JP2016177210A - Blade driving device, optical device, and method of driving stepping motor - Google Patents
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Abstract
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 (
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.
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
The
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
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
The B-
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
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
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
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
Subsequently, the controller 110 specifies the number of steps that the
Next, the controller 110 specifies the direction in which the stepping
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
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
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
The B-
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
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
By switching the selection voltage of the
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
In this configuration example, the
The controller 110 instructs the
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
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
The
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
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
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
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
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
The
As shown in FIG. 15, the stepping
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
151b B phase driver (step-down chopper circuit)
160
Claims (7)
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:
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.
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.
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.
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.
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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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108254994A (en) * | 2018-03-29 | 2018-07-06 | 深圳市星河泉新材料有限公司五金配件分厂 | A kind of aperture self-regulation structure and adjusting method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62171498A (en) * | 1986-01-22 | 1987-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | Exciting system for stepping motor |
JPH05207797A (en) * | 1992-01-24 | 1993-08-13 | Sony Corp | Driving system for step motor |
JPH09318992A (en) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Copal Co Ltd | Driving device for camera |
-
2015
- 2015-03-20 JP JP2015058812A patent/JP2016177210A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62171498A (en) * | 1986-01-22 | 1987-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | Exciting system for stepping motor |
JPH05207797A (en) * | 1992-01-24 | 1993-08-13 | Sony Corp | Driving system for step motor |
JPH09318992A (en) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Copal Co Ltd | Driving device for camera |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108254994A (en) * | 2018-03-29 | 2018-07-06 | 深圳市星河泉新材料有限公司五金配件分厂 | A kind of aperture self-regulation structure and adjusting method |
CN108254994B (en) * | 2018-03-29 | 2023-11-03 | 深圳市星河泉新材料有限公司 | Automatic aperture adjusting structure and adjusting method |
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