JP2006129598A

JP2006129598A - Driving device using stepping motor and light quantity adjusting device and optical instrument

Info

Publication number: JP2006129598A
Application number: JP2004313703A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kawanishi; 川西　　利明; Shigeo Nakajima; 中嶋　　茂雄; Tatsuya Sato; 佐藤　　達也
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and accurate driving device using a stepping motor without using a special position detecting element or the like for initial position setting and a light quantity adjusting device, and to provide an optical instrument equipped therewith. <P>SOLUTION: The exciting coils 26 and 27 of a stepping motor are located in stopper positions where the operating range of the stepping motor is restricted. The energizing phase in which the exciting coils are energized is so set that it is in phase relation substantially in agreement with conditions for one-phase energization. In an initializing operation and detection of loss of synchronism, when the exciting coils are energized in the next one-phase energization state in identical direction from the stopper positions, it is determined by a detector circuit for counter electromotive voltage produced in the exciting coils 26 and 27 of the stepping motor out of conduction whether or not the time produced by counter electromotive voltage has exceeded a predetermined level. It is thereby determined whether or not the stepping motor is out of step to determine whether or not initializing operation can be performed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、撮影面に銀塩フィルムを用いた写真カメラ、撮像素子としてＣＣＤ等を用いたデジタルスチルカメラといった光学機器及びそれに備えられる光量調節装置と、それに備えられるレンズ駆動装置であるステッピングモータを用いた駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an optical device such as a photographic camera using a silver salt film on a photographing surface, a digital still camera using a CCD or the like as an image pickup device, a light amount adjusting device provided therein, and a stepping motor which is a lens driving device provided therein. It is related with the used drive device.

図９には、ビデオカメラなどに一般的に用いられている撮像部の構成を示している。この撮像部における撮像光学系は、被写体側から順に、フィールドレンズ１０１、バリエータレンズ１０２、絞り装置（光量調節装置）１１４、アフォーカルレンズ１０３、およびＣＣＤ撮像素子１１６が配置されて構成されている。 FIG. 9 shows a configuration of an imaging unit generally used for a video camera or the like. The image pickup optical system in the image pickup unit is configured by arranging a field lens 101, a variator lens 102, a diaphragm device (light quantity adjusting device) 114, an afocal lens 103, and a CCD image pickup element 116 in order from the subject side.

バリエータレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４はそれぞれ鏡枠１０５、１０６に保持され、これら鏡枠１０５，１０６に保持され、これら鏡枠１０５、１０６は不図示のガイド軸によって光軸方向にガイドされている。 The variator lens 102 and the focus lens 104 are respectively held by lens frames 105 and 106, and are held by these lens frames 105 and 106, and these lens frames 105 and 106 are guided in the optical axis direction by a guide shaft (not shown).

鏡枠１０５，１０６にはラック１０５ａ、１０６ａが取り付けられており、ステッピングモータ１０７，１０８の出力軸としてのスクリュウ軸１０７ａ、１０８ａが作動してスクリュウ軸１０７ａと１０８ａとの噛合い作用によってバリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４が光軸方向（矢印方向）に進退駆動される。 Racks 105a and 106a are attached to the lens frames 105 and 106, and the screw shafts 107a and 108a as the output shafts of the stepping motors 107 and 108 are operated to engage the variator lens 102 by the meshing action of the screw shafts 107a and 108a. The focus lens 104 is driven back and forth in the optical axis direction (arrow direction).

このようにステッピングモータ１０７，１０８によりバリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４を目標位置に駆動する場合、まずバリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４を基準となる位置（初期位置）にセットし、この初期位置から目標位置まで移動させさせるために必要なパルス数の駆動信号をステッピングモータ１０７、１０８に入力する。このため、この撮影部には、バリエータレンズ１０２、およびフォーカスレンズ１０４が初期位置に位置しているか否かを検出する初期位置センサとして、発光素子と受光素子とが一体となったフォトインターラプタ１０９、１１０が設けられている。 When the variator lens 102 and the focus lens 104 are driven to the target positions by the stepping motors 107 and 108 as described above, the variator lens 102 and the focus lens 104 are first set to a reference position (initial position), and the target position is set from the initial position. A drive signal having the number of pulses necessary to move it to the position is input to the stepping motors 107 and 108. For this reason, in this photographing unit, a photo interrupter 109 in which a light emitting element and a light receiving element are integrated as an initial position sensor for detecting whether or not the variator lens 102 and the focus lens 104 are located at the initial position. , 110 are provided.

この撮影部の制御を司るマイクロプロセッサ１１１は、フォトインターラプタ１０９、１１０の発光素子と受光素子の間に鏡枠１０５、１０６に設けられた遮光部材１０５ｂ、１０６ｂが入り込んで受光素子に発光素子からの光が入射しなくなったことをもって、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４が初期位置に位置したことを検知する。 The microprocessor 111 that controls the photographing unit includes light-shielding members 105b and 106b provided in the lens frames 105 and 106 between the light-emitting elements and the light-receiving elements of the photo interrupters 109 and 110, so that the light-receiving elements are connected to the light-receiving elements. When the light no longer enters, it is detected that the variator lens 102 and the focus lens 104 are positioned at the initial positions.

