JP2021085987A - Lens device, imaging device, control method, and program - Google Patents
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本発明は、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a lens device, an imaging device, a control method, and a program.
従来、絞りなどの被駆動部材を駆動するステッピングモータの駆動方式として、1−2相駆動や2相駆動などの矩形波駆動方式およびマイクロステップ駆動方式が知られている。矩形波駆動方式によれば、高いトルクを発生させることができるため、高速駆動を実現することができる。しかし、例えば1−2相駆動の場合、ステッピングモータが停止可能な点は電気角度360°の中に8点のみである。また、モータ励磁位相の変化が急激なため、駆動速度が不連続になる場合がある。一方、マイクロステップ駆動方式によれば、矩形波駆動方式よりも駆動トルクが低いため、高速な駆動が難しい。しかし、矩形波駆動方式の停止可能な点よりも細かい間隔の点で停止することができる。また、モータ励磁位相の変化が滑らかなため、駆動騒音が小さく、また、駆動速度の変化が滑らかな駆動を実現できる。 Conventionally, as a drive method of a stepping motor for driving a driven member such as a diaphragm, a rectangular wave drive method such as 1-2 phase drive or 2-phase drive and a microstep drive method are known. According to the rectangular wave drive system, high torque can be generated, so that high-speed drive can be realized. However, for example, in the case of 1-2 phase drive, the stepping motor can be stopped only at 8 points in the electric angle of 360 °. Further, since the motor excitation phase changes rapidly, the drive speed may become discontinuous. On the other hand, according to the microstep drive method, the drive torque is lower than that of the rectangular wave drive method, so that high-speed drive is difficult. However, it can be stopped at points at intervals finer than the stoptable points of the square wave drive system. Further, since the change of the motor excitation phase is smooth, the driving noise is small, and the driving speed can be changed smoothly.
特許文献1は、絞りの駆動の開始と停止とにおいてはマイクロステップ駆動方式で、それらの間においては矩形波駆動方式で、ステッピングモータを駆動することで、停止精度と高速性とを両立したステッピングモータ制御装置を開示している。
しかしながら、特許文献1に開示されたステッピングモータ制御装置は、駆動開始点に最も近い1−2相停止点から先の点においては矩形波駆動方式で駆動する。ここで、絞りの部品の間にはガタ(メカガタ)が存在する。このため、最も近い1−2相停止点までにガタが詰まっていない場合、矩形波駆動方式では駆動速度が不連続なために駆動速度が速くなって衝突音が大きくなりうる。
However, the stepping motor control device disclosed in
本発明は、例えば、静音の点で有利なレンズ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is, for example, to provide a lens device which is advantageous in terms of quietness.
本発明の一側面としてのレンズ装置は、被駆動部材と、前記被駆動部材を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記駆動部の遊びに関する量を記憶している記憶部とを有し、前記制御部は、第1駆動信号および前記第1駆動信号よりも制御分解能が高い第2駆動信号を選択的に生成し、駆動開始位置から第1切り替え位置までは、前記第2駆動信号で前記駆動部を制御し、前記第1切り替え位置からは、前記第1駆動信号で前記駆動部を制御し、前記第1切り替え位置は、前記記憶部に記憶された前記量に基づいて決定する。 The lens device as one aspect of the present invention stores a driven member, a driving unit that drives the driven member, a control unit that controls the driving unit, and an amount related to play of the driving unit. The control unit selectively generates a first drive signal and a second drive signal having a control resolution higher than that of the first drive signal, and the drive start position to the first switching position are described as described above. The drive unit is controlled by the second drive signal, the drive unit is controlled by the first drive signal from the first switching position, and the first switching position is set to the amount stored in the storage unit. Determine based on.
本発明の他の側面としての撮像装置は、前記レンズ装置と、前記レンズ装置により形成された像を撮る撮像素子とを有する。 The image pickup device as another aspect of the present invention includes the lens device and an image pickup device that captures an image formed by the lens device.
本発明の他の側面としての制御方法は、第1駆動信号および前記第1駆動信号よりも制御分解能が高い第2駆動信号に基づいて、前記被駆動部材を駆動する駆動部を制御する制御方法であって、駆動開始位置から第1切り替え位置までは、前記第2駆動信号で前記駆動部を制御し、前記第1切り替え位置からは、前記第1駆動信号で前記駆動部を制御し、前記第1切り替え位置は、前記駆動部の遊びに関する量に基づいて決定する。 A control method as another aspect of the present invention is a control method for controlling a drive unit that drives the driven member based on a first drive signal and a second drive signal having a control resolution higher than that of the first drive signal. From the drive start position to the first switching position, the drive unit is controlled by the second drive signal, and from the first switching position, the drive unit is controlled by the first drive signal. The first switching position is determined based on the amount of play of the drive unit.
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記駆動方法をコンピュータに実行させる。 A program as another aspect of the present invention causes a computer to execute the driving method.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention will be described in the following examples.
