JP2005204364A - Camera unit and its driver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は，カメラ装置に関し，特に，カメラ装置をパン方向及び／又はチルト方向に回動させる駆動装置に関する。 The present invention relates to a camera device, and more particularly to a drive device that rotates a camera device in a pan direction and / or a tilt direction.
従来，被写体を撮像するカメラ装置と，カメラ装置が撮像した映像を遠隔地で表示／記録する機器とを備えたリモート撮像システムが使用されている。例えば，特許文献１には，建造物内の複数箇所に監視カメラを設置し，これらの監視カメラの映像を監視員が一箇所で閲覧する監視カメラシステムが記載されている。
Conventionally, a remote imaging system including a camera device that images a subject and a device that displays / records an image captured by the camera device in a remote place is used. For example,
かかるリモート撮像システムのカメラ装置には，撮像方向を変えるため撮像部をパン／チルト方向に回動させる駆動装置（旋回台等）が設けられている。かかる駆動装置の駆動源としては，ＤＣモータやステッピングモータなどが採用される。 The camera device of such a remote imaging system is provided with a driving device (such as a swivel base) that rotates the imaging unit in the pan / tilt direction in order to change the imaging direction. As a drive source of such a drive device, a DC motor, a stepping motor, or the like is employed.
ＤＣモータを使用する場合には，パン又はチルト方向の回転位置を高精度で検出する検出センサを用いる必要があり，このセンサの検出精度が装置の制御精度を大きく左右する。このセンサ精度は，装置の温度変化や製作精度に影響されるため，装置製作後に細かな調整を行う必要であり，製作費が高価になってしまうという問題があった。更に，ＤＣモータは，起動時の消費電力が大きく，寿命も短いという問題もあった。 When a DC motor is used, it is necessary to use a detection sensor that detects the rotational position in the pan or tilt direction with high accuracy, and the detection accuracy of this sensor greatly affects the control accuracy of the apparatus. Since the sensor accuracy is affected by the temperature change of the device and the manufacturing accuracy, it is necessary to make fine adjustments after the device is manufactured, resulting in a problem that the manufacturing cost becomes expensive. Furthermore, the DC motor has a problem that it consumes a large amount of power when starting and has a short life.
一方，ステッピングモータを使用する場合には，制御回路からのパルス数およびパルス周波数によって，モータの回転角度や回転速度を容易に制御できる上，比較的安価であるという利点がある。しかし，ステッピングモータは，パルスに応じたステップ駆動時に，励磁電流がコイルに断続的に印加されるため，振動が発生しやすい。このため，ステッピングモータを使用した駆動装置は，上記モータの振動がギヤ等の駆動系に伝達され，大きな駆動騒音が生じてしまうという問題がある。にもかかわらず，近年では，上記カメラ装置は，屋内の病院やオフィス，会議室，教会などの静かな場所において使用されるケースが増加しており，駆動装置の静粛性の要請が高まっている。 On the other hand, when a stepping motor is used, there are advantages that the rotation angle and rotation speed of the motor can be easily controlled by the number of pulses and the pulse frequency from the control circuit and that the motor is relatively inexpensive. However, the stepping motor is prone to vibration because the excitation current is intermittently applied to the coil during step driving according to the pulse. For this reason, the drive device using the stepping motor has a problem that the vibration of the motor is transmitted to a drive system such as a gear and a large drive noise is generated. Nevertheless, in recent years, the above camera devices are increasingly used in quiet places such as indoor hospitals, offices, conference rooms, churches, etc., and there is an increasing demand for quietness of drive devices. .
上記のようなステッピングモータの駆動騒音を低減する手法としては，モータ駆動回路として，ステップ駆動時に各相コイルに略正弦波状の励磁電流を印加できるマイクロドライブ駆動回路を採用する手法が知られている。 As a method for reducing the driving noise of the stepping motor as described above, there is known a method of adopting a microdrive driving circuit that can apply a substantially sinusoidal excitation current to each phase coil during step driving as a motor driving circuit. .
しかしながら，上記マイクロドライブ駆動回路を採用した場合には，モータ駆動回路の回路構成が非常に複雑になってしまうという問題があった。また，マイクロドライブ駆動回路は非常に高価であり，またステッピングモータ自体も高価になるので，駆動装置全体が非常に高価になってしまうという問題があった。 However, when the microdrive driving circuit is employed, there is a problem that the circuit configuration of the motor driving circuit becomes very complicated. Further, the microdrive driving circuit is very expensive, and the stepping motor itself is also expensive, so that there is a problem that the entire driving device becomes very expensive.
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，カメラ装置の駆動装置が備えたステッピングモータの振動により発生する駆動騒音を，単純かつ安価なモータ駆動回路を採用して低減することが可能な，新規かつ改良されたカメラ装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a simple and inexpensive motor for driving noise generated by vibration of a stepping motor provided in a driving device of a camera device. It is an object of the present invention to provide a new and improved camera device that can be reduced by employing a drive circuit.
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，被写体を撮像する撮像部と，撮像部を回動させる駆動装置とを備えたカメラ装置が提供される。このカメラ装置において，駆動装置は，ロータの周囲に配設された複数の励磁コイルを有するステッピングモータと，励磁コイルに励磁電流を流すことによりステッピングモータを駆動させるモータ駆動回路とを備え，ステッピングモータの振動による騒音を低減するために，各励磁コイルの両端に積分回路が接続されている。 In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a camera apparatus including an imaging unit that images a subject and a drive device that rotates the imaging unit is provided. In this camera device, the driving device includes a stepping motor having a plurality of exciting coils disposed around the rotor, and a motor driving circuit for driving the stepping motor by flowing an exciting current through the exciting coil. Integration circuits are connected to both ends of each exciting coil in order to reduce noise caused by vibration.
かかる構成により，ステッピングモータの励磁コイルの励磁開始時に，励磁コイルだけでなく，対応する積分回路にも電流を流すことができるので，励磁コイルに励磁電流を急激に印加しないようにできる。さらに，励磁開始後，積分回路に流れる電流は徐々に小さくなるに伴い，励磁コイルの励磁電流が徐々に大きくなるので，励磁コイルを十分に励磁させて，ステッピングモータの回転トルクを必要量得ることができる。さらに，ステッピングモータの励磁コイルの励磁終了時においても，充電されていた積分回路が放電することによって，励磁電流が急激に減少することを防止できる。このように，ステッピングモータの各相の励磁コイルに流れる励磁電流の急激な変化を抑制することができるので，ステッピングモータの振動を抑制して，駆動騒音を低減できる。なお，積分回路は，マイクロドライブ駆動回路と比べて，非常に簡素で安価な回路である。 With this configuration, at the start of excitation of the excitation coil of the stepping motor, current can flow not only to the excitation coil but also to the corresponding integration circuit, so that the excitation current can be prevented from being suddenly applied to the excitation coil. Furthermore, since the excitation current of the excitation coil gradually increases as the current flowing in the integration circuit gradually decreases after excitation starts, the excitation coil must be sufficiently excited to obtain the necessary amount of rotational torque of the stepping motor. Can do. Further, even when the excitation of the excitation coil of the stepping motor is completed, it is possible to prevent the excitation current from rapidly decreasing by discharging the charged integration circuit. As described above, since a rapid change in the excitation current flowing in the excitation coil of each phase of the stepping motor can be suppressed, vibration of the stepping motor can be suppressed and driving noise can be reduced. The integrating circuit is a very simple and inexpensive circuit compared to the microdrive driving circuit.
また，上記積分回路は，抵抗とコンデンサが直列に接続されたＲＣ直列回路であるようにしてもよい。さらに，上記励磁コイルの励磁開始時に，ＲＣ直列回路に流れる充電電流の電流値と，励磁コイルに流れる励磁電流の電流値とが略同一となるように，ＲＣ直列回路の時定数が設定されているようにしてもよい。 Further, the integrating circuit may be an RC series circuit in which a resistor and a capacitor are connected in series. In addition, the time constant of the RC series circuit is set so that the current value of the charging current flowing in the RC series circuit and the current value of the excitation current flowing in the excitation coil are substantially the same at the start of excitation of the excitation coil. You may make it.
また，上記駆動装置は，撮像部をパン方向に回動させるパン駆動装置と，撮像部をチルト方向に回動させるチルト駆動装置とからなる。このパン駆動装置またはチルト駆動装置の少なくともいずれかは，ステッピングモータおよびモータ駆動回路を具備するようにしてもよい。 The driving device includes a pan driving device that rotates the imaging unit in the pan direction and a tilt driving device that rotates the imaging unit in the tilt direction. At least one of the pan driving device and the tilt driving device may include a stepping motor and a motor driving circuit.
また，上記カメラ装置は，駆動装置と撮像部とが一体化されているようにしてもよい。さらに，上記カメラ装置は，撮像部をチルト方向に回転可能に支持する撮像部支持部と，撮像部および撮像部支持部をパン方向に回転可能に支持するベース部とを備え，チルト駆動装置は撮像部支持部内に配設され，パン駆動装置はベース部内に配設されるようにしてもよい。 The camera device may be configured such that the driving device and the imaging unit are integrated. The camera device further includes an imaging unit support unit that supports the imaging unit so as to be rotatable in the tilt direction, and a base unit that supports the imaging unit and the imaging unit support unit so as to be rotatable in the pan direction. The pan driving device may be disposed in the base unit and disposed in the imaging unit support unit.
また，上記カメラ装置は，撮像部が生成した映像信号を遠隔地に送信する監視カメラ若しくはモニタリング用カメラであるようにしてもよい。 The camera device may be a monitoring camera or a monitoring camera that transmits a video signal generated by the imaging unit to a remote place.
また，上記ステッピングモータは，５相ステッピングモータであるようにしてもよい。また，上記モータ駆動回路は，ステッピングモータをハーフステップ駆動させるようにしてもよい。 The stepping motor may be a 5-phase stepping motor. The motor driving circuit may drive the stepping motor in half steps.
