JPH05236800A - ステッピングモータを使った送り機構の原点位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステッピングモータを使った送り機構におい
て位置検出器を用いることなく絶対位置検出を実現しコ
ストの低減や原点位置の検出精度の向上を図る。 【構成】 レンズ送り機構１において、ステッピングモ
ータ６によってボール螺子７が回転され、可動部８が直
線的に移動する。ステッピングモータ６の制御は、シー
ケンサ９に指定信号を与え、シーケンサ９の出力信号が
アップ／ダウンカウンタ１０を介してステッピングモー
タドライブ回路１１に送出することによって行う。電源
投入時には可動部８がその移動範囲から逸脱するに足る
移動量指令をステッピングモータ６に与え、可動部８を
可動範囲の末端部１２に機械的に突き当てて脱調させ
る。この時プリセット設定部１３によってアップ／ダウ
ンカウンタ１０のカウント値をクリア又はプリセットす
ることによって原点位置を規定する。さらに、初期調整
時に原点位置でのステッピングモータ６の相励磁の電圧
パターンを記憶しておき、その後における原点検出の際
には、記憶された電圧パターンでステッピングモータ６
の回転を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータを
使った送り機構において、電源投入時や位置の初期調整
時においてなされる原点位置を検出する際に、位置検出
器を用いることなく、可動部を移動させて障害物に突き
当たった位置を送り機構の原点に規定するようにした新
規なステッピングモータを使った送り機構の原点位置検
出装置を提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スッテピングモータを使った送り
機構においては、ステッピングモータの回転に伴って移
動する可動部の絶対位置を検出するために、フォトイン
タラプタ等の光学式の位置センサーや磁気式の位置セン
サー（所謂エッジセンサー）が用いられる。

【０００３】即ち、ステッピングモータを使った送り制
御については、可動部の絶対位置を知るために、電源投
入時に原点検出を行い位置の絶対化を行う必要がある。

【０００４】そこで、可動部の移動範囲内にフォトイン
タラプタ等の位置センサーを配置し、位置検出器が設け
られた方向に向かって可動部を送り、位置センサーがオ
ン（又はオフ）になった位置を原点（基準）位置として
検出するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した構
成にあっては、位置検出用のセンサーを必要とすること
に伴うコストの上昇や、センサーを取付けるためのスペ
ースを確保する必要がある等の問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を解決するために、ステッピングモータの回転に
伴って可動部が移動されるように構成された送り機構の
原点位置を検出するために、原点検出の際に、可動部が
その可動範囲を逸脱する程の移動量指令をモータ制御部
がステッピングモータに対して発することによって可動
部が可動範囲の末端部に当接しステッピングモータが脱
調する位置を原点と規定する原点位置規定手段を設けた
ものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、原点検出時に、可動部を強制
的に可動範囲の末端部に突き当ててステッピングモータ
が脱調する位置を基準位置としているため、位置検出用
のセンサーが不要となり、コストの低減や省スペース化
を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明ステッピングモータを使った
送り機構の原点位置検出装置を図示した実施例に従って
説明する。

【０００９】図１は本発明をビデオカメラのレンズ送り
機構１に適用した例を示すものであり、位置検出用のセ
ンサーを設けることなく、原点位置を検出する際に可動
部を可動範囲の末端（ストッパー部材や壁等）に機械的
に突き当てて止めた場所を原点とするようにしたもので
ある。

【００１０】図中２は、光学系であり、被写体からの光
は対物レンズ３やその後方に配置されたフォーカスレン
ズ４等を通して固体撮像素子（ＣＣＤ型エリアイメージ
センサー等）５の受光面に結像される。

【００１１】レンズ送り機構１はフォーカスレンズ４の
光軸方向への移動制御に関与し、ステッピングモータ６
によってボール螺子７が回転すると、可動部８とともに
フォーカスレンズ４が前後方向に移動する構造になって
いる。

【００１２】９はシーケンサであり、送り指令信号（可
動部８の前方向への送り信号を「ＳＦ」、後ろ方向への
送り信号を「ＳＢ」とする。）に応じた制御指令を生成
し、これを後段のアップ／ダウンカウンタ１０を介して
ステッピングモータドライブ回路１１に送出するように
なっている。

