KR100426552B1 - 휴대용비디오카메라 - Google Patents

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Abstract

렌즈 구동에 사용되는 스테핑 모터의 부하 상태를 추정하여 그 상태에 따른 구동 전압(또는 구동 전류)을 모터에 공급하여 모터의 소비 전력을 삭감한다.
회로(13)에서 포커스 렌즈(2)를 작동시키기 위한 모터(4)에 대한 제어 신호가 가산기(14)로 공급된다. 외부에서 줌 명령이 회로(12)로 공급되고 회로(12)로부터 줌 렌즈(1)를 작동시키기 위한 모터(3)에 대한 제어 신호가 가산기(14)로 공급된다. 이들 신호가 가산기(14)에서 중첩되어 시리얼 통신으로써 프리 드라이버(16, 17)에 공급된다. 회로(16, 17)에서는 공급된 신호에 기초하여 적절한 진폭을 가진 사인파 데이타가 판독되고, 모터 드라이버(18, 19)에 대하여 각각 출력되고, 모터(3, 4)가 각각 구동된다. 이러한 구동 전압(전류)은 최적화되어 있으므로 모터의 소비 전력이 억제된다.

Description

휴대용 비디오 카메라
본 발명은 오토 포커스 기구 및 줌 기구에 스테핑 모터를 사용한 휴대용 비디오 카메라에 관한 것이다.
휴대용 비디오 카메라, 특히 가정에서 사용되는 소형 휴대용 비디오 카메라에서는 비디오 촬영을 간단히 행할 수 있도록, 오토 포커스 기구 및 줌 기구가 내장되어 있는 것이 많다. 이러한 오토 포커스 기구 및 줌 기구에는 렌즈 구동 수단이 설치되어 있고, 그 구동원으로서 일반적으로 스테핑 모터가 사용되고 있다.
스테핑 모터는, 기본적으로는 구형파에 의해 구동된다. 하지만, 이 구형파에 의해 구동되는 스테핑 모터는 구동시에 진동이나 고주파에 의한 노이즈가 발생한다. 이 때문에, 이 비디오 카메라에 내장되어 있는 스테핑 모터는 사인파에 의해 구동되는 것이 많다.
이러한 사인파에 의한 구동은 실제로는 사인파를 발생시켜 모터를 구동시키는 것이 아니고, 미리 ROM에 기억된 데이타에 기초하여 행해진다. 이러한 ROM에는 적당한 간격으로 샘플링된 사인파에 대응한 구형파의 듀티비를 지시하는 데이타가기억된다. 예를 들면, 각도가 0(rad)에서는 듀티비가 50%, π/2에서는 100%, 또 3 π/2에서는 0% 등으로 된다. 이러한 데이타에 의해 생성된 구형파에 의해 스테핑 모터가 구동된다. 이 때, 스테핑 모터의 구동용의 브릿지 회로 및 모터 자신의 코일 등에 의해 구형파가 평활하게 되어 사인파로 된다.
ROM에 기억된 데이타는 사인파에 대응하고 있다. 따라서, 반드시 0∼2π까지의 1주기분의 데이타가 ROM에 기억되어 있을 필요는 없으며, 예를 들면, 0∼π/2까지의 1/4 주기분의 데이타가 기억된다. 그리고, 스테핑 모터의 구동시에는, 먼저 0∼π/2에서는 판독된 데이타가 그대로 사용되고, π/2∼π에서는 ROM에 기억된 데이타가 0∼π/2일 때와 반대의 순서로 판독된다. 또한, π∼3π/2에서는 ROM에 기억된 0∼π/2의 데이타가 순서는 그대로 판독되고 정부의 부호가 반대로 된다. 다시, 3 π/2∼2π에서는, 0∼π/2의 데이타가 순서를 역으로 하여, 또 정부의 부호도 반대로 되어 판독된다. 이와 같이, 판독시의 순서 및 정부의 부호를 적당하게 교환함으로써, 0∼π/2의 범위의 데이타만으로 0∼2π까지의 1주기분의 데이타가 작성된다.
사인파로 스테핑 모터를 구동시키는 경우, 모터의 구동 속도를 고속 구동 혹은 저속 구동과 같이 변경시키기 위해서는 사인파의 주기가 변경되어야 한다. 제7도는 구동 속도가 다른 경우의 사인파의 주기의 차이를 나타낸다. 이와 같이 고속 구동의 경우에는 짧은 주기가 되고, 저속 구동의 경우에는 주기가 길게 된다. 이때, 이러한 사인파의 진폭은 속도에 관계없이 일정하게 된다.
제8도는 이러한 종래 예에 의한 스테핑 모터의 구동 회로의 구성의 일례를나타낸다. 이러한 예에서 사용된 스테핑 모터는 일반적으로 비디오 카메라의 렌즈나 플로피 디스크 드라이버의 구동에 사용되는 PM(Permanent Magnet)형 2상 여자 바이폴라 구동으로 되어 있다.
