JPH08289595A

JPH08289595A - ステッピングモータ制御装置

Info

Publication number: JPH08289595A
Application number: JP7091035A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sugimoto; 和彦杉本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】ステッピングモータにて駆動される移動体を
基準位置スイッチが動作する基準位置まで移動させ移動
体の位置を示すカウンタを初期化する初期化動作を複数
のステッピングモータに対して行うステッピングモータ
制御装置において、該初期化動作に要する時間を短縮す
ること。【構成】１つのステッピングモータに対してシーケン
シャルに前記初期化動作を行う第１初期化手段と、他の
ステッピングモータの励磁電圧の切換えをタイマ割り込
みにて制御する割り込み制御手段と、前記他のステッピ
ングモータに対して前記タイマ割り込みが発生する都度
順次前記初期化動作を行う第２初期化手段と、を具備し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のステッピングモ
ータを制御するステッピングモータ制御装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータは、速度及び移動量
制御の精度が高く、ビデオカメラのオートフォーカス機
構等、幅広い分野で用いられている。

【０００３】例えば、図６に示すビデオカメラのレンズ
機構では、一般には駆動構造が比較的簡単で、制御が容
易なインナーフォーカス方式と呼ばれる後玉レンズ群を
駆動し合焦を行う方法が採用されている。図において、
１は前玉レンズ群、２はズーム機能を司るバリエーター
レンズ群、３はエレクタレンズ群、４はフォーカス機能
を司る後玉レンズ群、５は撮像素子、６は絞り機構、７
は後玉レンズ群４を駆動するフォーカス用ステッピング
モータ、８はフォーカス用ステッピングモータ７を駆動
するＦ駆動回路、９は後玉レンズ群４の基準位置を設定
するＦ基準スイッチ、１０はズーム動作のためにバリエ
ーターレンズ群２を駆動するズーム用ステッピングモー
タ、１１はズーム用ステッピングモータ１０を駆動する
Ｚ駆動回路、１２はバリエーターレンズ群２の基準位置
を設定するＺ基準スイッチである。

【０００４】さらに、１３は制御回路であって、Ｆ基準
スイッチ９、Ｚ基準スイッチ１２からの信号を入力し、
Ｆ駆動回路８、Ｚ駆動回路１１を制御し、全体としてス
テッピングモータ制御装置を構成している。

【０００５】そして、制御回路１３は、撮影時はオート
フォーカス及びズーム動作を行っているが（詳細な説明
は省略する）、ビデオカメラへの電源投入時は、後玉レ
ンズ群４、バリエータレンズ群２の絶対位置の基準を得
るため、一旦、それぞれのレンズ群をＦ基準スイッチ
９、Ｚ基準スイッチ１２の位置まで動かし、位置の初期
化を行う必要がある。これは、ステッピングモータは駆
動するステップ数にて駆動される物の位置を知ることが
できるが、駆動される毎に該位置とステップ数に誤差が
生じ蓄積されることを防ぐためである。

【０００６】従来のステッピングモータ制御装置におけ
る位置初期化の動作を、図７に示したフローチャートを
用いて説明する。まず、フォーカス用ステッピングモー
タ７を、後玉レンズ群４がＦ基準スイッチ９が設けられ
ている無限遠方向に移動する方向に駆動し（Ｓ１）、Ｆ
基準スイッチ９がオンするかどうかを監視する（Ｓ
２）。オンすれば、フォーカス用ステッピングモータ７
を逆回転させ（Ｓ３）、Ｆ基準スイッチ９がオフした時
点でフォーカス用ステッピングモータ７の駆動ステップ
数をカウントするカウンタ（図示省略）を初期化し絶対
位置の基準を得る（Ｓ４、Ｓ５）。なお、Ｆ基準スイッ
チ９がオン、オフの動作を行う様子を図８に示す。

【０００７】続いて、ズーム用ステッピングモータ７
を、バリエータレンズ群２がＺ基準スイッチ１２が設け
られているワイド方向に移動する方向に駆動し（Ｓ
６）、Ｚ基準スイッチ１２がオンするかどうかを監視す
る（Ｓ７）。オンすれば、ズーム用ステッピングモータ
１０を逆回転させ（Ｓ８）、Ｚ基準スイッチ１２がオフ
した時点でズーム用ステッピングモータ１０の駆動ステ
ップ数をカウントするカウンタ（図示省略）を初期化し
絶対位置の基準を得る（Ｓ９、Ｓ１０）。なお、Ｚ基準
スイッチ１２がオン、オフの動作を行う様子を図９に示
す。

