JP2987449B2 - 電子カメラ - Google Patents
電子カメラInfo
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- JP2987449B2 JP2987449B2 JP2043984A JP4398490A JP2987449B2 JP 2987449 B2 JP2987449 B2 JP 2987449B2 JP 2043984 A JP2043984 A JP 2043984A JP 4398490 A JP4398490 A JP 4398490A JP 2987449 B2 JP2987449 B2 JP 2987449B2
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- JP
- Japan
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- stepping motor
- holding force
- lens
- position holding
- driving
- Prior art date
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- Lens Barrels (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電子カメラ、詳しくは、ステッピングモータ
を駆動力発生源として有する電子カメラに関する。
を駆動力発生源として有する電子カメラに関する。
[従来の技術] ステッピングモータを駆動力発生源として所定の被駆
動体を駆動するようになされた駆動機構は、従来から様
々な分野の電子機器に利用されており、例えば電子的撮
像装置においても、AF,ズーム等のレンズ駆動や絞り制
御、あるいは記録媒体であるフロッピディスクのドライ
ブ装置におけるヘッド送り等に用いられている。そし
て、このようにステッピングモータが多用されているの
は、ステッピングモータの方がD.C.モータに比してエン
コーダを用いずに精密な位置決めができるという長所が
あるためである。
動体を駆動するようになされた駆動機構は、従来から様
々な分野の電子機器に利用されており、例えば電子的撮
像装置においても、AF,ズーム等のレンズ駆動や絞り制
御、あるいは記録媒体であるフロッピディスクのドライ
ブ装置におけるヘッド送り等に用いられている。そし
て、このようにステッピングモータが多用されているの
は、ステッピングモータの方がD.C.モータに比してエン
コーダを用いずに精密な位置決めができるという長所が
あるためである。
次に、従来の一般的な回転型ステッピングモータの一
例を第9図によって説明すると、ステータ巻線723で形
成される磁界中に配置されたロータマグネット75および
回転シャフト74からなるロータ機構が、モータケース71
に対し軸受け73a,73bでそれぞれ回転自在に支持されて
構成されている。なお、上記ステータ巻線72は、実際に
は2相のステータ巻線で形成されている。
例を第9図によって説明すると、ステータ巻線723で形
成される磁界中に配置されたロータマグネット75および
回転シャフト74からなるロータ機構が、モータケース71
に対し軸受け73a,73bでそれぞれ回転自在に支持されて
構成されている。なお、上記ステータ巻線72は、実際に
は2相のステータ巻線で形成されている。
下記第1表は、このように構成された従来の回転型ス
テッピングモータの一例について測定した各種トルクの
一覧表である。
テッピングモータの一例について測定した各種トルクの
一覧表である。
表において、ホールディングトルクTHはこのステッピン
グモータに通電して保持しておくトルク、ディテントト
ルクTdはステッピングモータへの通電を断った状態でそ
の安定位置に向くように働くトルク、プルイントルクTI
はモータ駆動周波数の信号を印加してステッピングモー
タを回転駆動できるトルク、静止摩擦トルクTfはシャフ
トと軸受間の静止トルク、また動摩擦トルクTmは回転時