本発明によれば、例えば、静音の点で有利なレンズ装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a lens device which is advantageous in terms of quietness.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図1および図2を参照して、本発明の実施例1における撮像装置および開口絞りの構成について説明する。図1は、撮像装置100のブロック図である。図2は、開口絞り(絞り)4の分解斜視図である。本実施例において、撮像装置100は、カメラ本体(撮像装置本体)1と、カメラ本体1に着脱可能なレンズ装置(交換レンズ)2とを有する一眼レフカメラなどのカメラシステムである。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズ装置とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。
First, the configuration of the image pickup apparatus and the aperture diaphragm in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram of the image pickup apparatus 100. FIG. 2 is an exploded perspective view of the aperture diaphragm (aperture) 4. In this embodiment, the image pickup device 100 is a camera system such as a single-lens reflex camera having a camera body (imaging device body) 1 and a lens device (interchangeable lens) 2 that can be attached to and detached from the
カメラ本体1は、CMOSセンサやCCDセンサなどの撮像素子51を有する。レンズ装置2は、レンズ群3と開口絞り4とを有する光学系(撮像光学系)を備えている。開口絞り4は、光学系の光量を調整する絞り機構であり、ステッピングモータ9、ピニオンギア10、カバー部材11、羽根駆動部材13、開口を形成する羽根部材16、および、ベース部材19を有する。ステッピングモータ9は、不図示のビスによってカバー部材11に連結される。また、羽根駆動部材13のギア部15とステッピングモータ9の軸に圧入されたピニオンギア10とが噛み合う。羽根駆動部材13は、嵌合部14を有し、カバー部材11の嵌合突起12に係合する。このため、ステッピングモータ9が駆動することで、ピニオンギア10を介して羽根駆動部材13のギア部15に力が伝達され、羽根駆動部材13がカバー部材11の開口中心を回転の軸中心として回動する。また、羽根駆動部材13の穴21と羽根部材16の駆動ピン17とが係合しており、羽根部材16の駆動ピン18はベース部材19のカム20に係合している。このため、羽根駆動部材13が回動すると羽根部材16がカム20に沿って回転駆動して、開口(開口径)を変動させる。ベース部材19は、円形状の開口部を有し、カバー部材11と不図示のビスで連結される。
The
絞り駆動部(駆動部)5は、ステッピングモータ9を有する。絞り制御部(制御部)6は、絞り駆動部5の駆動を制御する。具体的には、絞り制御部6は、絞り駆動部5に印加する信号(絞り駆動信号)の極性を変えることで絞り駆動部5の駆動方向を制御し、絞り駆動信号のパルス数を増減させることで絞り駆動部5の駆動位置を制御する。以降の1−2相ステップ位置は、ステッピングモータ9の1−2相停止点におけるパルス位置を示す。これにより絞り制御部6は、開口絞り4における複数の羽根部材16の開閉動作量を制御する。開口絞り4には、開放絞り値に対応する複数の羽根部材16の位置を検出する、実絞り値測定手段としての不図示の絞り位置検出手段が設けられている。なお本実施例では、衝撃等を受けた場合を考慮して絞り位置検出手段を設けているが、ステッピングモータ9のパルスカウントによるオープン制御を行っても良い。
The diaphragm drive unit (drive unit) 5 has a stepping motor 9. The aperture control unit (control unit) 6 controls the drive of the aperture drive unit 5. Specifically, the aperture control unit 6 controls the drive direction of the aperture drive unit 5 by changing the polarity of the signal (aperture drive signal) applied to the aperture drive unit 5, and increases or decreases the number of pulses of the aperture drive signal. This controls the drive position of the aperture drive unit 5. Subsequent 1-2 phase step positions indicate pulse positions at the 1-2 phase stop point of the stepping motor 9. As a result, the diaphragm control unit 6 controls the opening / closing operation amount of the plurality of
記憶部(駆動指示値記憶手段)7は、各絞り値に対する駆動ステップを記憶する。記憶部(メカガタ量記憶手段)8は、開口絞り4または絞り駆動部5の部品間のガタ量(メカガタ量)、すなわち絞り駆動部5の遊びに関する所定量(メカガタに関する所定量)を記憶する。本実施例において、所定量は、絞り駆動5の遊びに関する設計値の最大値である。なお、これらの詳細については後述する。
The storage unit (drive instruction value storage means) 7 stores the drive step for each aperture value. The storage unit (mechanical backlash storage means) 8 stores the amount of backlash (mechanical backlash) between the parts of the
次に、図3を参照して、本実施例における開口絞り4の駆動方法について説明する。図3は、開口絞り4の駆動方法を示すフローチャートである。図3の各ステップは、主に、絞り制御部6により実行される。
Next, a method of driving the
まずステップS1において、絞り制御部6は、カメラ本体1から被駆動部材としての開口絞り4の目標絞り値(目標Fno)を取得する。本実施例では、例えば、Fno11を目標絞り値として取得する。
First, in step S1, the aperture control unit 6 acquires the target aperture value (target Fno) of the
続いてステップS2において、絞り制御部6は、目標絞り値を目標ステップに変換する。ここで、図6を参照して、記憶部(駆動指示値記憶手段)7に記憶されているデータについて説明する。図6は、記憶部7に記憶されているデータの説明図である。図6に示されるように、記憶部7は、目標絞り値22に対応する駆動指示値23を記憶している。絞り制御部6は、記憶部7の目標絞り値22に対応する駆動指示値23を読み出して、目標ステップとして設定する。例えば、目標絞り値22がFno11に対応する駆動指示値23はStep14.5であるため、絞り制御部6は、Step14.5を目標ステップとして設定する。1ステップは1−2相停止点におけるパルス位置(1−2相位置)を示し、小数部は1−2相停止点を分割した位置を示している。
