JP2016177210A - Blade driving device, optical device, and method of driving stepping motor - Google Patents

Blade driving device, optical device, and method of driving stepping motor Download PDF

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浩 宮崎
健太郎 鎌田
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健太郎 鎌田
佑輔 藤後
Yusuke Togo
佑輔 藤後
高橋 繁実
Shigemi Takahashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably drive a stepping motor that drives a diaphragm blade and the like at a high speed.SOLUTION: A blade driving device includes: a stepping motor that drives a diaphragm blade which opens and closes an opening for exposure; and a control circuit 100 that supplies a pulsed driving signal whose peak has a first voltage VDD to the stepping motor, and then supplies a pulsed driving signal whose peak has a second voltage VCC lower than the first voltage VDD to the stepping motor to drive the stepping motor.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、羽根駆動装置、光学装置、及びステッピングモータの駆動方法に関する。   The present invention relates to a blade driving device, an optical device, and a stepping motor driving method.

ステッピングモータの駆動方法として、静止状態から作動させる起動時にはパルスレートを抑え、動き出してから、パルスレートを高くする駆動方法が知られている(特許文献1〜3)。   As a driving method of the stepping motor, there is known a driving method in which the pulse rate is suppressed at the time of starting to operate from a stationary state and the pulse rate is increased after starting to move (Patent Documents 1 to 3).

特開平6−88985号公報JP-A-6-88985 特開2003−224996号公報JP 2003-224996 A 特開平6−262815号公報JP-A-6-262815

従来のパルスレートを調整する駆動方法を、カメラ等の絞り羽根やシャッタ羽根を駆動するステッピングモータに適用した場合、駆動速度が遅くなってしまうという問題がある。例えば、スチルカメラの露光時間は1/2000秒程度が求められ、絞り羽根についても同程度の時間での制御が求められるが、パルスレートを徐々にアップする制御を行うと、駆動に時間がかかり、露光時間内に絞り羽根の駆動を完了することができない。   When the conventional driving method for adjusting the pulse rate is applied to a stepping motor for driving a diaphragm blade or a shutter blade of a camera or the like, there is a problem that the driving speed becomes slow. For example, the exposure time of a still camera is required to be about 1/2000 second, and the diaphragm blades are required to be controlled in the same amount of time. However, if the control is performed to gradually increase the pulse rate, it takes time to drive. The driving of the diaphragm blades cannot be completed within the exposure time.

一方、始動時より高パルスレートで駆動した場合、脱調がおこってしまい、安定してステッピングモータを駆動することができない。   On the other hand, when driven at a higher pulse rate than at the start, step-out occurs and the stepping motor cannot be driven stably.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、絞り羽根等の羽根部材を高速に且つ安定して駆動することを目的とする。
また、本発明は、ステッピングモータを高速に且つ安定して駆動することを他の目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to stably drive a blade member such as a diaphragm blade at high speed.
Another object of the present invention is to drive a stepping motor at high speed and stably.

上記目的を達成するための本発明の第一の観点に係る羽根駆動装置は、
露出用の開口部を開閉する羽根部材を駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータに、ピークが第1の電圧を有するパルス状駆動信号を供給し、続いて、ピークが第1の電圧よりも低い第2の電圧を有するパルス状駆動信号を供給することにより、前記ステッピングモータを駆動する駆動手段と、
を備える。
このような構成とすることにより、始動時のトルクを大きくして、脱調がおこりにくし、スムーズな始動が可能となる。
The blade driving device according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is
A stepping motor that drives a blade member that opens and closes an opening for exposure;
Providing the stepping motor with a pulsed drive signal whose peak has a first voltage and subsequently supplying a pulsed drive signal with a second voltage whose peak is lower than the first voltage; Driving means for driving the stepping motor;
Is provided.
By adopting such a configuration, the torque at the time of start-up is increased, step-out hardly occurs, and smooth start-up becomes possible.

前記駆動手段は、例えば、前記ステッピングモータの始動から停止まで、パルスレートが一定のパルス状駆動信号を印加する。
このことで始動トルクを大きくできるため、脱調対策のためのパルスレートの調整が不用又は軽微となる。
For example, the driving unit applies a pulsed driving signal having a constant pulse rate from the start to the stop of the stepping motor.
As a result, the starting torque can be increased, so that adjustment of the pulse rate as a countermeasure for step-out becomes unnecessary or light.

前記羽根部材は、例えば、前記露出用の開口部の開度を制御する絞り羽根から構成される。
本発明は、摩擦抵抗の大きく、短時間での高速動作が要求される絞り羽根等の羽根部材の駆動に用いて好適である。
The blade member includes, for example, a diaphragm blade that controls the opening of the opening for exposure.
The present invention is suitable for use in driving a blade member such as a diaphragm blade that has a high frictional resistance and requires a high-speed operation in a short time.

前記パルス状駆動信号は、例えば、矩形波駆動信号又は疑似正弦波状駆動信号から構成される。   The pulse drive signal is composed of, for example, a rectangular wave drive signal or a pseudo sine wave drive signal.

前記駆動手段はさらに、前記ステッピングモータへの印加を停止する前に、ピークが前記第2の電圧よりも高い第3の電圧を有するパルス状駆動信号を再度印加してもよい。
この駆動方法は、停止時にも大きなトルクが必要となる場合に有効である。
The driving means may further apply a pulsed driving signal having a third voltage whose peak is higher than the second voltage before stopping the application to the stepping motor.
This driving method is effective when a large torque is required even when stopped.

上記目的を達成するための本発明の第二の観点に係る光学装置は、レンズと、羽根部材と、撮像素子と、上述の羽根駆動装置と、を備える。   An optical device according to a second aspect of the present invention for achieving the above object includes a lens, a blade member, an image sensor, and the blade driving device described above.

上記目的を達成するための本発明の第三の観点に係るステッピングモータの駆動方法は、
ステッピングモータに、ピークが第1の電圧を有するパルス状駆動信号を供給し、続いて、ピークが第1の電圧よりも低い第2の電圧を有するパルス状駆動信号を供給することにより、前記ステッピングモータを駆動する。
A stepping motor driving method according to the third aspect of the present invention for achieving the above object is as follows:
The stepping motor is provided with a pulsed drive signal having a peak having a first voltage and subsequently a pulsed drive signal having a second voltage having a peak lower than the first voltage. Drive the motor.

本発明によれば、ステッピングモータを高速に且つ安定して駆動することが可能である。   According to the present invention, it is possible to drive the stepping motor at high speed and stably.