MCU(100)에서 어드레스 카운터(101)에 대하여 판독 클럭 신호 및 UP/DOWN 신호가 공급된다. 공급된 이들의 신호에 따라 사인파 데이타를 ROM(102)으로부터 판독하기 위한 어드레스 데이타가 어드레스 카운터(101)로부터 ROM(102)에 공급된다.
여기서, 판독 클럭은 ROM(102)으로부터 판독된 사인파 데이타의 주파수를 정하는 것이다. 따라서, 판독 클럭의 간격이 짧으면 사인파의 주파수가 높게 되고, 고속 구동으로 된다. 또, 동시에 판독 클럭의 간격이 길면 저속구동으로 된다. UP/DOWN 신호에 의해, ROM(102)으로부터 판독된 사인파 데이타의 정부의 부호가 역전되고 스테핑 모터가 역 회전 구동된다.
또한, 이러한 ROM(102)에는, 1/4주기, 즉 0∼π/2의 범위의 사인파에 대응한 구형파의 듀티비의 데이타가 기억되어 있다. 따라서, ROM(102)에서 데이타가 판독될 때에, 어드레스 카운터(101)에 의해 상술한 소정의 주기 범위에서의 데이타의 판독 순서의 제어 및 정부의 부호의 인가가 이루어져, 1주기분, 즉 0∼2π의 데이타가 생성되어 출력된다.
이러한 출력된 사인파에 대응한 구형파의 듀티비의 데이터는 PWM 발생 회로(103, 104)에 함께 공급된다. 여기서 구동하려고 하고 있는 스테핑 모터는 상술한 바와 같이 2상 여자이다. 따라서, 모터에는 위상이 π/2만큼 어긋난 사인파가 동시에 공급된다. 이러한 위상이 어긋난 파형의 발생은 ROM(102)의 데이타의 판독방법을 변경함으로써 행해진다.
PWM 발생 회로(103)에서의 구형파 출력은 스테핑 모터(107)를 구동 시키기 위한 H 브릿지 회로(105)를 개재하여 스테핑 모터(107)의 코일(107a)에 공급된다. 또한, PWM 발생 회로(104)에서의 구형파 출력은 H 브릿지 회로(106)를 개재하여 스테핑 모터(107)의 코일(107b)에 공급된다. 이 때, 이들 구형파 출력들은 H 브릿지 회로(105) 및 코일(107a), 혹은 H 브릿지 회로(106) 및 코일(107b)에 의해 평활화되어 사인파(또는 코사인파)로 된다. 이와 같이 하여, 스테핑 모터(107)의 사인파 구동이 행해진다.
제9도는, 상술한 바와 같이 구동된 스테핑 모터(107)에 공급된 사인파를 벡터 표시한 도면이다. 도면에서, A상 및 B상으로서 표시되어 있는 화살표는 2개의 코일(107a, 107b)의 각각의 여자 벡터에 대응한다. 이와 같이, A상, B상에 사인파, 코사인파가 각각 공급되면, 이들의 합성 벡터는 도면에 도시한 바와 같이 일정 크기의 원을 그리게 된다.
그런데, 이러한 스테핑 모터가 탑재된 비디오 카메라 등에서, 오토 포커스 기능 동안, 포커스의 미세 조정 등으로 인해 자주 스테핑 모터의 구동 방향이 스위칭된다. 또한, 줌 기능에서도 정역 회전(正逆回轉)이 자주 스위칭됨으로써, 줌 속도의 스위칭의 기능을 갖고 있는 기기에서는 이러한 줌 속도의 스위칭 등에 의해 모터의 구동 속도가 변화하게 된다.
스테핑 모터에서는 구동 방향의 반전, 고속 구동, 모터의 기동, 혹은 저온 환경 등의 하에서 보다 큰 부하가 걸린다. 또한, 이들 조건이 중첩된 경우에는 더욱 큰 부하가 걸린다. 이러한 큰 부하가 걸려 있을 때에는, 스테핑 모터에 충분한 구동 전압(혹은 구동 전류)이 공급되고 있지 않은 경우, 모터는 규정의 토크를 얻을 수 없고, 소위 탈조(power swing)라는 현상을 일으킨다. 종래, 이러한 스테핑 모터를 사용하는 시스템에서는, 구동 전압(혹은 구동 전류)은 주로 시스템에서 사용되는 스테핑 모터의 최대 부하 상태에서 탈조하지 않는 토크가 얻어지도록 구동 전압(혹은 구동 전류)이 설정되어 있다. 그리고, 저 부하의 상태에서도 동일한 구동 전압(구동 전류)이 공급된다. 저부하에서 구동될 때에 필요한 토크는 최대 부하시의 그것과 비교하면 보다 작게 된다. 따라서, 종래의 시스템은 구동 효율을 최적화하지 못한다고 하는 문제점이 있었다.