Subsequently, in step S2, the aperture control unit 6 converts the target aperture value into the target step. Here, with reference to FIG. 6, the data stored in the storage unit (drive instruction value storage means) 7 will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of data stored in the
ここで、駆動指示値23として設計値を記憶していると、駆動指示値23の位置に開口絞り4を駆動しても、メカの公差等によって実絞り口径(実絞り値)は目標絞り値22と異なる口径になってしまう場合がある。このため記憶部7は、各ステップに駆動した際の実絞り口径を測定して、目標絞り値22と実絞り口径が最も近くなるステップを駆動指示値23として記憶している。これにより、実絞り口径と目標絞り値22の誤差を小さくできるため、高い口径精度を実現することができる。
Here, if the design value is stored as the
続いて、図3のステップS3において、絞り制御部6は、総駆動量を計算する。絞り駆動開始時の絞り駆動位置は、不図示の現在位置記憶手段に記憶されている。絞り制御部6は、目標ステップから絞り駆動開始時の絞り位置を引き算して、総駆動量を算出する。 Subsequently, in step S3 of FIG. 3, the aperture control unit 6 calculates the total drive amount. The aperture drive position at the start of aperture drive is stored in a current position storage means (not shown). The diaphragm control unit 6 subtracts the diaphragm position at the start of diaphragm drive from the target step to calculate the total drive amount.
ここで、図7および図8を参照して、ステッピングモータ9の2つの駆動波形について説明する。図7は、2つの駆動波形の説明図である。図8は、2つの駆動波形の位置変化の説明図である。絞り制御部6は、駆動ステップに従って駆動信号を生成して、ステッピングモータ9を制御する。本実施例において、絞り制御部6は、駆動信号として、1−2相駆動や2相駆動等のための矩形波信号(第1駆動信号)とマイクロステップ駆動のための正弦波信号(第2駆動信号)の2種類の駆動信号を生成することができる。 Here, two drive waveforms of the stepping motor 9 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is an explanatory diagram of the two drive waveforms. FIG. 8 is an explanatory diagram of the position change of the two drive waveforms. The diaphragm control unit 6 controls the stepping motor 9 by generating a drive signal according to the drive step. In this embodiment, the aperture control unit 6 uses a rectangular wave signal (first drive signal) for 1-2 phase drive, 2-phase drive, etc. and a sine wave signal (second drive signal) for microstep drive as drive signals. It is possible to generate two types of drive signals (drive signals).
図7は、1−2相駆動方式とマイクロステップ駆動方式の駆動電圧波形の模式図を示している。図7において、縦線は1−2相停止点の位置を示している。図7中の下側に矩形波駆動27として1−2相駆動を示し、図7中の上側にマイクロステップ駆動24の駆動波形を示している。黒丸は、1−2相停止点における励磁位置を示している。矩形波駆動27では、A相28とB相29の2つの信号が1−2相停止点で急激に変化する。マイクロステップ駆動24では、A相25とB相26の2つの信号が滑らかに変化する。
FIG. 7 shows a schematic diagram of the drive voltage waveforms of the 1-2 phase drive system and the microstep drive system. In FIG. 7, the vertical line indicates the position of the 1-2 phase stop point. The lower side in FIG. 7 shows the 1-2 phase drive as the
図8は、矩形波駆動とマイクロステップ駆動の駆動位置の変化を示している。図8において、横軸は時間、縦軸は位置をそれぞれ示している。矩形波駆動30は、高いトルクを発生させることができるため、高速駆動が可能である。一方、マイクロステップ駆動31は、矩形波駆動30よりも駆動トルクが低いため、高速な駆動が難しい。また、矩形波駆動27ではステッピングモータ9が停止可能な点は電気角度360°の中に8点のみである。加えて、励磁位相の変化が急激なために駆動速度が不連続になる場合がある。これに対して、マイクロステップ駆動24では1−2相駆動停止点よりも細かい分解能で停止することが可能である。例えば、1−2相駆動停止点を256分割した位置等に停止させることが可能である。また、励磁位相の変化が滑らかなため、駆動騒音が小さく滑らかな駆動を実現することができる。
FIG. 8 shows changes in the drive positions of the rectangular wave drive and the microstep drive. In FIG. 8, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents position. Since the rectangular wave drive 30 can generate high torque, high-speed drive is possible. On the other hand, since the microstep drive 31 has a lower drive torque than the rectangular wave drive 30, it is difficult to drive at high speed. Further, in the
続いて、図3のステップS4において、絞り制御部6は、ステッピングモータ9を駆動させる駆動波形を駆動ステップに応じて切り替えるため、駆動波形の切り替え位置を設定する。ここで、図4および図9を参照して、の駆動波形の切り替え位置の設定について説明する。図4は、駆動波形切り替え位置の設定を示すフローチャートである。図4の各ステップは、主に、絞り制御部6により実行される。図9は、駆動波形の説明図である。 Subsequently, in step S4 of FIG. 3, the diaphragm control unit 6 sets the switching position of the drive waveform in order to switch the drive waveform for driving the stepping motor 9 according to the drive step. Here, the setting of the switching position of the drive waveform will be described with reference to FIGS. 4 and 9. FIG. 4 is a flowchart showing the setting of the drive waveform switching position. Each step of FIG. 4 is mainly executed by the aperture control unit 6. FIG. 9 is an explanatory diagram of the drive waveform.