本発明の実施の形態1に係る絞り装置を示す図であり、絞り口径が最大の状態(開放状態)を示している。It is a figure which shows the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and has shown the state (open state) with the largest aperture diameter. 本発明の実施の形態1に係る絞り装置を示す図であり、絞り口径が最小の状態(最大絞り状態)を示している。It is a figure which shows the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and has shown the state (maximum aperture state) where the aperture diameter is the minimum. 本発明の実施の形態1に係る絞り装置の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of diaphragm | throttle device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る絞り装置の絞り羽根を示す図である。It is a figure which shows the aperture blade of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る絞り装置のステッピングモータの概略図である。It is the schematic of the stepping motor of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る絞り装置の駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of the drive circuit of the diaphragm | throttle device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る絞り装置の開閉動作のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the opening / closing operation | movement of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. (a)〜(f)本発明の実施の形態1に係る絞り装置の駆動信号を示す図である。(A)-(f) It is a figure which shows the drive signal of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. (a)〜(d)本発明の実施の形態1に係る絞り装置の駆動信号を示す図である。(A)-(d) It is a figure which shows the drive signal of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. (a)〜(d)本発明の実施の形態1に係る絞り装置の駆動信号の他の例を示す図である。(A)-(d) It is a figure which shows the other example of the drive signal of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る絞り装置の駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of the drive circuit of the diaphragm | throttle device concerning Embodiment 2 of this invention. (a)〜(f)本発明の実施の形態2に係る絞り装置の駆動信号を示す図である(A)-(f) It is a figure which shows the drive signal of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るシャッタユニットを示す図である。It is a figure which shows the shutter unit which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る駆動レバーを示す図である。It is a figure which shows the drive lever which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るシャッタユニットを示す図である。It is a figure which shows the shutter unit which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態に係る光学機器の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the optical device which concerns on embodiment of this invention. ステッピングモータを制御するマイクロステップ駆動信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the micro step drive signal which controls a stepping motor.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本発明をカメラの絞り装置の駆動に用いた実施の形態1について説明する。
まず、駆動対象の絞り羽根を備える絞り装置の構成を、図面を参照して説明する。
図1〜図3に示すように、実施の形態1に係る駆動装置及び駆動方法の駆動対象である絞り装置1は、地板10と、絞りの口径を調整する複数の絞り羽根20(ここでは9枚)と、複数の絞り羽根20を駆動するための駆動リング30と、駆動リング30の駆動源である後述のステッピングモータ200と、ステッピングモータ200の動力を駆動リング30に伝達するギア列300と、ステッピングモータ200を制御する後述の制御回路100を基本構成として備える。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 in which the present invention is used for driving a diaphragm device of a camera will be described.
First, the configuration of a diaphragm device including diaphragm blades to be driven will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the diaphragm device 1 that is the driving target of the driving device and the driving method according to the first embodiment includes a base plate 10 and a plurality of diaphragm blades 20 (here, 9 apertures) that adjust the aperture of the diaphragm. Sheet), a drive ring 30 for driving the plurality of diaphragm blades 20, a stepping motor 200 to be described later as a drive source of the drive ring 30, and a gear train 300 for transmitting the power of the stepping motor 200 to the drive ring 30 A control circuit 100 described later for controlling the stepping motor 200 is provided as a basic configuration.

地板10は、中央部に露出用の開口部10aが形成された円盤状の支持部材であり、複数の絞り羽根20を軸支するための第1と第2の支持ピン11と12が開口部10aの中心点を中心として、40°回転対称に配置されている。   The base plate 10 is a disc-like support member having an opening 10a for exposure at the center, and the first and second support pins 11 and 12 for supporting the plurality of aperture blades 20 are openings. Centering on the center point of 10a, they are arranged in 40 ° rotational symmetry.

複数の絞り羽根20は、協同して開口部10aの開口度を調整する部材である。各絞り羽根20は、図4に示すように片翼状の形状を有し、キー孔21と長孔22を有する。各絞り羽根20は、図1〜図3に示すように、キー孔21に第1又は第2の支持ピン11又は12が挿入され、キー孔21を中心に回動自在に軸支されている。これにより、絞り羽根20は、図1に示すように開口部10aを全開した状態と、図2に示すように、開口部10aをほぼ全閉した状態まで、多段階に開度を調整することが可能となる。   The plurality of aperture blades 20 are members that cooperate to adjust the degree of opening of the opening 10a. As shown in FIG. 4, each diaphragm blade 20 has a one-wing shape and has a key hole 21 and a long hole 22. As shown in FIGS. 1 to 3, each aperture blade 20 has a first or second support pin 11 or 12 inserted in a key hole 21 and is pivotally supported around the key hole 21. . Thereby, the aperture blade 20 adjusts the opening degree in multiple stages from the state where the opening 10a is fully opened as shown in FIG. 1 to the state where the opening 10a is almost fully closed as shown in FIG. Is possible.

複数枚の絞り羽根20は相互に、あるいは、地板10等と接触するため、接触面接が大きく、大きな静止摩擦を有し、その駆動には一定のトルクが必要となる。   Since the plurality of diaphragm blades 20 are in contact with each other or with the main plate 10 and the like, the contact surface contact is large, and there is a large static friction, and a constant torque is required for driving the diaphragm blades 20.

駆動リング30は、中央に開口部10aが形成されたリング状部材であり、地板10の中央部に形成された窪み部に配置されており、その回転動作によって絞り羽根20に絞り動作(あるいは絞りの解除動作)をさせるものである。駆動リング30の外周縁の一部に、回転駆動力が伝達されるラック33を有する。   The drive ring 30 is a ring-shaped member having an opening 10a formed at the center, and is disposed in a hollow portion formed at the center of the main plate 10. The drive ring 30 performs a diaphragm operation (or a diaphragm) on the diaphragm blade 20 by its rotation. (Cancellation operation). A rack 33 to which the rotational driving force is transmitted is provided at a part of the outer peripheral edge of the drive ring 30.

駆動リング30の上面には、第1と第2の駆動ピン31、32が開口部10aの中心点を中心として、40°回転対称に垂設されている。第1と第2の駆動ピン31、32は、対応する絞り羽根20の長孔22に挿入されている。駆動リング30の回転に伴って、第1と第2の駆動ピン31,32が長孔22内を摺動する。これにより、各絞り羽根20が、キー孔21を中心に回転して、開口部10aの口径を調整する。例えば、複数の絞り羽根20がそれぞれ図1に示すような位置にあるとき、駆動リング30を時計回りに動かすと、複数の絞り羽根20はそれぞれキー孔21を中心軸として長孔22に沿って回動し、それぞれの先端が絞り装置1の中央に近づく。   On the upper surface of the drive ring 30, first and second drive pins 31, 32 are suspended from the central point of the opening 10 a in a 40 ° rotational symmetry. The first and second drive pins 31 and 32 are inserted into the long holes 22 of the corresponding diaphragm blades 20. As the drive ring 30 rotates, the first and second drive pins 31 and 32 slide in the long hole 22. Thereby, each aperture blade 20 rotates around the key hole 21 to adjust the aperture of the opening 10a. For example, when the plurality of diaphragm blades 20 are in positions as shown in FIG. 1, when the drive ring 30 is moved clockwise, the plurality of diaphragm blades 20 are respectively along the long holes 22 with the key hole 21 as the central axis. It rotates and each front-end | tip approaches the center of the diaphragm | throttle device 1. FIG.

ステッピングモータ200は、駆動リング30を回転駆動する動力を発生するものであり、地板10に配置されている。   The stepping motor 200 generates power for driving the drive ring 30 to rotate, and is disposed on the main plate 10.

ステッピングモータ200は、図5に示すように、周方向に複数極に着磁されたロータ210と、ロータ210に対向して配置されるA相ヨーク220a、B相ヨーク220bと、A相ヨーク220aとB相ヨーク220bのそれぞれに巻回されたA相コイル230a、B相コイル230bと、から構成され、A相とB相の2相の駆動信号により、ロータ210が順方向及び逆方向に回転する。   As shown in FIG. 5, the stepping motor 200 includes a rotor 210 that is magnetized in a plurality of poles in the circumferential direction, an A-phase yoke 220a, a B-phase yoke 220b, and an A-phase yoke 220a disposed to face the rotor 210. And a B-phase coil 230b and a B-phase coil 230b wound around each of the B-phase yokes 220b, and the rotor 210 is rotated in the forward and reverse directions by two-phase drive signals of A-phase and B-phase. To do.

図1〜3に示すギア列300は、ステッピングモータ200の回転を駆動リング30に伝達するものであり、ステッピングモータ200の回転軸に装着されたピニオンギア310と二段ギア320とから構成される。二段ギア320は、地板10に軸支され、ピニオンギア310に噛合する大ギア321と、大ギア321と同軸に配置され、ラック33に噛合する小ギア322とから構成される。   The gear train 300 shown in FIGS. 1 to 3 transmits the rotation of the stepping motor 200 to the drive ring 30, and includes a pinion gear 310 and a two-stage gear 320 mounted on the rotation shaft of the stepping motor 200. . The two-stage gear 320 includes a large gear 321 that is pivotally supported by the base plate 10 and meshes with the pinion gear 310, and a small gear 322 that is disposed coaxially with the large gear 321 and meshes with the rack 33.

