JP6421063B2

JP6421063B2 - Blade driving device, optical device, and blade driving method

Info

Publication number: JP6421063B2
Application number: JP2015057492A
Authority: JP
Inventors: 清水　康介; 康介清水
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: JP2016177145A

Description

本発明は、主に光学機器に使用される絞り羽根、シャッタ羽根などの羽根部材を駆動する羽根駆動装置、光学装置及び羽根駆動方法に関する。 The present invention relates to a blade driving device, an optical device, and a blade driving method for driving blade members such as a diaphragm blade and a shutter blade used mainly in optical equipment.

カメラ等の光学装置は、光量を調整するための絞り装置を備える。絞り装置の駆動方法として、図１４に例示する矩形波信号を供給してステッピングモータを駆動する矩形波駆動と図１５に例示する疑似的な正弦波信号を供給してステッピングモータを駆動するマイクロステップ駆動がよく知られている。矩形波駆動は高速駆動が可能であるものの、駆動音が大きく、消費電力も大きいなどの欠点がある。また、マイクロステップ駆動方式は静音駆動が可能で、細かい制御が可能であるものの、トルクが小さく、高速駆動に適さないという欠点がある。 An optical device such as a camera includes an aperture device for adjusting the amount of light. As a driving method of the diaphragm device, a rectangular wave drive for supplying the rectangular wave signal illustrated in FIG. 14 to drive the stepping motor and a micro step for driving the stepping motor by supplying the pseudo sine wave signal illustrated in FIG. The drive is well known. Although rectangular wave driving is possible at high speed, it has drawbacks such as large driving sound and large power consumption. In addition, the micro-step driving method can be driven silently and can be finely controlled, but has a drawback that it has a small torque and is not suitable for high-speed driving.

両駆動方法を組み合わせた駆動方法も提案されている。例えば、特許文献１には、現在の絞り位置と所望の絞り位置との位置関係によって矩形波駆動とマイクロステップ駆動を使い分ける絞り装置が開示されている。また、特許文献２には、動画撮影も可能なカメラシステムにおいて、静止画撮影時は矩形波駆動を、動画撮影時はマイクロステップ駆動を選択する絞り装置が開示されている。 A driving method combining both driving methods has also been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a diaphragm device that selectively uses rectangular wave driving and microstep driving depending on the positional relationship between the current diaphragm position and a desired diaphragm position. Patent Document 2 discloses a diaphragm device that selects rectangular wave driving for still image shooting and microstep driving for moving image shooting in a camera system capable of moving image shooting.

特開平６−８８９８５号公報JP-A-6-88985 特開２０１３−１４８６１４号公報JP 2013-148614 A

特許文献１及び特許文献２に開示されている駆動方法では、駆動方法を選択した後は、選択した駆動方法でのみ絞りを駆動する。このため、各駆動方法の欠点がそのまま残ってしまう。
同様の問題は、シャッタ羽根を駆動する場合にも存在する。 In the driving methods disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, after the driving method is selected, the diaphragm is driven only by the selected driving method. For this reason, the fault of each drive method remains as it is.
A similar problem exists when driving shutter blades.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、高速で駆動が可能で、且つ静音性に優れた羽根駆動装置、光学装置及び羽根駆動方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a blade driving device, an optical device, and a blade driving method that can be driven at a high speed and are excellent in quietness.

上記目的を達成するため、本発明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、矩形波駆動信号を供給し、続いて、マイクロステップ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。
この構成によれば、当初は矩形波駆動信号をステッピングモータに印加するので、大きなトルクが得やすく、静止摩擦に抗して起動が容易である。続いて、マイクロステップ駆動信号をステッピングモータに印加するので、静音での駆動が可能となる。また、羽根部材が一旦駆動された後は、通常、静止摩擦よりも小さい動摩擦となるため、駆動に無理も生じない。 In order to achieve the above object, a blade driving device according to the present invention comprises:
A stepping motor that drives a blade member that opens and closes an opening for exposure;
Driving means for driving the stepping motor by supplying a rectangular wave driving signal to the stepping motor and subsequently supplying a microstep driving signal;
It is characterized by comprising.
According to this configuration, since the rectangular wave drive signal is initially applied to the stepping motor, it is easy to obtain a large torque and it is easy to start up against static friction. Subsequently, since the microstep drive signal is applied to the stepping motor, it is possible to drive with a low noise. In addition, after the blade member is once driven, the friction is usually smaller than the static friction.