本実施例では、図9に示されるように、駆動波形を第1切り替え位置32と第2切り替え位置33の2か所で切り替える。まず図4のステップS41において、絞り制御部6は、記憶部8に記憶されているメカガタ量(絞り駆動部5の遊びに関する所定量)を読み出す。本実施例において、記憶部8は、メカガタ量(所定量)を駆動ステップ数として記憶している。なお、メカガタ量の詳細については後述する。続いてステップS42において、絞り制御部6は、第1切り替え位置32を設定する。本実施例において、絞り制御部6は、記憶部8に記憶されたメカガタ量(所定量)に基づいて第1切り替え位置32を決定する。続いてステップS43において、絞り制御部6は、第2切り替え位置33を設定する。なお、これらの詳細についは後述する。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, the drive waveform is switched at two positions, the
次に、図10乃至図12を参照して、本実施例の記憶部8に記憶されているメカガタ量について説明する。図10は、ギアガタの説明図であり、ピニオンギア10と羽根駆動部材13のギア部15との噛み合い部の拡大図を示している。ピニオンギア10と羽根駆動部材13のギア部15の間には、ガタ34(バックラッシ、遊び)が存在する。このため、ステッピングモータ9が駆動すると、ガタ34が詰まってギア部15の歯同士が衝突することで、衝突音が発生する。
Next, the amount of mechanical backlash stored in the
図11および図12は、カバー部材11と羽根駆動部材13との嵌合部におけるガタの模式図である。カバー部材11の嵌合突起12と羽根駆動部材13の嵌合部14とは係合しているが、部品公差によってガタ(遊び)が存在する。図11に示されるように、羽根駆動部材13が紙面左側に寄っている状態から、羽根駆動部材13のギア部15に紙面右下に力35を受ける場合を考える。この場合、図12に示されるように羽根駆動部材13が図12中の右下に移動して、位置46においてカバー部材11の嵌合突起12と衝突する。このように部品同士が衝突することで、衝突音が発生する。
11 and 12 are schematic views of play in the fitting portion between the
また、羽根部材16の駆動ピン17と羽根駆動部材13の穴21との間にも、部品公差によってガタ(遊び)が存在する。また、羽根部材16の駆動ピン18とベース部材19のカム20の間にも、部品公差によってガタが存在する。このため、羽根駆動部材13が回転すると、部品間で衝突音が発生する。記憶部8は、これらのメカガタ量が公差範囲内で最大になる際の値をステッピングモータ9の駆動ステップ数に換算して記憶している。例えば、ギア部15のバックラッシが2ステップ、羽根駆動部材13とカバー部材11との間のガタが0.5ステップ、羽根部材16とベース部材19、羽根駆動部材13との間のガタが0.5ステップの場合、合計のメカガタ最大量は3ステップとして記憶する。メカガタ量として記憶する値は小数の値でも良い。また、駆動部の遊びに関する量は、ギアガタのみを考慮した量や、羽根駆動部材13とカバー部材11との間のガタとギアガタとを考慮した量としてもよい。また、メカガタ量は公差範囲内の最大量としているが、部品を実測したガタ最大量や設計中心値としても良い。
Further, there is also play (play) between the drive pin 17 of the
続いて、図3のステップS6において、絞り制御部6は、ステッピングモータ9の駆動波形を選択する。ここで、図5を参照して、駆動波形の選択について詳述する。図5は、駆動波形の選択を示すフローチャートである。図5の各ステップは、主に、絞り制御部6により実行される。絞り制御部6は、各駆動量カウント(図3のステップS8)に応じた駆動波形を選択する。 Subsequently, in step S6 of FIG. 3, the diaphragm control unit 6 selects the drive waveform of the stepping motor 9. Here, the selection of the drive waveform will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the selection of the drive waveform. Each step of FIG. 5 is mainly executed by the aperture control unit 6. The aperture control unit 6 selects a drive waveform according to each drive amount count (step S8 in FIG. 3).