制御回路100は、ステッピングモータ200を駆動する回路であり、絞りの開閉動作時に、まず、高電圧パルスを印加して大きなトルクを発生させて、静止摩擦に抗して絞り羽根200を始動させ、続いて、通常電圧(高電圧よりも低い電圧)による通常のパルス駆動を行う。   The control circuit 100 is a circuit for driving the stepping motor 200. When the aperture is opened and closed, first, a high voltage pulse is applied to generate a large torque to start the aperture blade 200 against static friction, Subsequently, normal pulse driving with a normal voltage (a voltage lower than a high voltage) is performed.

具体的には、制御回路100は地板10に配置され、図6に示すように、コントローラ110と、記憶部111と、タイマ120と、絞り位置センサ130aと、ロータ位置センサ130bと、駆動信号生成回路140と、A相ドライバ150aと、B相ドライバ150bと、スイッチ160と、を備える。   Specifically, the control circuit 100 is disposed on the main plate 10 and, as shown in FIG. 6, a controller 110, a storage unit 111, a timer 120, an aperture position sensor 130a, a rotor position sensor 130b, and a drive signal generation. A circuit 140, an A-phase driver 150a, a B-phase driver 150b, and a switch 160 are provided.

コントローラ110は、プロセッサ等から構成され、記憶部111に記憶されている制御プログラムを実行し、絞り羽根20の開閉時に、駆動信号生成回路140を制御して、矩形波の駆動信号を生成し、さらに、スイッチ160を制御して、駆動波形の最初のパルス期間の1/2には、高電圧のVDDのパルスを発生させ、その後は、VDDより低いVCCのパルスを発生させる。なお、制御の詳細は後述する。   The controller 110 includes a processor and the like, executes a control program stored in the storage unit 111, controls the drive signal generation circuit 140 when the aperture blade 20 is opened and closed, and generates a rectangular wave drive signal, Further, the switch 160 is controlled to generate a high-voltage VDD pulse in half of the first pulse period of the drive waveform, and thereafter, a VCC pulse lower than VDD is generated. Details of the control will be described later.

記憶部111は、コントローラ110の動作に使用する定数、制御プログラムなどを格納する。   The storage unit 111 stores constants and control programs used for the operation of the controller 110.

タイマ120は、コントローラ110の制御に従って動作し、駆動パルスの周期Tの1/4の期間を計時する。   The timer 120 operates according to the control of the controller 110 and measures a period of 1/4 of the period T of the drive pulse.

絞り位置センサ130aは、ホール素子などから構成され、絞り羽根20の現在の絞り位置を検出し、検出した位置を示す信号をコントローラ110に供給する。
ロータ位置センサ130bは、ホール素子などから構成され、ステッピングモータ200のロータ210の位置を検出し、検出した位置を示す信号をコントローラ110に供給する。
The aperture position sensor 130 a is configured by a Hall element or the like, detects the current aperture position of the aperture blade 20, and supplies a signal indicating the detected position to the controller 110.
The rotor position sensor 130b is configured by a Hall element or the like, detects the position of the rotor 210 of the stepping motor 200, and supplies a signal indicating the detected position to the controller 110.

駆動信号生成回路140は、コントローラ110の制御に従って、ステッピングモータ200のA相用とB相用の矩形波の駆動信号を生成する。   The drive signal generation circuit 140 generates rectangular wave drive signals for the A phase and B phase of the stepping motor 200 in accordance with the control of the controller 110.

A相ドライバ150aは、レベル変換回路から構成され、駆動信号生成回路140から供給されたA相用駆動信号を、スイッチ160を介して印加される駆動電圧系の信号にレベル変換し、ステッピングモータ200のA相コイル230aに印加する。
B相ドライバ150bは、レベル変換回路から構成され、駆動信号生成回路140から供給されたB相用駆動信号を、スイッチ160を介して印加される駆動電圧系の信号にレベル変換し、ステッピングモータ200のB相コイル230bに印加する。
The A-phase driver 150a includes a level conversion circuit, converts the level of the A-phase drive signal supplied from the drive signal generation circuit 140 into a drive voltage system signal applied via the switch 160, and the stepping motor 200. Applied to the A-phase coil 230a.
The B-phase driver 150b includes a level conversion circuit, converts the level of the B-phase drive signal supplied from the drive signal generation circuit 140 into a drive voltage system signal applied via the switch 160, and the stepping motor 200. Applied to the B-phase coil 230b.

スイッチ160は、半導体スイッチ等から構成され、電圧VDDとVCC(VDD>VCC)の一方を選択して、A相ドライバ150aとB相ドライバ150bに動作電圧として供給する。なお、この実施の形態では、スイッチ160は、ステッピングモータ200の起動後T/4の期間(Tは駆動信号の1周期)、電圧VDDを選択し、その後、電圧VCCを選択する。スイッチ160の切り替えは、コントローラ110の制御により行われる。   The switch 160 is composed of a semiconductor switch or the like, and selects one of the voltage VDD and VCC (VDD> VCC) and supplies it as an operating voltage to the A-phase driver 150a and the B-phase driver 150b. In this embodiment, the switch 160 selects the voltage VDD for a period of T / 4 (T is one cycle of the drive signal) after the stepping motor 200 is activated, and then selects the voltage VCC. The switch 160 is switched under the control of the controller 110.

次に、上記構成を有する絞り装置1の開閉動作を、図7に示すフローチャートと、図8に示す波形図を参照しつつ説明する。   Next, the opening / closing operation of the diaphragm device 1 having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 7 and the waveform diagram shown in FIG.

なお、以下の説明では、理解を容易にするため、複数の絞り羽根20の絞り位置について、開口部10aを図1の開放状態から図2の最大絞り状態まで21段階に区分けし、開放状態を1段目、最大絞り状態を21段目とする。また、絞り位置センサ130aは、複数の絞り羽根20の絞り位置が現在何段目にあるかを逐一検出し、検出した段数をコントローラ110に通知する。   In the following description, for easy understanding, the aperture portion 10a is divided into 21 stages from the open state of FIG. 1 to the maximum throttle state of FIG. The first stage and the maximum aperture state are the 21st stage. In addition, the aperture position sensor 130a sequentially detects what stage the aperture positions of the plurality of aperture blades 20 are currently in, and notifies the controller 110 of the detected number of stages.

図示せぬ外部装置から、絞りの開度、f値等を指示する指示信号が供給されると、コントローラ110は、図7に示す絞り制御処理を開始する。
まず、コントローラ110は、絞り位置センサ130aの出力信号から絞り羽根20がどの段数に位置しているかを特定し、さらに、ロータ位置センサ130bの出力信号からロータ210の停止位置(回転角)を特定する(ステップS11)。
続いて、コントローラ110は、絞り羽根20の現在の位置から指示信号が指示する開度に相当する段数まで、絞り羽根20が移動すべき段数を特定する(ステップS12)。
次に、コントローラ110は、ステッピングモータ200の回転すべき方向を特定する(ステップS13)。
When an instruction signal for instructing the aperture, f value, etc. of the aperture is supplied from an external device (not shown), the controller 110 starts the aperture control process shown in FIG.
First, the controller 110 identifies the number of stages of the diaphragm blades 20 from the output signal of the diaphragm position sensor 130a, and further identifies the stop position (rotation angle) of the rotor 210 from the output signal of the rotor position sensor 130b. (Step S11).
Subsequently, the controller 110 specifies the number of steps that the diaphragm blade 20 should move from the current position of the diaphragm blade 20 to the number of steps corresponding to the opening degree indicated by the instruction signal (step S12).
Next, the controller 110 specifies the direction in which the stepping motor 200 should rotate (step S13).

