JPH10313593A - ステッピングモータ駆動装置 - Google Patents

ステッピングモータ駆動装置

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JPH10313593A
JPH10313593A JP13425797A JP13425797A JPH10313593A JP H10313593 A JPH10313593 A JP H10313593A JP 13425797 A JP13425797 A JP 13425797A JP 13425797 A JP13425797 A JP 13425797A JP H10313593 A JPH10313593 A JP H10313593A
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JP
Japan
Prior art keywords
stepping motor
excitation
pulse rate
predetermined
exciting
Prior art date
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Pending
Application number
JP13425797A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Kawanishi
川西  利明
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステッピングモータを比較的低速駆動で使用
する場合に駆動コイルに流れる励磁電流を重畳させるこ
となく複数個のステッピングモータを同時駆動する場合
の消費電力を削減する。 【構成】 予め記憶したデータにもとづいて複数のステ
ッピングモータを制御するステッピングモータ駆動装置
において、ステッピングモータの励磁方式が1相励磁方
式であり、複数のステッピングモータを予め記憶したデ
ータにもとづいて所定処理時間内で時分割駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スチールカメラ・デジ
タルスチールカメラ等のレンズ駆動に用いられるステッ
ピングモータの駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】予め記憶したデータにもとづいて複数の
ステッピングモータを制御するステッピングモータ駆動
装置としては、民生用ビデオカメラのレンズ駆動に用い
られているステッピングモータの駆動方法が一般的であ
る。例えば、特開平07−046455の実施例に記述
の変倍レンズ、フォーカスコンペレンズとも駆動用アク
チュエータはステッピングモータを用いたインナーフォ
ーカスタイプのレンズシステムで変倍レンズの位置(焦
点距離)とフォーカスコンペの位置(被写体距離)によ
って決定される合焦点位置の軌跡を被写体距離ごとに予
めマイコン内のメモリ或いは別途設けられたROMに複
数記憶しておき変倍レンズとフォーカスコンペレンズの
位置を検出することによって対応する軌跡を選択し、変
倍動作中はその軌跡に沿ってフォーカスコンペレンズを
移動制御することにより、合焦状態を保ったまま変倍動
作を行うことができるものである。
【0003】また、前記従来例に用いられるステッピン
グモータの通電方法は、特開平8−322296の「従
来の技術」に記述のようにカメラ・ビデオカメラなどの
オートフォーカス機構、あるいはズーム機構などには、
ステッピングモータが用いられ、予めROMに記憶され
たデータに基づいて発生したサイン波によって駆動され
る。ROMには、適当な間隔でサンプリングされたサイ
ン波に対応した矩形波のDuty比を指示するデータが
記憶されている。例えば、角度が0(rad)ではDu
ty比が50%、π/2では100%また3π/2では
0%などとされる。このデータによって、サイン波PW
M発生回路によって矩形波(PWM波)が生成され、こ
の生成された矩形波によってステッピングモータが駆動
される。
【0004】このとき、ステッピングモータの駆動用の
ブリッジ回路およびモータ自身のコイルなどにより、矩
形波が平滑にされ、サイン波(正弦波)となるサイン波
通電方式が普及している。したがって、インナーフォー
カスタイプの変倍レンズやフォーカスコンペレンズの駆
動にステッピングモータをサイン波通電により駆動して
使用する場合の消費電力は、ステッピングモータをPM
型2相バイポーラ駆動とし、ステッピングモータの1相
の駆動(励磁)コイルの入力電圧・電流のピーク値を各
