JPH0667277B2 - ステッピングモ−タ−制御装置 - Google Patents

ステッピングモ−タ−制御装置

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JPH0667277B2 JP59091465A JP9146584A JPH0667277B2 JP H0667277 B2 JPH0667277 B2 JP H0667277B2 JP 59091465 A JP59091465 A JP 59091465A JP 9146584 A JP9146584 A JP 9146584A JP H0667277 B2 JPH0667277 B2 JP H0667277B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は駆動源にステッピングモーターを制御する為の
ステッピングモーター制御装置に関する。
(従来技術) 従来、リング状等のステッピングモーターによって例え
ば絞りを駆動する方式が提案されているが、この方式に
は (a)移動しない時にも絞りを所定値に保持する為に大
きな電力を要する。
(b)なめらかに移動させることができない等の問題点
があった。
(目的) 本発明はステッピングモーターの駆動電流のうちの少な
くとも1方を実効的に連続的に変化させることによっ
て、前記欠点を除去せしめる事を目的とするものであ
る。
(実施例) 以下、図面によって本発明の実施例を説明する。
第1図はカウンタブロック311の構成図である。
まず、初期化のために電源投入に伴って公知のリセット
パルス発生回路(パワーアップクリアー回路)1から負
のリセットパルス2が出力される。
これによってNANDゲート3,4から成るR−Sフリップフ
ロップ100がリセットされ、その出力5がHレベルにな
る。この結果、ORゲート6の出力がHレベルになる。ま
た、ORゲート7,インバータ8,ANDゲート9により、UP−D
OWNカウンタ10はDOWNモードになる。
従ってUP−DOWNカウンタ10は、後述のクロック発生器よ
り与えられるクロック信号CLOCK3によってDOWN動作を繰
り返す。
この結果、カウンタ10の下位3ビットに応じてデコーダ
11より第2図示の如くS1,S2,S3,S4が順次発生し、第3
図示のドライブ回路によってステップモータを所定方向
に回転駆動する。
又、ステップモータの構成は例えば第4図示の如く成さ
れている。
本発明に係る電流制御手段としてのデューティー発生回
路であり、前記デコーダ11の出力S1〜S4が入力してい
る。又、後述の信号DUTY1,DUTYφ,CLOCKφ,CLOCK1,CLOC
K3,PLが入力している。
回路201は基本的には信号S1〜S4のタイミングで出力1
〜4に駆動信号を発生させ、この出力1〜出力4はバッ
ファアンプ202〜205を介して駆動コイル206a,206b,206
c,206dに供給されている。又、このコイルによってロー
ター磁石207が一相又は二相駆動される。
この結果、所定のイニシャル位置までモーターが回転す
るとイニシャル位置検出スイッチ12がONとなり、前記RS
フリップフロップ100の出力5はLレベルになり、初期
設定は完了する。ここでイニシャル位置検出スイッチ12
はアップダウンカウンタ10の下位3bitが全てφ状態すな
わち第2図で示すデコーダの出力により1相(S3)のみ
が駆動された状態でONするように調整されており、この
ときアップダウンカウンタ10は上記理由で下位3bitが
φ,また上位2bitのリセット入力に上記出力5が接続さ
れているため、上位2bitもφになりカウンタ10のすべて
の出力がφとなる。
上記の初期設定完了に伴って引各回路200は絞りの目標
位置信号入力Aとアップダウンカウンタ10からの入力B
を比較し、次のような判別信号を出力する。
200C:両入力が等しい 200B:両入力の差が4以上ある 200A:両入力の差が8以上ある 200D:カウンタの出力の方が大きい 200E:カウンタの出力の方が小さい ここでアップダウンカウンタは出力200D,200Eをゲート
9,7を通じてUP,DOWN入力端子に与えているのでカウント
出力が目標位置信号と一致するまでステップモータを駆
動する。尚、初期設定が完了する迄はインバーター8に
よりカウンタ10はダウンカウントしか行なわない。
また、信号200AはORゲート6においてフリップフロップ
5と論理的に加算された後、インバータ13の出力と論理
的に乗じられるので、ムービー記録を行なっていない時
だけ200A′として出力される。
次に前記クロック信号CLOCK3及び本発明に係るスムーズ
な絞り動作を実現する為の各種クロック信号を形成する
クロック発生回路312の構成例につき第5図を用いて説
明する。
図中、発信回路14はステップモータが1・2相駆動で駆
動する限界の2倍より少し低い周波数fのクロック信号
CLOCK1を発生し、CLOCK1は分周器15によって2分周さ