次に、コントローラ110は、スイッチ160を制御し、相対的に高電圧な電圧VDDを選択させる(ステップS14)。これにより、A相ドライバ150aとB相ドライバ150bには、電圧VDDが印加される。   Next, the controller 110 controls the switch 160 to select a relatively high voltage VDD (step S14). As a result, the voltage VDD is applied to the A-phase driver 150a and the B-phase driver 150b.

次に、コントローラ110は、駆動信号生成回路140を起動し、ステッピングモータ200がステップS13で指定した回転方向に回転するように駆動信号の生成を開始させる(ステップS15)。コントローラ110の指示に従って、駆動信号生成回路140は、例えば、図8(a)と(b)に示すように、A相用とB相用の矩形波状の駆動信号を一定のパルスレートで生成して出力する。   Next, the controller 110 activates the drive signal generation circuit 140 and starts generating the drive signal so that the stepping motor 200 rotates in the rotation direction designated in step S13 (step S15). In accordance with an instruction from the controller 110, the drive signal generation circuit 140 generates rectangular wave drive signals for A phase and B phase at a constant pulse rate, for example, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). Output.

A相ドライバ150aは、駆動信号生成回路140から供給される図8(a)に示すA相用駆動信号を、電圧VDDをパルス高とする駆動電圧系の信号にレベル変換して、図8(c)、(d)に示すA相用駆動信号Aを生成し、A相用とその反転信号XAを生成し、ステッピングモータ200のA相コイル230aに印加する。
B相ドライバ150bは、駆動信号生成回路140から供給される図8(b)に示すB相用駆動信号を、電圧VDDをパルス高とする駆動電圧系の信号にレベル変換して、図8(e)、(f)に示すB相用駆動信号Bとその反転信号XBを生成し、ステッピングモータ200のB相コイル230bに印加する。ステッピングモータ200は、高電圧の駆動信号(パルス信号)により、相対的に大きいトルクで、静止摩擦に抗して回転を開始する。
The A-phase driver 150a converts the level of the A-phase drive signal shown in FIG. 8A supplied from the drive signal generation circuit 140 into a drive voltage system signal having the voltage VDD as a pulse height, and converts the level of FIG. c) A phase A drive signal A shown in (d) is generated, A phase and its inverted signal XA are generated, and applied to the A phase coil 230a of the stepping motor 200.
The B-phase driver 150b converts the level of the B-phase drive signal shown in FIG. 8B supplied from the drive signal generation circuit 140 into a drive voltage system signal having the voltage VDD as a pulse height, and converts the level in FIG. e) A B-phase drive signal B and its inverted signal XB shown in (f) are generated and applied to the B-phase coil 230b of the stepping motor 200. The stepping motor 200 starts to rotate against static friction with a relatively large torque by a high voltage drive signal (pulse signal).

また、コントローラ110は、ステップS15で、タイマ120にT/4の計時を開始させる(ステップS15)。   Further, the controller 110 causes the timer 120 to start measuring T / 4 in step S15 (step S15).

この状態で、コントローラ110は、タイマ120からのT/4の計時の通知を待機する(ステップS16)。   In this state, the controller 110 waits for a notification of T / 4 timing from the timer 120 (step S16).

タイマ120は、起動からの時間を測定しており、T/4未満を計時した場合は判別を繰り返して待機する(ステップS16;No)。起動からT/4以上を計時すると、コントローラ110に計時終了を通知する(ステップS16;Yes)。コントローラ110は、通知に応答して、スイッチ160を制御し、電圧VCCを選択させる(ステップS17)。
スイッチ160の選択電圧の切り替えにより、以後、A相ドライバ150aは、駆動信号生成回路140から供給されるA相用駆動信号を、電圧VCCをパルス高とするA相用駆動信号Aとその反転信号XAを生成し、ステッピングモータ200のA相コイル230aに印加する。同様、B相ドライバ150bは、B相用駆動信号を、電圧VCCをパルス高とするB相用駆動信号Bとその反転信号XBを生成し、B相コイル230bに印加する。ステッピングモータ200は、すでに回転を開始しているため、摩擦抵抗は、静止摩擦よりも小さい動摩擦が支配的になっており、ステッピングモータ200は、安定して回転を継続する。
The timer 120 measures the time from the start-up, and repeats the determination and waits when measuring less than T / 4 (step S16; No). When T / 4 or more is counted from the start, the controller 110 is notified of the end of the timing (Step S16; Yes). In response to the notification, the controller 110 controls the switch 160 to select the voltage VCC (step S17).
By switching the selection voltage of the switch 160, the A-phase driver 150a thereafter uses the A-phase drive signal supplied from the drive signal generation circuit 140 as the A-phase drive signal A having the voltage VCC as a pulse height and its inverted signal. XA is generated and applied to the A-phase coil 230a of the stepping motor 200. Similarly, the B-phase driver 150b generates a B-phase drive signal B having a pulse height of the voltage VCC and an inverted signal XB, and applies the B-phase drive signal to the B-phase coil 230b. Since the stepping motor 200 has already started to rotate, the frictional resistance is dominated by dynamic friction smaller than static friction, and the stepping motor 200 continues to rotate stably.

コントローラ110は、絞り位置センサ130aの出力信号を監視し、絞り羽根20が、ステップS11で特定した目的位置に達したか否かを判別し(ステップS18)、絞り羽根20が、ステップS12で特定した目的位置に達していなければ、判別を繰り返して待機する(ステップS18;NO)。絞り羽根20が停止位置に移動した判別すると(ステップS18;YES)、コントローラ110は、A相ドライバ150aとB相ドライバ150bの出力を停止させる(ステップS19)。   The controller 110 monitors the output signal of the aperture position sensor 130a, determines whether or not the aperture blade 20 has reached the target position specified in step S11 (step S18), and the aperture blade 20 is specified in step S12. If the target position has not been reached, the determination is repeated and the process waits (step S18; NO). When it is determined that the diaphragm blade 20 has moved to the stop position (step S18; YES), the controller 110 stops the outputs of the A-phase driver 150a and the B-phase driver 150b (step S19).

こうして、絞り羽根20は、指示された目的位置に到達し、目的とする開度及びf値が得られる。   Thus, the aperture blade 20 reaches the instructed target position, and the target opening degree and f value are obtained.

以上説明したように、本実施の形態に係る絞り装置とその駆動方法によれば、駆動開始時の静止摩擦が大きく、大きな駆動トルクが必要な段階においては、ステッピングモータ200に、ピークが第1の電圧VDDを有するパルス状駆動信号を供給する。始動から駆動信号の周期Tの1/4の期間が経過すると、以後は、ピークが第1の電圧VDDよりも低い第2の電圧VCCを有するパルス状駆動信号を供給し、相対的に小さな、ただし十分なトルクでステッピングモータ200を、一定のパルスレートで駆動させる。これにより、起動時にパルスレートを小さくする等、絞りを開閉するために必要な時間を長期化させる制御を行う必要がない。   As described above, according to the diaphragm device and the driving method thereof according to the present embodiment, the first peak appears in the stepping motor 200 at the stage where the static friction at the start of driving is large and a large driving torque is required. A pulsed drive signal having a voltage VDD of 1 is supplied. When a period of ¼ of the cycle T of the drive signal has elapsed since the start, a pulsed drive signal having a second voltage VCC whose peak is lower than the first voltage VDD is supplied thereafter, and is relatively small. However, the stepping motor 200 is driven at a constant pulse rate with sufficient torque. Thereby, it is not necessary to perform control for prolonging the time required for opening and closing the aperture, such as reducing the pulse rate at the time of activation.

なお、電圧VCCは、起動当初より、電圧VCCをピークとする駆動信号を印加した場合には、エネルギー不足、脱調等の原因によりステッピングモータ200を正常に起動することができない電圧に設定されてもよい。   Note that the voltage VCC is set to a voltage at which the stepping motor 200 cannot be normally started due to lack of energy, step-out, etc., when a drive signal having a peak voltage VCC is applied from the start. Also good.