まずステップS501において、絞り制御部6は、駆動量カウントが第1切り替え位置32よりも小さいか否かを判定する。駆動量カウントが第1切り替え位置32よりも小さい場合、ステップS502に進む。ステップS502において、絞り制御部6は、マイクロステップ駆動36を選択する。すなわち絞り制御部6は、図9に示されるように、駆動開始位置37から第1切り替え位置32までマイクロステップ駆動36で駆動する。ここで、第1切り替え位置32は1−2相停止点上にある。これは、1−2相停止点以外で駆動波形を切り替えると、速度が不連続に変化することで脱調や不連続な光量変化が発生するためである。これは第2切り替え位置33でも同様であり、第2切り替え位置33も1−2相停止点上にある。また第1切り替え位置32は、矩形波駆動信号で停止できる位置の最小分解能を1ステップとするとき、駆動ステップ数が駆動開始位置37からメカガタ量38+X(X:0ステップ≦X<1ステップ)の距離にある。ここで、Xは範囲39であり、駆動開始位置37からメカガタ量38の距離の位置が1−2相停止点上に無い場合に1−2相停止点まで駆動する範囲に相当する。ここで、矩形波駆動は、モータの励磁を急に変化させるため、モータの速度が不連続で急峻になる場合がある。それに対して、マイクロステップ駆動はモータの励磁を滑らかに変化させるため、モータの駆動が滑らかで不連続な速度変化が小さい。本実施例では、駆動開始位置37から第1切り替え位置32までをマイクロステップ駆動36にすることで、メカガタが詰まって部品間の衝突が起きる際の駆動をマイクロステップ駆動36に設定する。これにより、部品衝突時にモータの速度が急峻になることを防止して、部品同士の衝突音を低減することができる。
First, in step S501, the aperture control unit 6 determines whether or not the drive amount count is smaller than the
一方、ステップS501にて駆動量カウントが第1切り替え位置32よりも大きい場合、ステップS503に進む。ステップS503において、絞り制御部6は、駆動量カウントが第2切り替え位置33よりも小さいか否かを判定する。駆動量カウントが第2切り替え位置33よりも小さい場合、ステップS504に進む。ステップS504において、絞り制御部6は、矩形波駆動40を選択する。すなわち絞り制御部6は、図9に示されるように、第1切り替え位置32から第2切り替え位置33まで矩形波駆動40で駆動する。矩形波駆動40は、駆動トルクが大きいため高速で駆動することができる。これにより、開口絞り4の駆動時間を短くすることができ、撮像装置100のコマ速を上げることが可能となる。
On the other hand, if the drive amount count is larger than the
一方、ステップS503にて駆動量カウントが第2切り替え位置33よりも大きい場合、ステップS502に進む。ステップS502において、絞り制御部6は、マイクロステップ駆動41を選択する。ここで、駆動開始位置から駆動目標位置までの駆動ステップ数を総ステップとする。このとき第2切り替え位置33は、駆動開始位置37から総ステップ−輝度変化防止距離(任意のステップ)42−Y(任意のステップ:0以上の数、Y:0ステップ≦Y<1ステップ)となる距離にある。輝度変化防止距離42は、不図示の輝度変化防止距離記憶手段に記憶されており、0としても良い。Yは範囲43であり、駆動開始位置37から総駆動ステップ−輝度変化防止距離42の距離となる位置44が1−2相停止点上に無い場合の1−2相停止点までの範囲に相当する。
On the other hand, if the drive amount count is larger than the second switching position 33 in step S503, the process proceeds to step S502. In step S502, the aperture control unit 6 selects the
このように絞り制御部6は、目標位置45よりも数ステップ前からマイクロステップ駆動41に切り替えることで、滑らかな駆動を行う。もし、このとき矩形波駆動を行うと、急峻な速度変化による急な輝度変化が発生する。ここで、目標位置45付近は速度が遅くなっているため、この急な輝度変化が目立つ可能性がある。これに対して、マイクロステップ駆動41で滑らかに駆動することで、急な輝度変化を低減することができる。また、滑らかに停止することで、羽根駆動部材13と羽根部材16が慣性力によってステッピングモータ9の駆動停止後に振動し続ける現象を低減して、口径精度を向上させることができる。加えて、駆動停止位置を細かい分割位置で停止することができるため、口径精度を向上させることができる。これらの駆動波形の制御により、衝突音の低減と高速駆動と高い口径精度を実現することができる。
In this way, the aperture control unit 6 switches to the microstep drive 41 several steps before the
続いて、図3のステップS6において、絞り制御部6は、駆動速度を設定する。具体的には、絞り制御部6は、目標ステップまでの駆動ステップ数に応じて加速、減速駆動を行う。すなわち、駆動開始から総駆動量の半分まで加速して、それ以降は減速していく。このような駆動ステップ数に対する加速と減速のパラメータは、不図示の加減速指示値記憶手段に記憶されている。これにより、ステッピングモータ9の脱調を防ぎつつ最高速度を達成することができる。また、加減速指示値記憶手段に記憶される駆動速度は、駆動信号のトルクごとに脱調しない速度をパラメータとして記憶されている。 Subsequently, in step S6 of FIG. 3, the aperture control unit 6 sets the drive speed. Specifically, the aperture control unit 6 performs acceleration / deceleration drive according to the number of drive steps up to the target step. That is, it accelerates from the start of driving to half of the total driving amount, and then decelerates thereafter. Acceleration and deceleration parameters with respect to the number of such drive steps are stored in acceleration / deceleration instruction value storage means (not shown). As a result, the maximum speed can be achieved while preventing the stepping motor 9 from stepping out. Further, the drive speed stored in the acceleration / deceleration instruction value storage means is stored as a parameter of a speed that does not step out for each torque of the drive signal.