の動摩擦トルクである。
グモータに通電して保持しておくトルク、ディテントト
ルクTdはステッピングモータへの通電を断った状態でそ
の安定位置に向くように働くトルク、プルイントルクTI
はモータ駆動周波数の信号を印加してステッピングモー
タを回転駆動できるトルク、静止摩擦トルクTfはシャフ
トと軸受間の静止トルク、また動摩擦トルクTmは回転時
の動摩擦トルクである。
上記第1表に示すようなトルク特性を有する従来の回
転型ステッピングモータを駆動力発生源とする駆動機構
により、被駆動体、例えば電子的撮像装置のレンズ駆動
系を作動させる場合を考えると、この場合、該レンズ駆
動系の負荷トルクTLを、 TL=2gr−cm とすると、上記第1表より、2.5gr−cmと得られたディ
テントルクTdが上記負荷トルクTLと上記第1表より得ら
れた静止摩擦トルクTfとの和 TL+Tf=2.0+0.2=2.2 より大きい、つまり Td>TL+Tf となるのでレンズ駆動系を駆動後にステッピングモータ
への通電を停止すると、ディテントトルクTdによりレン
ズ駆動系の停止位置が変化してしまうことになる。
転型ステッピングモータを駆動力発生源とする駆動機構
により、被駆動体、例えば電子的撮像装置のレンズ駆動
系を作動させる場合を考えると、この場合、該レンズ駆
動系の負荷トルクTLを、 TL=2gr−cm とすると、上記第1表より、2.5gr−cmと得られたディ
テントルクTdが上記負荷トルクTLと上記第1表より得ら
れた静止摩擦トルクTfとの和 TL+Tf=2.0+0.2=2.2 より大きい、つまり Td>TL+Tf となるのでレンズ駆動系を駆動後にステッピングモータ
への通電を停止すると、ディテントトルクTdによりレン
ズ駆動系の停止位置が変化してしまうことになる。
一方、この種ステッピングモータの駆動に関しては、
通常用いられるステップ駆動とマイクロ駆動とがある。
ステップ駆動はステッピングモータ本来の使い方であっ
て、ステッピングモータの2相のステータ巻線のそれぞ
れに等しい値の電流をディジタル的にオン・オフ制御の
形で通電することにより、所定のステップ角にロータを
駆動するものである。このときの制御分解能(ステップ
角)は、モータの構造によって決まるため、ステップ駆
動を用いた駆動装置で制御精度を上げるためには、その
装置の減速機構の減速比を上げる必要がある。一方、ス
テッピングモータの駆動周波数には限界があるためギヤ
ーの減速比を上げると、装置の駆動スピードが遅くなる
という欠点を生じる。
通常用いられるステップ駆動とマイクロ駆動とがある。
ステップ駆動はステッピングモータ本来の使い方であっ
て、ステッピングモータの2相のステータ巻線のそれぞ
れに等しい値の電流をディジタル的にオン・オフ制御の
形で通電することにより、所定のステップ角にロータを
駆動するものである。このときの制御分解能(ステップ
角)は、モータの構造によって決まるため、ステップ駆
動を用いた駆動装置で制御精度を上げるためには、その
装置の減速機構の減速比を上げる必要がある。一方、ス
テッピングモータの駆動周波数には限界があるためギヤ
ーの減速比を上げると、装置の駆動スピードが遅くなる
という欠点を生じる。
このような欠点を補うものがマイクロ駆動であり、モ
ータの2相のステータ巻線のそれぞれに流す電流の比を
アナログ的に制御することにより所定のステップ角より
も更に細かい角度のコントロールを行うことが可能にな
る。従って、このマイクロ駆動を駆動機構に適用すれ
ば、ギヤーの減速比を上げることなく制御精度を向上さ
せることができるため、その制御目標位置近傍までステ
ップ駆動を行い、その後マイクロ駆動を行うようにコン
トロールすれば、装置の駆動スピードを遅くせずに制御
精度を上げることが可能になる。なお、ステッピングモ
ータの2相のステータ巻線のそれぞれに通電する電流比
を段階的に切り換えて用いる「マイクロステップ駆動」
は従来から知られており利用されているが、上記のよう
な一般化されたマイクロ駆動を行うことにより、更に効
果的な応用が可能になる。