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。
通常、絞り装置は、複数の絞り羽根を備え、絞り羽根が互い違いに接触する。このため、静止摩擦が大きい。一方で、静音での高速駆動が求められている。この構成によれば両方の要求を満たすことができる。 The blade member includes, for example, a diaphragm blade that controls the opening of the opening for exposure.
Usually, the diaphragm device includes a plurality of diaphragm blades, and the diaphragm blades contact each other alternately. For this reason, static friction is large. On the other hand, high-speed driving with low noise is required. According to this configuration, both requirements can be satisfied.

前記矩形波駆動信号の振幅を、前記マイクロステップ駆動信号の振幅よりも大きくしてもよい。
この駆動方法とすることにより、羽根部材を静音で駆動することが可能となる。通常、動摩擦は静摩擦よりも小さいため、駆動自体も十分可能である。 The amplitude of the rectangular wave drive signal may be larger than the amplitude of the microstep drive signal.
By using this driving method, the blade member can be driven silently. Usually, the dynamic friction is smaller than the static friction, so that the drive itself is sufficiently possible.

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、矩形波駆動信号を再度印加してもよい。
制動時も相対的に大きなトルクが必要となることが多い。この構成によれば、制動も安定して行うことができる。 The driving means may further apply the rectangular wave driving signal again before stopping the application to the stepping motor.
A relatively large torque is often required even during braking. According to this configuration, braking can be performed stably.

前記矩形波駆動信号のパルスレートより、前記マイクロステップ駆動信号のパルスレートの方を高くしてもよい。
この駆動方法とすることにより、羽根部材を高速で駆動することが可能となる。通常、動摩擦は静摩擦よりも小さいため、駆動自体も十分可能である。 The pulse rate of the microstep drive signal may be higher than the pulse rate of the rectangular wave drive signal.
By using this driving method, the blade member can be driven at high speed. Usually, the dynamic friction is smaller than the static friction, so that the drive itself is sufficiently possible.

上記目的を達成するため、本発明に係る光学装置は、
レンズと、前記羽根部材と、撮像素子と、上述の羽根駆動装置と、を備える。
この発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ等の光学装置に用いて好適である。 In order to achieve the above object, an optical device according to the present invention comprises:
A lens, the blade member, an image sensor, and the blade driving device described above are provided.
The present invention is suitable for use in an optical apparatus such as a still camera or a video camera.

上記目的を達成するため、本発明に係る羽根駆動方法は、
複数の絞り羽根を駆動するステッピングモータに、矩形波駆動信号を印加し、続いて、マイクロステップ駆動信号を印加して駆動する。 In order to achieve the above object, a blade driving method according to the present invention includes:
A rectangular wave drive signal is applied to a stepping motor that drives a plurality of diaphragm blades, and then a microstep drive signal is applied to drive the stepping motor.

上述したように、本発明によれば、羽根部材を相対的に大きなトルクで駆動し、その後、静音で駆動することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to drive the blade member with a relatively large torque, and then drive it with silence.

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に係る絞り装置の制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る絞り装置の絞り制御処理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 aperture control process 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信号を示す図である。It is a figure which shows 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１に係る絞り装置の駆動信号を示す図である。It is a figure which shows 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 2 of this invention. 本発明の実施の形態２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 2 of this invention. 本発明の実施の形態２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 2 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. 矩形波駆動信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a rectangular wave drive signal. 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 a microstep drive signal.