이 때문에, 이와 같은 스테핑 모터를 통상 충전식의 배터리 등으로 전원이 공급되는 휴대용의 비디오 카메라 등에 사용한 경우에는 배터리를 쓸데 없이 소모해 버린다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 스테핑 모터의 부하 상태를 추정하여 상태에 따른 구동 전압(혹은 구동 전류)을 모터에 공급하게 함으로써, 모터의 소비 전력이 삭감되고 그것에 의해 배터리의 소모가 억제된 휴대용 비디오 카메라를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해, 줌 렌즈의 구동 및 포커스 렌즈의 구동을 위해 스테핑 모터를 사용한 휴대용 비디오 카메라에 있어서, 상기 스테핑 모터에 대한 구동 신호를 발생시키는 구동 신호 발생 수단과, 상기 구동 신호를 기초로 하여 상기 스테핑 모터의 부하를 추정하여, 추정된 부하에 따라 구동 전압 또는 구동 전류를 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비디오 카메라이다.
또한, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해, 상기 스테핑 모터는 사인파형을 구동 신호(전압 또는 전류)로 한 것이며, 다른 진폭의 사인파의 데이타를 메모리에 격납하고 상기 사인파의 데이타를 선택함으로써 구동 전압(또는 구동 전류)을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비디오 카메라이다.
또한, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해, 상기 스테핑 모터는 사인파형을 구동 신호(전압 또는 전류)로 한 것이며, 사인파의 데이타를 메모리에 격납하고 상기 사인파의 데이타를 진폭 제어 수단에 의해 제어함으로써 구동 전압(또는 구동 전류)을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 비디오 카메라이다.
상술한 구성에 의하면, 오토 포커스 기구에 사용되는 스테핑 모터 및 줌 기구 사용되는 스테핑 모터는, 부하에 의해 구동 조건을 변경시키도록 되어 있기 때문에 이들의 모터에 의한 소비 전력을 삭감시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명에서는 스테핑 모터에 가해지는 부하를 예측하여, 이것에 의해 모터에 공급되는 구동 전압(혹은 구동 전류)을 최적화하려고 한 것이다.
제1도는 본 발명을 적용시킨 비디오 카메라의 구성의 일례이다. 도면 참조 번호(1)는 줌 렌즈이고, 도면 참조 번호(2)는 포커스 렌즈이다. 줌 렌즈(1)는 스테핑 모터인 줌 모터(3)에 의해 구동된다. 또한, 포커스 렌즈(2)는 포커스 모터(4)에 의해 구동된다. 줌 렌즈(1)를 줌 모터(3)에 의해 광축에 대하여 전후시킴에 의해촬상의 크기를 변화시킬 수 있고, 포커스 렌즈(2)를 포커스 모터(4)에 의해 광축에 대해서 전후 시킴에 의해 촬상의 핀트가 맞춰진다. 또한, 이들 줌 렌즈(1) 및 포커스 렌즈(2)의 기준 위치가 리세트 센서(20) 및 리세트 센서(21)에서 각각 검지되고, 그 출력이 후술하는 줌 렌즈 콘트롤 회로(12) 및 포커스 렌즈 콘트롤 회로(13)에 각각 공급된다.
또한, 이러한 예에서는, 이들 줌 모터(3) 및 포커스 모터(4)에 사용되는 스테핑 모터는 PM형 2상 여자 바이폴라로 구동되고 있다.
피사체로부터의 상이 줌 렌즈(1) 및 포커스 렌즈(2)를 개재하여 수광 소자인 CCD(5)에 입사된다. CCD(5)의 출력 신호는 S/H(샘플· 홀드), AGC(자동 이득 제어) 회로(6)에 공급되고, 영상 신호의 추출 및 신호 레벨의 조정을 받는다. S/H, AGC 회로(6)의 출력 신호는 A/D 콘버터(7)에 공급되어 디지탈 신호로 되고, 카메라 프로세스 회로(8)에 공급된다. 이러한 카메라 프로세스 회로(8)에 공급된 영상 신호는 소정의 신호 처리를 받고, 후단의 비디오 신호 프로세스부(도시 생략)로 송출된다.
또한, 카메라 프로세스 회로(8)로부터는, 오토 포커스를 위한 휘도 신호(AFY 신호)가 오토 포커스 검출 회로(9)에 공급된다. 이러한 오토 포커스 검출 회로(9)에서는 공급된 AFY 신호에 의해 포커스가 맞는지의 여부가 판단된다. 이러한 판단 결과는 평가 값으로서 MCU(10)에 내장된 오토 포커스 콘트롤 회로(11)에 공급된다.
이러한 MCU(10)는 비디오 카메라 전체의 시스템을 제어하는 제어 회로이며, 내부에 상술한 오토 포커스 콘트롤 회로(11) 외에도 줌 렌즈 콘트롤 회로(12), 포커스 렌즈 콘트롤 회로(13) 등이 포함되어 있다.
