JP2012168376A - モータ装置、レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】起動性の良いモータ装置を提供する。
【解決手段】本発明のモータ装置は、カメラ１に備えられたレンズ２を駆動するモータ装置１０であって、ロータ、及び前記ロータに回転力を与えるために励磁されるステータを有するステッピングモータ３と、前記ステータを励磁させるドライバ４と、前記ドライバ４を制御する制御部５，５ａと、前記ロータの前記ステータに対する位置を記憶するメモリ７と、を備え、前記制御部５，５ａは、前記カメラ１が撮影待機状態からスリープ状態になるとき、前記ロータの前記ステータに対する現在の位置である第一位置を前記メモリ７に記憶させ、前記ロータを前記ステータに対する初期位相位置に退避させること、を特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置、それを備えるレンズ鏡筒及びカメラに関するものである。

従来、レンズを駆動するステッピングモータにおいて、モータの通電が遮断された際のモータ停止位置を、ドライバＩＣの初期位相位置としているものがある。その場合、通電が遮断されても位相ずれを起こす可能性が小さい（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２０１７２２号公報

しかし、通電遮断時にモータが初期位相位置まで戻った場合、通電再開時のレンズ位置が、通電遮断時のレンズの位置からずれているので、意図した写真撮影を瞬時にできない可能性がある。

本発明の課題は、起動性の良いモータ装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、カメラ（１）に備えられたレンズ（２）を駆動するモータ装置（１０）であって、ロータ（３１）、及び前記ロータ（３１）に回転力を与えるために励磁されるステータ（３２）を有するステッピングモータ（３）と、前記ステータ（３２）を励磁させるドライバ（４）と、前記ドライバ（４）を制御する制御部（５，５ａ）と、前記ロータ（３１）の前記ステータ（３２）に対する位置を記憶するメモリ（７）と、を備え、前記制御部（５，５ａ）は、前記カメラ（１）が撮影待機状態からスリープ状態になるとき、前記ロータ（３１）の前記ステータ（３２）に対する現在の位置である第一位置を前記メモリ（７）に記憶させ、前記ロータ（３１）を前記ステータ（３２）に対する初期位相位置に退避させること、を特徴とするモータ装置（１０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ装置（１０）であって、前記ステータ（３２）は、複数の励磁状態に励磁可能で、前記複数の励磁状態を順番に繰り返すことによって前記ロータ（３１）を回転させること、を特徴とするモータ装置（１０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータ装置（１０）であって、前記ステータ（３２）が励磁されていない状態において、前記ロータ（３１）は前記ステータ（３２）に対する前記初期位相位置にくること、を特徴とするモータ装置（１０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ装置（１０）であって、前記カメラ（１）がスリープ状態から復帰する際に、前記メモリ（７）に記憶されている前記第一位置を読み取り、前記ロータ（３１）を前記ステータ（３２）に対する前記第一位置に駆動させること、を特徴とするモータ装置（１０）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ装置（１０）を備えるレンズ鏡筒である。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ装置（１０）を備えるカメラ（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、起動性の良いモータ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。 ステッピングモータの構成を概略的に示す構造モデル図である。 ステッピングモータの位相に対する方形波駆動電流及び正弦波電流と１−２相停止位置との関係を説明する図である。 通常の駆動処理フローを示すフローチャートである。 撮影待機状態からスリープ状態への移行処理フローを示すフローチャートである。 スリープ状態から撮影待機状態への復帰処理フローを示すフローチャートである。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ装置１０を備えるカメラ１の内部構成を概略的に示すブロック図である。図２は、ステッピングモータ３の構成を概略的に示す構造モデル図である。図３は、ステッピングモータ３の位相に対する正弦波の関係を説明する図である。

本実施形態では、これに限定されるものではないが、レンズがカメラ本体と一体になったカメラ１について説明する。図１に示すように、カメラ１は、ズームレンズ２と、ズームレンズ２を駆動するモータ装置１０を備える。モータ装置１０は、ステッピングモータ３と、モータ駆動用ドライバ４と、当該モータ駆動用ドライバ４に接続されたマイコン（制御部）５と、ズームレンズ２の位置を検出して位置検出信号をマイコン５に入力するレンズ位置検出器６と、を備える。