本発明の実施の形態に係る羽根駆動装置と羽根駆動方法について、図面を参照しながら説明する。 A blade driving device and a blade driving method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
駆動対象の羽根部材が光学装置の絞り羽根である、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を制御する制御回路１００とを基本構成として備える。 (Embodiment 1)
A first embodiment in which the blade member to be driven is a diaphragm blade of the optical device 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 as a drive source of the drive ring 30, a gear train 300 for transmitting the power of the stepping motor 200 to the drive ring 30, and a stepping A control circuit 100 that controls the 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とが４０°回転対称に配置されている。 The main plate 10 is a disc-shaped 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 40. ° Arranged rotationally symmetrical.

複数の絞り羽根２０は、協同して開口部１０ａの開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 diaphragm blades 20 are members that cooperate to adjust the 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は互い違いに、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 alternately or in contact 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、４０°回転対称に第１と第２の駆動ピン３１、３２が垂設されている。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。 First and second drive pins 31 and 32 are suspended from the upper surface of the drive ring 30 so as to be 40 ° rotationally symmetric. 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、矩形波駆動により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を回動させ、絞り羽根２０が動き出してからは、マイクロステップ駆動に切り替えて静音駆動を行う。 The control circuit 100 is a circuit for driving the stepping motor 200. When the aperture is opened and closed, first, a large torque is generated by the rectangular wave drive, and the aperture blade 200 is rotated against static friction to thereby stop the aperture blade. After 20 starts moving, it switches to microstep driving and performs silent driving.

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、矩形波信号生成回路１２０と、マイクロステップ信号生成回路１２１と、Ａ相ドライバ１５０ａと、Ｂ相ドライバ１５０ｂと、スイッチ１６０ａと、スイッチ１６０ｂと、絞り位置センサ１３０とを備える。 Specifically, the control circuit 100 is disposed on the ground plane 10 and, as shown in FIG. 6, a controller 110, a storage unit 111, a rectangular wave signal generation circuit 120, a microstep signal generation circuit 121, and an A-phase driver. 150a, B phase driver 150b, switch 160a, switch 160b, and aperture position sensor 130 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、まず、矩形波の駆動信号を生成し、続いて、マイクロステップ駆動信号を生成し、ステッピングモータ２００を矩形波駆動した後、マイクロステップ駆動する制御を実行する。制御の詳細は後述する。 The controller 110 is composed of a processor or the like and executes a control program stored in the storage unit 111. When the aperture blade 20 is opened and closed, the controller 110 first generates a rectangular wave drive signal, and then generates a microstep drive signal. After the stepping motor 200 is generated and driven by a rectangular wave, control for microstep driving is executed. 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.

矩形波信号生成回路１２０は、コントローラ１１０の制御に従って、Ａ相用とＢ相用の矩形波信号を生成する。 The rectangular wave signal generation circuit 120 generates A-phase and B-phase rectangular wave signals under the control of the controller 110.

マイクロステップ信号生成回路１２１は、コントローラ１１０の制御に従って、Ａ相用とＢ相用のマイクロステップ信号を生成する。なお、マイクロステップ信号の振幅は、矩形波信号の振幅よりも小さい。なお、Ａ相用矩形波信号とＡ相用マイクロステップ信号の周波数と位相は互いに一致し、Ｂ相用矩形波信号とＢ相用マイクロステップ信号の周波数と位相も互いに一致している。 The microstep signal generation circuit 121 generates A-phase and B-phase microstep signals under the control of the controller 110. Note that the amplitude of the microstep signal is smaller than the amplitude of the rectangular wave signal. Note that the frequency and phase of the A-phase rectangular wave signal and the A-phase microstep signal match each other, and the frequency and phase of the B-phase rectangular wave signal and the B-phase microstep signal also match each other.