なお、遮光部材１０５ｂは、バリエータレンズ１０２の望遠側か広角側かのゾーン検出を可能とする形状に設定されている。また、遮光部材１０６ｂはフォーカスレンズ１０４の遠距離物体に対してフォーカスする位置か至近物体に対してフォーカスする位置かのゾーン検出を可能する形状に設定されている。 The light blocking member 105b is set in a shape that enables zone detection on the telephoto side or the wide angle side of the variator lens 102. Further, the light shielding member 106b is set to have a shape that enables zone detection of whether the focus lens 104 is focused on a long-distance object or focused on a close object.

マイクロプロセッサ１１１の内部記憶装置１１２には、バリエータレンズ１０２の初期位置に対する望遠側と広角側の位置が、ステッピングモータ１０７の回転量に対応したステップ数として記憶されている。また、フォーカスレンズ１０４の初期位置に対しても、物体距離とバリエータレンズ１０２の位置とで決定される位置データがステッピングモータの回転量に対応したステップ数として記憶されている。 The internal storage device 112 of the microprocessor 111 stores the telephoto and wide-angle positions with respect to the initial position of the variator lens 102 as the number of steps corresponding to the rotation amount of the stepping motor 107. Also for the initial position of the focus lens 104, position data determined by the object distance and the position of the variator lens 102 is stored as the number of steps corresponding to the rotation amount of the stepping motor.

ステッピングモータ１０７、１０８はステッピングモータ駆動回路１１９、１２０に入力されるマイクロプロセッサ１１１からの正逆信号により駆動される。 The stepping motors 107 and 108 are driven by forward and reverse signals from the microprocessor 111 that are input to the stepping motor drive circuits 119 and 120.

つまり、撮像光学系の変倍動作およびこれに伴う合焦動作は、ビデオカメラなどで一般的に用いられているカムデータを利用した電子カム方式によりステッピングモータ１０７、１０８を制御することによって行われる。 In other words, the zooming operation of the imaging optical system and the focusing operation associated therewith are performed by controlling the stepping motors 107 and 108 by an electronic cam system using cam data generally used in video cameras and the like. .

一方、絞り装置１１４は所謂ガルバノ方式のアクチュエータ１１３とこのアクチュエータ１１３により開閉駆動される絞り羽根１１４ａと絞り開閉状態を検出する位置検出素子（ホール素子）１１５とから構成されている。ＣＣＤ撮像素子１１６からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１７によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号処理回路１１８に入力される。信号処理回路１１８は、入力された電気信号から映像信号を記録部に送る。マイクロプロセッサ１１１は、入力された輝度信号成分が常に適正値になるようにアクチュエータ１１３をフィードバック制御する。 On the other hand, the diaphragm device 114 includes a so-called galvano-type actuator 113, a diaphragm blade 114a that is driven to open and close by the actuator 113, and a position detection element (Hall element) 115 that detects the aperture opening / closing state. The electrical signal from the CCD image sensor 116 is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D conversion circuit 117 and input to the signal processing circuit 118. The signal processing circuit 118 sends a video signal from the input electric signal to the recording unit. The microprocessor 111 feedback-controls the actuator 113 so that the input luminance signal component always has an appropriate value.

この際、マイクロプロセッサ１１１には、位置検出素子１１５からの出力が増幅され、さらにＡ／Ｄ変換回路１２３によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて絞りの開閉位置を示す情報として入力される。マイクロプロセッサ１１１は、この絞り位置情報に基づいて輝度信号成分が常に適正値になるように駆動回路１２１に開閉信号を送り、アクチュエータ１１３を制御する。マイクロプロセッサ１１１からは、絞り位置を所定の開閉位置に位置決めするための開閉信号を駆動回路に送ることもできる。 At this time, the output from the position detection element 115 is amplified to the microprocessor 111, and further converted from an analog signal to a digital signal by the A / D conversion circuit 123 and input as information indicating the opening / closing position of the diaphragm. The microprocessor 111 sends an open / close signal to the drive circuit 121 to control the actuator 113 so that the luminance signal component always has an appropriate value based on the aperture position information. The microprocessor 111 can also send an open / close signal for positioning the aperture position to a predetermined open / close position to the drive circuit.

しかしながら、上記撮影部では、レンズ１０２、１０４の駆動制御については、ステッピングモータを駆動源として使用し直接マイクロプロセッサ１１１によるスピード制御や位置制御を行うことができるにもかかわらず、絞り装置１１４の駆動源にはガルバノ方式のアクチュエータ１１３を用いているため。制御回路が複雑になるだけでなく、絞り位置情報を得るための増幅器１２２やＡ／Ｄ変換回路１２３も必要になり、部品点数の増加やコスト増を招くと言う問題がある。 However, in the above-described photographing unit, the driving of the diaphragm device 114 can be controlled with respect to the driving control of the lenses 102 and 104 even though the stepping motor can be used as a driving source and the speed control and the position control can be directly performed by the microprocessor 111. This is because a galvano actuator 113 is used as a source. Not only is the control circuit complicated, but an amplifier 122 and an A / D conversion circuit 123 for obtaining aperture position information are also required, resulting in an increase in the number of parts and an increase in cost.

また、近年普及している高画素タイプのデジタルスチルカメラでは、絞り装置に絞り調節機能とシャッター機能とが必要となっており、上記絞り装置１１４のようにガルバノ方式のアクチュエータを用いたのでは、シャッター応答性を確保するために、アクチュエータの大型化を招いたり、シャッター用に別のアクチュエータを搭載する必要性が生じたりして、装置の小型化に不向きである。 In addition, in a high-pixel type digital still camera that has been widespread in recent years, an aperture adjustment function and a shutter function are required for an aperture device, and when a galvano actuator is used like the aperture device 114, In order to ensure shutter responsiveness, the size of the actuator is increased, or it is necessary to mount another actuator for the shutter, which is not suitable for downsizing of the apparatus.