続いて、図3のステップS7において、絞り制御部6は駆動制御を行う。すなわち絞り制御部6は、ステップS5にて選択した駆動波形とステップS6にて設定した駆動速度に従って、絞り駆動部5を制御する。続いてステップS8において、絞り制御部6は駆動量をカウントする。具体的には、絞り制御部6は、駆動開始から現在位置までの駆動量をカウントして記憶する。絞り制御部6は、この駆動量カウントを用いて、ステップS5にて駆動波形を選択し、ステップS6にて駆動速度を設定し、ステップS9にて目標ステップへの到達を判定する。 Subsequently, in step S7 of FIG. 3, the aperture control unit 6 performs drive control. That is, the diaphragm control unit 6 controls the diaphragm drive unit 5 according to the drive waveform selected in step S5 and the drive speed set in step S6. Subsequently, in step S8, the aperture control unit 6 counts the driving amount. Specifically, the aperture control unit 6 counts and stores the drive amount from the start of drive to the current position. Using this drive amount count, the aperture control unit 6 selects the drive waveform in step S5, sets the drive speed in step S6, and determines the arrival at the target step in step S9.
続いてステップS9において、絞り制御部6は、目標ステップに到達したか否かを判定する。具体的には、絞り制御部6は、駆動量カウントとステップS3にて算出した総駆動量とを比較して、目標ステップに到達したか否かを判定する。目標ステップに到達した場合、駆動を終了する。一方、目標ステップに到達していない場合、ステップS5に戻る。 Subsequently, in step S9, the aperture control unit 6 determines whether or not the target step has been reached. Specifically, the aperture control unit 6 compares the drive amount count with the total drive amount calculated in step S3, and determines whether or not the target step has been reached. When the target step is reached, the drive ends. On the other hand, if the target step has not been reached, the process returns to step S5.
本実施例によれば、衝突音の低減と高速駆動と高い口径精度を実現することができる。 According to this embodiment, it is possible to reduce collision noise, drive at high speed, and achieve high caliber accuracy.
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例は、開口絞り4の駆動方向が直前の駆動方向と一致しているか否かに応じてメカガタ量の設定を変更する点で、実施例1と異なる。
Next, Example 2 of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the setting of the amount of mechanical backlash is changed depending on whether or not the driving direction of the
図13乃至図15を参照して、本実施例の駆動方法について説明する。図13は、記憶部8に記憶されているデータの説明図である。図14は、駆動方法を示すフローチャートである。図15は、駆動波形切り替え位置の設定を示すフローチャートである。図14および図15の各ステップは、主に、絞り制御部6により実行される。なお図14および図15において、図3および図4と同じステップは同じ符号で示し、それらの説明を省略する。
The driving method of this embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG. 13 is an explanatory diagram of data stored in the
図14のステップS10において、絞り制御部6は、ステッピングモータ9を駆動させる駆動波形を駆動ステップに応じて切り替えるため、駆動波形の切り替え位置を設定する。具体的には、本実施例において、駆動方向は、ステップS11にて、駆動終了時に不図示の駆動方向記憶手段に記憶されている。そしてステップS10において、絞り制御部6は、次の駆動時の駆動波形の切り替え位置を設定する。 In step S10 of FIG. 14, the diaphragm control unit 6 sets the switching position of the drive waveform in order to switch the drive waveform for driving the stepping motor 9 according to the drive step. Specifically, in this embodiment, the drive direction is stored in a drive direction storage means (not shown) at the end of drive in step S11. Then, in step S10, the aperture control unit 6 sets the switching position of the drive waveform at the time of the next drive.
まず、ステップS101において、絞り制御部6は、駆動が順送り駆動か反転駆動かを判定する。すなわち、駆動方向記憶手段に記憶されている直前の駆動時の駆動方向と、次の駆動方向とが一致している場合、絞り制御部6は駆動が順送り駆動である判定する。一方、これらの駆動方向が一致していない場合、絞り制御部6は駆動が反転駆動であると判定する。 First, in step S101, the aperture control unit 6 determines whether the drive is a forward drive or a reverse drive. That is, when the drive direction at the time of the previous drive stored in the drive direction storage means and the next drive direction coincide with each other, the aperture control unit 6 determines that the drive is a progressive drive. On the other hand, when these drive directions do not match, the aperture control unit 6 determines that the drive is a reverse drive.
