係および角速度を示しており、図15(a)はA相電流、図15(b)はB相電流、図15(c)はタイミングパルス、図15(d)累積回転角度、図15(e)は角速度を表している。
そして、図16は、マイクロステップ駆動時の回転角度ムラを補正した場合のマイクロステップ駆動時の制御信号と累積回転角度との関係および角速度を示しており、図16(a)はA相電流、図16(b)はB相電流、図16(c)はタイミングパルス、図16(d)累積回転角度、図16(e)は角速度を表している。
図16(e)に示すように、図15(e)の角速度変化ΔVと比べて補正後の角速度変化ΔV’が低減されていることがわかる。すなわち、2ステップを基準ステップとしても回転角度ムラの低減は十分に達成される。
上記第1〜第3実施形態では、ステッピングモータ駆動装置を備えたパン・チルト監視カメラについて説明したが、この発明ステッピングモータ駆動装置を備えた電子機器はパン・チルト監視カメラに限らず、他の電子機器、例えばプリンタや光ディスク装置等であってもよい。
以上、この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、ステッピングモータ駆動装置を備える電子機器であれば、本発明の技術的思想は適用できる。
1…ステッピングモータ
1a…回転軸
2…モータドライバ
3…制御部
3a…タイミングパルス出力部
3b…選択部
4…記憶部
5…カメラ操作部
6…撮像ユニット
7…画像処理部
8…モニタ部
9…基準位置検出部
1a…回転軸
2…モータドライバ
3…制御部
3a…タイミングパルス出力部
3b…選択部
4…記憶部
5…カメラ操作部
6…撮像ユニット
7…画像処理部
8…モニタ部
9…基準位置検出部
Claims (6)
- 被駆動体を駆動するステッピングモータと、
このステッピングモータをマイクロステップ駆動する駆動部と、
上記駆動部を制御する制御部と、
上記ステッピングモータの2相励磁駆動における少なくとも1つのステップを基準ステップとして、この基準ステップ毎に予め定められたタイミングパルスの出力時間間隔のパターンを表わす出力時間間隔データを記憶する記憶部と
を備え、
上記制御部は、
上記記憶部に記憶された上記出力時間間隔データに基づいて、上記タイミングパルスを上記基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力するタイミングパルス出力部を有することを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 - 請求項1のステッピングモータ駆動装置において、
上記記憶部は、
複数の上記タイミングパルスの出力時間間隔データを記憶し、
上記制御部は、
複数の上記出力時間間隔のデータのうち1つの出力時間間隔データを選択する選択部を有し、
上記タイミングパルス出力部は、
上記選択部により選択された上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データに基づいて、上記タイミングパルスを上記基準ステップ単位で繰り返し上記駆動部に出力することを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 - 請求項2のステッピングモータ駆動装置において、
上記ステッピングモータにより駆動される被駆動体の基準位置を検出する基準位置検出部を備え、
上記選択部は、上記ステッピングモータの回転軸の回転角に対応する出力のムラと、複数の上記出力時間間隔のパターンで補正されるべき出力のムラとに基づいて、上記出力時間間隔データを選択することを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 - 請求項2または3に記載のステッピングモータ駆動装置において、
上記記憶部に記憶された複数の上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データのうちの1つは、上記時間間隔が等間隔であることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 - 請求項2から4までのいずれか1つに記載のステッピングモータ駆動装置において、
上記被駆動体が撮像装置であり、
上記選択部は、上記ステッピングモータを等間隔のパルス時間間隔で駆動した時の上記撮像装置から得られる画像情報に基づいて、上記出力時間間隔のパターンの上記出力時間間隔データを選択することを特徴とするステッピングモータ駆動装置。 - 請求項1から5までのいずれか1つに記載のステッピングモータ駆動装置を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010187248A JP2012050171A (ja) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | ステッピングモータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010187248A JP2012050171A (ja) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | ステッピングモータ駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012050171A true JP2012050171A (ja) | 2012-03-08 |
Family
ID=45904394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010187248A Pending JP2012050171A (ja) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | ステッピングモータ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012050171A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101432492B1 (ko) * | 2013-03-12 | 2014-08-21 | 주식회사 유니크 | 아날로그 시계와 이의 구동 방법 |
-
2010
- 2010-08-24 JP JP2010187248A patent/JP2012050171A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101432492B1 (ko) * | 2013-03-12 | 2014-08-21 | 주식회사 유니크 | 아날로그 시계와 이의 구동 방법 |
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