スイッチ１６０ａは、半導体スイッチ等から構成され、コントローラ１１０の制御に従って動作し、矩形波信号生成回路１２０が生成したＡ相用矩形波信号とマイクロステップ信号生成回路１２１が生成したＡ相用マイクロステップ信号の一方を選択して、Ａ相ドライバ１５０ａに供給する。スイッチ１６０ｂは、半導体スイッチ等から構成され、コントローラ１１０の制御に従って動作し、矩形波信号生成回路１２０が生成したＢ相用矩形波信号とマイクロステップ信号生成回路１２１が生成したＢ相用マイクロステップ信号の一方を選択して、Ｂ相ドライバ１５０ｂに供給する。 The switch 160a is composed of a semiconductor switch or the like, operates according to the control of the controller 110, and generates an A-phase rectangular wave signal generated by the rectangular wave signal generation circuit 120 and an A-phase microstep signal generated by the microstep signal generation circuit 121. Is selected and supplied to the A-phase driver 150a. The switch 160b is composed of a semiconductor switch or the like, operates according to the control of the controller 110, and generates a B-phase rectangular wave signal generated by the rectangular wave signal generation circuit 120 and a B-phase microstep signal generated by the microstep signal generation circuit 121. Is selected and supplied to the B-phase driver 150b.

Ａ相ドライバ１５０ａは、レベル変換回路から構成され、スイッチ１６０ａを介して供給されたＡ相用の信号を、駆動電圧系の信号にレベル変換し、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の両端に印加する。Ｂ相ドライバ１５０ｂは、レベル変換回路から構成され、スイッチ１６０ｂを介して供給されたＢ相用の信号を、駆動電圧系の信号にレベル変換し、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の両端に印加する。 The A-phase driver 150a is composed of a level conversion circuit, converts the level of the A-phase signal supplied via the switch 160a into a drive voltage system signal, generates the drive signal A and its inverted signal XA, The voltage is applied to both ends of the A-phase coil 230a of the stepping motor 200. The B-phase driver 150b is composed of a level conversion circuit, converts the level of the B-phase signal supplied via the switch 160b into a drive voltage system signal, generates the drive signal B and its inverted signal XB, The voltage is applied to both ends of the B phase coil 230b of the stepping motor 200.

絞り位置センサ１３０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。 The aperture position sensor 130 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.

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。
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、図１の開放状態から図２の最大絞り状態まで２０段階に区分けし、開放状態を１段目、最大絞り状態を２０段目とする。また、絞り位置センサ１３０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。 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.
In the following description, for easy understanding, the aperture positions of the plurality of aperture blades 20 are divided into 20 stages from the open state in FIG. 1 to the maximum aperture state in FIG. The maximum aperture state is the 20th stage. In addition, the aperture position sensor 130 detects the number of stages at which the aperture positions of the plurality of aperture blades 20 are currently located, and notifies the controller 110 of the detected number of stages.

図示せぬ外部装置より、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１３０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、必要ならば、図示せぬロータ位置センサ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）。
次に、コントローラ１１０は、指示信号が指示する開度に相当する段数を特定する（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 130, and if necessary, the stop position (rotation) of the rotor 210 from the output signal of the rotor position sensor (not shown). (Corner) is specified (step S11).
Next, the controller 110 specifies the number of stages 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、矩形波信号生成回路１２０とマイクロステップ信号生成回路１２１とを起動し、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、矩形波信号生成回路１２０とマイクロステップ信号生成回路１２１とに、それぞれ矩形波信号とマイクロステップ信号との生成を開始させる（ステップＳ１４）。コントローラ１１０の制御に従って、矩形波信号生成回路１２０は、Ａ相用とＢ相用の矩形波信号を生成し、マイクロステップ信号生成回路１２１は、Ａ相用とＢ相用のマイクロステップ信号を生成して出力する。 Next, the controller 110 activates the rectangular wave signal generation circuit 120 and the micro step signal generation circuit 121, and the rectangular wave signal generation circuit 120 and the micro step signal so that the stepping motor 200 rotates in the rotation direction specified in step S13. The step signal generation circuit 121 is caused to start generating a rectangular wave signal and a microstep signal, respectively (step S14). Under the control of the controller 110, the rectangular wave signal generation circuit 120 generates A-phase and B-phase rectangular wave signals, and the microstep signal generation circuit 121 generates A-phase and B-phase microstep signals. And output.