【０００８】以上説明した通り、従来のステッピングモ
ータ制御装置における複数のモータに対する位置の初期
化は、順次シーケンシャルに行われていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のステッピングモ
ータ制御回路では、複数のステッピングモータに対し
て、それぞれ位置の初期化を行う場合、それぞれのステ
ッピングモータについて初期化を行う時間が必要とな
る。特にビデオカメラの場合、電源投入後、素早く通常
の動作に入ることが要求されるが、フォーカス用ステッ
ピングモータに続いてズーム用ステッピングモータの位
置の初期化を行うと長い時間を要し、電源投入時の応答
性は非常に低いものとなってしまう。

【００１０】本発明は、ステッピングモータにて駆動さ
れる移動体を基準位置スイッチが動作する基準位置まで
移動させ移動体の位置を示すカウンタを初期化する初期
化動作を複数のステッピングモータに対して行うステッ
ピングモータ制御装置において、該初期化動作に要する
時間を短縮することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ステッピングモータ制御装置において、
１つのステッピングモータに対してシーケンシャルに前
記初期化動作を行う第１初期化手段と、他のステッピン
グモータの励磁電圧の切換えをタイマ割り込みにて制御
する割り込み制御手段と、前記他のステッピングモータ
に対して前記タイマ割り込みが発生する都度順次前記初
期化動作を行う第２初期化手段と、を具備した。

【００１２】さらに、前記第２初期化手段は、前記初期
化動作の進行状況を判定する判定手段を有する。

【００１３】さらに、前記１つのステッピングモータは
カメラのフォーカス機構を駆動するフォーカス用ステッ
ピングモータであり、前記他のステッピングモータは前
記カメラのズーム機構を駆動するズーム用ステッピング
モータである。

【００１４】

【作用】複数のステッピングモータの位置初期化が並行
して行われる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に従い、本発明の実施例について
説明する。図１は、本発明の実施例であるステッピング
モータ制御装置を用いたビデオカメラを示した機能ブロ
ック図である。なお、従来技術を説明するために用いた
図６と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳
細な説明は割愛する。

【００１６】図において、２０はマイクロコンピュータ
にて構成されたシステム制御回路であり、Ｆ基準スイッ
チ９、Ｚ基準スイッチ１２からの信号が入力されている
と共に、フォーカス用ステッピングモータ７を制御する
ためのタイマ割り込み信号を発生させるＦタイマ２１、
ズーム用ステッピングモータ１０を制御するためのタイ
マ割り込み信号を発生させるＺタイマ２２からの割り込
み信号が入力されている。

【００１７】なお、Ｆタイマ２１及びＺタイマ２２によ
る割り込みにより、各駆動回路から各ステッピングモー
タへ供給される励磁電圧が切り換えられる。例えば、２
相励磁のステッピングモータでは、図２に示す様に、割
り込みが発生する毎にステッピングモータのＡ相、Ｂ相
に印加する励磁電圧を切り換えると、割り込みが発生す
る毎に１ステップづつ回転する。

【００１８】そして、さらに、撮像素子５からの信号を
処理する映像信号処理回路２３の出力である映像信号の
高域成分を所定期間、例えば１フィールド期間毎に積分
し、山登りオートフォーカスを実施するために用いられ
る焦点評価値を算出する高域成分積分回路２４の出力
と、映像信号処理回路２３にて処理された映像信号の低
域成分を所定期間、例えば１フィールド期間毎に積分
し、絞り機構６による露出制御を実施するために被写体
の明るさを算出する低域成分積分回路２５の出力とがシ
ステム制御回路２０に入力されている。

【００１９】また、２６はフォーカス用ステッピングモ
ータ７の位置を示すために用いられるカウンタであるＦ
カウンタ、２７はズーム用ステッピングモータ１０の位
置を示すために用いられるカウンタであるＺカウンタ、
２８はズームスイッチ、２９は電源スイッチである。