ータの2相のステータ巻線のそれぞれに流す電流の比を
アナログ的に制御することにより所定のステップ角より
も更に細かい角度のコントロールを行うことが可能にな
る。従って、このマイクロ駆動を駆動機構に適用すれ
ば、ギヤーの減速比を上げることなく制御精度を向上さ
せることができるため、その制御目標位置近傍までステ
ップ駆動を行い、その後マイクロ駆動を行うようにコン
トロールすれば、装置の駆動スピードを遅くせずに制御
精度を上げることが可能になる。なお、ステッピングモ
ータの2相のステータ巻線のそれぞれに通電する電流比
を段階的に切り換えて用いる「マイクロステップ駆動」
は従来から知られており利用されているが、上記のよう
な一般化されたマイクロ駆動を行うことにより、更に効
果的な応用が可能になる。
[発明が解決しようとする課題] ところが、このようなマイクロ駆動を例えば電子的撮
像装置等に用いようとすると、次のような問題があっ
た。
像装置等に用いようとすると、次のような問題があっ
た。
即ち、電子的撮像装置は通常、その携帯性を高める必
要から小型電池を電源として用いており、このため節電
には特別な配慮が求められている。特に、ピーク電力を
低く抑えることが重要である。一方、電子的撮像装置に
おいては、近年素子シャッタが用いられるようになって
きたため、露光期間中に大電力が消費される。そこで、
少なくともこの露光期間中は、他の大電力消費系、例え
ば、モータへの通電を禁止するのが望ましい。
要から小型電池を電源として用いており、このため節電
には特別な配慮が求められている。特に、ピーク電力を
低く抑えることが重要である。一方、電子的撮像装置に
おいては、近年素子シャッタが用いられるようになって
きたため、露光期間中に大電力が消費される。そこで、
少なくともこの露光期間中は、他の大電力消費系、例え
ば、モータへの通電を禁止するのが望ましい。
また、これとは別に撮影される画像に対するノイズ発
生の防止という観点からも露光期間中や記録期間中はモ
ータ等への通電を禁止するのが望ましい。
生の防止という観点からも露光期間中や記録期間中はモ
ータ等への通電を禁止するのが望ましい。
しかしながら、マイクロ駆動においては、ステップ角
よりも細かい制御を行うべく、2相のステータ巻線のそ
れぞれに通電する電流比をコントロールしているので、
電子的撮像装置におけるレリーズ釦の半押し操作に応動
してステッピングモータを駆動力発生源とする駆動機構
でレンズ駆動系を作動させ、合焦状態に設定しても、該
モータへの通電を停止すると、上記第1表に示すディテ
ントトルクTd(非通電状態での安定位置、つまりディテ
ント位置に向かってはたらく駆動トルク)に引き込ま
れ、合焦状態からずれてしまう。そこで、この場合、合
焦状態に設定後もステッピングモータへの通電を継続
し、これによって非駆動体の停止位置を確保しながら合
焦状態を維持するようにしなければならない。しかし、
このようにすると、レリーズ釦の全押し操作に応動して
行われる露光期間中も、モータ電流が流れることになる
ので、素子シャッタが用いられる電子的撮像装置では少
なくとも露光期間中は他の大電力消費を抑制してピーク
電力を低く抑えたいという上記電流消費を少なくして停
止精度を高めようとする要望に背反することになってし
まう。
よりも細かい制御を行うべく、2相のステータ巻線のそ
れぞれに通電する電流比をコントロールしているので、
電子的撮像装置におけるレリーズ釦の半押し操作に応動
してステッピングモータを駆動力発生源とする駆動機構
でレンズ駆動系を作動させ、合焦状態に設定しても、該
モータへの通電を停止すると、上記第1表に示すディテ
ントトルクTd(非通電状態での安定位置、つまりディテ
ント位置に向かってはたらく駆動トルク)に引き込ま
れ、合焦状態からずれてしまう。そこで、この場合、合
焦状態に設定後もステッピングモータへの通電を継続
し、これによって非駆動体の停止位置を確保しながら合
焦状態を維持するようにしなければならない。しかし、
このようにすると、レリーズ釦の全押し操作に応動して