上記実施の形態においては、駆動信号の周期Tの1/4の期間、高電圧VDDを選択して、高いパルスでステッピングモータ200を始動する例を示したが、どの程度の期間、高電圧VDDでの駆動を行うかは、任意であり、負荷となる絞り羽根20の特性に合わせて適宜選択すればよい。
例えば、i)始動から予め定められた一定時間をタイマで計測し、一定時間を計測するまでVDDで駆動する、ii)始動から予め定められたステップ数だけVDDで駆動する、iii)ロータ210が予め定められた位置に到達するまでVDDで駆動する、iv)絞り羽根20が予め定められた位置に到達するまでVDDで駆動する、のようにしてもよい。一例として、図9(a)〜(d)に、i)始動から予め定められた1周期Tをタイマで計測し、一周期を計測する、あるいは、ii)始動から1ステップだけVDDで駆動する場合の駆動信号の波形の例を示す。
In the above embodiment, the example in which the high voltage VDD is selected and the stepping motor 200 is started with a high pulse for a period of ¼ of the cycle T of the drive signal has been described. It is arbitrary whether or not to perform the driving in accordance with the characteristics of the diaphragm blades 20 serving as a load.
For example, i) a predetermined fixed time from the start is measured with a timer and driven with VDD until the fixed time is measured, ii) is driven with VDD for a predetermined number of steps from the start, iii) the rotor 210 is driven Driving with VDD until reaching a predetermined position, iv) Driving with VDD until the diaphragm blade 20 reaches a predetermined position may be performed. As an example, in FIGS. 9A to 9D, i) a predetermined period T from the start is measured by a timer and one period is measured, or ii) the drive is performed by VDD for one step from the start. The example of the waveform of the drive signal in case is shown.

以上の説明では、始動時にのみ駆動波形を矩形波状としたが、停止時にも大きな制動トルクが必要となるため、例えば、図10に示すように、停止時にも矩形波駆動信号を印加するようにすればよい。
この場合は、例えば、i)停止予定タイミングから予め定められた一定時間前であることをタイマ等から求め、以後、停止までVDDで駆動する、ii)始動からのステップ数を計測し、予め定められたステップ数だけ駆動したことを計測した後、VDDで駆動する、iii)ロータ210が予め定められた位置に到達した後、VDDで駆動する、iv)絞り羽根20が予め定められた位置に到達した後、VDDで駆動する、ようにしてもよい。一例として、図10(a)〜(d)に、停止直前T/4の期間に、高電圧VDDで駆動する場合の駆動信号の波形の例を示す。なお、停止時に印加する矩形波駆動信号のピーク電圧は、VDDである必要はなく、VCCよりも高ければよい。
In the above description, the drive waveform is a rectangular waveform only at the time of start. However, since a large braking torque is required even at the time of stop, for example, as shown in FIG. 10, a rectangular wave drive signal is applied even at the time of stop. do it.
In this case, for example, i) a timer or the like is obtained that is a predetermined time before the scheduled stop timing, and thereafter it is driven with VDD until the stop, and ii) the number of steps from the start is measured and determined in advance. After measuring the number of steps that have been driven, drive with VDD, iii) drive with VDD after the rotor 210 has reached a predetermined position, iv) with the diaphragm blades 20 in a predetermined position After reaching, it may be driven by VDD. As an example, FIGS. 10A to 10D show examples of waveforms of drive signals in the case of driving with a high voltage VDD during a period T / 4 immediately before stopping. Note that the peak voltage of the rectangular wave drive signal applied at the time of stop does not need to be VDD, but may be higher than VCC.

(実施の形態2)
上記実施の形態1においては、ドライバに印加する電圧をVDDとVCCCで切り替える例を説明した。この発明は、これに限定されず、ステッピングモータ200を始動時に高い電圧パルスで駆動し、その後、低電圧パルスで駆動できるならば、印加電圧の生成手法は任意である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the example in which the voltage applied to the driver is switched between VDD and VCCC has been described. The present invention is not limited to this, and the method of generating the applied voltage is arbitrary as long as the stepping motor 200 can be driven with a high voltage pulse at the start and then driven with a low voltage pulse.

例えば、各ドライバ回路に電源電圧VDDを印加し、これを、始動時は、R1%の降圧率でチョッパ制御して駆動信号を生成し、その後、R2%(R2<R1)の降圧率でチョッパ制御して駆動波形を生成するようにしてもよい。   For example, the power supply voltage VDD is applied to each driver circuit, and at the time of starting, a chopper control is performed with a step-down rate of R1% to generate a drive signal, and then a chopper with a step-down rate of R2% (R2 <R1) The drive waveform may be generated by control.

このような構成の場合の、制御回路100の一例を図11に示す。
この構成例では、A相ドライバ151aとB相ドライバ151bとは、共通電圧VDDを降圧する降圧チョッパ回路から構成される。
コントローラ110は、ステッピングモータ200の始動直後と停止直前の所定期間、降圧率R1をA相ドライバ151aとB相ドライバ151bとに指示する。
An example of the control circuit 100 in such a configuration is shown in FIG.
In this configuration example, the A-phase driver 151a and the B-phase driver 151b are composed of a step-down chopper circuit that steps down the common voltage VDD.
The controller 110 instructs the A-phase driver 151a and the B-phase driver 151b for the step-down rate R1 for a predetermined period immediately after starting and stopping of the stepping motor 200.

A相ドライバ151aは、図12(a)に示すA相用駆動信号がHレベルの期間にデューティ比R1で電圧VDDをチョップして、図12(c)に示すチョッパ電圧Aを出力し、A相用駆動信号がLレベルの期間にデューティ比R1で、電圧VDDをチョップして、図12(d)に示すチョッパ電圧XAを出力する。B相ドライバ151bは、図12(b)に示すB相用駆動信号がHレベルの期間にデューティ比R1で電圧VDDをチョップして、図12(e)に示すチョッパ電圧Bを出力し、B相用駆動信号がLレベルの期間にデューティ比R1で、電圧VDDをチョップして、図12(f)に示すチョッパ電圧XBを出力する。   The A-phase driver 151a chops the voltage VDD at the duty ratio R1 while the A-phase drive signal shown in FIG. 12A is at the H level, and outputs the chopper voltage A shown in FIG. The voltage VDD is chopped at the duty ratio R1 during the period in which the phase drive signal is at the L level, and the chopper voltage XA shown in FIG. The B-phase driver 151b chops the voltage VDD at the duty ratio R1 while the B-phase drive signal shown in FIG. 12B is at the H level, and outputs the chopper voltage B shown in FIG. The voltage VDD is chopped with the duty ratio R1 during the period in which the phase drive signal is at the L level, and the chopper voltage XB shown in FIG.