ステッピングモータ３は、励磁方式のステッピングモータであって、図２に示すように、円柱状のロータ３１、及びそのロータ３１の外周に配置されたステータ３２を有する。

ロータ３１は、回転軸に固定された磁石で、その外周部に複数の磁極部３１ａを有する。一方、ステータ３２は、磁気発生コイル３３Ａにより磁気が発生される磁極３４Ａと、磁気発生コイル３３Ｂにより磁気が発生される磁極３４Ｂを有する。

磁気発生コイル３３Ａ及び３３Ｂには、それぞれ、モータ駆動用ドライバ４からＡ相及びＢ相の方形波の駆動電流が供給される。そして、次の相と２パルス分だけずらして１相励磁と２相励磁とを交互に繰り返す（切替える）ことにより、ロータ３１は基本ステップ角度毎に回転される。

モータ駆動用ドライバ４は、ステッピングモータ３におけるＡ相及びＢ相の磁気発生コイル３３Ａ，３３Ｂに対する方形波駆動電流の供給を切り替える機能を有する。

具体的には、ドライバ４は、ＡＣ電源による９０°の位相差を有するＡ相及びＢ相のサイン波（正弦波）電流を方形波の駆動電流に切り替えて磁気発生コイル３３Ａ，３３Ｂに供給する。ドライバ４によるＡ相及びＢ相の方形波の駆動電流の切り替えタイミングは、マイコン５からドライバ４に与えられるパルスによって制御され、１パルスが与えられる毎にＡ相及びＢ相の駆動電流が一回切り替わる。

次に、本発明の特徴部分の構成について説明する。
励磁方式のステッピングモータ３においては、１相励磁位置で励磁を切った時、つまり、無励磁状態ではロータ３１が１相励磁位置で停止する。しかし、２相励磁位置で励磁を切ると、ロータ３１が１相励磁位置と次の１相励磁位置との間の不安定な位置に位置するため、２相励磁位置に隣接するいずれか一方の１相励磁位置まで回転して停止する。その結果、ロータ３１の停止位置に誤差を生じるおそれがある。

上記の点に鑑みて、本実施形態では、ドライバ４として、図３に示すように、初期位相位置Ｐ１が、１相励磁位置に固定（設定）されたＩＣを用いる。これによって、ステッピングモータ３におけるロータ３１の停止位置が安定するように構成されている。

マイコン５には、ドライバ４に位置調整用パルスを与えるパルス制御部５ａが設けられ、また、ロータ３１のステータ３２に対する位置を記憶するメモリ７が接続されている。

メモリ７は、撮影者の操作によりカメラ１が撮影待機状態（スタンバイ状態）からスリープ状態に切り替えられたとき、ステータ３２に対するロータ３１の現在の位置である第一位置（初期位相位置Ｐ１からのパルス数）を記憶する。

パルス制御部５ａは、ステータ３２に対するロータ３１の第一位置がメモリ７に記憶された後に、ロータ３１を回転駆動させて初期位相位置Ｐ１にまで退避させるように、ドライバ４に位置調整用パルスを与える。
また、パルス制御部５ａは、撮影者の操作によりカメラ１がスリープ状態から撮影待機状態（スタンバイ状態）に復帰されたとき、メモリ７に記憶されている第一位置に対応するパルス数を読み出し、ロータ３１を第一位置に復帰させるまで回転駆動させるように、ドライバ４に位置調整用パルスを与える。

次に、上記のように構成された本実施形態のカメラ１におけるレンズ駆動用ステッピングモータ３の動作について説明する。
図４は、通常の駆動処理フローを示すフローチャートである。図５は、撮影待機状態からスリープ状態への移行処理フローを示すフローチャートである。図６は、スリープ状態から撮影待機状態への復帰処理フローを示すフローチャートである。

図４に示すように、通常の駆動処理は、マイコン５からドライバ４に与えられるパルスを介して、ドライバ４から二つの磁気発生コイル３３Ａ，３３ＢにＡ相及びＢ相の方形波の駆動電流が切り替え供給される。そして、１相励磁と２相励磁とが交互に繰り返されてロータ３１が回転駆動される（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。これによって、ズームレンズ２が光軸Ａ方向に駆動移動されてズーム制御が行なわれる。
マイコン５からの指令に基づいて、ドライバ４から磁気発生コイル３３Ａ，３３Ｂへの駆動電流の供給（通電）が遮断されることにより、ロータ３１の回転が停止する。これにより、ズームレンズ２が所望の変倍位置で停止する（ステップＳＴ４）。