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，カメラ装置の撮像部を回動させる駆動装置が提供される。このカメラ装置の駆動装置は，ロータの周囲に配設された複数の励磁コイルを有するステッピングモータと，励磁コイルに励磁電流を流すことによりステッピングモータを駆動させるモータ駆動回路とを備え，ステッピングモータの振動による騒音を低減するために，各励磁コイルの両端に積分回路が接続されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, according to another aspect of the present invention, a drive device that rotates an imaging unit of a camera device is provided. The driving device of this camera device includes a stepping motor having a plurality of exciting coils arranged around the rotor, and a motor driving circuit for driving the stepping motor by flowing an exciting current through the exciting coil. An integrating circuit is connected to both ends of each exciting coil in order to reduce noise caused by vibration.
また，上記積分回路は，抵抗とコンデンサが直列に接続されたＲＣ直列回路であるようにしてもよい。さらに，上記励磁コイルの励磁開始時に，ＲＣ直列回路に流れる充電電流の電流値と，励磁コイルに流れる励磁電流の電流値とが略同一となるように，ＲＣ直列回路の時定数が設定されているようにしてもよい。 Further, the integrating circuit may be an RC series circuit in which a resistor and a capacitor are connected in series. In addition, the time constant of the RC series circuit is set so that the current value of the charging current flowing in the RC series circuit and the current value of the excitation current flowing in the excitation coil are substantially the same at the start of excitation of the excitation coil. You may make it.
また，上記撮像部をパン方向に回動させるパン駆動装置と，撮像部をチルト方向に回動させるチルト駆動装置とからなり，パン駆動装置またはチルト駆動装置の少なくともいずれかは，ステッピングモータおよびモータ駆動回路を具備するようにしてもよい。 In addition, the pan driving device that rotates the imaging unit in the pan direction and the tilt driving device that rotates the imaging unit in the tilt direction, at least one of the pan driving device and the tilt driving device includes a stepping motor and a motor. A drive circuit may be provided.
また，上記カメラ装置の駆動装置は，上記撮像部と一体化されているようにしてもよい。さらに，上記カメラ装置は，撮像部をチルト方向に回転可能に支持する撮像部支持部と，撮像部および撮像部支持部をパン方向に回転可能に支持するベース部とを備え，チルト駆動装置は撮像部支持部内に配設され，パン駆動装置はベース部内に配設されるようにしてもよい。 Further, the driving device of the camera device may be integrated with the imaging unit. The camera device further includes an imaging unit support unit that supports the imaging unit so as to be rotatable in the tilt direction, and a base unit that supports the imaging unit and the imaging unit support unit so as to be rotatable in the pan direction. The pan driving device may be disposed in the base unit and disposed in the imaging unit support unit.
また，上記カメラ装置は，撮像部が生成した映像信号を遠隔地に送信する監視カメラ若しくはモニタリング用カメラであるようにしてもよい。 The camera device may be a monitoring camera or a monitoring camera that transmits a video signal generated by the imaging unit to a remote place.
また，上記ステッピングモータは，５相ステッピングモータであるようにしてもよい。また，上記モータ駆動回路は，ステッピングモータをハーフステップ駆動させるようにしてもよい。 The stepping motor may be a 5-phase stepping motor. The motor driving circuit may drive the stepping motor in half steps.
以上説明したように本発明によれば，比較的簡単かつ安価なモータ駆動回路によって，ステッピングモータの各相の励磁コイルに流れる励磁電流の急激な変化を抑制することができる。これにより，ステッピングモータの振動を抑制して，カメラ装置の駆動装置が発生する駆動騒音を低減することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress a sudden change in the excitation current flowing through the excitation coil of each phase of the stepping motor by using a relatively simple and inexpensive motor drive circuit. Thereby, the vibration of the stepping motor can be suppressed and the driving noise generated by the driving device of the camera device can be reduced.
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
（第１の実施形態）
以下に，本発明の第１の実施形態にかかるカメラ装置およびその駆動装置について説明する。
(First embodiment)
The camera device and its driving device according to the first embodiment of the present invention will be described below.
まず，図１に基づいて，本実施形態にかかるカメラ装置１０の主要な構成と，このカメラ装置１０を備えたリモート撮像システム１の全体構成について説明する。なお，図１は，本実施形態にかかるリモート撮像システム１およびカメラ装置１０の構成を示すブロック図である。
First, the main configuration of the
図１に示すように，リモート撮像システム１は，撮像現場に設置されたカメラ装置１０が撮像した映像を，このカメラ装置１０とは離れた場所で閲覧／記録等するためのシステムである。かかるリモート撮像システム１は，例えば，撮像現場に設置され被写体を撮像するカメラ装置１０と，カメラ装置１０のオプションカードスロット１８に挿抜可能なオプションカード基板２と，カメラ装置１０から中継装置４に映像信号を伝送する光ファイバケーブル３と，映像信号を中継する中継装置４と，カメラ装置１０の動作を遠隔操作する操作装置５と，から構成される。
As shown in FIG. 1, the
カメラ装置１０は，例えば，動画をカラー撮像することが可能な小型のビデオカメラであり，撮影対象となる被写体を撮影可能な場所（建造物の内外の壁面，天井，床面，街頭の支柱等）に設置される。かかるリモート撮像システム１が備えるカメラ装置１０は，例えば，ビル，警察署，鉄道駅等の建造物の内外や商店街等の街頭におけるセキュリティのための監視カメラや，結婚式場，会議室，オフィス，病院，学校，教会等におけるモニタリング用カメラ，或いはワンマン放送局等における映像番組制作用カメラ，などとして使用される。かかるカメラ装置１０は，例えば，システム内で１台だけ設置されてもよいし，或いは，相異なる場所に複数台設置され，複数箇所を撮像できるようにしてもよい。
The
このカメラ装置１０は，例えば，パン／チルト駆動機構を搭載した一体型３ＣＣＤカメラとして構成されている。即ち，カメラ装置は，図１に示すように，例えば，撮像部１２と，被写体を撮像して映像信号を生成する撮像部１２と，カメラ装置１０内の各部を制御するカメラ制御部１４と，上記撮像部１２を回動させる駆動装置１６と，カメラ装置１０の外部との間で映像信号やカメラ動作制御信号，同期信号などを入出力するためのコネクタ部１７と，オプションカード基板２が装着されるオプションカードスロット１８と，を備える。
The
撮像部１２は，例えば，レンズと，レンズから入射された光学像を光電変換して映像信号を生成する３板ＣＣＤと，映像信号をγ補正処理およびホワイトバランス調整処理等する映像信号処理回路と，制御回路と，レンズの動作（ズーム，フォーカス，アイリス等）を調整する駆動部などから構成されており，被写体を撮像して高画質，高解像度のデジタル映像信号を出力する。
The
駆動装置１６は，撮像部１２をチルト方向に回動させるチルト駆動装置２０と，撮像部１２をパン方向に回動させるパン駆動装置３０と，を備えている。かかる駆動装置１６は，撮像部１２をパン／チルト方向に回動させて，撮像方向を変更することができる。このパン駆動装置３０およびチルト駆動装置２０は，駆動源として，本実施形態にかかる特徴である駆動振動が低減されたステッピングモータ（パンモータ，チルトモータ）を具備しているが，このステッピングモータの詳細については後述する。
The driving
かかる構成のカメラ装置１０は，例えば，コネクタ部１７に設けられた電源用端子に外部ＡＣアダプタ（図示せず。）から電源が供給されており，カメラ装置１０の電源が入ると，駆動装置１６に電源が入り，予め設定されている撮像方向に調整されて停止する。
In the
また，カメラ装置１０のコネクタ部１７にある映像出力端子にケーブルを接続することにより，映像信号を出力することができる。さらに，カメラ装置１０のコネクタ部１７には，操作装置５からのカメラ動作制御信号等を入出力するための端子が設けられており，この端子と操作装置５を有線接続することができる。
Further, a video signal can be output by connecting a cable to the video output terminal in the
さらに，このカメラ装置１０には，オプションカードスロット１８（以下では，「カードスロット１８」という。）が例えば１つ設けられている。このカードスロット１８には，複数種類のオプションカード基板２（「カード基板２」という。）をオプション的に装着することができる。このカード基板は，例えば，カメラ装置１０が生成した映像信号を特定の信号形式に変換して出力する回路が搭載されたカード基板である。このカード基板２の具体例としては，例えば，デジタル映像信号をアナログ信号（アナログＲ・Ｇ・Ｂ信号，アナログＹ／Ｃ信号等）形式に変換するアナログ用カード基板，デジタル映像信号をＳＤＩ（Ｓｉｒｉａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）形式に変換するＳＤＩ用カード基板，デジタル映像信号をＤＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ）信号形式に変換するＤＶ用カード基板，デジタル映像信号をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）信号形式に変換するネットワーク送信用カード基板，デジタル映像信号を光ファイバケーブル３で伝送可能な信号形式に変換して送信する光伝送用カード基板などが挙げられる。