なを、上記絞り装置では、ガルバノ方式のアクチュエータを駆動源として用いているが、例えば（特許文献１）や（特許文献２）にて提案されているように、絞り装置の駆動源としてステッピングモータを用いることもできる。
特開平０６−０９５２０５号公報特開平０６−０５９３０９号公報 The diaphragm device uses a galvano actuator as a drive source. However, as proposed in, for example, (Patent Document 1) and (Patent Document 2), a stepping motor is used as a drive source of the diaphragm device. Can also be used.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-095205 Japanese Patent Laid-Open No. 06-059309

しかしながら、単にステッピングモータを用いたのでは、レンズの駆動制御と同様に、絞りの位置が初期位置に位置しているか否かを検出する手段が必要になる。このため、部品点数が増し、回路構成や制御が複雑になってしまう。例えば、（特許文献２）にて提案の絞り装置では、絞りのホームポジション検出するホームポジション検出手段を設けている。 However, if a stepping motor is simply used, a means for detecting whether or not the aperture position is located at the initial position is required as in the lens drive control. For this reason, the number of parts increases, and the circuit configuration and control become complicated. For example, in the diaphragm device proposed in (Patent Document 2), home position detecting means for detecting the home position of the diaphragm is provided.

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、特別な初期位置設定の為の位置検出素子などを用いることなく安価で精度のよい、ステッピングモータを用いた駆動装置及びそれを備えた光量調節装置および光学機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above points, and includes a drive device using a stepping motor, which is inexpensive and accurate without using a position detecting element for setting a special initial position, and the like. Another object of the present invention is to provide a light amount adjusting device and an optical apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明ではステッピングモータを用いた駆動装置において、前記ステッピングモータの作動範囲を規制するストッパー位置の前記ステッピングモータの励磁コイルへ通電する際の通電位相が１相通電の条件に略一致した位相関係に設定された駆動機構と前記ステッピングモータの初期化動作及び前記ステッピングモータの脱調検出方法は、前記ステッピングモータの駆動機構の作動範囲を規制するストッパー位置からさらに同一方向で次の１相通電状態で励磁コイルを通電した際に前記ステッピングモータの無通電状態の励磁コイルから発生する逆起電圧の検出回路と前記逆起電圧の発生時間が所定時間をこえたかどうか判別する判別回路とそれらの回路を制御する制御回路により前記ステッピングモータの脱調状態の有無を判別した後、初期化動作を実行するかどうかを決定する構成とした。 In order to solve the above problems, in the present invention, in a drive device using a stepping motor, the energization phase when energizing the excitation coil of the stepping motor at a stopper position that regulates the operating range of the stepping motor is one-phase energization. The stepping motor initialization operation and the stepping motor step-out detection method, which are set to a phase relationship that substantially matches the above condition, are further the same from the stopper position that regulates the operating range of the stepping motor driving mechanism. When the exciting coil is energized in the next one-phase energized state in the direction, the detection circuit for the counter electromotive voltage generated from the non-energized exciting coil of the stepping motor and whether the generation time of the counter electromotive voltage has exceeded a predetermined time The stepping motor is removed by a discrimination circuit for discrimination and a control circuit for controlling these circuits. After determining the presence or absence of the state, and configured to determine whether to perform an initialization operation.

また、前記ステッピングモータを用いた駆動装置において前記ステッピングモータの脱調検出用のパルスレート及び励磁コイルへの通電波形を備える構成としたのでステッピングモータを用いた駆動装置の初期化のための位置検出素子を用いることなく光学機器の光量調節装置やレンズ駆動装置に使用することができる。 Further, since the drive device using the stepping motor has a pulse rate for detecting step-out of the stepping motor and an energization waveform to the exciting coil, position detection for initialization of the drive device using the stepping motor is provided. It can be used for a light amount adjusting device or a lens driving device of an optical apparatus without using an element.

本発明に記載のステッピングモータを用いた駆動装置において、前記ステッピングモータの作動範囲を規制するストッパー位置の前記ステッピングモータの励磁コイルへ通電する際の通電位相が１相通電の条件に略一致した位相関係に設定された駆動機構と前記ステッピングモータの初期化動作及び前記ステッピングモータの脱調検出方法は、前記ステッピングモータの駆動機構の作動範囲を規制するストッパー位置からさらに同一方向で次の１相通電状態で励磁コイルを通電した際に前記ステッピングモータの無通電状態の励磁コイルから発生する逆起電圧の検出回路と前記逆起電圧の発生時間が所定時間をこえたかどうか判別する判別回路とそれらの回路を制御する制御回路により前記ステッピングモータの脱調状態の有無を判別した後、初期化動作を実行するかどうかを決定するようにし、また前記ステッピングモータを用いた駆動装置において前記ステッピングモータの脱調検出用のパルスレート及び励磁コイルへの通電波形を備える構成としたので特別な初期位置設定の為の位置検出素子などを用いることなく安価で精度のよい駆動装置を備えた光量調節装置および光学機器を提供できる。 In the drive device using the stepping motor according to the present invention, the energization phase when energizing the excitation coil of the stepping motor at the stopper position that restricts the operation range of the stepping motor substantially coincides with the one-phase energization condition. The drive mechanism set in the relationship, the stepping motor initialization operation, and the stepping motor step-out detection method are the next one-phase energization in the same direction further from the stopper position that regulates the operating range of the stepping motor drive mechanism. A detection circuit for a counter electromotive voltage generated from an excitation coil in a non-energized state of the stepping motor when the excitation coil is energized in a state, a determination circuit for determining whether the generation time of the counter electromotive voltage has exceeded a predetermined time, and their After determining whether or not the stepping motor is out of step by a control circuit that controls the circuit Whether or not to execute the initialization operation is determined, and the driving device using the stepping motor has a configuration including a pulse rate for step-out detection of the stepping motor and an energization waveform to the excitation coil. It is possible to provide a light amount adjusting device and an optical apparatus provided with an inexpensive and accurate driving device without using a position detecting element for initial position setting.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