次に、コントローラ１１０は、スイッチ１６０ａに矩形波信号生成回路１２０が出力するＡ相用矩形波信号を選択させ、スイッチ１６０ｂに矩形波信号生成回路１２０が出力するＢ相用矩形波信号を選択させる（ステップＳ１５）。これにより、Ａ相ドライバ１５０ａにＡ相用矩形波信号が供給され、Ｂ相ドライバ１５０ｂにＢ相用矩形波信号が供給される。Ａ相ドライバ１５０ａは、Ａ相用矩形波信号をレベル変換してＡ相用矩形波駆動信号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。Ａ相コイル２３０ａには、Ａ相用矩形波駆動信号Ａとその反転信号ＸＡとの差分に相当する矩形波電圧が図８（ａ）に示すように印加される。同様に、Ｂ相ドライバ１５０ｂは、Ｂ相用矩形波信号をレベル変換してＢ相用矩形波駆動信号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。Ｂ相コイル２３０ｂには、Ｂ相用矩形波駆動信号Ｂとその反転信号ＸＢとの差分に相当する矩形波電圧が図８（ｂ）に示すように印加される。ステッピングモータ２００は、振幅が大きい矩形波駆動信号により、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。 Next, the controller 110 causes the switch 160a to select the A-phase rectangular wave signal output from the rectangular wave signal generation circuit 120, and causes the switch 160b to select the B-phase rectangular wave signal output from the rectangular wave signal generation circuit 120. (Step S15). As a result, the A-phase rectangular wave signal is supplied to the A-phase driver 150a, and the B-phase rectangular wave signal is supplied to the B-phase driver 150b. The A-phase driver 150 a converts the level of the A-phase rectangular wave signal to generate the A-phase rectangular wave drive signal A and its inverted signal XA, and applies the A-phase rectangular wave signal to the A-phase coil 230 a of the stepping motor 200. A rectangular wave voltage corresponding to the difference between the A phase rectangular wave drive signal A and its inverted signal XA is applied to the A phase coil 230a as shown in FIG. Similarly, the B-phase driver 150b converts the level of the B-phase rectangular wave signal to generate a B-phase rectangular wave drive signal B and its inverted signal XB, and applies them to the B-phase coil 230b of the stepping motor 200. A rectangular wave voltage corresponding to the difference between the B phase rectangular wave drive signal B and its inverted signal XB is applied to the B phase coil 230b as shown in FIG. 8B. The stepping motor 200 starts to rotate against static friction with a relatively large torque by a rectangular wave drive signal having a large amplitude.

コントローラ１１０は、絞り位置センサ１３０の出力信号を監視し、絞り羽根２０が、ステップＳ１１で特定した位置から１段階移動したか否かを判別し（ステップＳ１６）、１段階移動するまでステップＳ１６を繰り返す（ステップＳ１６；Ｎｏ）。 The controller 110 monitors the output signal of the aperture position sensor 130, determines whether or not the aperture blade 20 has moved one step from the position specified in step S11 (step S16), and performs step S16 until it has moved one step. Repeat (Step S16; No).