Further, the
これら複数種類のカード基板は，その大きさや，カードスロット１８との接続バス規格（例えば，コンパクトＣＰＩ），コネクタ信号等が共通化されており，同一のカードスロット１８に選択的に装着することができる。図１の例では，カメラ装置１０のカードスロット１８には，光伝送用カード基板２が装着されており，映像信号が光ファイバケーブル３を介して中継装置４に長距離伝送されている。
These multiple types of card boards share the same size, standard for buses connected to the card slot 18 (for example, compact CPI), connector signals, and the like, and can be selectively mounted in the
中継装置４は，カメラ装置１０と外部装置（モニタ装置，記録再生装置等；図示せず。）との間で映像信号を中継する装置（インタフェースユニット）である。この中継装置４は，例えば，上記光伝送用カード基板２から光ファイバケーブル３を介してデジタル映像信号の光信号を受信し，この光信号を電気的なデジタル映像信号に変換する。この中継装置４は，このように変換した映像信号を，例えば，スイッチャ等の切替装置（図示せず。）を介して，モニタ装置または記録再生装置等の外部装置に出力する。
The relay device 4 is a device (interface unit) that relays a video signal between the
操作装置５は，例えば，ジョイスティック，ボタン，ダイヤル等の入力手段を備えたリモートコントローラであり，映像の監視者・閲覧者（ユーザ）の手元に配設される。この操作装置５は，ユーザ入力に基づいてカメラ動作制御信号を生成し，このカメラ動作制御信号をカメラ装置１０に送信することによって，カメラ装置１０の動作を遠隔操作することができる。
The
例えば，操作装置５は，カメラ装置１０の撮像部１２をパン／チルト方向に駆動させるパン制御信号／チルト制御信号を送信することにより，前記撮像部１２をパン／チルト方向に所定角度だけ回動させて，撮像方向を変更することができる。また，操作装置５は，撮像条件制御信号を送信することにより，カメラ装置１０の撮像部１２の撮像条件（シャッタースピード，ホワイトバランスなど）を制御して，画質調整することができる。また，操作装置５は，カメラ装置１０のレンズの動作を制御するレンズ制御信号を送信することにより，レンズのズーム，アイリス，フォーカス等を調整することもできる。
For example, the operating
かかる操作装置５は，カメラ装置１０から比較的近距離に設置される場合には，例えばＲＳ−２３２Ｃ／ＲＳ−４２２ケーブル等でカメラ装置１０のコネクタ部１７に接続され，カメラ装置１０に直接的にカメラ動作制御信号を出力することができる（図１の下側の操作装置５の例）。なお，ここでいう近距離は，例えば（例えば数十ｍ以内）であり，カメラ装置１０の設置箇所と操作装置４の設置箇所とが，建造物の同一の室内，同一フロア内，小規模の建造物内にある場合などである。
When the
一方，カメラ装置１０から比較的遠距離に配設される場合には，例えばＲＳ−２３２Ｃ／ＲＳ−４２２ケーブル等で中継装置４に接続され，光ファイバケーブル３を介して，カメラ装置１０に間接的にカメラ動作制御信号を送信することもできる。なお，ここでいう遠距離距離は，例えば数百ｍ以上であり，カメラ装置１０の設置箇所と操作装置４の設置箇所とが，高層ビル，病院等の比較的大きな建造物内で離隔している場合や，相異なる建造物内，建造物外部と内部にある場合などである。
On the other hand, when it is disposed at a relatively long distance from the
なお，上記操作装置５は，カメラ装置１０の撮像条件の制御，パン／チルト方向の駆動制御，レンズのズーム制御などといった全ての制御を１つの装置で操作できるように構成されているが，かかる例に限定されず，各制御を個別に行うコントローラを複数台設けてもよい。また，操作装置５は，図１のような操作専用機の例に限定されず，例えば，コンピュータ装置（例えば汎用のパーソナルコンピュータ等）に操作用アプリケーションをインストールして構成されてもよい。この場合には，ユーザは，マウスやキーボード操作によって，ＧＵＩ上でカメラ装置１０の動作を操作できる。また，操作装置５は，赤外線リモコンなどで構成され，カメラ動作制御信号を無線送信できるようにしてもよい。
The
以上，本実施形態にかかるリモート撮像システム１の構成およびカメラ装置１０の主要構成について説明した。このようなリモート撮像システム１において用いられるカメラ装置１０は，パン方向およびチルト方向駆動時に静粛性が求められる。例えば，カメラ装置１０が監視カメラとして使用される場合には，駆動騒音を発することによって，不審者や犯罪者等にカメラ装置１０の存在およびその撮像方向の変更が気づかれないように，静かに駆動する必要がある。また，カメラ装置１０がモニタリング用カメラとして使用される場合には，駆動騒音を発することによって教会での礼拝や，学校での授業，病院での手術などの障害とならないように，静かに駆動する必要がある。また，カメラ装置１０がワンマン放送局等で映像番組の制作用カメラとして使用される場合には，駆動騒音がマイクによって集音されて番組音声の雑音とならないように，静かに駆動する必要がある。
The configuration of the
以下に，駆動装置１６の駆動騒音を低減するためのカメラ装置１０の構成について詳細に説明する。
Below, the structure of the
まず，図２に基づいて，本実施形態にかかるカメラ装置１０の外観構成について説明する。なお，図２は，本実施形態にかかるカメラ装置の外観を示す正面図（ａ），右側面図（ｂ），および背面図（ｃ）である。
First, the external configuration of the
図２に示すように，カメラ装置１０は，概略的には，例えば，上記撮像部１２と，撮像部支持部１１と，ベース部１３とからなる。
As shown in FIG. 2, the
撮像部１２は，正面側にレンズ１２１が配設されており，このレンズ１２１が向いている方向の被写体を撮像して映像信号を生成する。
The
撮像部支持部１１は，例えば，撮像部１２の両側面および背面を覆うようにして設けられた中空の支持体（シェル）である。この撮像部支持部１１は，例えば，撮像部１２の両側面に設けられたチルト回動軸（図示せず。）等によって撮像部１２と連結されており，撮像部１２をチルト方向（図２の垂直方向）に回転可能に支持する。この撮像部支持部１１の内部には，上記チルト駆動装置２０が配設されている。
The imaging
ベース部１３は，例えば，カメラ装置１０の最下部に位置し，建造物の壁面，天井面，床面等の設置面に取り付けられる中空の基台（シェル）である。このベース部１３は，パン回動軸（図示せず。）等によって撮像部支持部１１と連結されており，撮像部支持部１１および撮像部１２をパン方向（図２の水平方向）に回転可能に支持する。このベース部１３の内部には，上記パン駆動装置３０が配設されている。
The
また，図２（ｃ）に示すように，カメラ装置１０の背面には，複数の入出力端子が配設されたコネクタ部１７と，上記カードスロット１８の挿入口が配設されている。コネクタ部１７は，例えば，同期信号入力端子１７１と，映像信号出力端子１７２と，カメラ動作制御信号入出力端子１７３（例えばＲＳ−２３２Ｃ／ＲＳ−４２２端子等）と，電源入力端子１７４と，を備える。かかるコネクタ部１７の端子群は略水平方向に配列されており，さらに，このコネクタ部１７の下部に上記カードスロット１８がコネクタ部１７と略並行となるように配設されている。かかる配置により，カメラ装置１０全体の小型化を実現できる。
Further, as shown in FIG. 2C, on the back surface of the
次に，図３に基づいて，本実施形態にかかるカメラ装置１０内部の駆動装置１６各部の配置について詳細に説明する。なお，図３は，本実施形態にかかるカメラ装置１０内部の駆動装置１６各部の配置を概略的に示す配置図である。なお，図３（ａ）は，カメラ装置１０の正面側から内部を透視しており，図３（ｂ）は，カメラ装置１０の右側面側から内部を透視している。
Next, the arrangement of each part of the
図３（ａ）に示すように，撮像部１２の内部には，上記３ＣＣＤ，映像処理回路，制御回路等からなる回路であるカメラブロック１２２が配設されている。このカメラブロック１２２は，例えば，ベース部１３内に配設されたカメラ制御部１４の基板（図示せず。）に対し，配線的に遊びを持たせたＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル；図示せず。）等の配線を介して接続されており，映像信号，制御信号等の各種信号を入出力することができる。かかるＦＦＣで接続することにより，撮像部１２がパン／チルト方向に回動したとしても，上記基板間で信号を伝送することが可能なる。
As shown in FIG. 3A, a
また，図３（ａ）に示すように，撮像部支持部１１の内部には，例えば，チルトモータＴＭ，チルトギヤ部２１，チルトモータ駆動回路２２，チルトＦＦＣ巻き取り部２３等が配設されている。具体的には，撮像部１２の一側（図３（ａ）では右側）の撮像部支持部１１の内部には，例えば，上部側にチルトギヤ部２１，下部側にチルトモータＴＭが配設されている。一方，撮像部１２の他側（図３（ａ）では左側）の撮像部支持部１１の内部には，例えば，上部側にチルトＦＦＣ巻き取り部２３，下部側にチルトモータ駆動回路２２が配設されている。
Further, as shown in FIG. 3A, for example, a tilt motor TM, a
このように撮像部支持部１１に内蔵されたチルトモータＴＭ，チルトギヤ部２１およびチルトモータ駆動回路２２は，上記チルト駆動装置２０を構成している。
As described above, the tilt motor TM, the
チルトモータＴＭは，本実施形態にかかる特徴である５相ステッピングモータで構成され，チルト駆動の駆動源となる。チルトギヤ部２１は，ギヤ，ウォーム，チルト回動軸等からなり，チルトモータＴＭの駆動力を伝達する機構である。チルトモータ駆動回路２２は，チルトモータＴＭのステップ駆動を制御する回路である。かかるチルト駆動装置２０は，上記カメラ制御部１４からの制御信号に基づいて，撮像部１２をチルト方向に回転駆動させることができる。これにより，撮像部１２の撮像方向を垂直方向に変更することができる。
The tilt motor TM is composed of a five-phase stepping motor that is a feature of the present embodiment, and serves as a drive source for tilt drive. The
また，図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように，ベース部１３の内部には，例えば，パンモータＴＭ，パンギヤ部３１，パンモータ駆動回路３２，パンＦＦＣ巻き取り部３３，カードスロット１８等が配設されている。具体的には，ベース部１３内部の中央部分には，パンギヤ部３１が配設されている。このパンギヤ部３１の一側（図３（ａ）では左側）には，パンモータ駆動回路３２が配設され，このパンギヤ部３１の前面側には，パンモータＰＭが配設されている。また，パンギヤ部３１の上部側にパンＦＦＣ巻き取り部３３が配設されている。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
このようにベース部１３に内蔵されたパンモータＰＭ，パンギヤ部３１，およびパンモータ駆動回路３２は，上記パン駆動装置３０を構成している。
Thus, the pan motor PM, the
パンモータＰＭは，本実施形態にかかる特徴である５相ステッピングモータで構成され，パン駆動の駆動源となる。パンギヤ部３１は，ギヤ，ウォーム，パン回動軸等からなり，パンモータＰＭの駆動力を伝達する機構である。パンモータ駆動回路３２は，パンモータＰＭのステップ駆動を制御する回路である。かかるパン駆動装置３０は，上記カメラ制御部１４からの制御信号に基づいて，撮像部１２をパン方向に回転駆動させることができる。これにより，撮像部１２の撮像方向を水平方向に変更することができる。
The pan motor PM is composed of a five-phase stepping motor that is a feature of the present embodiment, and serves as a driving source for pan driving. The
また，上記チルトＦＦＣ巻き取り部２３とパンＦＦＣ巻き取り部３３は，例えば，撮像部１２をチルト方向／パン方向に回動させる際に，上記ＦＦＣに必要以上の遊びを持たせないように，当該ＦＦＣを巻き取り／送り出しする部分である。
Further, the tilt