れ、上記限界より少し低い周波数f/2のクロック信号
CLOCK2となる。CLOCK2は2つの4分周期16,17により分
周され、順に信号Q1,Q2,Q3,Q4となる。ここでQ1〜Q4の
周波数は夫々f/4,f/8,f/16,f/32となる。ANDゲー
ト18,19,20,ORゲート21及びインバータ28,29から成るデ
ータセレクタは、信号200A′,200Bにより200A′がHレ
ベルのときCLOCK2をクロック信号CLOCK3として出力し、
200A′がLレベルで200BがHレベルのときQ2をクロック
信号CLOCK3として出力し、信号200A′がLレベルで信号
200BがLレベルのとき信号Q4をクロック信号CLOCK3とし
て出力する。
従って第1図のカウンタ10のクロック信号であるCLOCK3
の周波数は基本的には |A−B|>8のときにはf/2 8>|A−B|>4のときにはf/8 4>|A−B|>4のときにはf/32 となるよう構成されている。これにより絞りの目標値に
カウンタ10のカウント値が近づくにつれて絞りの駆動速
度がゆっくりとなり、ハンチング等が起こりにくい。
又、ANDゲート19,20,23,ORゲート22,インバータ28,29に
より信号DUTY1が形成され、ANDゲート24,25,27,ORゲー
ト26,インバータ28,29により信号DUTYφが形成される。
又、信号200CがHレベルの場合即ち第1図中A=Bの場
合には第6図の如く(DUTY1,DUTYφ)=(L,L)とな
る。
又、信号200CがLレベル、200A′がHレベルの場合即ち
|A−B|>8の場合には(DUTY1,DUTYφ)=(H,H)とな
る。
又、信号200CがLレベル、200A′がLレベル、200BがH
レベルの場合即ち8>|A−B|>4の場合には(DUTY1,DU
TYφ)=(Q2,Q1)となり、信号200C,200A′,200Bが全
てLレベルの場合、即ち、4>|A−B|の場合には(DUTY
1,DUTYφ)=(Q4,Q3)となる。
尚、本実施例では信号200A′,200BはDフリップフロッ
プ30,31により夫々のクロック信号CLOCK3まで保持され
るよう構成しているが、これは後述のデューティー制御
により絞り量をスムースに変化させるよう駆動している
途中で200A′,200Bが変化してしまうのを防ぐ為であ
る。
又、信号200CはDフリップフロップ32,33によりタイマ
ーを介してゲート23,27及び出力端子PLに供給されてい
るが、これはステップモータが目標値に達し停止した後
もすぐにデューティーが変化したりしてハンチングを起
さないようにする為である。
次に第7図は第3図示デューティー発生回路201の構成
例を示す図、第8図はそのタイミングチャート、第9図
は第3図の各出力における実効電流の状態を説明する図
である。34は比較回路でH=(DUTY1,DUTYφ)とI=
(CLOCK1,CLOCK2)の比較を行ない、H=I又はH>I
の場合にORゲート35よりHレベルを出力する。43〜46は
セレクタ回路であり、構造は夫々同じなので回路43につ
いてのみ説明する。36はDフリップフロップ回路、37,4
1はインバータ、38〜40はANDゲート、42はORゲートであ
る。
信号S1からの入力はクロック信号CLOCK3によりDフリッ
プフロップ36においてラッチされ旧入力を記憶する。こ
こで、回路37,38,39,40,41,42による論理ゲートによっ
て以下の出力を生ずる。
即ち 新入力、旧入力ともHのときには常にH 新入力がH、旧入力がLのとき 1/4,2/4,3/4,1と増ずるデューティ 新入力がL、旧入力がHのとき 1,3/4,2/4,1/4と減ずるデューティ 新入力、旧入力がともにLのときには常にLとなる。
これにより絞りの駆動が極めてスムースとなり、撮像信
号の輝度レベルの調整に異和感を生じる事がない。
又、入力PLがLレベルのときには旧入力は常にLレベル
となり、このとき前記クロック発生回路からの信号DUTY
φ,DUTY1は前述の如く共Lレベルであるから、第7図の
出力1は信号S1がHレベルのとき1/4デューティー、
S1がLレベルのとき常にLレベルとなる。
これにより、絞りが目標値に達してからしばらく経過し
た場合に必要最小限の電流しか流されないので節電効果
をあげる事ができる。
第8図のタイミングは信号200A′がL、200BがH、信号
200CがLレベルの場合すなわち8>|A−B|>4であっ
て、ある程度速い速度でなめらかに絞りを駆動している
状態を示す。
このとき、前記クロック発生回路の動作により、DUTY1,
DUTYφ,CLOCK1,CLOCK2は第8図のような波形となり、比
較回路34及びORゲート35によってORゲート35の出力は1
/4,2/4,3/4,1とそのデューティーが変化する。
尚、ORゲート35の出力デューティーの低周波成分を減ず
るために本実施例ではCLOCK1,2は入力Hに対し、2bit逆