（発明の実施形態）
図１〜図３には、本発明の第１の実施形態の構成を示している。 (Embodiment of the Invention)
1 to 3 show the configuration of the first embodiment of the present invention.

まず、２相のステッピングモータを用いた駆動機構にストッパー（メカ端）４、５が設けてあるのでステッピングモータは作動範囲の規制を受けている。ストッパー４、５とステッピングモータの励磁コイル２６、２７への通電位相を図１に示してあるとおりストッパー位置で略１相通電の状態になるように設定してある。本実施例のステッピングモータ作動範囲は説明を簡単にするために電気角で３６０°×２．５＝９００°に設定してあるが、ストッパー４、５と１相通電の位相関係が成立すればいくらでも拡大して使用することができる。図３のＡ、Ｂ、Ｃはステッピングモータの励磁コイルの通電位相が同じ条件を示している。即ち、この通電条件を励磁コイルへ与えればＡ、Ｂ、Ｃのいずれかの位相にステッピングモータが引き込まれる事を意味する。次にステッピングモータの脱調検出の方法について説明する。ステッピングモータがＡの位相で引き込まれているとするとＡの通電状態でストッパー４の位置近傍に位置している。ここでａの状態Ｂ相が無通電状態（オープン状態）でＡ相のみに通電するとステッピングモータは微小変位するもののほとんど停止した状態となる。ところが、ステッピングモータがＢの位相で引き込まれているとすれば前述と同様の通電状態に設定した場合はステッピングモータが電気角で９０°回転するので無通電状態のＢ相の励磁コイル端に逆起電圧が得られる。図２には制御回路であるマイコン２０から逆起電圧検出ＳＷＯＮから脱調検出までの図１に記載の回路構成で得られる各部の波形をしめしてある。 First, since the stoppers (mechanical ends) 4 and 5 are provided in the drive mechanism using the two-phase stepping motor, the stepping motor is restricted by the operation range. The energization phases to the stoppers 4 and 5 and the excitation coils 26 and 27 of the stepping motor are set so as to be in a substantially one-phase energization state at the stopper position as shown in FIG. The stepping motor operating range of this embodiment is set to 360 ° × 2.5 = 900 ° in terms of electrical angle for the sake of simplicity of explanation. However, if the phase relationship between the stoppers 4 and 5 and the one-phase conduction is established. It can be used as much as you like. A, B, and C in FIG. 3 indicate conditions where the energization phases of the excitation coils of the stepping motor are the same. That is, if this energization condition is given to the exciting coil, it means that the stepping motor is drawn in any one of phases A, B, and C. Next, a method for detecting step-out of the stepping motor will be described. If the stepping motor is pulled in with the phase A, the stepping motor is positioned in the vicinity of the position of the stopper 4 in the energized state of A. Here, when the state B phase is in the non-energized state (open state) and only the A phase is energized, the stepping motor is almost stopped although it is slightly displaced. However, if the stepping motor is pulled in with the B phase, the stepping motor rotates 90 ° in electrical angle when set to the same energized state as described above, so that it reverses the end of the non-energized B phase excitation coil. An electromotive voltage is obtained. FIG. 2 shows waveforms of respective parts obtained by the circuit configuration shown in FIG. 1 from the microcomputer 20 as the control circuit to the back electromotive voltage detection SWON to the step-out detection.

マイコン２０は逆起電圧検出ＳＷ２１をＯＮにするとともに逆起電圧発生時間判別回路のトリガー信号となる脱調検出信号を出力する。コンパレータ２２はＢ相コイルが無通電状態でステッピングモータのマグネットロータ２５が回転する事によって得られた逆起電圧を２値化でして検出する脱調判定時間経過後にコンパレータ２２の２値化信号が検出されればステッピングモータは脱調していると判断できる。 The microcomputer 20 turns on the counter electromotive voltage detection SW 21 and outputs a step-out detection signal that becomes a trigger signal for the counter electromotive voltage generation time discriminating circuit. The comparator 22 is a binarized signal of the comparator 22 after a step-out determination time elapses in which the back electromotive voltage obtained by rotating the magnet rotor 25 of the stepping motor with the B-phase coil not energized is detected by binarization. If is detected, it can be determined that the stepping motor is out of step.

図４、図５にステッピングモータの脱調検出および脱調検出後の初期化動作のフローチャートを示す。逆起電圧検出ＳＷ（アナログＳＷ）をＯＮにすると同時にステッピングモータの励磁コイルへの通電をＡ→ａに変化させる。 4 and 5 show flowcharts of stepping motor step-out detection and initialization operation after step-out detection. When the back electromotive voltage detection SW (analog SW) is turned ON, the energization to the excitation coil of the stepping motor is changed from A to a.