このように，カメラ装置１０は，レンズ１０１を含む撮像部１２と，パン駆動装置３０およびチルト駆動装置２０とが一体化されたパン／チルト駆動機構一体型３ＣＣＤカメラとして構成されており，装置全体が小型化されている。
As described above, the
また，チルトモータＴＭおよびパンモータＰＭとして，例えば，５相ステッピングモータを用いている。ステッピングモータは，カメラ制御部１４によってモータの回転角度及び回転速度に応じたパルス信号を加えるだけで，オープンループ制御によって容易に駆動制御することができる。また，ステッピングモータは，モータ駆動回路２２，３２の部品数が比較的少なくて済み，価格的にも低価格であるという利点がある。また，ステッピングモータ方式は，速度制御特性，省エネルギー，省スペースに対する要求に容易に対応することが可能であり，カメラ制御部１４からのパルス数やパルス周波数をコントロールするだけで，撮像部１２の回転速度や回転角度を任意に変更することが可能である。
For example, a 5-phase stepping motor is used as the tilt motor TM and the pan motor PM. The stepping motor can be easily driven and controlled by open loop control only by adding a pulse signal corresponding to the rotation angle and rotation speed of the motor by the
次に，図４に基づいて，本実施形態にかかるカメラ装置１０におけるチルト駆動装置２０の機構について詳細に説明する。なお，図４は，本実施形態にかかるカメラ装置１０のチルト駆動装置２０の機構を示す斜視図である。なお，図４は，撮像部支持部１１の外側シェルを取り外した状態のカメラ装置１０を示している。
Next, the mechanism of the
図４に示すように，撮像部１２の一側に配されたチルトシャーシ部１１１には，例えば，チルトモータＴＭと，チルトギヤ部２１とが取り付けられている。チルトシャーシ部１１１は，上記撮像部支持部１１の内側にある略平板状のシェルであり，チルトモータＴＭおよびチルトギヤ部２１を支持する支持板として機能する。チルトモータＴＭは，例えば，５相ステッピングモータであり，チルトシャーシ部１１１の下部側に取り付けられる。
As shown in FIG. 4, for example, a tilt motor TM and a
チルトギヤ部２１は，例えば，チルトモータＴＭのモータ軸に装着されたモータギヤ２１０と，内側面でモータギヤ２１０と係合する歯付きベルト（タイミングベルト）２１２と，歯付きベルト２１２と係合するウォーム２１４と，ウォーム２１４と係合するチルトギヤ２１８と，チルトギヤ２１８の回転に伴って回転するチルト回動軸２１６と，からなる。
The
かかる構成により，チルトモータＴＭの回転トルクは，モータギヤ２１０および歯付きベルト２１２を介してウォーム２１４に伝達され，次いで，このウォーム２１４からチルトギヤ２１８に伝達される。さらに，このチルトギヤ２１８が軸設されたチルト回動軸２１６が回転することによって，撮像部１２に回転トルクが伝達されて，撮像部１２がチルト方向に回動する。このようなチルトギヤ部２１は，全体として例えば１：７５の減速比を有しており，チルトモータＴＭが発生するトルクを例えば７５倍して，撮像部１２をチルト方向に駆動している。
With this configuration, the rotational torque of the tilt motor TM is transmitted to the
また，パン駆動装置３０は，上記チルト駆動装置２０と同様に，パンモータＰＭの回転トルクをパンギヤ部３１によって伝達して，チルトシャーシ部１１１に連結されたパン回動軸３１８を回転させ，チルトシャーシ１１１ごと撮像部１２をパン方向に回動させる構成である。
Similarly to the
次に，図５に基づいて，本実施形態にかかるパンモータ駆動回路２０およびチルトモータ駆動回路３０について説明する。なお，図５は，本実施形態にかかるパンモータ駆動回路２０およびチルトモータ駆動回路３０を示すブロック図である。
Next, the pan
図５に示すように，本実施形態にかかるモータ駆動回路は，チルトモータＴＭを駆動制御するチルトモータ駆動回路２２と，パンモータＰＭを駆動制御するパンモータ駆動回路３２と，から構成される。このチルトモータ駆動回路２２およびパンモータ駆動回路３２は，上記カメラ制御部１４によって制御される。
As shown in FIG. 5, the motor drive circuit according to the present embodiment includes a tilt
チルトモータ駆動回路２２は，例えば，チルトモータ制御部２２２と，チルトモータドライバ２２４と，チルトモータＴＭに印加されている電流を検出する電流検出回路２２６と，５相ステッピングモータであるチルトモータＴＭの５相の励磁コイル間にそれぞれ接続された例えば５本の配線１０１〜１０５と，から構成される。
The tilt
チルトモータ制御部２２２は，例えば，カメラ制御部１４から入力されたパルス信号であるＣＷ信号／ＣＣＷ信号（時計回り信号／反時計回り支持信号）を変換するパルス変換部２３０と，カレントダウン部２３１と，モータ電流設定部２３２と，コントロールＩＣ等で構成されたコントローラ２３４と，から構成されている。コントローラ２３４には，例えば，カメラ制御部１４から，モータ駆動電圧（１２Ｖ）と，ＡＷ ＯＦＦ信号，Ｆ／Ｈ信号，ＲＥＳＥＴ信号等が入力されている。
The tilt
かかるチルトモータ制御部２２２は，例えば，カメラ制御部１４からの指示（ＣＷ，ＣＣＷ信号等）および電流検出回路２２６の検出値等に基づいて，チルトモータドライバ２２４を制御する。この際，チルトモータ制御部２２２は，ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）チョッピングによる定電流駆動方式によって，ステッピングモータ（チルトモータＴＭ）の各励磁コイルに所定の基準励磁電流（例えば０．３５Ａ）が流れるようにステッピングモータを制御する。
The tilt
チルトモータドライバ２２４は，例えば，ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）などで構成されたスイッチ回路である。このチルトモータドライバ２２４は，例えば５本の配線１０１〜１０５によってチルトモータＴＭと接続されており，チルトモータ制御部２２２に指示された励磁コイルに励磁電流を供給する。
The
かかる構成のチルトモータ制御部２２は，入力されるＣＷ，ＣＣＷ信号のパルス数およびパルス周波数に応じた回転角度および回転速度で，チルトモータＴＭを例えばハーフステップ駆動させることができる。このハーフステップ駆動では，例えば，１ステップ当たりのロータの回転角度（ステップ角度）が比較的小さい０．３６°に設定されているので，チルトモータＴＭを円滑に駆動させ，振動を低減することができる。
The tilt
また，パンモータ駆動回路３２は，回路内全体を制御するパンモータ制御部３２２と，パンモータＰＭを駆動させるパンモータドライバ３２４と，パンモータＰＭに印加されている電流を検出する電流検出回路３２６と，５相ステッピングモータであるパンモータＰＭの５相の励磁コイル間にそれぞれ接続された例えば５本の配線１０１〜１０５と，から構成される。このパンモータ駆動回路３２は，上記チルトモータ駆動回路２２と略同一の構成を有するので，その詳細説明は省略する。
The pan
なお，本実施形態にかかるチルトモータ駆動回路２２およびパンモータ駆動回路３２の配線１０１〜１０５の間には，本実施形態にかかる特徴であるＲＣ直列回路がそれぞれ接続されているが，図５では図示を省略している。このＲＣ直列回路の詳細については後述する。
An RC series circuit that is a feature of the present embodiment is connected between the
従来では，このＲＣ直列回路が接続されていないため，上記のようなステッピングモータ（チルトモータ，パンモータ）とモータ駆動回路とを用いたチルト，パン駆動装置では，ステッピングモータをステップ駆動させることによって振動が発生し，この振動によってパン／チルト駆動機構なども振動することにより，パン／チルト駆動時に騒音が発生していた。 Conventionally, since this RC series circuit is not connected, the tilt / pan driving device using the stepping motor (tilt motor, pan motor) and the motor driving circuit as described above vibrates by step driving the stepping motor. As a result of this vibration, the pan / tilt drive mechanism and the like also vibrate, and noise was generated during the pan / tilt drive.
ここで，従来のカメラ装置の駆動装置が具備するステッピングモータの振動騒音の原因について詳細に説明する。ステッピングモータ駆動において，モータ駆動回路に起因する振動騒音の要因としては，例えば，ＰＷＭチョッピングによるものと，各励磁コイルの励磁切替えによるものがある。 Here, the cause of the vibration noise of the stepping motor provided in the driving device of the conventional camera device will be described in detail. In the stepping motor drive, vibration noise caused by the motor drive circuit includes, for example, PWM chopping and excitation switching of each excitation coil.
まず，ＰＭＷチョッピングに起因する振動騒音は，ＰＭＷチョッピング周波数を人に聞こえない周波数（例えば２４ＫＨｚ）に設定することで回避できる。そこで，本実施形態にかかるモータ駆動回路２２，３２では，上記モータ制御部２２２，３２２によるＰＭＷチョッピング周波数を人に聞こえない値（例えば２４ＫＨｚ）に設定し，ＰＭＷチョッピングに起因する振動騒音を低減している。
First, vibration noise caused by PMW chopping can be avoided by setting the PMW chopping frequency to a frequency (for example, 24 KHz) that cannot be heard by humans. Therefore, in the
一方，各励磁コイルの励磁切替えに起因する騒音は，励磁された磁極とロータとの間に作用する力や，励磁された磁極相互間に作用する力（振動）が原因となる。より詳細には，ステッピングモータの通常の駆動（マイクロドライブ駆動でない場合）には，各励磁コイルに流れる励磁電流は矩形波状に急激に変化するので，励磁された磁極とロータとの間の吸引力が急激に変化することとなる。この吸引力の急激な変化により，ステッピングモータ表面に振動が発生し，この振動が上記チルトシャーシ等に伝達される事で，チルト駆動時の騒音となる。 On the other hand, noise caused by excitation switching of each excitation coil is caused by a force acting between the excited magnetic pole and the rotor and a force (vibration) acting between the excited magnetic poles. More specifically, in the normal driving of the stepping motor (in the case of non-microdrive driving), the exciting current flowing in each exciting coil changes abruptly in a rectangular wave shape, so that the attractive force between the excited magnetic pole and the rotor is Will change rapidly. Due to this sudden change in the attractive force, vibration is generated on the surface of the stepping motor, and this vibration is transmitted to the tilt chassis or the like, resulting in noise during tilt driving.