오토 포커스 콘트롤 회로(11)에서 오토 포커스 검출 회로(9)로부터의 출력인 평가 값이 평가되고, 그 결과가 포커스 렌즈 콘트롤 회로(13)로 공급된다. 포커스 렌즈 콘트롤 회로(13)에서, 이러한 공급된 결과로부터 포커스 모터(4)를 구동하여 포커스 렌즈(2)를 이후에 어느 정도 작동시킬지, 포커스가 맞는지 등이 산출된다. 그리고, 그를 위한 포커스 모터(4)의 동작, 예를 들면, 전회의 구동에 대한 구동 방향(반전 구동 되는지 등), 혹은 구동량 및 스피드 등에 대응한 모터의 제어 신호가 출력된다. 이러한 제어 신호가 포커스 모터 콘트롤 신호로서 가산기(14)에 공급된다.
또한, 줌 렌즈 콘트롤 회로(12)에는, 비디오 카메라에 설치된 버튼 등에 의한 입력으로부터, 예를 들면 피사체의 확대·축소, 혹은 어느 정도의 스피드로 줌을 행할 것인가 하는 줌 명령이 입력된다. 이러한 입력된 줌 명령에 대응한 줌 모터(3)의 동작, 예를 들면 어느 정도 줌 렌즈를 작동시켜야 하는지, 줌의 스피드, 혹은 줌의 방향 등에 대응한 모터의 제어 신호가 출력된다. 이러한 제어 신호가 줌 모터 콘트롤 신호로서 가산기(14)에 공급된다.
가산기(14)에서는 이들 포커스 모터 콘트롤 신호 및 줌 모터 콘트롤 신호가 소정의 타이밍에 의해 중첩되고, 시리얼 통신 포트(15)에 공급된다. 공급된 이 신호는, 줌 모터(3)용의 프리 드라이버(16) 및 포커스 모터(4) 용의 프리 드라이버(17)에 함께 공급된다. 이들 프리 드라이버(16, 17)에서, 시리얼 신호 중에 소정의 타이밍에서 중첩된 각각의 해당 모터를 구동시키기 위한 신호가 추출된다. 즉, 프리 드라이버(15)에서는 줌 모터(3)를 구동시키기 위한 줌 모터 콘트롤 신호가 추출되고, 프리 드라이버(16)에서는 포커스 모터(4)를 구동시키기 위한 포커스 모터 콘트롤 신호가 추출된다.
줌 모터(3) 및 포커스 모터(4)는 사인파 구동된다. 이러한 사인파 구동을 위한 사인파에 대응한 듀티비의 구형파가 프리 드라이버(16) 및 프리 드라이버(17)에서 생성된다. 이 때, 이들 프리 드라이버(16, 17)에는 상술한 바와 같이 구동 조건에 상응한 모터의 제어 신호가 공급되고 있다. 따라서, 모터(3, 4)를 효율 좋게 구동시키기 위해 이들 제어 신호에 대응한 구형파가 이들 프리 드라이버(16, 17)에서 생성된다.
상술한 바와 같이, 스테핑 모터에서는 그 구동 조건에 의해 가해진 부하가 변동된다. 이러한 부하의 대소 관계의 예로서는,
저속 구동 < 고속 구동
일방향 구동시 < 방향 반전시
일방향 구동시 < 기동시
고온 환경 < 저온 환경
등을 열거할 수 있다. 여기서, 부등호는 2개의 동작 혹은 상태간의 부하의 대소 관계를 표시하고 있다.
제2도는 이러한 모터를 효율 좋게 구동시키기 위한 구형파에 대응하는 사인파의 예를 도시하고 있다. 여기서는, 모터를 저속 구동시키는 경우와 고속 구동시키는 경우를 대비시킨 것이다. 고속 구동일 때의 진폭 α에 대하여, 저속 구동일때의 진폭 β가 α>β로 작게 되어 있다. 이와 같이, 저속 구동시에는 구동 전압(진폭)을 고속 구동시에 대하여 내려 공급한다. 즉, 모터의 구동 효율의 향상은 회전 속도에 대응한 구동 전압을 공급함으로써 실현된다. 예를 들면, 고속시에 70%의 구동 전압으로 저속 구동이 가능하도록 하고, 코일의 직류 저항 분만을 고려하면 손실은 전압의 2승에 비례함으로 -51%의 저전력화가 실현될 수 있게 된다.
이와 같이, 동작 조건에 의해 변동하는 부하에 따른 진폭을 갖는 사인파에 대응한 구형파가, 프리 드라이버(16, 17)로부터 모터 드라이버(18, 19)에 각각 공급된다. 이러한 모터 드라이버(18, 19)는 스테핑 모터(3)를 구동시키기 위한 브릿지 회로 등으로 구성됨으로, 모터 드라이버(18)가 줌 모터를 모터 드라이버(19)가 포커스 모터(4)를 각각 구동한다. 이 때, 모터 드라이버(18, 19)에 공급된 구형파는 모터 드라이버(18, 19)나 모터(3, 4)의 코일 회로에 의해 평활화 되어 사인파로 된다.