ＳＴ１０４においてコンパレータ２２により逆起電圧を２値化信号に変換する。 In ST104, the counter electromotive voltage is converted into a binarized signal by the comparator 22.

ＳＴ１０５において逆起電圧発生時間が所定時間をこえているか判別する。 In ST105, it is determined whether the back electromotive voltage generation time exceeds a predetermined time.

ＳＴ１０６において逆起電圧発生時間が所定時間をこえていなければステッピングモータは初期化された状態にある。 If the back electromotive voltage generation time does not exceed the predetermined time in ST106, the stepping motor is in an initialized state.

ＳＴ１０７において逆起電圧発生時間が所定時間をこえていればステッピングモータは脱調していると判別できるので、初期化モードを選択する。 If the back electromotive voltage generation time exceeds the predetermined time in ST107, it can be determined that the stepping motor has stepped out, so the initialization mode is selected.

ＳＴ１０８において脱調している場合にはＣの状態が最も初期位置からはなれた位置にいるので電気角で７２０°ストパー４の方向まで通電位相を進めてやれば初期状態Ａに設定できる事が容易にわかる。 When the step is out in ST108, the state of C is farthest from the initial position, and therefore it is easy to set the initial state A if the energization phase is advanced to the direction of the 720 ° stop 4 in electrical angle. I understand.

図５では、ステッピングモータの脱調検出の際に逆起電圧の検出を精度よく行うためにステッピングモータへの通電波形を正弦波にしている。このためモータの回転速度が安定しパルスレートを低下させると逆起電圧発生時間の設定に余裕ができより安定した検出ができる。 In FIG. 5, the energization waveform to the stepping motor is a sine wave in order to accurately detect the back electromotive voltage when detecting the step out of the stepping motor. For this reason, if the rotation speed of the motor is stabilized and the pulse rate is lowered, the setting of the back electromotive force generation time can be afforded and more stable detection can be performed.

以上説明したとおり前述の構成のステッピングモータを用いた駆動装置においてはステッピングモータの脱調検出および初期化動作が特別な位置検出素子などを用いず簡単な構成で実現できる。 As described above, in the drive device using the stepping motor having the above-described configuration, step-out detection and initialization operation of the stepping motor can be realized with a simple configuration without using a special position detection element or the like.

図６は、本発明を光量調節装置に用いる場合の構成を示している。 FIG. 6 shows a configuration when the present invention is used in a light amount adjusting device.

図６において、ステッピングモータ１に溶接などで固着されたステッピングモータ地板１０は光量調節装置のベースとなる固定地板１２と結合するためのビス閉め用の円弧状の長穴１０ａ，１０ｂをそなえており固定地板１２との位置関係すなわちレバー１３の位置規制ストッパー４，５との位相関係を調整できる構成にしてある。レバー１３は、固定地板１２に圧入などで固定された軸１８に回転可能に支持されている。 In FIG. 6, a stepping motor base plate 10 fixed to the stepping motor 1 by welding or the like has arc-shaped elongated holes 10a and 10b for screw closing for coupling to a fixed base plate 12 which is a base of a light quantity adjusting device. The positional relationship with the fixed base plate 12, that is, the phase relationship with the position regulating stoppers 4 and 5 of the lever 13, can be adjusted. The lever 13 is rotatably supported by a shaft 18 fixed to the fixed base plate 12 by press fitting or the like.

ステッピングモータ出力軸２に圧入などで固着されたピニオンギヤ１１はレバーギヤ１３ａと噛合いステッピングモータ１の励磁コイルへの通電入力によりピニオンギヤ１１が回転するとレバー３が軸１８を回転中心としてストッパー４〜５の位置規制範囲を往復作動できる。 The pinion gear 11 fixed to the stepping motor output shaft 2 by press-fitting or the like meshes with the lever gear 13a, and when the pinion gear 11 is rotated by the energization input to the excitation coil of the stepping motor 1, the lever 3 rotates the shaft 18 around the shaft 18 to the stoppers 4-5. The position regulation range can be reciprocated.

絞り羽根１４，１５はレバー１３に設けたレバーピン１３ｂ，１３ｃと絞り羽根に設けた長溝１４ａ，１５ａが作動可能に勘合しており、絞り羽根１４，１５のスラスト方向の作動をガイドするガイド１６により、絞り羽根１４，１５は直進移動する。絞り羽根１４，１５の光軸方向は不図示のガイドにより作動可能に位置決めされている。すなわち、ステッピングモータの出力軸２が正逆回転する事により、図７に示すように、絞り羽根１４，１５で形成される開口部の面積が変化するので、開口部を通過する光量を調整することが可能である。 The diaphragm blades 14 and 15 are operatively engaged with lever pins 13b and 13c provided on the lever 13 and long grooves 14a and 15a provided on the diaphragm blade, and are guided by a guide 16 that guides the operation of the diaphragm blades 14 and 15 in the thrust direction. The diaphragm blades 14 and 15 move straight. The optical axis directions of the diaphragm blades 14 and 15 are operatively positioned by a guide (not shown). That is, when the output shaft 2 of the stepping motor rotates in the forward and reverse directions, the area of the opening formed by the aperture blades 14 and 15 changes as shown in FIG. 7, so the amount of light passing through the opening is adjusted. It is possible.