このステッピングモータの振動による騒音は，駆動パルス周波数に応じて発生する振動周波数に比例する。このため，ステッピングモータの振動周波数が，駆動装置の構成部品の自己振動周波数と一致する場合には，駆動装置全体で共振が発生し，より大きな騒音が発生してしまう。 The noise due to the vibration of the stepping motor is proportional to the vibration frequency generated according to the drive pulse frequency. For this reason, when the vibration frequency of the stepping motor matches the self-vibration frequency of the components of the drive device, resonance occurs in the entire drive device, and a larger noise is generated.
また，各励磁コイルに流れる励磁電流を詳細に分析した結果，ステッピングモータ表面に発生する振動は，励磁電流が急激に変化するときに大きくなっていることが分かった。この原因としては，励磁電流の増大により，ロータに発生する回転トルクが，励磁電流に比例して大きくなるため，加振力となっていることが考えられる。 As a result of detailed analysis of the excitation current flowing through each excitation coil, it was found that the vibration generated on the surface of the stepping motor became larger when the excitation current changed rapidly. The cause of this is considered to be an excitation force because the rotational torque generated in the rotor increases in proportion to the excitation current due to an increase in the excitation current.
さらに，ロータはある一定の磁力線内にあり，この中にコイル励磁電流を急激に流すことによって，励磁コイルのリアクタンス抵抗が，回転移動と逆起電圧によって瞬間的に変化し，この結果，励磁電流も大小の変化を生じていることが，各相の励磁電流の波形を観測することによって確認できた。また，この影響で，ロータ自体も回転方向に不均等な振動（回転ムラ）を発生するので，駆動装置の振動となることも確認された。 In addition, the rotor is within a certain line of magnetic force, and the coil excitation current is abruptly passed through the rotor. As a result, the reactance resistance of the excitation coil changes instantaneously due to the rotational movement and the back electromotive force. It was confirmed by observing the waveform of the excitation current of each phase that a large and small change occurred. Also, due to this effect, the rotor itself also generates uneven vibration (rotation unevenness) in the rotation direction, and it was also confirmed that it was a vibration of the drive unit.
このようなステッピングモータの振動騒音を低減するべく，本実施形態にかかるカメラ装置１０の駆動装置１６では，各励磁コイルの両端にＲＣ直列回路を追加設置するという簡単かつ安価な回路改良によって，ステッピングモータ駆動時の各励磁コイルに流れる励磁電流が急激に変化しないようにして，振動を抑制し，駆動騒音を低減している。
In order to reduce the vibration noise of the stepping motor, in the driving
以下に，従来の駆動騒音が大きいカメラ装置の駆動装置におけるステッピングモータＭのステップ駆動動作（図６Ａ〜Ｃ）と，本実施形態にかかる駆動騒音が低減されたカメラ装置１０の駆動装置１６におけるステッピングモータＭのステップ駆動動作（図７Ａ〜Ｄ）と，を比較説明する。
In the following, step driving operation of the stepping motor M (FIGS. 6A to 6C) in the conventional driving device of the camera device with high driving noise, and stepping in the driving
まず，図６Ａ〜Ｃに基づいて，従来の駆動騒音が大きいカメラ装置の駆動装置における，ステッピングモータＭのステップ駆動動作について説明する。なお，図６Ａ〜Ｃは，従来のステッピングモータＭのステップ駆動動作を説明するための説明図である。 First, a step driving operation of the stepping motor M in a conventional driving device for a camera device with a large driving noise will be described with reference to FIGS. 6A to 6C are explanatory diagrams for explaining the step driving operation of the conventional stepping motor M. FIG.
図６Ａ〜Ｃに示すように，ステッピングモータＭは，ロータ８と，ロータ８の周囲に配設されたＡ〜Ｅ相の励磁コイルＬとからなる５相ステッピングモータである。このステッピングモータＭの各励磁コイルＬの両端は，配線１０１〜１０５によってモータ駆動回路５０に接続されている。例えば，Ａ相の励磁コイルＬの両端は，配線１０１と配線１０２によってモータ駆動回路５０に接続されている。なお，Ｉ−Ａ〜Ｉ−Ｅは，それぞれＡ相〜Ｅ相の励磁コイルＬに流れる励磁電流を示している。また，このステッピングモータＭでは，各相の励磁コイルＬに，それぞれ基準励磁電流（例えば０．３５Ａ）が流れるように，モータ駆動回路５０内のＰＷＭ駆動回路によってデュティー制御されている。
As shown in FIGS. 6A to 6C, the stepping motor M is a five-phase stepping motor including a rotor 8 and A to E-phase excitation coils L disposed around the rotor 8. Both ends of each exciting coil L of the stepping motor M are connected to the
＜ステップ１＞
まず，ステップ駆動の最初の段階では，図６Ａに示すように各相の励磁コイルＬに励磁電流が流れる。具体的には，図６Ａの状態では，モータ駆動回路５０は，配線１０２，１０５をオープンし，配線１０１，１０３，１０４をクローズし，配線１０１に例えば１２Ｖの電圧を印加し，配線１０３，１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続している。これにより，配線１０１から電流Ｉ＋ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０３，１０４からそれぞれ電流Ｉが流出し，Ａ相，Ｂ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬには，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れる。ここで，これらの励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅは，相互に略同一の電流値を有し，この電流値は基準励磁電流（０．３５Ａ）と同程度である（「Ｉ−Ａ」＝「Ｉ−Ｂ」＝「Ｉ−Ｄ」＝「Ｉ−Ｅ」＝「Ｉ」≒「０．３５Ａ」）。このような図６Ａの状態では，例えば，ロータ８のＮ極が，Ａ相の励磁コイルＬとＥ相の励磁コイルＬの中間に吸引される。
<
First, in the first stage of step driving, an excitation current flows through the excitation coil L of each phase as shown in FIG. 6A. Specifically, in the state of FIG. 6A, the
＜ステップ２＞
次いで，モータ駆動回路５０に１ステップ駆動分のパルス信号（例えばＣＣＷ信号１パルス）が入力さると，図６Ｂに示すように，モータ駆動回路５０は，配線１０２，１０３，１０５をオープン，配線１０１，１０４をクローズし，配線１０１に電圧を印加し，配線１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続する。これにより，配線１０１から電流Ｉ＋ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０４から電流Ｉ＋Ｉが流出し，Ａ相〜Ｅ相の全ての励磁コイルＬには，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れる。これらの励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅは，基準励磁電流（０．３５Ａ）と同程度となる。なお，Ｃ相の励磁コイルＬはこのときが励磁開始時となる。このような図６Ｂの状態では，例えば，ロータ８のＮ極がＡ相の励磁コイルＬに向き合う位置まで回転する。
<
Next, when a pulse signal for one step driving (for example, one pulse of CCW signal) is input to the
＜ステップ３＞
さらに，モータ駆動回路５０にもう１ステップ駆動分のパルス信号（例えばＣＣＷ信号１パルス）が入力された場合は，図６Ｃに示すように，モータ駆動回路５０は，配線１０３，１０５をオープン，配線１０１，１０２，１０４をクローズし，配線１０１，１０２に例えば１２Ｖの電圧を印加し，配線１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続する。これにより，配線１０１，１０２からそれぞれ電流ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０４から電流Ｉ＋Ｉが流出し，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬには，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れる。ここで，これらの励磁電流Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅは，基準励磁電流（０．３５Ａ）と同程度となる（「Ｉ−Ｂ」＝「Ｉ−Ｄ」＝「Ｉ−Ｅ」＝「Ｉ」≒「０．３５Ａ」）。なお，Ａ相の励磁コイルＬは励磁終了され，励磁電流は流れない。このような図６Ｃの状態では，例えば，ロータ８は，Ｎ極がＡ相の励磁コイルＬとＢ相の励磁コイルＬの中間に向き合う位置まで回転する。
<
Further, when a pulse signal for another step drive (for example, one pulse of CCW signal) is input to the
以上と同様なステップを繰り返すことにより，ステッピングモータＭのハーフステップ駆動が進行していく。 By repeating the same steps as described above, the half-step driving of the stepping motor M proceeds.
ここで，図８（ａ）に基づいて，従来のステッピングモータＭのステップ駆動時におけるＡ相の励磁コイルＬに印加される励磁電流Ｉ−Ａの時間変化について説明する。なお，図８（ａ）は，従来のステッピングモータＭのステップ駆動時におけるＡ相の励磁コイルＬに印加される励磁電流Ｉ−Ａの時間変化を示すグラフである。 Here, with reference to FIG. 8A, the time change of the excitation current IA applied to the A-phase excitation coil L during step driving of the conventional stepping motor M will be described. FIG. 8A is a graph showing the time change of the excitation current IA applied to the A-phase excitation coil L when the conventional stepping motor M is step-driven.
図８（ａ）に示すように，Ａ相の励磁コイルＬに印加される励磁電流Ｉ−Ａは，励磁開始時ＴＳには励磁電流Ｉ−Ａが急激に増加し，一方，励磁終了時ＴＥには励磁電流Ｉ−Ａが急激に低下する。このため，励磁電流Ｉ−Ａは，励磁開始時ＴＳから励磁終了時ＴＥまでのステップ励磁期間内で，電流値が大きく暴れており，この結果，ステッピングモータＭに大きな振動が発生する。また，励磁期間終了後も，電流値が激しく増減しており，モータ振動発生の原因となっている。 As shown in FIG. 8 (a), the exciting current I-A applied to the exciting coil L for A phase to the exciting start T S increases sharply is the exciting current I-A, whereas, when energized ends At TE , the excitation current IA decreases rapidly. Therefore, the exciting current I-A is in at step exciting period from the excitation start T S to the excitation end T E, the current value has violently large, as a result, large vibrations are generated in the stepping motor M. In addition, even after the end of the excitation period, the current value fluctuates sharply, causing motor vibration.