続いてステップS102において、絞り制御部6は、ステップS101にて判定された駆動に応じたメカガタ量を記憶部8から読み出す。ここで、駆動が反転駆動の場合、部品同士のガタが逆方向に詰まっている状態であるため、駆動開始時のメカガタ量は最大になる。また、絞りの駆動停止時に羽根駆動部材13と羽根部材16が、慣性力によってステッピングモータ9の停止位置よりも先に進むことがある。このため、順送り駆動の場合でも反転駆動時よりも少量のメカガタが発生する。
Subsequently, in step S102, the aperture control unit 6 reads out from the
図13に示されるように、記憶部8は、順送り駆動と反転駆動のそれぞれに対応するメカガタ量(例えば、順送り駆動が1ステップ、反転駆動が3ステップ)を記憶している。絞り制御部6は、次の第1切り替え位置の設定を行う際に、駆動方向に応じたメカガタ量を使用する。このため、順送り駆動の場合はメカガタ量を小さく設定できるため、より速く矩形波駆動に移行することができる。これにより、衝突音の発生を防ぎつつ順方向により速く矩形波駆動に移行することで高速な駆動を実現することが可能である。
As shown in FIG. 13, the
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例は、駆動速度の設定の点で、実施例1および実施例2と異なる。本実施例では、駆動開始位置37から第1切り替え位置32まで、低速の一定速で駆動する。次に、第1切り替え位置32から第2切り替え位置33まで、高速の一定速で駆動する。そして、第2切り替え位置33から目標位置45まで、低速の一定速で駆動する。
Next, Example 3 of the present invention will be described. This embodiment is different from the first and second embodiments in that the drive speed is set. In this embodiment, the vehicle is driven from the drive start position 37 to the
部品同士の位置は駆動毎に全く同じ状態にはならないため、メカガタ量は駆動毎に常に同じにはならない。このため、速度を駆動開始位置37から第1切り替え位置32まで加速させた場合、メカガタの状態によってメカ衝突時の速度が駆動毎に変わる。このため、衝突音圧が駆動毎に変わってしまう。これに対して、本実施例では、駆動開始位置37から第1切り替え位置32までの区間を一定速で駆動するため、メカ衝突時の速度は駆動毎に一定である。すなわち、衝突時の音圧を安定して低減することができる。
Since the positions of the parts are not exactly the same for each drive, the amount of mechanical backlash is not always the same for each drive. Therefore, when the speed is accelerated from the drive start position 37 to the
次に、本発明の実施例4について説明する。本実施例は、メカガタ量の設定方法の点で、実施例1乃至実施例3と異なる。本実施例では、羽根駆動部材13に不図示の位置センサを設置する。
Next, Example 4 of the present invention will be described. This embodiment is different from the first to third embodiments in the method of setting the amount of mechanical backlash. In this embodiment, a position sensor (not shown) is installed on the
次に、本実施例における駆動波形について説明する。まず、駆動開始から羽根駆動部材13が動いたことを位置センサが検知するまでマイクロステップ駆動を行う。続いて、羽根駆動部材13が動いたことを位置センサが検知した位置から最も近い1−2相停止点までマイクロステップ駆動で継続して駆動を行う。そして、第2切り替え位置33まで矩形波駆動を行う。これにより、メカガタ量として公差最大量を使用する必要がないため、ギアガタが詰まってからすぐに矩形波駆動に移行することができる。このため、部品間の衝突音の低減と高速な駆動を実現することができる。
Next, the drive waveform in this embodiment will be described. First, the microstep drive is performed from the start of the drive until the position sensor detects that the
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other Examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上のように、各実施例において、絞り制御部6は、第1駆動信号(矩形波駆動信号)および第1駆動信号よりも制御分解能が高い第2駆動信号(マイクロステップ駆動信号)を選択的に生成する。また絞り制御部6は、駆動開始位置から第1切り替え位置(1−2相位置)までは、第2駆動信号で絞り駆動部5を制御し、第1切り替え位置からは、第1駆動信号で絞り駆動部5を制御する。そして絞り制御部6は、第1切り替え位置を、記憶部8に記憶された量(例えば、絞り駆動部5の遊びに関する設計値の最大値、駆動ステップ数)に基づいて決定する。 As described above, in each embodiment, the aperture control unit 6 selectively selects the first drive signal (rectangular wave drive signal) and the second drive signal (microstep drive signal) having a higher control resolution than the first drive signal. To generate. Further, the diaphragm control unit 6 controls the diaphragm drive unit 5 with a second drive signal from the drive start position to the first switching position (1-2 phase position), and from the first switching position, the first drive signal is used. The aperture drive unit 5 is controlled. Then, the aperture control unit 6 determines the first switching position based on the amount stored in the storage unit 8 (for example, the maximum value of the design value regarding the play of the aperture drive unit 5 and the number of drive steps).