【００２０】なお、フォーカス用ステッピングモータ７
の基準位置を示すＦ基準スイッチ９及びズーム用ステッ
ピングモータ１０の基準位置を示すＺ基準スイッチ１２
の動作は、従来技術を説明するために用いた図７及び図
８と同じである。

【００２１】そして、システム制御回路２０、Ｆタイマ
２１、Ｚタイマ２２、Ｆカウンタ２６、Ｚカウンタ２７
によりステッピングモータ制御装置が形成されている。

【００２２】本実施例において、通常の撮影時の動作は
次の通りである。被写体からの光は各レンズ群を通り撮
像素子５にて結像し電気信号に変換される。そして、撮
像素子５からの電気信号は映像信号処理回路２３にて映
像信号に変換され出力されると共に、高域成分積分回路
２４にて焦点評価値が作成され、低域成分積分回路２５
にて被写体の明るさを示す信号が作成される。焦点評価
値はシステム制御回路２０に入力され、該焦点評価値が
最大となるフォーカスレンズ群４の位置が合焦状態であ
るとする、いわゆる山登りオートフォーカスが行われ
る。その際、フォーカス用ステッピングモータ７の位置
を示すＦカウンタ２６及びズーム用ステッピングモータ
１０の位置を示すＺカウンタ２７の値が用いられる。Ｚ
カウンタ２７の値を用いる理由は、インナーフォーカス
方式のレンズでは、ズーム機能を司るバリエーターレン
ズ群２の位置が変化すると結像位置が変化するため、そ
れに応じてフォーカス機能を司る後玉レンズ群４を移動
させなければならないためである。なお、ズーム用ステ
ッピングモータ１０は、ズームスイッチ２８により操作
され、バリエーターレンズ群２をテレ方向又はワイド方
向に移動させる。

【００２３】一方、低域成分積分回路２５にて作成され
た被写体の明るさを示す信号は、同じくシステム制御回
路２０に入力され、該信号の大きさに応じて絞り機構６
を開閉させることにより露出制御が行われる。

【００２４】次に、本実施例における、電源投入時に行
われるフォーカス用モータ７及びズーム用モータ１０の
位置の初期化動作を、図３〜図５に示したフローチャー
トを用いて説明する。図３に示したフローチャートは該
初期化動作のメインルーチンである。電源スイッチ２９
を操作し電源が投入されると、先ず、ズーム駆動フラッ
グをセットし、フラグ０及び１をセットする（Ｓ２
１）。ズーム駆動フラッグとは、セットすることにより
ズーム用ステッピングモータ１０の動作を可とするもの
であり、本初期化動作の他に、ズームスイッチ２８を操
作することでもセットされる。また、フラグ０はズーム
用モータ１０の位置の初期化動作が完了したか否かを示
し、フラグ１は該初期化動作がどこまで進行したかを示
すものであり、詳細は追ってＺタイマ２２による割り込
み処理を示す図５を用いて説明する。

【００２５】そして、Ｆタイマ２１及びＺタイマ２２か
らの割り込みを許可し（Ｓ２２）、フォーカス用ステッ
ピングモータ７の駆動方向を後玉レンズ群４が無限方向
に移動する方向に設定し（Ｓ２３）、Ｆタイマ２１及び
Ｚタイマ２２のカウントを開始させる（Ｓ２４）。よっ
て、Ｆタイマ２１による割り込み及びＺタイマ２２によ
る割り込みが順次発生し、夫々図４、図５に示したフロ
ーチャートの通りに処理が行われる。

【００２６】ここで、図３のステップＳ２５からＳ２９
について説明する前に、Ｆタイマ２１による割り込み処
理を図４のフローチャートを用いて説明する。Ｆタイマ
２１により割り込みが発生すると、フォーカス用ステッ
ピングモータ７の回転方向に応じて（Ｓ３１）、無限方
向であればフォーカス用ステッピングモータ７の位置を
示すＦカウンタ２６の値を１つ減少させ（Ｓ３２）、フ
ォーカス用ステッピングモータ７を無限方向に１ステッ
プ移動させ（Ｓ３３）、図３のメインルーチンに戻る。
無限方向でなければＦカウンタ２６の値を１つ増加させ
（Ｓ３４）、至近方向に１ステップ移動させ（Ｓ３
５）、メインルーチンに戻る。