行われる露光期間中も、モータ電流が流れることになる
ので、素子シャッタが用いられる電子的撮像装置では少
なくとも露光期間中は他の大電力消費を抑制してピーク
電力を低く抑えたいという上記電流消費を少なくして停
止精度を高めようとする要望に背反することになってし
まう。
そこで本発明の目的は、上記問題点を解消し、極めて
簡単な構成により分解能の高い位置決め機能を得ると共
に、フォーカシングレンズの位置を保持するについての
電力消費の極めて少ない電子カメラを提供するにある。
簡単な構成により分解能の高い位置決め機能を得ると共
に、フォーカシングレンズの位置を保持するについての
電力消費の極めて少ない電子カメラを提供するにある。
[課題を解決するための手段および作用] 本発明による電子カメラは、被写体像を光電変換する
ための撮像素子と、ステッピングモータを駆動力発生源
として被写体像を上記撮像素子に結像させるフォーカシ
ングレンズを駆動させるためのレンズ駆動手段と、上記
レンズ駆動手段に対する通電を制御するための通電制御
手段と、複数のトリガ信号を生成するためのトリガ手段
と、上記トリガ手段による第1のトリガ信号に応じて上
記レンズ駆動手段によりフォーカシングレンズを合焦点
に移動させ上記トリガ手段による第2のトリガ信号に応
じて上記撮像素子にて露光動作を開始させるよう制御す
るための制御手段とを具備し、上記レンズ駆動手段は上
記ステッピングモータからフォーカシングレンズまでの
変位伝達系の適所に上記ステッピングモータの非通電時
に自ら安定位置に向かうように作用する変位力に抗し得
る第1の静止位置保持力よりも大きく且つ上記ステッピ
ングモータの通電開始時に起動を許容する限界の静止位
置保持力である第2の静止位置保持力よりも十分に小さ
い第3の静止位置保持力を発生するための静止位置保持
力発生手段を有し、上記通電制御手段は上記露光動作が
行われている期間中において上記レンズ駆動手段に対す
る通電を停止して上記第3の静止位置保持力により上記
フォーカシングレンズを停止させることを特徴とする。
ための撮像素子と、ステッピングモータを駆動力発生源
として被写体像を上記撮像素子に結像させるフォーカシ
ングレンズを駆動させるためのレンズ駆動手段と、上記
レンズ駆動手段に対する通電を制御するための通電制御
手段と、複数のトリガ信号を生成するためのトリガ手段
と、上記トリガ手段による第1のトリガ信号に応じて上
記レンズ駆動手段によりフォーカシングレンズを合焦点
に移動させ上記トリガ手段による第2のトリガ信号に応
じて上記撮像素子にて露光動作を開始させるよう制御す
るための制御手段とを具備し、上記レンズ駆動手段は上
記ステッピングモータからフォーカシングレンズまでの
変位伝達系の適所に上記ステッピングモータの非通電時
に自ら安定位置に向かうように作用する変位力に抗し得
る第1の静止位置保持力よりも大きく且つ上記ステッピ
ングモータの通電開始時に起動を許容する限界の静止位
置保持力である第2の静止位置保持力よりも十分に小さ
い第3の静止位置保持力を発生するための静止位置保持
力発生手段を有し、上記通電制御手段は上記露光動作が
行われている期間中において上記レンズ駆動手段に対す
る通電を停止して上記第3の静止位置保持力により上記
フォーカシングレンズを停止させることを特徴とする。
[実 施 例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。な
お、以下の実施例では本発明による駆動機構を電子的撮
像装置におけるレンズや絞りの駆動機構に適用し、これ
をマイクロ駆動する場合について説明する。
お、以下の実施例では本発明による駆動機構を電子的撮
像装置におけるレンズや絞りの駆動機構に適用し、これ
をマイクロ駆動する場合について説明する。
第2図は、本発明に係る駆動機構を電子的撮像装置に
適用した際の同装置の構成の要部をブロックで示すもの
である。図において、被写体光がフォーカシングレンズ
15により個体撮像素子16上に結像されると、同素子16で
光電変換された映像信号が図示しない撮像回路に供給さ