々Vm・lmとする1相あたりの消費電力はVm・lm
/√2(W)となり合成の消費電力は4・Vm・lm/
√2で表すことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例に記述のス
テッピングモータ駆動方式では複数個のステッピングモ
ータサイン波通電により同時駆動する際にはステッピン
グモータの駆動コイルに流れる励磁電流が複数重畳する
為モータの個数に比例して消費電力が増加する。またサ
イン波通電のためにステッピングモータの回転数が高速
駆動時でも低速駆動時でも消費電力はほとんど変化しな
いのでステッピングモータのトルク特性より低速駆動時
には不要な電力を消費する。
【0006】したがって、本発明の目的は、ステッピン
グモータを比較的低速駆動で使用する場合に駆動コイル
に流れる励磁電流を重畳させることなく複数個のステッ
ピングモータを同時駆動する場合の消費電力を削減する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、予め記憶したデータにもとづいて複数
のステッピングモータを制御するステッピングモータ駆
動装置において、ステッピングモータの励磁方式が1相
励磁方式であり、複数のステッピングモータは予め記憶
したデータにもとづいて所定処理時間内で時分割駆動さ
れることを特徴とするステッピングモータ駆動装置を採
用するものである。なお、時分割駆動であるため、所定
時間内に供給できるパルス数には限度があるので、低速
駆動においてのみ用いられる。
【0008】また、さらに省電力化をはかるために、本
発明は、前述の形式のステッピングモータ駆動装置にお
いて、所定パルスレートにおける1ステップの励磁電流
の通電波形は起動励磁電流波形と省電力励磁電流波形の
合成であり、所定パルスレートにおける1ステップの励
磁電流通電時間をTとし、起動励磁電流通電時間をT1
とし、省電力励磁電流通電時間をT2 とすると、励磁電
流通電時間T=(T1+T2 )であり、T1 ={1/
(最大パルスレートPPS)}(SEC) 、T2 ={1/所
定のパルスレートPPS)}−{1/最大のパルスレー
トPPS)}(SEC) で決定され、且つ、省電力励磁電流
が起動励磁電流以下であることを特徴とするステッピン
グモータ駆動装置を採用するものである。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例のステッピングモータ
駆動装置を説明する。
【0010】(実施例1)図1は本発明のステッピング
モータ駆動装置を示すブロック図である。図1におい
て、1は不図示の鏡筒に固定された第1のレンズ群、2
は変倍を行うための第2のレンズ群(以下変倍レンズと
称す)、3は固定された第3のレンズ群、4は変倍レン
ズ2の移動に伴う焦点の変位を補正するコンペンセータ
機能と焦点調節を行う第4のレンズ群(以下フォーカス
レンズと称す)であり、ビデオカメラなどに普及してい
る所謂インナーフォーカスタイプのレンズシステムであ
る。
【0011】コンペンセータ機能は、変倍レンズ2の位
置(焦点距離)とフォーカスコンペンレンズ4の位置
(被写体距離)によって決定される合焦点位置の軌跡
(以下電子カムと称す)を被写体距離ごとに予め後述の
マイコン内のメモリに複数記憶しておき、変倍レンズ2
とフォーカスレンズ4の位置を検出する事によって対応
する電子カムを選択し、変倍動作中はその電子カムに沿
ってフォーカスレンズを移動制御することにより合焦状
態を保ったまま変倍動作を行うことができる。尚、変倍
レンズ2、フォーカスレンズ4の位置は電源ON時に各
々のレンズの初期位置を検出するリセット(RST)ス
イッチ(SW)5・6(インターラプタなどの一対の投
受光素子の間を変倍レンズ2・フォーカスレンズ4が通
過することによって得られる受光素子の出力変化を初期
位置検出信号とする)により初期位置が決定され、各々
のレンズを駆動するステッピングモータ7・8の駆動パ
ルスを後述のレンズマイコン9内に構成されたカウンタ
でカウントする事によって判別する事ができる。上記レ
ンズシステムによって撮像面に結像された画像を光電変
換して撮像信号を出力する撮像素子(CCD)12、C
CD12より出力された撮像信号を所定のレベルまで増
幅する増幅器13などの所謂カメラ信号処理回路などに
ついては本発明の内容と関係がないので説明を省略す
る。
【0012】10、11はマイコン9から制御信号を介
して出力される正逆信号101、103、駆動パルス1
02、104に従ってステッピングモータ7、8をバイ
ポーラ駆動するためのドライバである。