コントローラ１１０は、絞り羽根２０が、ステップＳ１１で特定した位置から１段階移動したと判別すると（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、スイッチ１６０ａにマイクロステップ信号生成回路１２１が出力するＡ相用マイクロステップ信号を選択させ、スイッチ１６０ｂにマイクロステップ信号生成回路１２１が出力するＢ相用マイクロステップ信号を選択させる（ステップＳ１７）。これにより、Ａ相ドライバ１５０ａにＡ相用マイクロステップ信号が供給され、Ｂ相ドライバ１５０ｂにＢ相用マイクロステップ信号が供給される。Ａ相ドライバ１５０ａは、Ａ相用マイクロステップ信号をレベル変換してＡ相用マイクロステップ駆動信号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。Ａ相コイル２３０ａには、Ａ相用マイクロステップ駆動信号Ａとその反転信号ＸＡとの差分に相当する擬似的な正弦波状の電圧が図８（ａ）に示すように印加される。同様に、Ｂ相ドライバ１５０ｂは、Ｂ相用マイクロステップ信号をレベル変換してＢ相用マイクロステップ駆動信号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。Ｂ相コイル２３０ｂには、Ｂ相用マイクロステップ駆動信号Ｂとその反転信号ＸＢとの差分に相当する擬似的な正弦波状の電圧が図８（ｂ）に示すように印加される。以後、ステッピングモータ２００は、正弦波に近いマイクロステップ駆動信号により、静音で駆動される。なお、動摩擦は静止摩擦よりも小さいため、振幅の小さいマイクロステップ駆動信号であっても、絞り羽根２０を継続して駆動することができる。 When the controller 110 determines that the diaphragm blade 20 has moved one step from the position specified in step S11 (step S16; YES), the controller 110 selects the A-phase microstep signal output from the microstep signal generation circuit 121 to the switch 160a. The switch 160b selects the B-phase microstep signal output from the microstep signal generation circuit 121 (step S17). As a result, the A-phase microstep signal is supplied to the A-phase driver 150a, and the B-phase microstep signal is supplied to the B-phase driver 150b. The A-phase driver 150 a converts the level of the A-phase microstep signal to generate the A-phase microstep drive signal A and its inverted signal XA, and applies them to the A-phase coil 230 a of the stepping motor 200. A pseudo sine wave voltage corresponding to the difference between the A-phase microstep drive signal A and its inverted signal XA is applied to the A-phase coil 230a as shown in FIG. Similarly, the B-phase driver 150b converts the level of the B-phase microstep signal to generate a B-phase microstep drive signal B and its inverted signal XB, and applies them to the B-phase coil 230b of the stepping motor 200. A pseudo sine wave voltage corresponding to the difference between the B-phase microstep drive signal B and its inverted signal XB is applied to the B-phase coil 230b as shown in FIG. 8B. Thereafter, the stepping motor 200 is driven silently by a microstep drive signal close to a sine wave. Since dynamic friction is smaller than static friction, the diaphragm blade 20 can be continuously driven even with a microstep drive signal having a small amplitude.

コントローラ１１０は、絞り位置センサ１３０の出力信号を監視し、絞り羽根２０が、ステップＳ１２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（ステップＳ１８；ＮＯ）、判別を繰り返して待機する。絞り羽根２０が目的位置に移動したと判別すると（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 130, determines whether or not the aperture blade 20 has reached the target position specified in step S12 (step S18), and the aperture blade 20 is specified in step S12. If the target position has not been reached (step S18; NO), the determination is repeated and the process waits. If it is determined that the diaphragm blade 20 has moved to the target 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。また、上記の制御フローにおいてステッピングモータ２００のＡ相コイル２３０ａ、Ｂ相コイル２３０ｂに印加される電圧の波形は図８に示すような波形となる。 Thus, the aperture blade 20 reaches the instructed target position, and the target opening degree and f value are obtained. Moreover, the waveform of the voltage applied to the A-phase coil 230a and the B-phase coil 230b of the stepping motor 200 in the control flow is a waveform as shown in FIG.

以上説明したように、本実施の形態に係る絞り装置１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に矩形波駆動信号を供給し、大きなトルクでステッピングモータ２００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２００に振幅の小さいマイクロステップ駆動信号を供給し、なめらかに静かにステッピングモータ２００を駆動する。これにより、大きなトルクでの駆動と静音での駆動の両方を両立させることができる。 As described above, according to the diaphragm device 1 and the driving method thereof according to the present embodiment, the rectangular wave drive signal is sent to the stepping motor 200 at a stage where the static friction at the start of driving is large and a large driving torque is required. And the stepping motor 200 is driven with a large torque. When the driving proceeds to some extent and the dynamic friction becomes more dominant than the static friction, a microstep driving signal having a small amplitude is supplied to the stepping motor 200, and the stepping motor 200 is driven smoothly and quietly. Thereby, both the drive with a big torque and the drive with a silence can be made compatible.