【００２７】よって、Ｆタイマ２１による割り込みによ
ってフォーカス用ステッピングモータ７は１ステップづ
つ回転され、さらに、図３に示したメインルーチンのス
テップＳ２３により、無限方向に方向設定されているた
め、始めの回転方向は無限方向である。そして、図３の
ステップＳ２５以降により、Ｆ基準スイッチ９がオンす
るまで無限方向に回転させ（Ｓ２５）、オンすればフォ
ーカス用ステッピングモータ７の回転方向を逆の至近方
向に設定する（Ｓ２６）。そうすればＦタイマ２１によ
る割り込みによりフォーカス用ステッピングモータ７は
１ステップづつ至近方向に回転する。そして、Ｆ基準ス
イッチ９がオフした時点でＦタイマ２１による割り込み
を禁止することによりフォーカス用ステッピングモータ
７を停止させ（Ｓ２７、Ｓ２８）、フォーカス用ステッ
ピングモータ７の位置を示すＦカウンタ２６を初期化す
る。すなわち、フォーカス用ステッピングモータ７の位
置の初期化は、シーケンシャルに行われる。なお、本実
施例におけるＦカウンタ２６の初期化とは、Ｆカウンタ
２６をリセットし値を０とするものであるが、他の実施
例として所定の値をプリセットしてもよい。

【００２８】次に、Ｚタイマ２２による割り込み処理に
ついて、図５に示したフローチャートを用いて説明す
る。割り込みが発生すると、先ずフラッグ０がセット、
すなわち１であるかどうかを検出する（Ｓ４１）。電源
をオンした当初は、図３に示したメインルーチンのステ
ップＳ２１によりフラグ０は１に設定されているので、
初期化動作は完了していないと判断し、フラグ１がセッ
ト、すなわち１であるかどうかを検出する（Ｓ４２）。
同じく電源をオンした当初はフラグ１は１に設定されて
いるので、初期化動作においてズーム用ステッピングモ
ータ１０の初期位置を示すＺ基準スイッチ１２が一度も
オンしていないと判断し、Ｚ基準スイッチ１２がオンす
るまでズーム用ステッピングモータ１０の回転方向を、
バリエーターレンズ群２がテレ方向に移動する方向に設
定する（Ｓ４３、Ｓ４４）。

【００２９】そして、駆動フラグがリセット、すなわち
０であるかどうかを検出し（Ｓ４９）、電源をオンした
当初は駆動フラグは１に設定されているので、ズーム用
ステッピングモータ１０の動作は可と判断し、駆動方向
がテレ方向に設定されているかどうかを検出する（Ｓ５
０）。電源をオンした当初の駆動方向はステップＳ４４
にてテレ方向に設定されているので、ズーム用ステッピ
ングモータ１０の位置を示すカウンタの値を１つ減少さ
せ（Ｓ５１）、ズーム用ステッピングモータ１０をテレ
側へ１ステップ移動させ（Ｓ５２）、メインルーチンに
戻る。

【００３０】その後、Ｚタイマ２２による割り込み処理
が１回又は複数回行われ、ズーム用ステッピングモータ
１０がテレ方向に順次回転すると、テレ側に設けられた
Ｚ基準スイッチ１２がオンとなる。よって、ステップＳ
４３にてＺ基準スイッチ１２がオンしたことを検出し、
フラグ１をクリア、すなわち０に設定する（Ｓ４５）。
すなわち、ステップＳ４２は、Ｚ基準スイッチ１２の初
期化動作の進行状況の判定手段である。そして、フラグ
１はクリアされているので、次回の割り込み処理からは
ステップＳ４２にてＺ基準スイッチ１２が一度オンした
と判断し、Ｚ基準スイッチ１２がオフするまでズーム用
ステッピングモータ１０の回転方向を、バリエーターレ
ンズ群２がワイド方向に移動する方向に設定する（Ｓ４
６、Ｓ４７）。すると、ステップＳ５０では駆動方向が
テレ方向に設定されていないと判断し、ズーム用ステッ
ピングモータ１０の位置を示すＺカウンタ２７の値を１
つ増加させ（Ｓ５３）、ズーム用ステッピングモータ１
０をワイド側へ１ステップ移動させ（Ｓ５４）、メイン
ルーチンに戻る。