【００１３】つまり、この例では、可動部８の位置がア
ップ／ダウンカウンタ１０のカウンタ値に対応するよう
になっている。

【００１４】ところで、上記の構成では、電源投入時に
おいてステッピングモータ６の状態や可動部８の位置を
監視する手段がないため、このままでは可動部８が可動
領域中のどの位置にあるかを知ることができない。

【００１５】即ち、電源投入直後において、可動部８は
その可動範囲内のどこかに止まっている。

【００１６】そこで先ず、可動部８を、その機械的基準
とする端の方向に、可動距離以上に亘って移動させるの
に充分なステップ数をもってステッピングモータ６を回
転させる。

【００１７】すると可動部８は可動範囲の末端部１２に
突き当たった位置で止まり、これ以上の移動を阻止され
るため、その後ステッピングモータ６が脱調する。

【００１８】その時点で、アップ／ダウンカウンタ１０
をクリアし又はある値にプリセットするためにプリセッ
ト設定部１３が設けられており、これによってこの時の
位置がクリア値若しくはプリセット値に対応することに
なり、位置の絶対化を行うことができる。

【００１９】このように可動部８をその可動範囲の端部
で機械的に止めて、その位置でアップ／ダウンカウンタ
１０のクリア又はプリセットを行えば、原点位置を規定
することができる。

【００２０】次に原点位置についての検出精度を向上さ
せる方法について説明する。

【００２１】ステッピングモータには幾つかの励磁方式
があり、例えば、図３に示すような２相励磁方式や、図
４に示すような１−２相励磁方式が知られている。

【００２２】尚、図５はステッピングモータを示す概念
図であり、各相（φＡ、φＢ）に関する励磁電圧の方向
と極性を示すものである。

【００２３】図３及び図４から分かるように、それぞれ
の励磁方式に係る励磁電圧には基本的なパターンがあ
り、２相励磁方式の励磁シーケンスでは図３に示すよう
に４つのステップ（１）乃至（４）が１サイクルを構成
し、１−２相励方式の励磁シーケンスでは図４に示すよ
うに８つのステップ（１）乃至（８）が１サイクルを構
成する。

【００２４】今、初期調整時に、レンズ送り機構１の可
動部８が可動範囲の末端部１２に突き当たって止まると
きの相励磁の電圧パターンを記憶しておき、原点検出の
際に、ステッピングモータ６の励磁を、その設定された
パターンになったところで止めると、２相励磁の場合は
±１ステップ、１−２相励磁の場合は±３ステップまで
の範囲で位置精度のバラツキを吸収することができ、精
度の良い原点（基準）位置検出を行なうことができる。

【００２５】そしてこのためには、図１に破線で示すよ
うにシーケンサ９に関する記憶部１４を設ければ良い。
この記憶部１４としては、メモリの他、スイッチやジャ
ンパー線を用いることができる。つまり、スイッチを使
用する場合には、初期調整時において可動部８が可動範
囲の末端部１２に突き当たったときのパターンに対応し
た位置にスイッチの状態を設定すれば良く、またジャン
パー線を使用する場合にはステッピングモータ６の相励
磁電圧パターンについてその全パターンにそれぞれ対応
した複数対のランドを基板上に設けておき、初期調整時
において可動部８が可動範囲の末端部１２に突き当たっ
たときのパターンに対応した一対のランドをジャンパー
線で接続することによりこれを相の記憶として定着させ
る。

【００２６】図２はシーケンサ９による処理の流れを示
すフローチャート図である。

【００２７】先ず、電源が投入されると、ステップａ）
において可動部８を所定の方向に移動させるために、ス
テッピングモータ６を回転させる。

【００２８】このときの可動部８に対する移動量の指令
値は、可動部８の初期位置が可動範囲内のどの位置にあ
っても必ず可動範囲の末端部１２に突き当たるような値
とする。