제3도는 이러한 실시예에서의 스테핑 모터의 제어 회로를 보다 상세한 구성으로 나타낸 일예이다. MCU(30)가 어드레스 카운터(31)와 접속된다. 또한, MCU(30)는 셀렉터(33)와도 접속된다. 어드레스 카운터(31)가 ROM(32a, 32b, 32c, 32d)에 함께 접속되고, ROM(32a, 32b, 32c, 32d)이 셀렉터(33)에 접속된다. 셀렉터(33)는 PWM 발생 회로(34a, 34b)에 함께 접속된다. PWM 발생 회로(34a)가 H 브릿지(35a)에 접속되고, H 브릿지(35a)가 모터(36)의 코일(36a)에 접속된다. 또한, PWM 발생 회로(34b)가 H 브릿지(35b)에 접속되고, H 브릿지(35b)가 모터(36)의 코일(36b)에 접속된다. 여기서, 모터(36)는 상술한 제1도의 줌 모터(3) 혹은 포커스 모터(4)와 대응하는 것이다.
ROM(32a∼32d)에는, 사인/코사인 파의 1/4 주기분, 즉, 0∼π/2까지의 데이타가 기억된다. 여기서, ROM(32a, 32b, 32c, 32d)에는 각각 진폭이 다른 사인/코사인파의 데이타가 기억되어 있다. 이러한 예에서, ROM(32a)에는 진폭 100%의 사인/코사인파의 데이타가 기억된다. 또한, ROM(32b)에는 ROM(32a)에 기억되어 있는 데이타에 대하여 진폭이 90%로 된 데이타가, ROM(32c)에는 동일하게 진폭이 80%로 된 데이타가, 다시, ROM(32d)에는 동일하게 하여 진폭이 70%로 된 사인/코사인파의 데이타가 기억된다. 이것은 이러한 4종류에 한하지 않고, 더욱 ROM을 증가시켜서 진폭이 60%, 50%, …와 같은 식으로 사인/코사인 파의 데이타를 기억시켜도 좋다.
이들 ROM(32a∼32d)으로부터, 어드레스 카운터(31)로부터의 판독 어드레스에 의해 각각의 데이타가 판독된다. 이러한 어드레스 카운터(31)는 MCU(30)으로부터의 UP/DOWN 신호 및 판독 클럭 신호에 의해 제어된다. 상술한 바와 같이, 이들 ROM(32a∼32d)에는 1/4 주기의 범위의 사인파에 대응한 구형파의 듀티비의 데이타가 기억되어 있다. 따라서, ROM(32a∼32d)으로부터 데이타가 판독될 때에, 어드레스 카운터(31)에 의해 상술한 바와 같은 소정의 주기 범위에서의 데이타 판독 순서의 제어 및 정부의 부호의 인가가 이루어지고, 1주기 분, 즉, 0∼2π의 데이타가 생성되어 출력된다. 이들 ROM(32a∼32d)의 출력은 셀렉터(33)에 공급된다. 이러한 셀렉터(33)는 MCU(30)으로부터의 AMP 신호에 의해 제어된다.
MCU(30)에는 외부에서 모터(36)에 대한 구동 조건을 나타내는 신호가 공급된다. 이것은 유저로부터의 줌 속도를 스위칭하는 신호 혹은 오토 포커스 콘트롤 회로로부터의 포커스 조정의 신호 등이다. 또한, 여기서 말하는 구동 조건이라는 것은, 예를 들면, 구동 속도, 방향 반전, 속도 감속, 및 온도 센서(도시 생략)로부터의 모터(36) 및 주위의 온도 데이타이다. 공급된 이들 신호에 대하여, MCU(30)는 구동 속도에 대해서는 대응한 판독 클럭 신호를 또한, 방향 반전에 대해서는 UP/DOWN 신호를 어드레스 카운터(31)에 공급한다. 이들 클럭 판독 신호 및 UP/DOWN 신호를 공급 받은 어드레스 카운터(31)는 ROM(32a∼32d)에 미리 기억된다. 사인/코사인파에 대응한 구형파 데이타를 판독하여 이를 셀렉터(33)에 각각 공급한다.
그것과 동시에, MCU(30)는 모터(36)를 효율적으로 구동시키기 위한 진폭을 구한다. 제4도는 이때의 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 최초에, 단계(S40)에서 모터(36)의 구동 속도가 판단된다. 여기서, 이러한 구동되는 모터(36)가 줌 렌즈를 구동시키는 것인 경우, 카메라를 조작하는 유저에 의해, 예를 들면, 줌을 고속, 중속 혹은 저속의 어느 것으로 행할 지가 선택되어 외부의 버튼 등으로부터 입력된다.