【００３１】そして、その後さらにＺタイマ２２による
割り込み処理が行われ、ズーム用ステッピングモータ１
０がワイド方向に回転し、ステップＳ４６にてＺ基準ス
イッチ１２がオフしたことを検出すれば、駆動フラグを
クリアし、フラグ０をクリアし、Ｚカウンタ２７を初期
化する（Ｓ４８）。よって、次回からのＺタイマ２２に
よる割り込み処理では、フラグ０はクリアされているの
でステップＳ４１によりステップＳ４２からＳ４８まで
の処理、すなわちＺカウンタ２７の初期化に伴う動作は
行われない。よって、ステップＳ４１は、Ｚ基準スイッ
チ１２の初期化動作が完了したか否かを判定する判定手
段を構成する。また、ステップＳ４８にて駆動フラグは
クリアされているので、ズームスイッチ２８を操作する
ことにより駆動フラグがセットされない限り、ステップ
Ｓ４９によりステップＳ５０からＳ５４までの処理、す
なわちズーム用ステッピングモータ１０の駆動は行われ
ない。なお、本実施例におけるＺカウンタ２７の初期化
とは、Ｚカウンタ２７をリセットし値を０とするもので
あるが、他の実施例として所定の値をプリセットしても
よい。

【００３２】以上、図５を用いて説明した通り、ズーム
用ステッピングモータ１０の位置の初期化は、励磁電圧
を切り換えるタイマ割り込み処理と共に行われるので、
図３に示したフォーカス用ステッピングモータ７の位置
の初期化と並行して行われる。

【００３３】なお、本実施例は２つのステッピングモー
タに対するステッピングモータ制御装置であるが、３つ
以上のステッピングモータに対しても、１つをシーケン
シャルに位置の初期化を行い、他を夫々の励磁電圧を切
り換えるためのタイマ割り込み処理と共に行うことによ
り実現できるということは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、複数個のステッピング
モータの位置の初期化を並行して行うことにより全モー
タの初期化動作を短時間で行うことができるステッピン
グモータ制御装置を提供することができる。特に、カメ
ラのフォーカス機構を駆動するフォーカス用ステッピン
グモータとズーム機構を駆動するズーム用ステッピング
モータを制御する装置であれば、電源投入時の応答性の
高いシステムを提供することができ、その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示した機能ブロック図であ
る。

【図２】実施例の動作を示す説明図である。

【図３】実施例の動作を示すフローチャート図である。

【図４】実施例の動作を示すフローチャート図である。

【図５】実施例の動作を示すフローチャート図である。

【図６】インナーフォーカス方式のフォーカス機構を示
した機能ブロック図である。

【図７】従来のステッピングモータ制御装置の動作を示
すフローチャート図である。

【図８】Ｆ基準スイッチの動作を示す説明図である。

【図９】Ｚ基準スイッチの動作を示す説明図である。

【符号の説明】

２バリエーターレンズ群４後玉レンズ群５撮像素子７フォーカス用ステッピングモータ９Ｆ基準スイッチ１０ズーム用ステッピングモータ１２Ｚ基準スイッチ２０システム制御回路２１Ｆタイマ２２Ｚタイマ２６Ｆカウンタ２７Ｚカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 13/34 Ｇ０３Ｂ 3/10 Ｈ０４Ｎ 5/232

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステッピングモータにて駆動される移動
体を基準位置スイッチが動作する基準位置まで移動させ
移動体の位置を示すカウンタを初期化する初期化動作を
複数のステッピングモータに対して行うステッピングモ
ータ制御装置において、１つのステッピングモータに対してシーケンシャルに前
記初期化動作を行う第１初期化手段と、他のステッピングモータの励磁電圧の切換えをタイマ割
り込みにて制御する割り込み制御手段と、前記他のステッピングモータに対して前記タイマ割り込
みが発生する都度順次前記初期化動作を行う第２初期化
手段と、を具備することを特徴とするステッピングモー
タ制御装置。
【請求項２】前記第２初期化手段は、前記初期化動作
の進行状況を判定する判定手段を有することを特徴とす
る請求項１に記載のステッピングモータ制御装置。
【請求項３】前記１つのステッピングモータはカメラ
のフォーカス機構を駆動するフォーカス用ステッピング
モータであり、前記他のステッピングモータは前記カメ
ラのズーム機構を駆動するズーム用ステッピングモータ
であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
ステッピングモータ制御装置。