上記実施の形態においては、絞り羽根２０の１段階分の駆動を矩形波駆動信号で行う例を示したが、どの程度の期間、矩形波駆動を行うかは、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）始動開始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矩形波駆動を行うようにしてもよい、ｉｉ）始動開始から予め定められたステップ数だけ矩形波駆動を行うようにしてもよい、ｉｉｉ）絞り羽根２０が予め定められた位置に到達するまで矩形波駆動を行うようにしてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the diaphragm blade 20 is driven by one step using the rectangular wave driving signal has been described. However, it is arbitrary how long the rectangular wave driving is performed, and the diaphragm serving as a load. What is necessary is just to select suitably according to the characteristic of the blade | wing 20. FIG.
For example, i) a predetermined fixed time from the start of the start may be measured by a timer, and the rectangular wave driving may be performed until the predetermined time is measured. Ii) a rectangular wave having a predetermined number of steps from the start of the start. You may make it drive, iii) You may make it perform a rectangular wave drive until the aperture blade 20 reaches | attains the predetermined position.

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９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、停止する段階の１段階前の段階に到達したか否かを判別し、到達していれば、矩形波駆動に切り替え、到達していなければ、マイクロステップ駆動を継続するようにすればよい。 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. 9, a rectangular wave drive signal is applied even at the time of stop. do it. In this case, for example, it is determined whether or not the stage one stage before the stop stage has been reached. If the stage has been reached, switching to rectangular wave driving is performed. If not, the microstep driving is continued. You can do it.

なお、マイクロステップ駆動用の駆動信号（疑似正弦波信号）は、例えば、ステッピングモータ２００の起動時（ロータ２１０の停止時）に、それを印加してもエネルギー不足、脱調等の原因により、ロータ２１０がスムーズに起動できる振幅及び／又はパルスレートに設定されてもよい。
また、矩形波駆動信号のパルスレートと、マイクロステップ駆動信号のパルスレートは変化してもよい。例えば、絞り羽根２０の駆動直後から絞り羽根２０が初期位置から１段階移動するまでの間に、矩形波駆動信号のパルスレートを、連続的にあるいは段階的に上昇させてもよい。さらに、駆動信号を矩形波駆動信号からマイクロステップ駆動信号に切り替えた後、マイクロステップ駆動信号のパルスレートを、連続的にあるいは段階的に上昇させてもよい。さらに、あるレートに達したら一定レートに維持するように制御してもよい。
なお、制御回路１００の動作は、モノポーラでも、バイポーラでもかまわない。 Note that the drive signal (pseudo sine wave signal) for microstep drive is, for example, due to energy shortage, step-out, etc. even when it is applied when the stepping motor 200 is started (when the rotor 210 is stopped) The amplitude and / or the pulse rate may be set so that the rotor 210 can be smoothly started.
Further, the pulse rate of the rectangular wave drive signal and the pulse rate of the microstep drive signal may change. For example, the pulse rate of the rectangular wave drive signal may be increased continuously or stepwise from immediately after driving the diaphragm blade 20 until the diaphragm blade 20 moves one step from the initial position. Further, after the drive signal is switched from the rectangular wave drive signal to the microstep drive signal, the pulse rate of the microstep drive signal may be increased continuously or stepwise. Furthermore, it may be controlled to maintain a constant rate when a certain rate is reached.
The operation of the control circuit 100 may be monopolar or bipolar.

（実施の形態２）
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 2)
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２に係るシャッタユニット５００は、図１０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５１５からシャッタ羽根５１３に動きを伝達する駆動レバー５１６と、を備える。 As shown in FIG. 10, a shutter unit 500 according to the second embodiment 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 515 to the shutter blade 513.