れるようになっている。上記フォーカシングレンズ15
は、この電子的撮像装置の各部の動作シーケンスを司ど
るマイコン11からの信号により、マイクロ駆動回路12,
通電制御回路13,ステッピングモータ1を介し、その合
焦位置へ駆動されるようになっている。この合焦位置
は、測距回路17からの被写体距離情報を上記マイコン11
で演算処理して検出するようになっていて、同マイコン
11は、これと共に、電子スチルカメラの記録媒体を駆動
するためのFDD(フロッピディスクドライブ)制御回路1
8との間で信号の授受を行いながら、FDD駆動用のスピン
ドルモータ19の駆動制御も行っている。
適用した際の同装置の構成の要部をブロックで示すもの
である。図において、被写体光がフォーカシングレンズ
15により個体撮像素子16上に結像されると、同素子16で
光電変換された映像信号が図示しない撮像回路に供給さ
れるようになっている。上記フォーカシングレンズ15
は、この電子的撮像装置の各部の動作シーケンスを司ど
るマイコン11からの信号により、マイクロ駆動回路12,
通電制御回路13,ステッピングモータ1を介し、その合
焦位置へ駆動されるようになっている。この合焦位置
は、測距回路17からの被写体距離情報を上記マイコン11
で演算処理して検出するようになっていて、同マイコン
11は、これと共に、電子スチルカメラの記録媒体を駆動
するためのFDD(フロッピディスクドライブ)制御回路1
8との間で信号の授受を行いながら、FDD駆動用のスピン
ドルモータ19の駆動制御も行っている。
第3図は、上記第2図におけるマイクロ駆動回路12の
詳細を示すブロック系統図である。このマイクロ駆動回
路12は、ステッピングモータ1の2相のステータ巻線に
それぞれ通電するモータ電流値を設定する第1,第2の定
電流駆動回路24,25と、この駆動回路24,25に供給するた
めに、マイコン11の出力ポートP0,P1から出力されたデ
ィジタル信号をアナログ信号に変換する第1,第2のD/A
変換器22,23とから構成されている。一方、上記第1,第
2の定電流駆動回路24,25は、マイコン11の出力ポートP
2から出力される通電制御信号によりそのオン・オフが
制御される、例えばトランジスタ等で構成された上記通
電制御回路13を介して電源回路28から給電される。
詳細を示すブロック系統図である。このマイクロ駆動回
路12は、ステッピングモータ1の2相のステータ巻線に
それぞれ通電するモータ電流値を設定する第1,第2の定
電流駆動回路24,25と、この駆動回路24,25に供給するた
めに、マイコン11の出力ポートP0,P1から出力されたデ
ィジタル信号をアナログ信号に変換する第1,第2のD/A
変換器22,23とから構成されている。一方、上記第1,第
2の定電流駆動回路24,25は、マイコン11の出力ポートP
2から出力される通電制御信号によりそのオン・オフが
制御される、例えばトランジスタ等で構成された上記通
電制御回路13を介して電源回路28から給電される。
第4図は、上記第2,3図に示す電子的撮像装置の各部
の回路動作のタイミングチャートである。電子的撮像装
置のレリーズ釦が半押し操作されて“トリガ1"信号がオ
ンになると、これによりFDD駆動用スピンドルモータ19
が回転し始めると共に、測距回路17が測距動作を開始す
る。そして、上記FDD駆動用スピンドルモータ19が固定
の定速回転に達すると、速度ロック信号が出力される
が、上記モータ19が定速回転に達するまでの起動時に
は、同モータ19に大電流が流れるので、この起動時間中
に並行して行うカメラ動作は上記測距動作のみに止めて
いる。速度ロック信号が送出されると、同ロック信号の
立上がりに同期して通電制御回路13がオンしてフォーカ
シング用のステッピングモータ1が駆動され、フォーカ
シングレンズ15が合焦点に移動される。
の回路動作のタイミングチャートである。電子的撮像装
置のレリーズ釦が半押し操作されて“トリガ1"信号がオ
ンになると、これによりFDD駆動用スピンドルモータ19
が回転し始めると共に、測距回路17が測距動作を開始す