【0013】7、8はそれぞれドライバ10、11によ
って駆動され、変倍レンズ2、フォーカスレンズ4を駆
動するためのステッピングモータである。7a、8aは
ステッピングモータの出力軸で変倍レンズ2、フォーカ
スレンズ4のラック部2a、4aと常時噛合するネジが
設けられている。出力軸7a、8aを回転することによ
りラックが光軸と平行に移動し、各レンズ群が光軸方向
に移動を行うように構成されている。
【0014】105、106の信号ラインはステッピン
グモータの各相(A相・B相)への駆動入力を供給する
ラインである。20はSWの状態を電圧変化させマイコ
ン9に入力する為の電源(Vcc)へ接続されたプルア
ップ抵抗である。21、22は変倍レンズ2をWide
方向、Tele方向に移動させるための各ズームSWで
ある。
【0015】図2は、各被写体距離での変倍レンズ2の
1ステップに対応するフォーカスレンズ4の軌跡を説明
した図で、各々0番地〜N番地のAddressでデー
タをマイコン内のメモリに格納している。
【0016】図3は、任意のN番地目を拡大した図であ
る。本実施例では変倍レンズのステッピングモータの1
ステップに対応するフォーカスレンズのステップ数を整
数倍で近似させている。この為に図3に示すように変倍
レンズの1ステップに対しフォーカスレンズは3ステッ
プ駆動させればよい。マイコン9は予め格納されている
プログラムの実行処理により図4に示すようなタイミン
グでステッピングモータを制御する。内部クロックであ
るCKと基準処理サイクルと予め記憶した図2、図3に
示す変倍レンズ2に対するフォーカスレンズの軌跡のデ
ータに基づき各々のステッピングモータ7、8を時分割
して駆動する。この時のステッピングモータの励磁方式
は1相励磁である。この為、ステッピングモータの励磁
電流は常に1相分しか消費しない。従って、ステッピン
グモータを比較的低速で駆動する場合の消費電力の低減
策として有効である。
【0017】(実施例2)実施例2では、実施例1での
通電波形を変えてさらに省電力化をはかるものである。
図5は、本発明の実施例2のステッピングモータの1ス
テップ入力波形を示す図である。所定パルスレートにお
ける1ステップの励磁電流通電時間(T)はT=(T1
+T2)である。起動励磁電流通電時間(T1)はT1
={1/(最大パルスレートPPS)}(SEC) で決定さ
れる。また、省電力励磁電流通電時間はT2={1/
(所定のパルスレートPPS)}−{1/(最大パルス
レートPPS)}(SEC) で決定される。T2期間の励磁
電流の低減方法は例えば特開平8−32296に記載の
PWM駆動方法によりT1はDUTY100%としT2
はDUTY≒50%とすれば容易に実現可能である。最
大パルスレートでステッピングモータの励磁電流が決定
され、それ以下のパルスレートにおいてはステッピング
モータを保持するのに必要な電流だけでよい。これによ
りさらに消費電力の削減が可能である。尚、ステッピン
グモータの速度切換は図1に不図示の速度切換入力手段
を備えているものとする。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、予め記憶したデー
タに基づいて複数のステッピングモータを制御するステ
ッピングモータ駆動装置において、ステッピングモータ
の励磁方式が1相励磁方式であり、複数のステッピング
モータは予め記憶したデータに基づいて所定処理時間内
で時分割駆動するステッピングモータを比較的低速で使
用する場合の低消費電力のステッピングモータ駆動装置
が得られる。
【0019】さらに、前述の形式のステッピングモータ
駆動装置において、所定パルスレートにおける1ステッ
プの励磁電流の通電波形は起動励磁電流と省電力励磁電
流の合成で通電波形が形成される。所定パルスレートに
おける1ステップの励磁電流通電時間(T)はT=(T
1 +T2 )である。起動励磁電流通電時間(T1 )はT
1 ={1/(最大パルスレートPPS)}(SEC) で決定
される。省電力励磁電流通電時間はT2 ={1/(所定
のパルスレートPPS)}−{1/(最大パルスレート
PPS)}(SEC) で決定される。且つ、省電力励磁電流
は起動励磁電流以下としたので低速駆動ばかりでなく、
比較的高速駆動しても低消費電力なステッピングモータ
駆動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の構成ブロック図である。
【図2】図2は、ステッピングモータの駆動データの説
明図である。
【図3】図3は、ステッピングモータの駆動データの詳
細図である。
【図4】図4は、本発明のタイミングチャートである。