이러한 입력이 MCU(30)에 공급되고, MCU(30)에 의해 이러한 입력된 구동 속도에 대하여 모터(36)를 구동시키기 위한 사인/코사인파의 진폭이 어느 정도이면 효율이 좋은지가 판단된다. 만일 고속으로 구동시킬 경우에는 처리는 단계(S41)로 진행하고, 진폭=9로 된다. 또한, 만일 중속으로 구동시킬 경우에는 처리는 단계(S42)로 진행하고, 진폭=8이 된다. 더욱이, 만약 저속으로 구동시킬 경우라면 처리는 단계(S43)으로 진행하고, 진폭=7이 된다. 이들 단계(S41, S42, 혹은 S43)에서, 구동 속도에 대응하여 사인/코사인파의 진폭이 설정되면 처리는 다음의단계(S44)로 이행된다.
단계(S44)에서는 MCU(30)에 대하여 공급된 신호로부터 방향 전환할 것인지 여부가 판단된다. 만일, 방향 반전하지 않은 경우에는 처리는 그대로 단계(S46)로 이행된다. 한편, 방향 반전할 경우에는 모터(36)에 대한 부하가 중대함으로 처리는 단계(S45)로 이행되고, 단계(S41, S42, 혹은 S43)에서 얻어진 진폭에 대하여, 새로운 진폭=진폭+1이 되고 처리는 단계(S46)로 이행된다.
단계(S46)에서는 MCU(30)에 대해 공급된 신호로부터 구동 속도를 감속할 지의 여부가 판단된다. 만일, 감속하지 않는 경우에는 처리는 그대로 단계(S48)로 이행된다. 한편, 감속할 경우에는 모터(36)에 대한 부하가 감소함으로 처리는 단계(S47)로 이행되고, 단계(S44)에서 얻어진 진폭에 대하여, 새로운 진폭=진폭-1로 되고 처리는 단계(S48)로 이행된다.
단계(S48)에서는 MCU(30)에 대하여 온도 센서(도시 생략)로부터 공급된 신호로부터 모터(36) 혹은 주위의 온도의 소정의 값에 대한 고저가 판단된다.
만일, 온도가 고온이면 처리는 그대로 단계(S50)로 이행된다. 한편, 저온이었다면 모터(36)에 대한 부하가 증대함으로 처리는 단계(S49)로 진행되고, 단계(S46)에서 얻어진 진폭에 대하여, 새로운 진폭=진폭+1로 되고 처리는 다음 단계(S50)로 이행된다.
단계(S50)에서 단계(S49)까지 얻어진 진폭을 표시하는 값에 대하여 어느 사인/코사인파를 적용시킬 것인지가 판단된다. 이러한 예에서는, 진폭10이면 처리는 단계(S51)로 이행되고 진폭 100%의 사인/코사인파가 선택된다. 또한, 진폭=9이면처리는 단계(S52)로 이행되고, 진폭 90%의 사인/코사인파가 진폭8이면 처리는 단계(S53)으로 이행되어 진폭 80%의 사인/코사인파를 표시하는 값이 선택된다. 이와 같이, 모터(36)에 대한 구동 조건에 의해 모터(36)를 구동시키기 위한 사인/코사인파의 진폭이 구해진다. 이러한 예의 경우, 사인/코사인파를 표시하는 값은 상술한 바와 같이 미리 수 종류의 ROM에 기억되어 있다. 그 때문에, 이들 값은 양자화되어 있다.
이러한 사인/코사인파의 선택 정보는 AMP 신호로서 MCU(30)로부터 셀렉터(33)에 공급된다. 셀렉터(33)에 의해 공급된 이러한 AMP 신호를 기초로 ROM(32a∼32d)까지의 신호 경로가 선택되고, 대응하는 사인/코사인파 데이타가 출력된다.
이러한 셀렉터(33)에 의해 선택되어 출력된 사인/코사인파에 대응한 구형파 데이타 중, 예를 들면, 사인파 데이타가 PWM 발생 회로(34a)로 코사인파 데이타가 PWM 발생 회로(34b)로 공급된다.
PWM 발생 회로(34a)로부터의 구형파 출력은 스테핑 모터(36)를 구동시키기 위한 H 브릿지 회로(35a)를 개재하여 스테핑 모터(36)의 코일(36a)에 공급된다. 또한, PWM 발생 회로(34b)로부터의 구형파 출력은 H 브릿지 회로(35b)를 개재하여 스테핑 모터(36)의 코일(36b)에 공급된다. 이 때, H 브릿지 회로(35a) 및 코일(36a), 혹은 H 브릿지 회로(35b) 및 코일(35b)에 의해 평활되어 사인파(또는 코사인파)로 된다. 이와 같이 하여 스테핑 모터(36)의 사인파 구동이 행해진다.