次に，図７Ａ〜Ｄに基づいて，本実施形態にかかる駆動騒音が低減されたカメラ装置１０の駆動装置１６における，ステッピングモータＭのステップ駆動動作について説明する。なお，図７Ａ〜Ｄは，本実施形態にかかるステッピングモータＭのステップ駆動動作を説明するための説明図である。
Next, a step driving operation of the stepping motor M in the driving
図７Ａ〜Ｄに示すように，上記パンモータＰＭおよびチルトモータＴＭを構成するステッピングモータＭは，ロータ８と，ロータ８の周囲に配設された例えばＡ〜Ｅ相の励磁コイルＬとからなる５相ステッピングモータである。このステッピングモータＭの各励磁コイルＬの両端は，配線１０１〜１０５によって，上記チルトモータ駆動回路２２またはパンモータ駆動回路３２（以下では，「モータ駆動回路２２，３２」という。）に接続されている。例えば，Ａ相の励磁コイルＬの両端は，配線１０１と配線１０２によってモータ駆動回路２２，３２に接続されている。なお，Ｉ−Ａ〜Ｉ−Ｅは，それぞれＡ相〜Ｅ相の励磁コイルＬに流れる励磁電流を示している。また，このステッピングモータＭでは，各相の励磁コイルＬに，それぞれ基準励磁電流（例えば０．３５Ａ）が流れるように，モータ駆動回路２２，３２内のＰＷＭ駆動回路によってデュティー制御されている。
As shown in FIGS. 7A to 7D, the stepping motor M constituting the pan motor PM and the tilt motor TM includes a rotor 8 and, for example, an A to E phase excitation coil L arranged around the rotor 8. Phase stepping motor. Both ends of each exciting coil L of the stepping motor M are connected to the tilt
さらに，図７Ａ〜Ｄに示すように，各相の励磁コイルＬの両端には，本実施形態にかかる積分回路であるＲＣ直列回路がそれぞれ接続されている。このＲＣ直列回路は，抵抗ＲとコンデンサＣとが直列に接続された回路である。このＲＣ直列回路は，例えば，各相の励磁コイルＬの両端に結線された配線１０１〜１０５間に接続されている。例えば，Ａ相の励磁コイルＬの両端に結線された配線１０１と配線１０２との間に，例えば１つのＲＣ直列回路が挿入されている。
Further, as shown in FIGS. 7A to 7D, RC series circuits, which are integration circuits according to the present embodiment, are connected to both ends of the excitation coil L of each phase. This RC series circuit is a circuit in which a resistor R and a capacitor C are connected in series. This RC series circuit is connected, for example, between the
さらに，かかるＲＣ直列回路の時定数（抵抗Ｒの抵抗値と，コンデンサＣの静電容量との積）は，ステッピングモータＭやそのモータ駆動回路２２，３２の特性（例えば，基準励磁電流値，励磁コイルＬに印加する電圧値，励磁コイルＬのリアクタンス，インダクタンス等）に応じて，ステッピングモータＭの振動を好適に低減できるような値に設定されている。より具体的には，例えば，このＲＣ直列回路の時定数は，励磁コイルＬの励磁開始直後に，この励磁コイルＬに流れる励磁電流と，この励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ直列回路を流れる充電電流とが略同一の電流値となるように，設定されている。換言すると，上記ＲＣ直列回路の時定数は，励磁コイルＬの励磁開始時において，この励磁コイルＬに流れる励磁電流と，この励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ直列回路を流れる充電電流との和が，基準励磁電流値（例えば０．３５Ａ）と同程度なるように，設定されている。
Further, the time constant (the product of the resistance value of the resistor R and the capacitance of the capacitor C) of the RC series circuit is a characteristic of the stepping motor M and its
かかるＲＣ直列回路を各相の励磁コイルＬに並列に接続することによって，各相の励磁コイルＬを励磁させるために当該励磁コイルＬの両端に電圧を印加したときに，当該励磁コイルＬに励磁電流が流れるだけでなく，当該励磁コイルＬに対応するＲＣ直列回路にも充電電流が流れ，両者の和が上記基準電流値と同程度となる。このため，励磁開始時（励磁電流の印加開始時）に，各相の励磁コイルＬの励磁電流が急激に増加することがない。さらに，励磁開始後，コンデンサＣの充電が進むにつれ，ＲＣ直列回路に流れる充電電流が徐々に低減し，その分だけ励磁コイルＬに流れる励磁電流が徐々に増加し，最終的には，励磁電流が基準励磁電流に至る。このように，本実施形態にかかるステッピングモータＭでは，上記従来のステッピングモータＭとは異なり，各相の励磁コイルＬに流れる励磁電流が徐々に増加するので，ステッピングモータＭの発生するトルクも徐々に増加する。これによって，励磁開始後におけるステッピングモータＭの振動を抑制することができる。 By connecting the RC series circuit in parallel to the excitation coil L of each phase, when a voltage is applied to both ends of the excitation coil L to excite the excitation coil L of each phase, the excitation coil L is excited. Not only does the current flow, but also the charging current flows through the RC series circuit corresponding to the exciting coil L, and the sum of the two becomes approximately the same as the reference current value. For this reason, at the start of excitation (at the start of application of excitation current), the excitation current of the excitation coil L of each phase does not increase rapidly. Further, as the charging of the capacitor C progresses after the excitation starts, the charging current flowing through the RC series circuit gradually decreases, and the exciting current flowing through the exciting coil L gradually increases by that amount. Reaches the reference excitation current. As described above, in the stepping motor M according to the present embodiment, unlike the conventional stepping motor M, the excitation current flowing through the excitation coil L of each phase gradually increases, so the torque generated by the stepping motor M gradually increases. To increase. Thereby, the vibration of the stepping motor M after the start of excitation can be suppressed.
また，励磁終了時（電圧印加の停止時）には，各相の励磁コイルＬに対応するＲＣ直列回路が放電を行い，この放電電流が当該励磁コイルＬに流れる（励磁終了時まで励磁電流が流れていた方向に流れる）ので，当該励磁コイルＬの励磁電流が急激に低下することがない。従って，励磁終了後におけるステッピングモータＭの振動をも抑制することができる。 At the end of excitation (when voltage application is stopped), the RC series circuit corresponding to the excitation coil L of each phase discharges, and this discharge current flows through the excitation coil L (the excitation current remains until the excitation ends). Therefore, the exciting current of the exciting coil L does not drop abruptly. Accordingly, it is possible to suppress vibration of the stepping motor M after completion of excitation.
以下に，このような本実施形態にかかるステッピングモータＭの駆動騒音低減効果について，図７Ａ〜Ｄに示すステッピングモータＭのステップ駆動動作とともに順を追って説明する。なお，図７Ａ〜Ｃに示すステッピングモータＭのステップ駆動状態は，上記図６Ａ〜Ｃで説明したステッピングモータＭのステップ駆動状態にそれぞれ対応している。 Hereinafter, the driving noise reduction effect of the stepping motor M according to the present embodiment will be described step by step together with the step driving operation of the stepping motor M shown in FIGS. 7A to 7C correspond to the step driving state of the stepping motor M described with reference to FIGS. 6A to 6C, respectively.
＜ステップ１＞
まず，図ステップ駆動の最初の段階では，図７Ａに示すように，モータ駆動回路２２，３２は，配線１０２，１０５をオープンし，配線１０１，１０３，１０４をクローズし，配線１０１に例えば１２Ｖの電圧を印加するように接続し，配線１０３，１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続している。これにより，配線１０１から電流Ｉ＋ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０３，１０４からそれぞれ電流Ｉが流出する。これによって，Ａ相，Ｂ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬが励磁開始され，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れる。これと同時に，Ａ相，Ｂ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ直列回路には，それぞれ，抵抗Ｒで制限された充電電流Ｉｃ−Ａ，Ｉｃ−Ｂ，Ｉｃ−Ｄ，Ｉｃ−Ｅが，上記励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅと並行して流れ，ロータ８のＮ極が，Ａ相の励磁コイルＬとＥ相の励磁コイルＬの中間に吸引される。
<
First, as shown in FIG. 7A, the
このとき，モータ駆動回路２２，３２内のＰＷＭ駆動回路は，充電電流と励磁電流との和が基準励磁電流（例えば０．３５Ａ）になるように制御する。このため，Ａ相，Ｂ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬの励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅと，各ＲＣ直列回路の充電電流Ｉｃ−Ａ，Ｉｃ−Ｂ，Ｉｃ−Ｄ，Ｉｃ−Ｅとの和は，基準励磁電流（例えば０．３５Ａ）と同程度なる。即ち，（「Ｉ−Ａ」＋「Ｉｃ−Ａ」）＝（「Ｉ−Ｂ」＋「Ｉｃ−Ｂ」）＝（「Ｉ−Ｄ」＋「Ｉｃ−Ｄ」）＝（「Ｉ−Ｅ」＋「Ｉｃ−Ｅ」）＝「Ｉ」≒「０．３５ａ」となる。
At this time, the PWM drive circuit in the
従って，励磁開始されたＡ相，Ｂ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬに流れる励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅは，励磁開始直後に急激に増加することがなく，その後のコンデンサＣの充電の進行に伴って充電電流Ｉｃが減少するにつれて徐々に増加し，最終的には基準励磁電流（例えば０．３５Ａ）に至る。このように，上記各励磁コイルＬに流れる励磁電流が徐々に増加するので，この励磁電流の比例するステッピングモータＭの回転トルクも滑らかな立ち上がりを行うことになり，振動を抑制できる。 Therefore, the excitation currents IA, IB, ID, and IE flowing in the excitation coils L of the A phase, B phase, D phase, and E phase that have started excitation increase rapidly immediately after the excitation starts. However, the charging current Ic gradually increases as the charging of the capacitor C proceeds thereafter, and finally reaches a reference excitation current (for example, 0.35 A). As described above, since the exciting current flowing through each of the exciting coils L gradually increases, the rotational torque of the stepping motor M in which the exciting current is proportionally rises smoothly, and vibration can be suppressed.