順に与えている。
ドライブ回路は前述の如く前記デューティー発生回路の
出力をバッファアンプ202〜205を通してモータのコイル
206a〜206dに供給する。
以上の結果、実効的電流は第9図のようにほぼ連続的に
変化し、ステップモータはなめらかに回転する。
従って撮像信号の輝度レベルが急変する事がなく、異和
感を持つ事がない。
又、第10図は本発明のステッピングモーター制御回路装
置を適用した撮像装置の構成図で、300は被写体、301は
光学系、302は絞り、303は撮像デバイス、304はこの撮
像デバイス出力を記録装置307における記録に適した信
号に返還する信号処理回路、305は撮像デバイス等を駆
動する為のドライバー回路、306はスチル、ムービー記
録の切り換えスイッチでこのスイッチを切り換える事に
よりスチル側では1画面分の画像信号が記録装置に記録
され、ムービー側では連続的に画像信号が記録される。
又、このスイッチをムービー側に接続すると第1図示に
インバーター13にハイレベル信号が入力される。
又、308は積分回路で信号処理回路において形成された
例えば輝度信号を所定の周期又は時定数で積分する。30
9は演算回路で積分回路308の出力に応じて適正な絞り値
を演算する。310はA/Dコンバーターで、このアナロ
グ演算値をデジタル値に変換する。
尚、第1図〜第9図示の符番と同じ符番のものは同じ要
素を示す。
このように構成された本実施例によれば目標位置に来て
モーターが停止すると信号200Cに応じてデューティーを
減じて電力を減らしているので小型の撮像装置に適して
いる。特に初期位置では1相駆動することによって消費
電力を減少させているのでこの効果が大きい。
又、ムービー記録中以外は絞り位置に誤差があるとでき
るだけすみやかに駆動するので記録チャンスをのがす事
がない。
又、ムービー記録中に絞り位置に誤差が発生した場合に
は、その差が大きければ極めて速やかに、その差が中程
度の場合なめらかに且つ少し速く、その差が小さければ
なめらかに且つゆっくり駆動することができ、最適な制
御が可能となる。
尚、本実施例ではデューティーの変化を4段としたが、
これをさらに細かくしても良く、また、ステップモータ
の特性によって、デューティー変化を上記特性に応じた
特定の関数にして、よりなめらかに動くようにすること
も可能である。
また、デューティー発生回路201をA/Dコンバータに
おきかえ、デューティーではなく実際の電圧値を直接変
化させる事によって実行値を変化させても良く、また、
A/Dコンバータを電流制限抵抗におきかえて駆動電圧
を変化させても良い。
(効果) 上記のように本発明によればステッピングモータの複数
相の電流の内の少なくとも1を実効的に増減可能とする
ことによって、モータを移動させていない時の消費電力
を減ずることができ、モータをなめらかに移動させるこ
とができるようになる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のステッピングモータ制御装置内のカウ
ンタブロックの構成例図。第2図はデコーダ11の状態
図。第3図はモータの駆動回路及びデューティー制御回
路の構成模式図。第4図はモータの内部構成の模式図。
第5図はクロック発生器の構成例図。第6図はその動作
状態図。第7図はデューティー発生回路の構成例図。第
8図はそのタイミングチャート。第9図はモータの各コ
イルの電流変化を説明する図。第10図は本発明に係る撮
像装置の構成例図である。 311……カウンタブロック、 312……クロック発生器、 201……電流制御手段としてのデューティー発生回路、 302……絞り、 303……撮像デバイス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射光量を制御する光量制御手段と、 前記光量制御手段を駆動するステツピングモーターと、 前記モーターを駆動する為の複数種類の駆動電源より前
    記モーターの各相の巻線へと印加される少なくとも1つ
    のステツプ駆動波形のデユーテイを連続的に増加あるい
    は減少することによつてその電流のレベルを実効的に連
    続変化させ、前記モーターを中間位相で制御する第1の
    制御手段と、 制御目標位置に対する差に応じて前記モーターの各相の
    巻線に印加されるステツプ駆動波形の周波数を可変して
    前記モーターの駆動速度を段階的に制御する第2の制御
    手段と、 前記制御目標位置に相当する回転位相において前記モー
    ターの巻線に供給される実効電流を低減させる電流制御
    手段と、 動画像の撮影時と、静止画像の撮影時とで前記第2の制
    御手段による前記モーターの駆動速度制御特性を切り換
    える切換手段と、 を設けたことを特徴とするステツピングモーター制御装
    置。
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