【００２９】そして、次ステップｂ）において可動部８
が末端部１２に突き当たったところでステッピングモー
タ６の回転を停止させる。

【００３０】その際、相励磁の電圧パターンの如何に関
係なくをステッピングモータ６の回転を止めたのでは、
停止精度が粗くなるので、記憶部１４に予め格納されて
いるパターンでステッピングモータ６の回転停止するよ
うに制御を行う。

【００３１】次にステップｃ）で、アップ／ダウンカウ
ンタ１０のクリア又はプリセットを行うと、送り位置が
絶対化されることになる。

【００３２】尚、この原点検出システムは、マイクロコ
ンピューターを用いても同様に実現することができ、そ
の場合上記したシーケンサ９の処理をソフトウェア処理
に委ねれば良い。

【００３３】また、上記の実施例において、プリセット
設定は自動的に行っても良いし、手動で行っても良い。

【００３４】前者の場合には、例えば、シーケンサ９の
処理をマイクロコンピューターによって実現するととも
に記憶部１４にＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｒ
ａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ
Ｍｅｍｏｒｙ）を使ったとすると、初期調整時に原点検
出を行ったときのステッピングモータ６の相励磁の電圧
パターンをマイクロコンピュータは知ることができるの
で、この相励磁の電圧パターンのデータをＥＥＰＲＯＭ
に書き込むようにする。その後における原点検出時には
ステッピングモータ６の回転停止時における相励磁の電
圧パターンがＥＥＰＲＯＭに記憶したパターンに一致し
たときにプリセットをかければ良い。

【００３５】また、後者の場合には初期調整時において
原点位置に対応した相を検出するとともに、これを７セ
グメントＬＥＤ等を用いて表示することができるように
構成された調整装置を使用して、原点検出を行った後に
表示された相情報に従って、スイッチやジャンパー線等
を使って相の設定を行なえば良い。

【００３６】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明によれば、原点検出時に、可動部を強制的に
可動範囲の末端部に突き当ててステッピングモータが脱
調した位置を原点とすることによって、位置センサーを
省くことができ、コストの低減や省スペース化を図るこ
とができる。

【００３７】さらに、可動部が可動範囲の末端部に当接
する位置でのステッピングモータの相励磁状態を記憶手
段に予め記憶しておき、ステッピングモータの回転を特
定の相励磁状態で停止させるように制御することによっ
て位置精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステッピングモータを使ったビデオカメラのレ
ンズ送り機構の構成例を示す図である。

【図２】シーケンサによる処理の流れを示すフローチャ
ート図である。

【図３】２相励磁方式についての励磁パターンを示す概
略的な波形図である。

【図４】１−２相励磁方式についての励磁パターンを示
す概略的な波形図である。

【図５】ステッピングモータの概念図である。

【符号の説明】

１ 送り機構 ６ ステッピングモータ ８ 可動部 ９、１０、１１ モータ制御部 １２ 可動範囲の末端部 １３ 原点位置規定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステッピングモータの回転に伴って可動
   部が移動されるように構成された送り機構について可動
   部の原点位置を検出するためのステッピングモータを使
   った送り機構の原点位置検出装置であって、原点検出の
   際に、可動部がその可動範囲を逸脱する程の移動量の指
   令をモータ制御部がステッピングモータに対して発する
   ことによって可動部が可動範囲の末端部に当接しステッ
   ピングモータが脱調する位置を原点と規定する原点位置
   規定手段を有することを特徴とするステッピングモータ
   を使った送り機構の原点位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のステッピングモータを
   使った送り機構の原点位置検出装置において、原点検出
   の際に、可動部が可動範囲の末端部に当接する位置での
   ステッピングモータの相励磁状態を記憶手段に予め記憶
   しておき、可動部を可動範囲の末端部に当接させてステ
   ッピングモータの回転を停止させる時の相励磁状態が記
   憶手段に記憶された相励磁状態に一致するようにモータ
   制御部がステッピングモータの停止制御を行うようにし
   たことを特徴とするステッピングモータを使った送り機
   構の原点位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のステッピ
   ングモータを使った送り機構の原点位置検出装置であっ
   て、ビデオカメラのレンズ送り機構における可動部の原
   点位置の検出に用いたことを特徴とするステッピングモ
   ータを使った送り機構の原点位置検出装置。