ステッピングモータ１を固定地板１２に取り付ける際には、ストッパー４・５に対応する励磁コイルへの通電入力をステッピングモータ１へ与えて保持する。次にレバー１３をストッパー５へ付勢して固定する。この状態でステッピングモータ１のピニオンギヤ１１とレバーギヤ１３ａを噛合せてビス止めしてステッピングモータ１を仮固定する。このときストッパー５とレバー１３の当接部に隙間などが生じている場合やストッパー４，５とレバー１３の当接部の隙間が不均等になっている場合は円弧状の長穴１０ａ，１０ｂの範囲で微調節をして励磁コイルへの通電入力とストッパー４，５との位相関係を実用上問題ない範囲（電気角で±４５°程度）に合わせておく事が必要である。 When the stepping motor 1 is attached to the fixed base plate 12, an energization input to the excitation coils corresponding to the stoppers 4 and 5 is given to the stepping motor 1 and held. Next, the lever 13 is urged and fixed to the stopper 5. In this state, the pinion gear 11 and the lever gear 13a of the stepping motor 1 are meshed and screwed to temporarily fix the stepping motor 1. At this time, when a gap or the like is generated at the contact portion between the stopper 5 and the lever 13 or when the gap between the contact portions between the stoppers 4 and 5 and the lever 13 is uneven, the arc-shaped elongated holes 10a and 10b are provided. It is necessary to make fine adjustments within the range and to adjust the phase relationship between the energization input to the excitation coil and the stoppers 4 and 5 to a range where there is no practical problem (about ± 45 ° in electrical angle).

図８は本発明の光量調節装置を光学機器に用いた場合の構成図である。 FIG. 8 is a configuration diagram when the light amount adjusting device of the present invention is used in an optical apparatus.

被写体側から順に、フィールドレンズ２０１、バリエータレンズ２０２、絞り装置（光量調節装置）２１４、脱調検出回路２３０（図１〜図３で説明し構成）、アフォーカルレンズ２０３、およびＣＣＤ撮像素子２１６が配置されて構成されている。 In order from the subject side, a field lens 201, a variator lens 202, a diaphragm device (light amount adjusting device) 214, a step-out detection circuit 230 (configured as described in FIGS. 1 to 3), an afocal lens 203, and a CCD image sensor 216 are provided. Arranged and configured.

バリエータレンズ２０２とフォーカスレンズ２０４はそれぞれ鏡枠２０５、２０６に保持され、これら鏡枠２０５，２０６に保持され、これら鏡枠２０５、２０６は不図示のガイド軸によって光軸方向にガイドされている。 The variator lens 202 and the focus lens 204 are respectively held by lens frames 205 and 206, and are held by these lens frames 205 and 206, and these lens frames 205 and 206 are guided in the optical axis direction by a guide shaft (not shown).

鏡枠２０５，２０６にはラック２０５ａ、２０６ａが取り付けられており、ステッピングモータ２０７，２０８の出力軸としてのスクリュウ軸２０７ａ、２０８ａが作動してスクリュウ軸２０７ａと２０８ａとの噛合い作用によってバリエータレンズ２０２およびフォーカスレンズ２０４が光軸方向（矢印方向）に進退駆動される。 Racks 205a and 206a are attached to the lens frames 205 and 206, and the screw shafts 207a and 208a as the output shafts of the stepping motors 207 and 208 are operated to engage the variator lens 202 by the meshing action of the screw shafts 207a and 208a. Further, the focus lens 204 is driven back and forth in the optical axis direction (arrow direction).

このようにステッピングモータ２０７，２０８によりバリエータレンズ２０２およびフォーカスレンズ２０４を目標位置に駆動する場合、まずバリエータレンズ２０２およびフォーカスレンズ２０４を基準となる位置（初期位置）にセットし、この初期位置から目標位置まで移動させさせるために必要なパルス数の駆動信号をステッピングモータ２０７、２０８に入力する。このため、この撮影部には、バリエータレンズ２０２、およびフォーカスレンズ２０４が初期位置に位置しているか否かを検出する初期位置センサとして、発光素子と受光素子とが一体となったフォトインターラプタ２０９、２１０が設けられている。 When the variator lens 202 and the focus lens 204 are driven to the target positions by the stepping motors 207 and 208 as described above, first, the variator lens 202 and the focus lens 204 are set to a reference position (initial position), and the target position is set from the initial position. A drive signal having the number of pulses necessary to move the position to the position is input to the stepping motors 207 and 208. For this reason, in this photographing unit, a photo interrupter 209 in which a light emitting element and a light receiving element are integrated as an initial position sensor for detecting whether or not the variator lens 202 and the focus lens 204 are located at the initial position. , 210 are provided.

この撮影部の制御を司るマイクロプロセッサ２１１は、フォトインターラプタ２０９、２１０の発光素子と受光素子の間に鏡枠２０５、２０６に設けられた遮光部材２０５ｂ、２０６ｂが入り込んで受光素子に発光素子からの光が入射しなくなったことをもって、バリエータレンズ２０２およびフォーカスレンズ２０４が初期位置に位置したことを検知する。 The microprocessor 211 that controls the photographing unit includes light shielding members 205b and 206b provided in the lens frames 205 and 206 between the light emitting elements and the light receiving elements of the photo interrupters 209 and 210, and the light receiving elements are moved from the light emitting elements to the light receiving elements. When the light no longer enters, it is detected that the variator lens 202 and the focus lens 204 are positioned at the initial positions.