その後、タイマ120が一定期間(図では、T/2)を計測すると、コントローラ110は、降圧率R2をA相ドライバ151aとB相ドライバ151bとに指示する。R2<R1である。
A相ドライバ151aは、図12(a)に示すA相用駆動信号がHレベルの期間にデューティ比R2で電圧VDDをチョップして、図12(c)に示すチョッパ電圧Aを出力し、A相用駆動信号がLレベルの期間にデューティ比R2で、電圧VDDをチョップして、図11(d)に示すチョッパ電圧XAを出力する。B相ドライバ151bは、図12(b)に示すB相用駆動信号がHレベルの期間にデューティ比R2で電圧VDDをチョップして、図12(e)に示すチョッパ電圧Bを出力し、B相用駆動信号がLレベルの期間にデューティ比R2で、電圧VDDをチョップして、図12(f)に示すチョッパ電圧XBを出力する。
この駆動方法によれば、1つの電圧VDDから異なった駆動電圧を生成できる。
After that, when the timer 120 measures a certain period (T / 2 in the figure), the controller 110 instructs the step-down rate R2 to the A-phase driver 151a and the B-phase driver 151b. R2 <R1.
The A-phase driver 151a chops the voltage VDD at the duty ratio R2 while the A-phase drive signal shown in FIG. 12A is at the H level, and outputs the chopper voltage A shown in FIG. The voltage VDD is chopped at the duty ratio R2 while the phase drive signal is at the L level, and the chopper voltage XA shown in FIG. 11 (d) is output. The B-phase driver 151b chops the voltage VDD at the duty ratio R2 while the B-phase drive signal shown in FIG. 12B is at the H level, and outputs the chopper voltage B shown in FIG. The voltage VDD is chopped at the duty ratio R2 while the phase drive signal is at the L level, and the chopper voltage XB shown in FIG.
According to this driving method, different driving voltages can be generated from one voltage VDD.

(実施の形態3)
本発明に係るステッピングモータの駆動装置と方法は絞り装置の駆動に限定されず、様々なものに適用することができ、例えば、カメラ用のシャッタユニットにも適用することができる。
以下、前述のステッピングモータの駆動方法で駆動するカメラ用のシャッタユニットについて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
The stepping motor driving apparatus and method according to the present invention are not limited to driving a diaphragm device, but can be applied to various devices, for example, a shutter unit for a camera.
Hereinafter, a shutter unit for a camera driven by the above-described stepping motor driving method will be described with reference to the drawings.

実施の形態3に係るシャッタユニット500は、図13に示すように、露光用開口部を有するベース511と、露光用開口部を開閉する4枚のシャッタ羽根513(513A〜513D)と、ステッピングモータ514と、ステッピングモータ514により駆動される駆動ピン515と、駆動ピンからシャッタ羽根に動きを伝達する駆動レバー516と、を備える。   As shown in FIG. 13, a shutter unit 500 according to Embodiment 3 includes a base 511 having an exposure opening, four shutter blades 513 (513A to 513D) for opening and closing the exposure opening, and a stepping motor. 514, a drive pin 515 driven by a stepping motor 514, and a drive lever 516 that transmits movement from the drive pin to the shutter blades.

ベース511は、シャッタ羽根513(513A〜513D)、ステッピングモータ514などが取り付けられる円盤状の支持部材であり、中央部に円形の露光用開口部512が形成されている。   The base 511 is a disk-shaped support member to which the shutter blades 513 (513A to 513D), the stepping motor 514, and the like are attached, and a circular exposure opening 512 is formed at the center.

シャッタ羽根513A〜513Dは、協同して露光用開口部512を開閉するシート状部材であり、光非透過性のフィルム部材から構成されている。シャッタ羽根513A〜513Dは、その根本部に孔523A〜523Dを備える。ベース511に垂設された軸522A〜522Dが孔523A〜523Dを挿通し、シャッタ羽根513A〜513Dは、これらの軸522A〜522Dを支点として揺動可能となっている。また、シャッタ羽根513A〜513Dの根本部の近傍には、駆動レバー516に設けられた作動ピン525が貫通する貫通孔524A〜524Dが設けられている。   The shutter blades 513 </ b> A to 513 </ b> D are sheet-like members that cooperate to open and close the opening for exposure 512, and are composed of a light-impermeable film member. The shutter blades 513A to 513D are provided with holes 523A to 523D at the bases thereof. The shafts 522A to 522D suspended from the base 511 pass through the holes 523A to 523D, and the shutter blades 513A to 513D can swing around these shafts 522A to 522D as fulcrums. Further, in the vicinity of the base part of the shutter blades 513A to 513D, through holes 524A to 524D through which the operation pins 525 provided on the drive lever 516 pass are provided.

また、シャッタ羽根513A〜513Dは相互に、あるいは、ベース511等と接触するため、接触面接が大きく、大きな静止摩擦を有し、その駆動には一定のトルクが必要となる。   Further, since the shutter blades 513A to 513D are in contact with each other or with the base 511 and the like, they have a large contact surface contact and a large static friction, and a constant torque is required for driving them.

ステッピングモータ514は図5に示すステッピングモータ200と同様のモータであり、制御回路から入力される駆動信号によって回転駆動する。また、ステッピングモータ514は駆動アーム535を備え、シャッタ羽根513を駆動する駆動ピン515を駆動する。
駆動アーム535は、その根元部に、ステッピングモータ514の回転軸533に嵌合した中心孔を備え、ロータの回転により回転軸533を中心に揺動する。駆動アーム535の先端部には、駆動レバー516の長孔517に挿通された、駆動ピン515が固定されている。
ステッピングモータ514は、図15に示すように、シャッタ羽根513を全閉したときに、その回転軸と駆動ピン515と軸542とが直線上に位置するように、ベース511上に設けられている。これにより、駆動ピン515は、シャッタ羽根513を閉じるとき、長孔517を一方向に摺動する。ステッピングモータ514は、制御回路からの駆動信号により、ロータが、所定の角度で往復回転するように、回転域が制限されている。
The stepping motor 514 is a motor similar to the stepping motor 200 shown in FIG. 5, and is rotationally driven by a drive signal input from the control circuit. The stepping motor 514 includes a driving arm 535 and drives a driving pin 515 that drives the shutter blade 513.
The drive arm 535 has a central hole fitted to the rotation shaft 533 of the stepping motor 514 at the base portion, and swings around the rotation shaft 533 by the rotation of the rotor. A driving pin 515 inserted through a long hole 517 of the driving lever 516 is fixed to the distal end portion of the driving arm 535.
As shown in FIG. 15, the stepping motor 514 is provided on the base 511 so that the rotation shaft, the drive pin 515, and the shaft 542 are positioned on a straight line when the shutter blade 513 is fully closed. . Thereby, the drive pin 515 slides in the long hole 517 in one direction when closing the shutter blade 513. The stepping motor 514 has a rotational range limited by a drive signal from the control circuit so that the rotor reciprocates at a predetermined angle.

図13に戻り、駆動レバー516は、駆動ピン515からシャッタ羽根513に動きを伝達する部材であり、中央部に孔541を有する。ベース511に垂設された軸542が孔541を挿通し、駆動レバー516は、軸515を支点として揺動可能となっている。駆動レバー516は、一端に作動ピン525を有する。作動ピン525は、シャッタ羽根513A〜513Dの根本部の近傍に設けられた貫通孔524A〜524Dに挿通している。駆動レバー516は、他端に長孔517を有する。長孔517には、駆動ピン515が貫通している。   Returning to FIG. 13, the drive lever 516 is a member that transmits movement from the drive pin 515 to the shutter blade 513, and has a hole 541 at the center. A shaft 542 suspended from the base 511 passes through the hole 541, and the drive lever 516 can swing about the shaft 515 as a fulcrum. The drive lever 516 has an operation pin 525 at one end. The operation pin 525 is inserted through through holes 524A to 524D provided in the vicinity of the roots of the shutter blades 513A to 513D. The drive lever 516 has a long hole 517 at the other end. A drive pin 515 passes through the long hole 517.

長孔517は、図14に示すように、駆動ピン515がシャッタ羽根513を閉じるときに、駆動ピン515が摺動する部分にカム形状の湾曲部536を有している。なお、長孔517の形状はこれに限らず、例えばストレートの長孔であってもよい。また、駆動ピン515がシャッタ羽根513を開くときに、駆動ピン515が摺動する部分に直線部537を有している。   As shown in FIG. 14, the long hole 517 has a cam-shaped curved portion 536 at a portion where the drive pin 515 slides when the drive pin 515 closes the shutter blade 513. The shape of the long hole 517 is not limited to this, and may be a straight long hole, for example. Further, when the drive pin 515 opens the shutter blade 513, a linear portion 537 is provided at a portion where the drive pin 515 slides.