る。そして、上記FDD駆動用スピンドルモータ19が固定
の定速回転に達すると、速度ロック信号が出力される
が、上記モータ19が定速回転に達するまでの起動時に
は、同モータ19に大電流が流れるので、この起動時間中
に並行して行うカメラ動作は上記測距動作のみに止めて
いる。速度ロック信号が送出されると、同ロック信号の
立上がりに同期して通電制御回路13がオンしてフォーカ
シング用のステッピングモータ1が駆動され、フォーカ
シングレンズ15が合焦点に移動される。
レリーズ釦が全押しされると、“トリガ2"信号がオン
され、この“トリガ2"信号オンに同期して露光動作が開
始される。この露光期間中は、前述したように、素子シ
ャッタを用いた電子的撮像装置の場合、大電力が消費さ
れるので、他の大電流消費系、例えばモータへの通電等
は一切禁止されている。撮影を完了し、レリーズ釦の操
作が終了すると、FDD駆動用スピンドルモータ19がその
動作を終了する。
され、この“トリガ2"信号オンに同期して露光動作が開
始される。この露光期間中は、前述したように、素子シ
ャッタを用いた電子的撮像装置の場合、大電力が消費さ
れるので、他の大電流消費系、例えばモータへの通電等
は一切禁止されている。撮影を完了し、レリーズ釦の操
作が終了すると、FDD駆動用スピンドルモータ19がその
動作を終了する。
第1図は、上述のように構成された電子的撮像装置に
適用される本発明の第1実施例を示す駆動機構に用いら
れるステッピングモータの断面図である。この第1実施
例におけるステッピングモータが前記従来例(第9図参
照)のそれと大きく異なる点は、モータ単体における回
転シャフトと軸受との摺動部の接触面積を増やしたこと
である。即ち、ステッピングモータ1の非通電時に自ら
安定位置に向うように作用する変位力に抗し得る第1の
静止位置保持力、つまり前記第1表に示すディテントト
ルクTdと、ステッピングモータの通電開始時に起動を許
容する限界の静止位置保持力である第2の静止位置保持
力、つまり前記第1表に示すホールディングトルクT
Hと、このホールディングトルクより十分小さい第3の
静止位置保持力、つまり前記第1表に示す静止摩擦トル
クTfとの間に、前記第9図の従来例では TH≫Td>Tf の関係があったが、この第1実施例では摺動部の接触面
積を増やすことにより、 TH≫Tf>Td ……(1) なる関係を有する静止摩擦トルクTfを得るようにしてい
る。この点を除けば、この第1実施例におけるステッピ
ングモータ1は、前記第9図に示す従来例と何等異なる
ところがないので、同じ構成部材には同じ符号を付して
その説明を省略する。
適用される本発明の第1実施例を示す駆動機構に用いら
れるステッピングモータの断面図である。この第1実施
例におけるステッピングモータが前記従来例(第9図参
照)のそれと大きく異なる点は、モータ単体における回
転シャフトと軸受との摺動部の接触面積を増やしたこと
である。即ち、ステッピングモータ1の非通電時に自ら
安定位置に向うように作用する変位力に抗し得る第1の
静止位置保持力、つまり前記第1表に示すディテントト
ルクTdと、ステッピングモータの通電開始時に起動を許
容する限界の静止位置保持力である第2の静止位置保持
力、つまり前記第1表に示すホールディングトルクT
Hと、このホールディングトルクより十分小さい第3の
静止位置保持力、つまり前記第1表に示す静止摩擦トル
クTfとの間に、前記第9図の従来例では TH≫Td>Tf の関係があったが、この第1実施例では摺動部の接触面
積を増やすことにより、 TH≫Tf>Td ……(1) なる関係を有する静止摩擦トルクTfを得るようにしてい
る。この点を除けば、この第1実施例におけるステッピ
ングモータ1は、前記第9図に示す従来例と何等異なる
ところがないので、同じ構成部材には同じ符号を付して
その説明を省略する。
第1図において、この第1実施例のステッピングモー
タ1は、前記第9図に示す従来例のステッピングモータ
に比し、その回転シャフト4と軸受3a,3bとが当接する
摺動部の長さlが4倍に、また軸受部のシャフト径dが