なお、遮光部材２０５ｂは、バリエータレンズ２０２の望遠側か広角側かのゾーン検出を可能とする形状に設定されている。また、遮光部材２０６ｂはフォーカスレンズ２０４の遠距離物体に対してフォーカスする位置か至近物体に対してフォーカスする位置かのゾーン検出を可能する形状に設定されている。 The light shielding member 205b is set in a shape that enables zone detection on the telephoto side or the wide angle side of the variator lens 202. In addition, the light shielding member 206b is set to a shape that enables zone detection of whether the focus lens 204 is focused on a long-distance object or focused on a close object.

マイクロプロセッサ２１１の内部記憶装置２１２には、バリエータレンズ２０２の初期位置に対する望遠側と広角側の位置が、ステッピングモータ２０７の回転量に対応したステップ数として記憶されている。また、フォーカスレンズ２０４の初期位置に対しても、物体距離とバリエータレンズ２０２の位置とで決定される位置データがステッピングモータの回転量に対応したステップ数として記憶されている。 The internal storage device 212 of the microprocessor 211 stores the telephoto and wide-angle positions with respect to the initial position of the variator lens 202 as the number of steps corresponding to the rotation amount of the stepping motor 207. Also for the initial position of the focus lens 204, position data determined by the object distance and the position of the variator lens 202 is stored as the number of steps corresponding to the rotation amount of the stepping motor.

ステッピングモータ２０７、２０８はステッピングモータ駆動回路２１９、２２０に入力されるマイクロプロセッサ２１１からの正逆信号により駆動される。 The stepping motors 207 and 208 are driven by forward and reverse signals from the microprocessor 211 input to the stepping motor drive circuits 219 and 220.

つまり、撮像光学系の変倍動作およびこれに伴う合焦動作は、ビデオカメラなどで一般的に用いられているカムデータを利用した電子カム方式によりステッピングモータ２０７、２０８を制御することによって行われる。 That is, the zooming operation of the image pickup optical system and the focusing operation associated therewith are performed by controlling the stepping motors 207 and 208 by an electronic cam method using cam data generally used in video cameras and the like. .

一方、絞り・シャッター装置２１４は、ステッピングモータ２２４と、このステッピングモータ２２４により開閉駆動される絞り羽根２１４ａ，２１４ｂとステッピングモータ２２４の駆動回路２２５と、さらにこの駆動回路２２５へ制御信号を入力するマイクロプロセッサ２１１とから構成されている。なお、ステッピングモータ駆動回路２２５およびマイクロプロセッサ２１１により請求の範囲に言う制御手段が構成される。 On the other hand, the aperture / shutter device 214 includes a stepping motor 224, aperture blades 214a and 214b that are driven to open and close by the stepping motor 224, a drive circuit 225 for the stepping motor 224, and a micro signal that inputs a control signal to the drive circuit 225. And a processor 211. Note that the stepping motor drive circuit 225 and the microprocessor 211 constitute control means as claimed.

ＣＣＤ撮像素子２１６からの電気信号はＡ／Ｄ変換回路２１７によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号処理回路２１８に入力される。信号処理回路２１８は入力された電気信号から映像信号を作り、この映像信号を記憶部に送るとともに、映像信号のうちの輝度信号成分をマイクロプロセッサ２１１に送る。マイクロプロセッサ２１１は入力された輝度信号成分が常に適性値になるようにステッピングモータ駆動回路２２５に制御信号を送り、ステッピングモータ２２４をフィードバック制御する。 An electrical signal from the CCD image sensor 216 is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D conversion circuit 217 and input to the signal processing circuit 218. The signal processing circuit 218 creates a video signal from the input electrical signal, sends this video signal to the storage unit, and sends the luminance signal component of the video signal to the microprocessor 211. The microprocessor 211 sends a control signal to the stepping motor drive circuit 225 so that the inputted luminance signal component always has an appropriate value, and feedback-controls the stepping motor 224.

ステッピングモータ駆動回路２２５はマイクロプロセッサ２１１からの制御信号に応じてステッピングモータ２２４の初期位置を設定するためのステッピングモータ２２４の励磁コイルに通電を行ったり、初期位置から任意の位置へ回転させて位置決めするための励磁コイルへの通電を行ったりする。 The stepping motor drive circuit 225 energizes the excitation coil of the stepping motor 224 for setting the initial position of the stepping motor 224 in accordance with a control signal from the microprocessor 211, or rotates the position from the initial position to an arbitrary position for positioning. Or energizing the exciting coil to do so.

なお、バリエータレンズ２０２およびフォーカスレンズ２０４の駆動とともに絞り・シャッター装置２１４の駆動もステッピングモータにて行うため、従来のように絞り装置についてのいガルバノ方式のアクチュエータの駆動回路や絞りの位置検出のためのＡＭＰ（増幅器），Ａ／Ｄ変換機などを設ける必要がなくなり、カメラ全体としての制御を容易にすることができる。 Since the stepper motor and the aperture / shutter device 214 are driven by the stepper motor as well as the variator lens 202 and the focus lens 204, the galvano actuator drive circuit for the aperture device and the position detection of the aperture are required. It is not necessary to provide an AMP (amplifier), an A / D converter, etc., and the control of the entire camera can be facilitated.

ズームスイッチ２２９は、広角側にズーミング動作させるためのスイッチと、望遠側にズーミング動作させるためのスイッチとからなり、これらスイッチからの信号はマイクロプロセッサ２１１に入力される。マイクロプロセッサ２１１は、入力された信号に応じてステッピングモータ駆動回路２１９，２２０に制御信号を送り、バリエータレンズ２０２をズーム駆動するとともに、このズーム駆動装置に応じた位置にフォーカシングレンズ２０４を駆動する。 The zoom switch 229 includes a switch for performing a zooming operation on the wide-angle side and a switch for performing a zooming operation on the telephoto side, and signals from these switches are input to the microprocessor 211. The microprocessor 211 sends a control signal to the stepping motor drive circuits 219 and 220 in accordance with the input signal, zooms the variator lens 202, and drives the focusing lens 204 to a position corresponding to the zoom drive device.