제5도는 상술한 바와 같이 하여 구동된 모터(36)에 공급되는 사인파를 벡터표시한 도면이다. 도면 중, A상 및 B상으로서 기재되어 있는 화살표는 2상 여자 타이프인 이들 모터의 2개의 코일의 각각의 여자 백터에 대응한다. 이와 같이, A상, B상에 사인파, 코사인 파가 각각 공급되면, 그들의 합성 벡터는 도면에 도시하듯이 저속에서는 작고 고속에서는 큰 벡터 궤적을 그린다.
또한, 제4도에 도시한 플로우 차트에서, 모터의 구동 조건으로서 구동 속도, 구동 방향, 감속, 모터 및 주위의 온도의 4종류에 대하여 설명했으나, 이것은 이러한 예에 제한되지 않으며 더욱 많은 조건을 설정해도 좋다. 이 경우에는, 이러한 플로우 챠트의 단계(S50)의 전단에 처리의 프로세스가 가해진다. 또한, 이들의 구동 조건에 대한 처리는 어떠한 순서로 행해도 좋다.
제6도는 이러한 실시예의 변형예를 나타낸다. 상술한 제3도의 예에서는, 진폭이 다른 사인/코사인파의 데이타를 미리 ROM(32a∼32d)에 각각 기억시켜, 그것을 셀렉터(33)에서 선택하여 출력하고 있었기 때문에 각각의 진폭은 불연속이었다. 이러한 변형예에서는 사인/코사인파의 진폭 100%의 데이타만을 ROM(40)에 기억시켜 두고, 이러한 ROM(40)으로부터의 출력을 MCU(30)로부터의 AMP 신호에 의해 제어되는 VCA(전압 제어형 이득 제어 앰프)(41)에 공급하여 레벨을 콘트롤 하려고 하는 것이다.
MCU(30)에는 외부에서 모터(36)에 대한 구동 조건을 표시하는 신호가 공급된다. 공급된 이러한 신호에 따라, 어드레스 카운터(31)에 대하여 구동 방향을 표시하는 UP/DOWN 신호 및 구동 스피드를 표시하는 판독 클럭 신호가 공급된다. 동시에, MCU(30)에 의해 제4도에 도시한 플로우 차트와 동일한 처리가 행해진다. 즉,모터(36)의 구동 조건에 대응하여 사인/코사인파의 진폭을 지시하는 값이 증감된다. 이렇게 하여 구해진 사인/코사인파의 진폭을 나타내는 값은 이득 제어 신호(AMP 신호)로서 VCA(41)에 공급된다. 이것은, 예를 들면, 모터(36)를 구동시키는 사인/코사인파의 진폭은 최대의 진폭에 대하여 75% 등으로 된다.
MCU(30)에서, UP/DOWN 신호 및 판독 클럭 신호가 공급된 어드레스 카운터(31)에 의해, ROM(40)에 미리 기억되어 있는 사인/코사인파에 대응한 듀티비를 갖는 구형파의 데이타가 소정의 방법으로 판독된다. 판독된 이러한 데이터는 VCA(41)에 공급된다. 상술한 바와 같이, 이러한 VCA(41)에는 사인/코사인파의 진폭을 지시하는 값(AMP 신호)도 공급되고 있다. 이러한 값에 의해 ROM(40)으로부터 공급된 데이타에 소정의 연산이 실시되고, 예를 들면, 진폭 75%의 사인/코사인파에 대응한 듀티비를 갖는 구형파의 데이타가 되고 PWM 발생 회로(34a, 34b)에 공급된다. 이때 이러한 ROM(40)으로부터 공급되는 데이타 중, 예를 들면, 사인파 데이타가 PWM 발생 회로(34a)에, 코사인파 데이타가 PWM 발생 회로(34b)로 공급된다.
PWM 발생 회로(34a)로부터의 구형파 출력은 스테핑 모터(36)를 구동시키기 위한 H 브릿지 회로(35a)를 개재하여 스테핑 모터(36)의 코일(36a)에 공급된다. 또한, PWM 발생 회로(34b)로부터의 구형파 출력은 H 브릿지 회로(35b)를 개재하여 스테핑 모터(36)의 코일(36b)에 공급된다. 이 때, H 브릿지 회로(35a) 및 코일(36a) 혹은 H 브릿지 회로(35b) 및 코일(35b)에 의해, 평활된 사인파(또는 코사인파)로 된다. 이와 같이 하여, 스테핑 모터(36)의 사인파 구동이 행해진다.
이상의 설명에서, 스테핑 모터의 구동은 정전압 구동이지만, 이것은 이러한예에 제한되지 않고, 예를 들면, H 브릿지에 모터 코일을 흐르는 전류 검출 저항을 설치하여 PWM 발생 회로로 귀환 시킴에 의해 정전류 구동으로 하는 것도 가능하다.