2倍にそれぞれ設定されている。従って、摺動部の面積
が8倍に、また半径が2倍にそれぞれなるから、トルク
としては16倍となる。そこで、この第1実施例における
ステッピングモータ1の静止摩擦トルクTf1と動摩擦ト
ルクTm1とは、それぞれ前記第1表に示す静止摩擦トル
クTf(=0.2gr−cm),動摩擦トルクTm(=0.05gr−c
m)の16倍、即ち Tf1=0.2×16=3.2gr−cm ……(1a) Tm1=0.05×16=0.8gr−cm ……(1b) となる。
タ1は、前記第9図に示す従来例のステッピングモータ
に比し、その回転シャフト4と軸受3a,3bとが当接する
摺動部の長さlが4倍に、また軸受部のシャフト径dが
2倍にそれぞれ設定されている。従って、摺動部の面積
が8倍に、また半径が2倍にそれぞれなるから、トルク
としては16倍となる。そこで、この第1実施例における
ステッピングモータ1の静止摩擦トルクTf1と動摩擦ト
ルクTm1とは、それぞれ前記第1表に示す静止摩擦トル
クTf(=0.2gr−cm),動摩擦トルクTm(=0.05gr−c
m)の16倍、即ち Tf1=0.2×16=3.2gr−cm ……(1a) Tm1=0.05×16=0.8gr−cm ……(1b) となる。
さて、上述の新しい静止摩擦トルクTf1(=3.2gr−c
m)および動摩擦トルクTm1(=0.8gr−cm)と、前記第
1表に示すホールディングトルクTH(=18gr−cm),デ
ィテントトルクTd(=0.25gr−cm),プルイントルクTI
(=6.1gr−cm at 500pps)と、並びに負荷トルクTL
(=2gr−cm)とからこの第1実施例におけるステッピ
ングモータの各動作条件を考察する。先ず、起動条件
は、 TH>Tf1+TL ……(2) で与えられるから、上式に上記の数値を代入すれば 18>3.2+2 となり、確実に起動することができる。次に、起動後駆
動条件は TI>Tm1+TL ……(3) で与えられるから、上記の各数値を代入すれば 6.1>0.8+2 となり、起動後500ppmの信号に同期して回転することが
できる。更に、通電オフ時の停止条件は Td<Tf1 ……(4) で与えられるから、上記に上述した各数値を代入すれば 2.5<3.2 となる。これにより、この第1実施例におけるステッピ
ングモータをマイクロ駆動した後に該モータへの通電を
断っても、その静止摩擦トルクTf1(=3.2gr−cm)のほ
うがディテントトルクTd(=2.5gr−cm)より大きいか
ら、停止位置がズレる虞が皆無になる。
m)および動摩擦トルクTm1(=0.8gr−cm)と、前記第
1表に示すホールディングトルクTH(=18gr−cm),デ
ィテントトルクTd(=0.25gr−cm),プルイントルクTI
(=6.1gr−cm at 500pps)と、並びに負荷トルクTL
(=2gr−cm)とからこの第1実施例におけるステッピ
ングモータの各動作条件を考察する。先ず、起動条件
は、 TH>Tf1+TL ……(2) で与えられるから、上式に上記の数値を代入すれば 18>3.2+2 となり、確実に起動することができる。次に、起動後駆
動条件は TI>Tm1+TL ……(3) で与えられるから、上記の各数値を代入すれば 6.1>0.8+2 となり、起動後500ppmの信号に同期して回転することが
できる。更に、通電オフ時の停止条件は Td<Tf1 ……(4) で与えられるから、上記に上述した各数値を代入すれば 2.5<3.2 となる。これにより、この第1実施例におけるステッピ
ングモータをマイクロ駆動した後に該モータへの通電を
断っても、その静止摩擦トルクTf1(=3.2gr−cm)のほ
うがディテントトルクTd(=2.5gr−cm)より大きいか
ら、停止位置がズレる虞が皆無になる。
即ち、従来のステッピングモータでは、そのディテン
トトルクTd(=2.5gr−cm)が静止摩擦トルクTf(=0.2
gr−cm)と負荷トルクTL(=2gr−cm)との和より大き
かったので、マイクロ駆動後に、ステッピングモータへ