【図5】図5は、実施例2の駆動波形を示した図であ
る。
【符号の説明】
1 第1のレンズ群 2 変倍レンズ 3 第3のレンズ群 4 フォーカスレンズ 5、6 リセットSW 7、8 ステッピングモータ 9 マイコン 10、11 ドライバ 12 CCD 13 AMP 20 プルアップ抵抗 21、22 ズームSW

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め記憶したデータにもとづいて複数の
    ステッピングモータを制御するステッピングモータ駆動
    装置において、ステッピングモータの励磁方式が1相励
    磁方式であり、複数のステッピングモータは予め記憶し
    たデータにもとづいて所定処理時間内で時分割駆動され
    ることを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のステッピングモータ駆動
    装置において、所定パルスレートにおける1ステップの
    励磁電流の通電波形は起動励磁電流波形と省電力励磁電
    流波形の合成であり、所定パルスレートにおける1ステ
    ップの励磁電流通電時間をTとし、起動励磁電流通電時
    間をT1 とし、省電力励磁電流通電時間をT2 とする
    と、励磁電流通電時間T=(T1 +T2 )であり、T1
    ={1/(最大パルスレートPPS)}(SEC) 、T2
    {1/所定のパルスレートPPS)}−{1/最大のパ
    ルスレートPPS)}(SEC) で決定され、且つ、省電力
    励磁電流が起動励磁電流以下であることを特徴とするス
    テッピングモータ駆動装置。
  3. 【請求項3】 複数の1相励磁方式のステッピングモー
    タを同時に制御するステッピングモータ駆動装置におい
    て、 第1ステッピングモータの各相のうちの少なくとも1つ
    の相を順次励磁するための駆動パルスを所定の間隔で発
    生する第1駆動パルス発生手段と、 該第1駆動パルス発生手段によって発生された駆動パル
    スに基づいて第1ステッピングモータの前記少なくとも
    1つの相に所定の通電波形の励磁電流を供給する第1励
    磁電流供給手段と、 第2ステッピングモータの各相のうちの少なくとも1つ
    の相を順次励磁するための駆動パルスを、所定の間隔
    で、かつ前記第1励磁電流供給手段によって供給される
    前記励磁電流の供給終了後に、発生する第2駆動パルス
    発生手段と、 該第2駆動パルス発生手段によって発生された駆動パル
    スに基づいて第2ステッピングモータの前記少なくとも
    1つの相に所定の通電波形の励磁電流を供給する第2励
    磁電流供給手段と、 を有することを特徴とするステッピングモータ駆動装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のステッピングモータ駆動
    装置において、所定パルスレートにおける1ステップの
    励磁電流の通電波形は起動励磁電流波形と省電力励磁電
    流波形の合成であり、所定パルスレートにおける1ステ
    ップの励磁電流通電時間をTとし、起動励磁電流通電時
    間をT1 とし、省電力励磁電流通電時間をT2 とする
    と、励磁電流通電時間T=(T1 +T2 )であり、T1
    ={1/(最大パルスレートPPS)}(SEC) 、T2
    {1/所定のパルスレートPPS)}−{1/最大のパ
    ルスレートPPS)}(SEC) で決定され、且つ、省電力
    励磁電流が起動励磁電流以下であることを特徴とするス
    テッピングモータ駆動装置。
JP13425797A 1997-05-08 1997-05-08 ステッピングモータ駆動装置 Pending JPH10313593A (ja)

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JP (1) JPH10313593A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7759896B2 (en) 2006-10-25 2010-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Stepping motor driving device, lens driving device, and camera

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