＜ステップ２＞
次いで，モータ駆動回路２２，３２に１ステップ駆動分のパルス信号（例えばＣＣＷ信号１パルス）が入力されると，図７Ｂに示すように，モータ駆動回路２２，３２は，配線１０２，１０３，１０５をオープン，配線１０１，１０４をクローズし，配線１０１に電圧を印加し，配線１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続する。これにより，配線１０１から電流Ｉ＋ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０４から電流Ｉ＋Ｉが流出し，Ａ相〜Ｅ相の全ての励磁コイルＬに，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れ，ロータ８のＮ極がＡ相の励磁コイルＬに向き合う位置まで回転する。
<
Next, when a pulse signal for one step drive (for example, one pulse of CCW signal) is input to the
このとき，Ｃ相の励磁コイルＬは，上記パルス入力がなされたときに初めて励磁開始され，励磁電流Ｉ−Ｃが流れるので，このＣ相の励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ直列回路に初めて充電電流Ｉｃ−Ｃが流れる。このため，上記と同様な原理で，Ｃ相の励磁コイルＬの励磁電流Ｉ−Ｃが急激に増加することがないので，振動発生を抑制できる。一方，Ａ相，Ｂ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ回路は，上記＜ステップ１＞で充電が完了されているので，本＜ステップ２＞で充電電流が流れることはない。よって，図７Ｂの状態では，「Ｉ−Ａ」＝「Ｉ−Ｂ」＝（「Ｉ−Ｃ」＋「Ｉｃ−Ｃ」）＝「Ｉ−Ｄ」＝「Ｉ−Ｅ」となる。
At this time, the C-phase exciting coil L is excited for the first time when the pulse is input, and the exciting current I-C flows. Therefore, the RC series circuit connected to both ends of the C-phase exciting coil L is connected to the C-phase exciting coil L. The charging current Ic-C flows for the first time. For this reason, since the exciting current I-C of the C-phase exciting coil L does not increase rapidly on the same principle as described above, the occurrence of vibration can be suppressed. On the other hand, since the RC circuit connected to both ends of the A-phase, B-phase, D-phase, and E-phase exciting coils L has been charged in the above <
＜ステップ３＞
さらに，モータ駆動回路２２，３２にもう１ステップ駆動分のパルス信号（例えばＣＣＷ信号１パルス）が入力された場合は，図７Ｃに示すように，モータ駆動回路２２，３２は，配線１０３，１０５をオープン，配線１０１，１０２，１０４をクローズし，配線１０１，１０２に例えば１２Ｖの電圧を印加し，配線１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続する。これにより，配線１０１，１０２からそれぞれ電流ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０４から電流Ｉ＋Ｉが流出し，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬには，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れ，ここで，これらの励磁電流Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅは，基準励磁電流（０．３５Ａ）と同程度となる（「Ｉ−Ｂ」＝「Ｉ−Ｄ」＝「Ｉ−Ｅ」＝「Ｉ」≒「０．３５Ａ」）。これにより，ロータ８は，Ｎ極がＡ相の励磁コイルＬとＢ相の励磁コイルＬの中間に向き合う位置まで回転する。
<
Further, when a pulse signal for another step drive (for example, one pulse of CCW signal) is input to the
また，Ａ相の励磁コイルＬについては，モータ駆動回路２２，３２による励磁は終了されるが，上記＜ステップ２＞までで充電されたＲＣ直列回路が放電する。このため，ＲＣ直列回路には放電電流Ｉｄ−Ａが流れるので，この放電電流Ｉｄ−Ａと略同一の電流値の励磁電流Ｉ−ＡがＡ相の励磁コイルＬにも流れる。この放電電流Ｉｄ−Ａは，時間が経過にするにつれ，コンデンサＣに蓄積された電荷量が低減するため，徐々に低下する。従って，この放電電流Ｉｄ−Ａの低下に伴って，励磁電流Ｉ−Ａも徐々に低下し，最終的には０Ａとなる。
In addition, for the A-phase excitation coil L, the excitation by the
＜ステップ４＞
その後，モータ駆動回路２２，３２にさらに１ステップ駆動分のパルス信号（例えばＣＣＷ信号１パルス）が入力されると，図７Ｄに示すように，モータ駆動回路２２，３２は，配線１０１，１０３，１０５をオープン，配線１０２，１０４をクローズし，配線１０２に電圧を印加し，配線１０４を例えばグラウンド（０Ｖ）に接続する。これにより，配線１０２から電流Ｉ＋ＩがステッピングモータＭに供給され，配線１０４から電流Ｉ＋Ｉが流出し，Ａ相〜Ｅ相の全ての励磁コイルＬに，それぞれ，励磁電流Ｉ−Ａ，Ｉ−Ｂ，Ｉ−Ｃ，Ｉ−Ｄ，Ｉ−Ｅが流れ，ロータ８のＮ極がＢ相の励磁コイルＬに向き合う位置まで回転する。
<Step 4>
Thereafter, when a pulse signal for one step drive (for example, one pulse of CCW signal) is input to the
このとき，Ａ相の励磁コイルＬは，再び励磁開始され，励磁電流Ｉ−Ａが流れ，このＡ相の励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ直列回路にも再び充電電流Ｉｃ−Ａが流れる。このため，上記と同様な原理で，Ａ相の励磁コイルＬの励磁電流Ｉ−Ａが急激に増加することがないので，ステッピングモータＭの振動発生を抑制できる。一方，Ｂ相，Ｃ相，Ｄ相，Ｅ相の励磁コイルＬの両端に接続されたＲＣ回路は，＜ステップ３＞までで充電が完了しているので，本＜ステップ４＞で充電電流が流れることはない。よって，図７Ｄの状態では，（「Ｉ−Ａ」＋「Ｉｃ−Ａ」）＝「Ｉ−Ｂ」＝「Ｉ−Ｃ」＝「Ｉ−Ｄ」＝「Ｉ−Ｅ」となる。 At this time, the A-phase excitation coil L is excited again, the excitation current IA flows, and the charging current Ic-A also flows through the RC series circuit connected to both ends of the A-phase excitation coil L. . For this reason, since the exciting current IA of the A-phase exciting coil L does not increase rapidly on the same principle as described above, the vibration of the stepping motor M can be suppressed. On the other hand, the RC circuit connected to both ends of the B-phase, C-phase, D-phase, and E-phase exciting coils L has been charged up to <Step 3>. There is no flow. Therefore, in the state of FIG. 7D, (“IA” + “Ic-A”) = “IB” = “IC” = “ID” = “IE”.
以上と同様なステップを繰り返すことにより，ステッピングモータＭのハーフステップ駆動が進行していく。 By repeating the same steps as described above, the half-step driving of the stepping motor M proceeds.
ここで，図８（ｂ）に基づいて，本実施形態にかかるステッピングモータＭのステップ駆動時におけるＡ相の励磁コイルＬに印加される励磁電流Ｉ−Ａの時間変化について説明する。なお，図８（ｂ）は，本実施形態にかかるステッピングモータＭのステップ駆動時におけるＡ相の励磁コイルＬに印加される励磁電流Ｉ−Ａの時間変化を示すグラフである。 Here, with reference to FIG. 8B, the time change of the excitation current IA applied to the A-phase excitation coil L at the time of step driving of the stepping motor M according to the present embodiment will be described. FIG. 8B is a graph showing the change over time of the excitation current IA applied to the A-phase excitation coil L when the stepping motor M according to the present embodiment is step-driven.
図８（ｂ）に示すように，励磁開始時ＴＳには，Ａ相の励磁コイルＬに印加される励磁電流Ｉ−Ａは，このＡ相の励磁コイルＬに対応したＲＣ直列回路に流れる充電電流Ｉｃ−Ａ分だけ増加が好適に抑制されている。さらに，上述したように，励磁開始時ＴＳに，励磁電流Ｉ−Ａと充電電流Ｉｃ−Ａｎの大きさは略同一（即ち，基準励磁電流の約半分）となるように，上記ＲＣ直列回路の時定数が設定されている。このため，励磁電流Ｉ−Ａの急激な増加を防ぐとともに，過度に励磁電流Ｉ−Ａを抑制することに伴うステッピングモータＭの出力回転トルクの低下を防止できる。 As shown in FIG. 8 (b), the excitation start T S, the exciting current I-A applied to the exciting coil L of A-phase, flows to the RC series circuit corresponding to the exciting coil L of the A-phase The increase is suitably suppressed by the charging current Ic-A. Further, as described above, the excitation start T S, such that the magnitude of the excitation current I-A charging current Ic-An is substantially the same (i.e., about half of the reference excitation current), the RC series circuit The time constant is set. For this reason, it is possible to prevent a sudden increase in the excitation current IA and to prevent a decrease in the output rotational torque of the stepping motor M accompanying excessive suppression of the excitation current IA.
その後，時間が経つにつれ，ＲＣ直列回路に流れる充電電流Ｉｃ−Ａが徐々に低減し，その分だけ励磁コイルＬに流れる励磁電流Ｉ−Ａが徐々に増加し，最終的には，励磁電流Ｉ−Ａが基準励磁電流に到達している。このように，励磁開始後，励磁電流Ｉ−Ａが徐々に増加するので，ステッピングモータＭの発生するトルクも徐々に増加する。これによって，励磁開始後におけるステッピングモータＭの振動を抑制することができる。 Thereafter, as time passes, the charging current Ic-A flowing through the RC series circuit gradually decreases, and the exciting current IA flowing through the exciting coil L gradually increases by that amount, and finally the exciting current I -A has reached the reference excitation current. Thus, since the excitation current IA gradually increases after the excitation is started, the torque generated by the stepping motor M also gradually increases. Thereby, the vibration of the stepping motor M after the start of excitation can be suppressed.