モード切り換えスイッチ２２６は、このカメラによって動画撮影を行う（動画モード）か静止画撮影を行う（静止画モード）かを選択させるためのスイッチである。 The mode changeover switch 226 is a switch for selecting whether to perform moving image shooting (moving image mode) or still image shooting (still image mode) with this camera.

シャッタースイッチ２２７は静止画モードが選択された場合に、静止画撮影を実行させるためのスイッチである。 The shutter switch 227 is a switch for executing still image shooting when the still image mode is selected.

また、録画スイッチ２２８は、動画モードが選択された場合に動画撮影の開始および終了を指示するためのスイッチである。 The recording switch 228 is a switch for instructing the start and end of moving image shooting when the moving image mode is selected.

絞り・シャッター装置２１４の絞り動作については図１〜５で詳細に説明してあるので詳細な説明は省略する。また、シャッター動作については任意の絞り位置から絞り閉じ方向へ急速に励磁コイルへの通電入力を与えることでシャッター動作ができる。 The diaphragm operation of the diaphragm / shutter device 214 has been described in detail with reference to FIGS. As for the shutter operation, the shutter operation can be performed by rapidly applying an energization input to the exciting coil from an arbitrary aperture position in the aperture closing direction.

本発明の第１の実施形態のステッピングモータを用いた駆動装置の回路構成図The circuit block diagram of the drive device using the stepping motor of the 1st Embodiment of this invention 脱調検出の各部の波形を示した図The figure which showed the waveform of each part of step-out detection ステッピングモータとストッパーの位相関係を示した図Diagram showing phase relationship between stepping motor and stopper ステッピングモータを用いた駆動装置の脱調検出のフローチャートFlow chart of step-out detection of a driving device using a stepping motor ステッピングモータを用いた駆動装置の脱調検出のフローチャートFlow chart of step-out detection of a driving device using a stepping motor 光量調節装置の構造図Structure diagram of light intensity control device 光量調節装置の構造図Structure diagram of light intensity control device 光学機器に応用した場合の構成図Configuration diagram when applied to optical equipment 従来の光学機器（カメラ）の構成図Configuration diagram of conventional optical equipment (camera)

符号の説明Explanation of symbols

１ステッピングモータ
２ステッピングモータ出力軸
３レバー
４ストッパー
１０ステッピングモータ地板
１０ａ，１０ｂ長穴
１１ピニオンギヤ
１２固定地板
１３レバー
１４，１５絞り羽根
１４ａ，１５ａ長溝
１６ガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stepping motor 2 Stepping motor output shaft 3 Lever 4 Stopper 10 Stepping motor base plate 10a, 10b Long hole 11 Pinion gear 12 Fixed base plate 13 Lever 14, 15 Diaphragm blade 14a, 15a Long groove 16 Guide

Claims

ステッピングモータを用いた駆動装置において、前記ステッピングモータの作動範囲を規制するストッパー位置の前記ステッピングモータの励磁コイルへ通電する際の通電位相が１相通電の条件に略一致した位相関係に設定された駆動機構と前記ステッピングモータの初期化動作及び前記ステッピングモータの脱調検出方法は、前記ステッピングモータの駆動機構の作動範囲を規制するストッパー位置からさらに同一方向で次の１相通電状態で励磁コイルを通電した際に前記ステッピングモータの無通電状態の励磁コイルから発生する逆起電圧の検出回路と前記逆起電圧の発生時間が所定時間をこえたかどうか判別する判別回路とそれらの回路を制御する制御回路により前記ステッピングモータの脱調状態の有無を判別した後、初期化動作を実行するかどうかを決定する事を特徴とするステッピングモータを用いた駆動装置。 In the drive device using the stepping motor, the energization phase when energizing the excitation coil of the stepping motor at the stopper position that regulates the operation range of the stepping motor is set to a phase relationship that substantially matches the one-phase energization condition. An initialization operation of the drive mechanism and the stepping motor and a step-out detection method of the stepping motor include an exciting coil in the next one-phase energization state further in the same direction from the stopper position that regulates the operation range of the drive mechanism of the stepping motor. A detection circuit for a counter electromotive voltage generated from a non-energized exciting coil of the stepping motor when energized, a determination circuit for determining whether the generation time of the counter electromotive voltage exceeds a predetermined time, and a control for controlling these circuits After determining whether or not the stepping motor is out of step by the circuit, the initialization operation is performed. Driving apparatus using a stepping motor, characterized in that to determine whether the row.

前記ステッピングモータの脱調検出用のパルスレート及び励磁コイルへの通電波形を備えていることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータを用いた駆動装置。 2. A driving apparatus using a stepping motor according to claim 1, further comprising a pulse rate for detecting step-out of the stepping motor and an energization waveform to the exciting coil.

請求項１記載のステッピングモータを用いた駆動装置を備えていることを特徴とする光量調節装置。 A light amount adjusting device comprising a driving device using the stepping motor according to claim 1.

請求項１記載のステッピングモータを用いた駆動装置を備えていることを特徴とする光学機器。 An optical apparatus comprising a driving device using the stepping motor according to claim 1.