또한, 이러한 실시예 및 변형예에서는 마이크로 스텝 구동으로서 구동 속도가 다른 경우의 일예에 대하여 설명하였으나, 이것은 이러한 예에 한정되는 것이 아니다. 구동 파형으로서는 2상 여자 구동/1-2상 여자 구동에서 사용되는 구형파라도 동일하게 진폭을 변화시킬 수 있어서 실현 가능하다.
더욱이, 스테핑 모터의 부하 상태로서는 MCU에 여러 가지 판단을 시키는 것이 가능하며 고속 구동, 저속 구동만을 한정하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 비디오 카메라의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 구동시키기 위한 스테핑 모터에 부하 상태에 따른 구동 전압(혹은 구동 전류)을 공급할 수 있다. 이 때문에, 모터의 소비 전력을 삭감할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본 발명의 휴대용 비디오 카메라는 배터리가 오래 유지되고 사용시간을 길게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터의 소비 전력이 최적화되어 있기 때문에 모터부의 발열을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 저속 구동시에 필요 최소한의 구동이 행해지므로 모터의 진동 및 잡음을 저감할 수 있다.
제1도는 본 발명을 적용한 비디오 카메라의 구성의 일례를 도시한 도면.
제2도는 모터를 효율 좋게 구동시키기 위한 구형파에 대응하는 사인파의 예를 도시한 도면.
제3도는 본 실시예의 스테핑 모터의 제어 회로를 보다 상세한 구성으로 나타낸 일례의 도면.
제4도는 모터를 효율적으로 구동시키기 위한 진폭을 구하는 처리를 나타내는 플로우 차트.
제5도는 모터를 효율 좋게 구동시키기 위해 모터에 공급되는 사인파를 벡터 표시한 도면.
제6도는 본 발명의 변형예를 도시한 도면.
제7도는 구동 속도가 다른 경우의 사인파의 주기의 차이를 도시한 도면.
제8도는 종래예에 의한 스테핑 모터의 구동 회로의 구성의 일례를 도시한 도면.
제9도는 종래예 방식에 의해 스테핑 모터에 공급되는 사인파를 벡터 표시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
3 : 줌 모터 4 : 포커스 모터
10 : MCU 12 : 줌 렌즈 콘트롤 회로
13 : 포커스 렌즈 콘트롤 회로 16, 17 : 프리 드라이버
18, 19 : 모터 드라이버

Claims (2)

  1. 휴대용 비디오 카메라에 있어서,
    제1 사인 파형을 수신하는 제1 스테핑 모터에 의해 구동되는 줌 렌즈,
    제2사인 파형을 수신하는 제2 스테핑 모터에 의해 구동되는 포커스 렌즈,
    복수의 구동 속도로부터 사용자에 의해 선택된 모터 구동 속도 입력 및 상기 사용자에 의해 선택된 모터 방향 입력을 수신하는 외부 입력 수단,
    주위 온도를 측정하는 온도 센서,
    상기 제1 및 제2 사인 파형을 발생시키는 구동 신호 발생 수단,
    상기 사용자에 의해 선택된 상기 모터 구동 속도, 상기 사용자에 의해 선택된 상기 모터 방향, 상기 주위 온도, 및 상기 모터의 가속 및 감속에 기초하여, 상기 제1 및 제2 스테핑 모터의 최적의 구동 부하를 추정하며, 상기 추정된 구동 부하에 대응하는 진폭 제어 신호를 생성시키는 구동 부하 추정 수단,
    입력으로서 판독 클럭과, 상기 구동 부하 추정 수단에 의해 생성된 업/다운 신호를 갖는 어드레스 카운터,
    일정한 진폭만의 구동 신호상에 데이터를 저장하는 판독 전용 메모리 - 상기 일정한 진폭 구동 신호는 상기 어드레스 카운터로부터 제공된 어드레스 데이터에 응답하여 판독됨 -, 및
    상기 일정한 진폭 구동 신호가 제공되며, 상기 진폭 제어 신호에 의해 제어되어 가변 구동 신호를 출력하는 전압 제어 진폭기를 포함하며,
    상기 최적 구동 부하 추정 수단은 상기 사용자가 선택한 상기 모터 구동 속도에 대응하여 값을 설정하고, 상기 설정한 값을 상기 모터 구동 속도 이외의 복수의 구동 조건 중 적어도 1개에 따라 소정 수치만큼 증가 또는 감소시킴으로써 상기 추정된 구동 부하를 결정하는 휴대용 비디오 카메라.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 신호 발생 수단은, 상기 가변 진폭 구동 신호가 제공되는 제1 및 제2 PWM 발생 회로와,
    상기 제1 및 제2 PWM 발생 회로 각각과, 상기 제1 및 제2 스테핑 모터 각각에 결합되어, 상기 제1 및 제2 사인 파형을 갖는 상기 스테핑 모터를 생성 및 구동시키는 제1 및 제2 H 브릿지 회로를 더 포함하는 휴대용 비디오 카메라.
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