次に、実施の形態3に係るシャッタユニット500の開閉動作を説明する。シャッタユニット500は、デジタルスチルカメラに備えられた場合、撮影の待機状態では、図13に示すように、露光用開口部512を全開にしている。このため、カメラの固体撮像素子はレンズを透過した被写体像が結像しており、被写体像をモニターで観察可能となっている。   Next, the opening / closing operation of the shutter unit 500 according to Embodiment 3 will be described. When the shutter unit 500 is provided in a digital still camera, the exposure opening 512 is fully opened as shown in FIG. 13 in a shooting standby state. For this reason, the solid-state image sensor of the camera forms a subject image that has passed through the lens, and the subject image can be observed on the monitor.

撮影に際してレリーズボタンが押されると、固体撮像素子にリセット信号を送り、蓄積されていた電荷が放電され、新たな電荷の蓄積を開始することによって撮影を開始する。その後、所定の露光時間が経過すると、制御回路からの駆動信号がステッピングモータ514に入力され、ロータが時計回りに回転し、回転軸を介して駆動アーム535を時計回りに駆動する。   When the release button is pressed at the time of shooting, a reset signal is sent to the solid-state imaging device, the accumulated charges are discharged, and shooting is started by starting to accumulate new charges. Thereafter, when a predetermined exposure time has elapsed, a drive signal from the control circuit is input to the stepping motor 514, the rotor rotates clockwise, and the drive arm 535 is driven clockwise via the rotation shaft.

ここで、シャッタ羽根513A〜513Dは相互に、あるいは、ベース511等と接触するため、大きな静止摩擦を有するため、始動時には大きな駆動トルクを必要とする。そこで、大きな駆動トルクが必要な段階においては、ステッピングモータ514に矩形波駆動信号を供給し、大きな駆動トルクでステッピングモータ514を駆動する。そして、駆動がある程度進み、静止摩擦よりも動摩擦が支配的になると、ステッピングモータ514に振幅の小さい矩形波駆動信号を供給することで、なめらかにステッピングモータ514を駆動する。   Here, since the shutter blades 513A to 513D are in contact with each other or with the base 511 and the like, and have a large static friction, a large driving torque is required at the time of starting. Therefore, when a large driving torque is required, a rectangular wave driving signal is supplied to the stepping motor 514 to drive the stepping motor 514 with a large driving torque. When the driving proceeds to some extent and the dynamic friction becomes more dominant than the static friction, the stepping motor 514 is smoothly driven by supplying a rectangular wave driving signal having a small amplitude to the stepping motor 514.

ステッピングモータ514が時計回りに駆動されると、それに伴い駆動ピン515が時計回りに駆動され、長孔517の内周に力が伝達され、駆動レバー516が反時計回りに揺動する。駆動レバー516が反時計回りに揺動すると、駆動レバー516に設けられた作動ピン525からシャッタ羽根513に動力が伝達され、シャッタ羽根513が露光用開口部512を閉じる方向に駆動される。   When the stepping motor 514 is driven clockwise, the drive pin 515 is driven clockwise accordingly, force is transmitted to the inner periphery of the long hole 517, and the drive lever 516 swings counterclockwise. When the drive lever 516 swings counterclockwise, power is transmitted to the shutter blade 513 from an operating pin 525 provided on the drive lever 516, and the shutter blade 513 is driven in a direction to close the exposure opening 512.

その後、図15に示すように、シャッタ羽根513がストッパー552に当接し、露光用開口部512を全閉する。撮像素子は、撮像情報を記憶装置に転送する。そして、その転送が終了すると、制御回路はステッピングモータ514に、全開から全閉時にステッピングモータ514のA相コイル230aとB相コイル230bに印加した駆動信号を入れ替えたような駆動信号を入力する。このため、ロータ210は反時計方向へ回転してシャッタ羽根513に開き動作を行わせる。シャッタ羽根513は、露光用開口部512を全開にすると、シャッタ羽根513がストッパー551に当接し、その直後に停止する。そして、制御回路の出力を停止すると、図13に示した全開に復帰する。   Thereafter, as shown in FIG. 15, the shutter blade 513 contacts the stopper 552, and the exposure opening 512 is fully closed. The imaging element transfers imaging information to the storage device. When the transfer is completed, the control circuit inputs to the stepping motor 514 a drive signal in which the drive signals applied to the A-phase coil 230a and the B-phase coil 230b of the stepping motor 514 are switched from fully open to fully closed. For this reason, the rotor 210 rotates counterclockwise and causes the shutter blade 513 to open. When the exposure opening 512 is fully opened, the shutter blade 513 comes into contact with the stopper 551 and stops immediately thereafter. Then, when the output of the control circuit is stopped, it returns to the fully open state shown in FIG.

以上、実施の形態3に係るシャッタユニット500の駆動方法によれば、その始動時、すなわち、静止摩擦が大きくて大きな駆動トルクを必要とする段階においては、パルスピークの大きいパルス状駆動信号を供給し、大きな駆動トルクでステッピングモータ514を駆動する。そして、静止摩擦よりも小さい動摩擦が支配的になると、ステッピングモータ514にピークの小さいパルス状駆動信号を供給し、ステッピングモータ514を一定のパルスレートで駆動する。これにより、駆動速度を大きく損なうことなく高速にシャッタユニット500を駆動することができる。   As described above, according to the driving method of the shutter unit 500 according to the third embodiment, at the time of starting, that is, at the stage where the static friction is large and a large driving torque is required, the pulsed driving signal having a large pulse peak is supplied. Then, the stepping motor 514 is driven with a large driving torque. When dynamic friction smaller than static friction becomes dominant, a pulsed drive signal having a small peak is supplied to the stepping motor 514 to drive the stepping motor 514 at a constant pulse rate. Thereby, the shutter unit 500 can be driven at a high speed without greatly impairing the driving speed.

なお、上記実施の形態に係る絞り装置とシャッタユニットは、種々の光学機器に搭載される。例えば、図16は絞り装置1とシャッタユニット500を搭載したデジタルスチルカメラなどの光学機器の要部構成を示す図で、CCDやCMOSなどである固体撮像素子1100はレンズ1000を透過した被写体像を電気信号に変換する。変換された電気信号はA/D変換回路によってデジタル信号に変換され、画像処理回路1200に入力される。画像処理回路1200は、入力信号にもとづいて画像データを作成し、DRAMなどのメモリに記憶する。   The diaphragm device and the shutter unit according to the above embodiment are mounted on various optical devices. For example, FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an optical apparatus such as a digital still camera equipped with the diaphragm device 1 and the shutter unit 500. The solid-state imaging device 1100 such as a CCD or a CMOS displays a subject image transmitted through the lens 1000. Convert to electrical signal. The converted electrical signal is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit and input to the image processing circuit 1200. The image processing circuit 1200 creates image data based on the input signal and stores it in a memory such as a DRAM.

以上のように構成された光学機器において、例えば撮影時には、実施の形態1及び2で説明したステッピングモータの駆動方法で絞り装置1及びシャッタユニット500が駆動するため、動作速度が遅くなることなく撮影することができる。   In the optical apparatus configured as described above, for example, at the time of photographing, the diaphragm device 1 and the shutter unit 500 are driven by the stepping motor driving method described in the first and second embodiments, so that the operation speed is not slowed down. can do.