好ましくは、第1の駆動信号で制御できる位置の分解能を1ステップとして、駆動開始位置から第1切り替え位置までは、前記量+Xステップ(0≦X<1)だけ離れている。より好ましくは、前記量は、1ステップを単位とする量である。また好ましくは、絞り制御部6は、第1切り替え位置から第2切り替え位置までは、第1駆動信号で絞り駆動部5を制御し、第2切り替え位置から駆動目標位置までは、第2駆動信号で絞り駆動部5を制御する。 Preferably, the resolution of the position that can be controlled by the first drive signal is set as one step, and the drive start position and the first switching position are separated by the amount + X steps (0 ≦ X <1). More preferably, the amount is an amount in units of one step. Further, preferably, the aperture control unit 6 controls the aperture drive unit 5 with the first drive signal from the first switching position to the second switching position, and the second drive signal from the second switching position to the drive target position. Controls the aperture drive unit 5.
好ましくは、第1駆動信号による開口絞り4の速度は、第2駆動信号による開口絞り4の速度よりも速い。また好ましくは、記憶部8は、前記量として、駆動方向が反転したか否かによって互いに異なる2つの量を記憶している。また好ましくは、前記量は、ギアとギアとの間のバックラッシに関する量を含む。また好ましくは、第1駆動信号は、矩形波駆動信号であり、第2駆動信号は、マイクロステップ駆動信号である。より好ましくは、絞り制御部6は、第1切り替え位置を1−2相位置に基づいて決定する。また好ましくは、前記量は、遊びの設計値または実測値に基づく量である。
Preferably, the speed of the
各実施例によれば、駆動開始時の駆動音を低減しつつ高速かつ高精度な駆動を実現可能なレンズ装置、撮像装置、駆動方法、および、プログラムを提供することができる。 According to each embodiment, it is possible to provide a lens device, an image pickup device, a driving method, and a program capable of realizing high-speed and high-precision driving while reducing driving noise at the start of driving.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferable examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
例えば、各実施例の被駆動部材は開口絞り4であるが、これに限定されるものではない。本発明は、被駆動部材としてレンズなどの光学素子にも適用可能である。
For example, the driven member of each embodiment is an
2 レンズ装置
4 開口絞り(被駆動部材)
5 絞り駆動部(駆動部)
6 絞り制御部(制御部)
8 記憶部
100 撮像装置
2
5 Aperture drive unit (drive unit)
6 Aperture control unit (control unit)
8 Storage unit 100 Imaging device
Claims (14)
前記被駆動部材を駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記駆動部の遊びに関する量を記憶している記憶部と、を有し、
前記制御部は、
第1駆動信号および前記第1駆動信号よりも制御分解能が高い第2駆動信号を選択的に生成し、
駆動開始位置から第1切り替え位置までは、前記第2駆動信号で前記駆動部を制御し、前記第1切り替え位置からは、前記第1駆動信号で前記駆動部を制御し、
前記第1切り替え位置は、前記記憶部に記憶された前記量に基づいて決定することを特徴とするレンズ装置。 Driven member and
A drive unit that drives the driven member and
A control unit that controls the drive unit and
It has a storage unit that stores the amount of play of the drive unit, and has a storage unit.
The control unit
The first drive signal and the second drive signal having a higher control resolution than the first drive signal are selectively generated.
From the drive start position to the first switching position, the drive unit is controlled by the second drive signal, and from the first switching position, the drive unit is controlled by the first drive signal.
A lens device characterized in that the first switching position is determined based on the amount stored in the storage unit.
前記第1切り替え位置から第2切り替え位置までは、前記第1駆動信号で前記駆動部を制御し、
前記第2切り替え位置から駆動目標位置までは、前記第2駆動信号で前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ装置。 The control unit
From the first switching position to the second switching position, the drive unit is controlled by the first drive signal.
The lens device according to claim 1 or 2, wherein the drive unit is controlled by the second drive signal from the second switching position to the drive target position.
前記第2駆動信号は、マイクロステップ駆動信号であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のレンズ装置。 The first drive signal is a rectangular wave drive signal, and is
The lens device according to any one of claims 1 to 8, wherein the second drive signal is a microstep drive signal.
前記レンズ装置により形成された像を撮る撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。 The lens device according to any one of claims 1 to 11.
An image sensor that captures an image formed by the lens device,
An imaging device characterized by having.
駆動開始位置から第1切り替え位置までは、前記第2駆動信号で前記駆動部を制御し、
前記第1切り替え位置からは、前記第1駆動信号で前記駆動部を制御し、
前記第1切り替え位置は、前記駆動部の遊びに関する量に基づいて決定する、ことを特徴とする制御方法。 A control method for controlling a drive unit that drives a driven member based on a first drive signal and a second drive signal having a control resolution higher than that of the first drive signal.
From the drive start position to the first switching position, the drive unit is controlled by the second drive signal.
From the first switching position, the drive unit is controlled by the first drive signal, and the drive unit is controlled.
The control method, characterized in that the first switching position is determined based on the amount of play of the drive unit.
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