さらに，励磁終了時ＴＥには，ＲＣ直列回路が放電を行い，この放電電流Ｉｄ−ＡがＡ相の励磁コイルＬに，励磁期間中の電流方向と同一方向で流れるので，励磁電流Ｉ−Ａは，徐々に低下して，最終的にはゼロとなる。このように，励磁終了時ＴＥにおいて，励磁電流Ｉ−Ａが急激に低下することがないので，励磁期間終了後におけるステッピングモータＭの振動をも抑制することができる。 Further, the excitation end T E, RC series circuit was discharged, the exciting coil L of the discharge current Id-A is A-phase, flows through a current direction in the same direction in the exciting period, the exciting current I- A gradually decreases and finally becomes zero. Thus, in the excitation end T E, since the exciting current I-A are never decreases rapidly, can be suppressed vibration of the stepping motor M after completion exciting period.
以上，本実施形態にかかるカメラ装置１０の駆動装置１６の構成，および駆動騒音が抑制されたステッピングモータＭの構成について説明した。本実施形態によれば，チルトモータＴＭおよびパンモータＰＭとして採用されるステッピングモータＭにおいて，上記ＲＣ直列回路が各相の励磁コイルＬの両端に並列に接続されている。これにより，ステッピングモータＭのステップ駆動時において，各相の励磁コイルＬを流れる励磁電流が急激に変化することを抑制することができ，かつ，ステッピングモータＭの発生する回転トルクを低下させないようにすることができる。従って，ステッピングモータＭの振動を抑制して，駆動騒音を大幅に低減できるとともに，ステッピングモータＭの駆動力によって撮像部１２をパン／チルト方向に好適に駆動させることができる。
The configuration of the
さらに，マイクロドライブ駆動回路のような複雑で高価な駆動回路を用いなくても，従来のモータ駆動回路に上記ＲＣ直列回路などの単純かつ安価な積分回路を追加するだけで，ステッピングモータＭの振動に伴う騒音を低減できるという利点がある。 Further, the vibration of the stepping motor M can be obtained by adding a simple and inexpensive integration circuit such as the RC series circuit to the conventional motor driving circuit without using a complicated and expensive driving circuit such as a microdrive driving circuit. There is an advantage that the noise associated with can be reduced.
また，ハーフステップ駆動する５相ステッピングモータを採用することによって，ステッピングモータＭのステップ角度を小さく（例えば０．３６°）しているので，駆動装置１６は撮像部１２をパン／チルト方向に円滑に駆動できる。
In addition, since the step angle of the stepping motor M is reduced (for example, 0.36 °) by adopting a 5-phase stepping motor that performs half-step driving, the driving
このように，本実施形態にかかるカメラ装置１０は，回路構成が簡単で安価な回路を用いて，ステッピングモータＭの振動を大幅に抑制しているので，パン／チルト駆動時における静粛性および駆動の円滑さに優れる。従って，カメラ装置１０は，例えば，屋内の病院やオフィス，会議室，教会などの静かな場所におけるモニタリング用カメラや，監視カメラなどとして，好適に使用できる。
As described above, since the
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば，上記実施形態では，ステッピングモータＭは，５相ステッピングモータであったが，かかる例に限定されず，例えば，２相若しくは３相ステッピングモータ等であってもよい。 For example, in the above embodiment, the stepping motor M is a five-phase stepping motor, but is not limited to this example, and may be a two-phase or three-phase stepping motor, for example.
また，上記実施形態では，積分回路はＲＣ直列回路で構成されていたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，積分回路は，コイルとコンデンサを直列に接続したＬＣ回路など，任意の積分回路で構成できる。 In the above embodiment, the integration circuit is configured by an RC series circuit, but the present invention is not limited to such an example. For example, the integration circuit can be configured by an arbitrary integration circuit such as an LC circuit in which a coil and a capacitor are connected in series.
また，上記実施形態では，ＲＣ直列回路は，モータ駆動回路２２，３２とステッピングモータＭを接続する配線（リード線）１０１〜１０５の間に配設されていたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，ＲＣ直列回路等の積分回路は，ステッピングモータＭの各相の励磁コイルＬの両端に接続されるものであれば，ステッピングモータＭの内部に配設されてもよいし，或いは，モータ駆動回路２２，３２の回路内に組み込まれてもよい。
In the above embodiment, the RC series circuit is disposed between the wirings (lead wires) 101 to 105 connecting the
また，上記実施形態にかかるカメラ装置１０は，撮像部１２と，駆動装置１６が一体化されていたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，撮像部１２と駆動装置１６は別体に構成されても良い。即ち，駆動装置１６を旋回台（雲台）等の独立した装置として構成し，カメラ装置１０に装着するようにしてもよい。
In the
また，上記実施形態では，パンモータＰＭおよびチルトモータＴＭの双方に上記ステッピングモータＭを採用したが，本発明はかかる例に限定されず，パンモータＰＭおよびチルトモータＴＭのいずれか一方に上記ステッピングモータＭを採用してもよい。 In the above embodiment, the stepping motor M is used for both the pan motor PM and the tilt motor TM. However, the present invention is not limited to this example, and the stepping motor M is used for either the pan motor PM or the tilt motor TM. May be adopted.
本発明は，カメラ装置に適用可能であり，特に，監視カメラシステム，遠隔地のモニタリングシステム等で用いられるカメラ装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a camera device, and in particular, can be applied to a camera device used in a surveillance camera system, a remote monitoring system, or the like.
１ ： リモート撮像システム
８ ： ロータ
１０ ： カメラ装置
１１ ： 撮像部支持部
１２ ： 撮像部
１３ ： ベース部
１４ ： カメラ制御部
１６ ： 駆動装置
１７ ： コネクタ部
２０ ： チルト駆動装置
２１ ： チルトギヤ部
２２ ： チルトモータ駆動回路
３０ ： パン駆動装置
３１ ： パンギヤ部
３２ ： パンモータ駆動回路
１０１〜１０５ 配線
２２２ ： チルトモータ制御部
２２４ ： チルトモータドライバ
３２２ ： パンモータ制御部
３２４ ： パンモータドライバ
ＰＭ ： パンモータ
ＴＭ ： チルトモータ
Ｍ ： ステッピングモータ
Ｌ ： 励磁コイル
Ｒ ： 抵抗
Ｃ ： コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Remote imaging system 8: Rotor 10: Camera apparatus 11: Imaging part support part 12: Imaging part 13: Base part 14: Camera control part 16: Drive apparatus 17: Connector part 20: Tilt drive apparatus 21: Tilt gear part 22: Tilt motor drive circuit 30: Pan drive device 31: Pan gear unit 32: Pan motor drive circuit 101-105 Wiring 222: Tilt motor control unit 224: Tilt motor driver 322: Pan motor control unit 324: Pan motor driver PM: Pan motor TM: Tilt motor M: Stepping motor L: Excitation coil R: Resistance C: Capacitor
Claims (18)
前記駆動装置は，ロータの周囲に配設された複数の励磁コイルを有するステッピングモータと，前記励磁コイルに励磁電流を流すことにより前記ステッピングモータを駆動させるモータ駆動回路とを備え，
前記ステッピングモータの振動による騒音を低減するために，前記各励磁コイルの両端に積分回路が接続されていることを特徴とする，カメラ装置。 A camera device including an imaging unit that images a subject and a drive device that rotates the imaging unit:
The drive device includes a stepping motor having a plurality of excitation coils disposed around a rotor, and a motor drive circuit that drives the stepping motor by flowing an excitation current through the excitation coil,
In order to reduce noise caused by vibration of the stepping motor, an integration circuit is connected to both ends of each exciting coil.
前記パン駆動装置または前記チルト駆動装置の少なくともいずれかは，前記ステッピングモータおよび前記モータ駆動回路を具備することを特徴とする，請求項１に記載のカメラ装置。 The driving device includes a pan driving device that rotates the imaging unit in the pan direction, and a tilt driving device that rotates the imaging unit in the tilt direction.
The camera device according to claim 1, wherein at least one of the pan driving device and the tilt driving device includes the stepping motor and the motor driving circuit.
前記チルト駆動装置は前記撮像部支持部内に配設され，前記パン駆動装置は前記ベース部内に配設されることを特徴とする，請求項５に記載のカメラ装置。 An imaging unit support unit that rotatably supports the imaging unit in a tilt direction; and a base unit that rotatably supports the imaging unit and the imaging unit support unit in a pan direction;
The camera device according to claim 5, wherein the tilt driving device is disposed in the imaging unit supporting portion, and the pan driving device is disposed in the base portion.
ロータの周囲に配設された複数の励磁コイルを有するステッピングモータと，前記励磁コイルに励磁電流を流すことにより前記ステッピングモータを駆動させるモータ駆動回路とを備え，
前記ステッピングモータの振動による騒音を低減するために，前記各励磁コイルの両端に積分回路が接続されていることを特徴とする，カメラ装置の駆動装置。 A drive device for rotating an imaging unit of a camera device, wherein:
A stepping motor having a plurality of excitation coils disposed around the rotor, and a motor drive circuit for driving the stepping motor by passing an excitation current through the excitation coil,
An apparatus for driving a camera device, wherein an integration circuit is connected to both ends of each exciting coil in order to reduce noise caused by vibration of the stepping motor.
前記パン駆動装置または前記チルト駆動装置の少なくともいずれかは，前記ステッピングモータおよび前記モータ駆動回路を具備することを特徴とする，請求項１０に記載のカメラ装置の駆動装置。 A pan driving device for rotating the imaging unit in the pan direction, and a tilt driving device for rotating the imaging unit in the tilt direction,
The camera device drive device according to claim 10, wherein at least one of the pan drive device and the tilt drive device includes the stepping motor and the motor drive circuit.
前記チルト駆動装置は前記撮像部支持部内に配設され，前記パン駆動装置は前記ベース部内に配設されることを特徴とする，請求項１４に記載のカメラ装置の駆動装置。 The camera device includes an imaging unit support unit that supports the imaging unit so as to be rotatable in a tilt direction, and a base unit that supports the imaging unit and the imaging unit support unit so as to be rotatable in a pan direction.
The camera device drive device according to claim 14, wherein the tilt drive device is disposed in the imaging unit support portion, and the pan drive device is disposed in the base portion.
The camera apparatus driving apparatus according to claim 10, wherein the motor driving circuit drives the stepping motor in half steps.
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