ベース５１１は、シャッタ羽根５１３、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 a shutter blade 513, a 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１２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. 12, 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１０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５４２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. 10, 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 in 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 542 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１１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. 11, 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２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１０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, an opening / closing operation of the shutter unit 500 according to the second embodiment 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. 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し、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に振幅の小さいマイクロステップ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 the base 511 and the like, they have a large static friction and require a large driving torque 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 microstep 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１２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、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１０に示した全開に復帰する。 After that, as shown in FIG. 12, 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 B-phase coil 230b of the stepping motor 514 are switched from fully open to fully closed. For this reason, the rotor 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、本実施の形態に係るシャッタユニット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、矩形波駆動信号を入力し、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に振幅の小さいマイクロステップ駆動信号を供給し、ステッピングモータ５１４を駆動する。これにより、駆動速度を大きく損なうことなく静音でシャッタユニット５００を駆動することができる。さらに、消費電力も抑えることができる。 As described above, according to the driving method of the shutter unit according to the present 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 rectangular wave driving signal is input and the large driving torque is input. Then, the stepping motor 514 is driven. When dynamic friction smaller than static friction becomes dominant, a microstep drive signal having a small amplitude is supplied to the stepping motor 514 to drive the stepping motor 514. Thereby, the shutter unit 500 can be driven silently without greatly impairing the driving speed. Furthermore, power consumption can be suppressed.

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９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。 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. 9, a rectangular wave drive signal is applied even at the time of stop. do it.

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１３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. 13 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an optical device such as a digital still camera equipped with the aperture 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。また、動作時の駆動音も大きくならない。さらに、光学機器の消費電力も抑えることができる。 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. Also, the driving sound during operation does not increase. Furthermore, the power consumption of the optical device can be suppressed.

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.

本発明は、例えば、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 example, for driving blade members such as aperture devices and shutter devices of optical devices such as digital still cameras and video cameras.

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矩形波信号生成回路
１２１マイクロステップ信号生成回路
１３０絞り位置センサ
１５０ａＡ相ドライバ
１５０ｂＢ相ドライバ
１６０ａ、１６０ｂスイッチ
２００ステッピングモータ
２１０ロータ
２２０ａＡ相ヨーク
２２０ｂＢ相ヨーク
２３０ａＡ相コイル
２３０ｂＢ相コイル
３００ギア列
３１０ピニオンギア
３２０２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
５１４ステッピングモータ
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
５５１、５５２ストッパー
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 Rectangular wave signal generation circuit 121 Micro step signal generation circuit 130 Aperture position sensor 150a A phase driver 150b B phase drivers 160a, 160b Switch 200 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 openings 513A to 513D Shutter blade 514 Stepping motor 515 Driving pin 16 Drive lever 517 Long hole 522A-522D, 542 Shaft 523A-523D, 541 Hole 524A-524D Through-hole 525 Actuation pin 533 Rotating shaft 535 Drive arm 536 Curved part 537 Linear part 551, 552 Stopper 1000 Lens 1100 Solid-state image sensor 1200 Image Processing circuit

Claims

A stepping motor that drives a blade member that opens and closes the opening;
Driving means for driving the stepping motor by supplying a rectangular wave driving signal to the stepping motor and subsequently supplying a microstep driving signal;
With
The amplitude of the rectangular wave drive signal is larger than the amplitude of the microstep drive signal,
Wing root drive you, characterized in that.

The blade member is composed of diaphragm blades for controlling the opening of the front KiHiraki opening,
The blade driving device according to claim 1.

The driving means further applies a rectangular wave driving signal again before stopping the application to the stepping motor;
Blade drive device according to claim 1 or 2, characterized in that.

The pulse rate of the microstep drive signal is higher than the pulse rate of the rectangular wave drive signal,
The blade drive device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the blade drive device is provided.

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 4 .

A blade driving method in which a rectangular wave drive signal is applied to a stepping motor that drives a plurality of blade members, and then a microstep drive signal is applied for driving.
The amplitude of the rectangular wave drive signal is larger than the amplitude of the microstep drive signal,
Blade drive method.