次に、撮影待機状態（スタンバイ状態）からスリープ状態への移行処理について説明する。
ステップＳＴ１１において、マイコン５にスリープ移行命令が入力される。このスリープ移行命令には、ドライバ４のＩＣに対する遮断命令が含まれている。

ステップＳＴ１２において、ステータ３２に対するロータ３１の現在の位置である第一位置（初期位相位置Ｐ１からのパルス数）がメモリ７に記憶される。
続いて、ステップＳＴ１３において、ロータ３１が、ドライバ４から与えられる位置調整用パルスにより回転駆動されて、ドライバ４のＩＣに固定（設定）された１相励磁位置である初期位相位置Ｐ１にまで退避される。

そして、ステップＳＴ１４において、マイコン５からの指令に基づき、ドライバ４から磁気発生コイル３３Ａ，３３Ｂへの駆動電流の供給（通電）が遮断されてロータ３１の回転が停止される。

次に、スリープ状態から撮影待機状態（スタンバイ状態）への復帰処理について説明する。
ステップＳＴ２１において、マイコン５にスリープ状態から撮影待機状態（スタンバイ状態）への復帰命令が入力される。

ステップＳＴ２２において、マイコン５は、メモリ７に記憶されている第一位置に対応するパルス数を読み出す。
続いて、ステップＳＴ２３において、ロータ３１が、読み出したパルス数に対応してドライバ４から与えられる位置調整用パルスにより回転駆動されて、第一位置にまで復帰される。これにより、ズームレンズ２の次のズーム制御の起点は、スリープ状態に移行される前の位置となり、撮影者が意図した状態で撮影を開始することができる。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）撮影待機状態からスリープ状態に移行するとき、ロータ３１の現在位置を記憶させておき、スリープ状態から撮影待機状態に復帰する際、ロータ３１をスリープ状態前の撮影待機状態の現在位置まで復帰させる。そのため、撮影者が意図した状態、条件で次の撮影を開始することができ、機動性がよい。
（２）また、通電（励磁）開始時に、ロータ３１の原点検出処理という初期化の動作を行なうことも不要となり、カメラレンズの変倍や焦点調整の高速化を図ることができる。
（３）ドライバ４として、初期位相位置Ｐ１が、１相励磁位置に固定（設定）されたＩＣを用いる。そのため、１−２相励磁方式のステッピングモータ３において、通電（励磁）遮断時にロータ３１を位相ずれの起きない位置に安定よく停止させることができる。

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、ズームレンズ２を駆動するステッピングモータ３について説明したがこれに限定されず、フォーカスレンズを駆動するモータ装置であってもよい。
（２）また、本実施形態では、レンズ一体式スチルカメラ１のズームレンズ２について説明したがこれに限定されず、ビデオカメラであってもよく、また、レンズ交換式カメラであってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、２：ズームレンズ、４：モータ駆動用ドライバ、７：メモリ、５：マイコン、３１：ロータ、３２：ステータ

Claims (6)

1. カメラに備えられたレンズを駆動するモータ装置であって、
   ロータ、及び前記ロータに回転力を与えるために励磁されるステータを有するステッピングモータと、
   前記ステータを励磁させるドライバと、
   前記ドライバを制御する制御部と、
   前記ロータの前記ステータに対する位置を記憶するメモリと、
   を備え、
   前記制御部は、前記カメラが撮影待機状態からスリープ状態になるとき、前記ロータの前記ステータに対する現在の位置である第一位置を前記メモリに記憶させ、
   前記ロータを前記ステータに対する初期位相位置に退避させること、
   を特徴とするモータ装置。
2. 請求項１に記載のモータ装置であって、
   前記ステータは、複数の励磁状態に励磁可能で、前記複数の励磁状態を順番に繰り返すことによって前記ロータを回転させること、を特徴とするモータ装置。
3. 請求項２に記載のモータ装置であって、
   前記ステータが励磁されていない状態において、前記ロータは前記ステータに対する前記初期位相位置にくること、
   を特徴とするモータ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ装置であって、
   前記カメラがスリープ状態から復帰する際に、前記メモリに記憶されている前記第一位置を読み取り、前記ロータを前記ステータに対する前記第一位置に駆動させること、
   を特徴とするモータ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ装置を備えるレンズ鏡筒。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ装置を備えるカメラ。

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