以上説明した例では、ステッピングモータ514に印加する駆動信号(パルス信号)として、矩形波状のパルス信号を使用する例を示したが、図17に例示するような、疑似的な正弦波状のパルス信号を各コイル230a、230bに印加してマイクロステップ駆動とすることも可能である。マイクロステップ駆動とする場合も、矩形波の場合と同様に、ピークが第1の電圧を有するパルス状駆動信号を供給し、続いて、ピークが第1の電圧よりも低い第2の電圧を有するパルス状駆動信号を供給することにより、ステッピングモータ514を駆動する。   In the example described above, an example in which a rectangular wave pulse signal is used as the drive signal (pulse signal) applied to the stepping motor 514 has been described. However, a pseudo sine wave pulse signal as illustrated in FIG. Can be applied to the coils 230a and 230b for microstep drive. Also in the case of microstep driving, as in the case of the rectangular wave, a pulsed driving signal whose peak has the first voltage is supplied, and subsequently, the peak has the second voltage lower than the first voltage. The stepping motor 514 is driven by supplying a pulsed drive signal.

なお、ステッピングモータの相数も2に限定されず、任意である。   Note that the number of phases of the stepping motor is not limited to 2 and is arbitrary.

本発明は、絞り羽根とシャッタ羽根の駆動に限定されず、他の種々の負荷を駆動する場合に応用可能である。
また、本発明の駆動装置及び駆動方法は、上記実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、羽根が静止摩擦の大きい所定の位置(範囲)にある場合のみ上述の矩形波駆動からマイクロステップ駆動への切り替えを行い、その他の場合には、当初よりマイクロステップ駆動を行うようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、矩形波駆動の駆動信号の振幅をマイクロステップ駆動の駆動信号の振幅よりも大きくしたが、等しく、あるいは小さくてもよい。
The present invention is not limited to driving the diaphragm blades and shutter blades, and can be applied to driving other various loads.
Moreover, the drive device and drive method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible. For example, switching from the above-described rectangular wave driving to microstep driving is performed only when the blade is at a predetermined position (range) where the static friction is large. In other cases, microstep driving may be performed from the beginning. Good.
In the above embodiment, the amplitude of the drive signal for the rectangular wave drive is made larger than the amplitude of the drive signal for the microstep drive, but it may be equal or smaller.

なお、記憶部111に記憶させ、コントローラ110を制御するプログラムを駆動装置とは別個に配布するようにしてもよい。   Note that a program stored in the storage unit 111 and controlling the controller 110 may be distributed separately from the driving device.

なお、パルス状駆動信号のピーク値を時間の経過に伴って連続的に変化させることも考えられるが、制御が煩雑となってしまう。このため、以上の説明のように、ピーク電圧を始動時1段階、停止時1段階程度で調整することが合理的である。   Although it is conceivable to continuously change the peak value of the pulse-like drive signal with the passage of time, the control becomes complicated. For this reason, as described above, it is reasonable to adjust the peak voltage in one step at the start and one step at the stop.

本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の光学装置の絞り装置、シャッタ装置等の羽根部材の駆動に用いることができる。   The present invention can be used for driving a diaphragm member of an optical device such as a digital still camera or a video camera, or a blade member such as a shutter device.

1 絞り装置
10 地板
10a 開口部
11 第1の支持ピン
12 第2の支持ピン
20 絞り羽根
21 キー孔
22 長孔
30 駆動リング
31 第1の駆動ピン
32 第2の駆動ピン
33 ラック
100 制御回路
110 コントローラ
111 記憶部
120 タイマ
130a 絞り位置センサ
130b ロータ位置センサ
140 駆動信号生成回路
150a A相ドライバ
150b B相ドライバ
151a A相ドライバ(降圧チョッパ回路)
151b B相ドライバ(降圧チョッパ回路)
160 スイッチ
200、514 ステッピングモータ
210 ロータ
220a A相ヨーク
220b B相ヨーク
230a A相コイル
230b B相コイル
300 ギア列
310 ピニオンギア
320 2段ギア
321 大ギア
322 小ギア
500 シャッタユニット
511 ベース
512 露光用開口部
513A〜513D シャッタ羽根
515 駆動ピン
516 駆動レバー
517 長孔
522A〜522D、542 軸
523A〜523D、541 孔
524A〜524D 貫通孔
525 作動ピン
533 回転軸
535 駆動アーム
536 湾曲部
537 直線部
1000 レンズ
1100 固体撮像素子
1200 画像処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diaphragm | squeezing apparatus 10 Base plate 10a Opening part 11 1st support pin 12 2nd support pin 20 Diaphragm blade 21 Key hole 22 Long hole 30 Drive ring 31 1st drive pin 32 2nd drive pin 33 Rack 100 Control circuit 110 Controller 111 Storage unit 120 Timer 130a Aperture position sensor 130b Rotor position sensor 140 Drive signal generation circuit 150a A phase driver 150b B phase driver 151a A phase driver (step-down chopper circuit)
151b B phase driver (step-down chopper circuit)
160 Switches 200, 514 Stepping motor 210 Rotor 220a A-phase yoke 220b B-phase yoke 230a A-phase coil 230b B-phase coil 300 Gear train 310 Pinion gear 320 Two-stage gear 321 Large gear 322 Small gear 500 Shutter unit 511 Base 512 Exposure opening 513A to 513D Shutter blade 515 Drive pin 516 Drive lever 517 Long hole 522A to 522D, 542 Shaft 523A to 523D, 541 Hole 524A to 524D Through hole 525 Actuation pin 533 Rotating shaft 535 Drive arm 536 Bending part 537 Linear part 1000 Lens 1100 Solid-state image sensor 1200 Image processing circuit

Claims (7)

露出用の開口部を開閉する羽根部材を駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータに、ピークが第1の電圧を有するパルス状駆動信号を供給し、続いて、ピークが前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を有するパルス状駆動信号を供給することにより、前記ステッピングモータを駆動する駆動手段と、
を備える、ことを特徴とする羽根駆動装置。
A stepping motor that drives a blade member that opens and closes an opening for exposure;
Providing the stepping motor with a pulsed drive signal whose peak has a first voltage and subsequently supplying a pulsed drive signal with a second voltage whose peak is lower than the first voltage; Driving means for driving the stepping motor;
A blade driving device comprising:
前記駆動手段は、前記ステッピングモータの始動から停止まで、パルスレートが一定のパルス状駆動信号を印加する、
ことを特徴とする請求項1に記載の羽根駆動装置。
The drive means applies a pulsed drive signal having a constant pulse rate from the start to the stop of the stepping motor.
The blade driving device according to claim 1.
前記羽根部材は、前記露出用の開口部の開度を制御する絞り羽根から構成される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の羽根駆動装置。
The blade member is constituted by a diaphragm blade that controls the opening of the opening for exposure.
The blade driving device according to claim 1, wherein the blade driving device is provided.
前記パルス状駆動信号は、矩形波駆動信号又は疑似正弦波状駆動信号から構成される、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の羽根駆動装置。
The pulsed drive signal is composed of a rectangular wave drive signal or a pseudo sine wave drive signal,
The blade driving device according to any one of claims 1 to 3, wherein the blade driving device is provided.
前記駆動手段はさらに、前記ステッピングモータへの印加を停止する前に、ピークが前記第2の電圧よりも高い第3の電圧を有するパルス状駆動信号を再度印加する、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の羽根駆動装置。
The driving means further applies a pulsed driving signal having a third voltage whose peak is higher than the second voltage before stopping the application to the stepping motor.
The blade driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein the blade driving device is provided.
レンズと、前記羽根部材と、撮像素子と、請求項1乃至5の何れか1項に記載の羽根駆動装置と、を備える光学装置。   An optical device comprising a lens, the blade member, an image sensor, and the blade driving device according to any one of claims 1 to 5. ステッピングモータに、ピークが第1の電圧を有するパルス状駆動信号を供給し、続いて、ピークが前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を有するパルス状駆動信号を供給することにより、前記ステッピングモータを駆動する、
ステッピングモータの駆動方法。
Providing the stepping motor with a pulsed drive signal whose peak has a first voltage and subsequently supplying a pulsed drive signal with a second voltage whose peak is lower than the first voltage; Drive the stepping motor,
Stepping motor drive method.
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