の通電を停止すると、停止位置が変化してしまうことに
なるから、モータ停止中もステータ巻線に通電しておか
なければならなかった。しかしながら、本実施例によれ
ば、静止摩擦トルクTfを上記(1)式に示すように設定
したので、ステップ駆動後にモータのステータ巻線への
通電を断っても停止位置を確実に保持することができ
る。そして、静止摩擦トルクTfを上記(1)式に示すよ
うに設定する際、回転シャフト4と軸受3a,3bとの間の
摺動部の面積を大きくしたが、これに限定されることな
くその材質や表面仕上げを変えることによっても同様の
効果が得られることは言うまでもない。
トトルクTd(=2.5gr−cm)が静止摩擦トルクTf(=0.2
gr−cm)と負荷トルクTL(=2gr−cm)との和より大き
かったので、マイクロ駆動後に、ステッピングモータへ
の通電を停止すると、停止位置が変化してしまうことに
なるから、モータ停止中もステータ巻線に通電しておか
なければならなかった。しかしながら、本実施例によれ
ば、静止摩擦トルクTfを上記(1)式に示すように設定
したので、ステップ駆動後にモータのステータ巻線への
通電を断っても停止位置を確実に保持することができ
る。そして、静止摩擦トルクTfを上記(1)式に示すよ
うに設定する際、回転シャフト4と軸受3a,3bとの間の
摺動部の面積を大きくしたが、これに限定されることな
くその材質や表面仕上げを変えることによっても同様の
効果が得られることは言うまでもない。
第5図(A),(B)は、本発明の第2実施例を示す
駆動機構に用いられるステッピングモータ1Aの断面図で
ある。この第2実施例が上記第1実施例と大きく異なる
点は、ステッピングモータ1Aの回転シャフト4に一定の
摩擦を与えて所望の静止摩擦トルクを得るに際し、スリ
ップブラシ31を付加したことで、この点を除けば、上記
第1実施例と何等異なるところがないので、同じ構成部
材には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点に
ついてのみ以下に説明する。
駆動機構に用いられるステッピングモータ1Aの断面図で
ある。この第2実施例が上記第1実施例と大きく異なる
点は、ステッピングモータ1Aの回転シャフト4に一定の
摩擦を与えて所望の静止摩擦トルクを得るに際し、スリ
ップブラシ31を付加したことで、この点を除けば、上記
第1実施例と何等異なるところがないので、同じ構成部
材には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点に
ついてのみ以下に説明する。
上記スリップブラシ31は、その保持アーム31a,31bの
基端がモータケース71に固植された支軸31cに軸支さ
れ、その自由端部の中程にブラシ部が形成され、先端部
が緊縮性のスプリング31dによって互いに相寄る方向に
引張されることにより、シャフト4に設けられたスリッ
ト部31eに圧接するようになっている。従って、シャフ
ト4に設けられるスリップ部31eからなる摺動部の摺接
面積や材質あるいは表面仕上げ等を適当に選定すること
により、モータの静止摩擦トルクTfを前記(1)式に示
すように TH≫Tf>Td に設定する。これによって、上記第1実施例と同様の作
用・効果を得ることができる。
基端がモータケース71に固植された支軸31cに軸支さ
れ、その自由端部の中程にブラシ部が形成され、先端部
が緊縮性のスプリング31dによって互いに相寄る方向に
引張されることにより、シャフト4に設けられたスリッ
ト部31eに圧接するようになっている。従って、シャフ
ト4に設けられるスリップ部31eからなる摺動部の摺接
面積や材質あるいは表面仕上げ等を適当に選定すること
により、モータの静止摩擦トルクTfを前記(1)式に示
すように TH≫Tf>Td に設定する。これによって、上記第1実施例と同様の作
用・効果を得ることができる。
第6図(A),(B)は、本発明の第3実施例を示す
駆動機構に用いられるステッピングモータの断面図であ
る。この第3実施例が上記第2実施例と大きく異なる点
は、ステッピングモータ1Bのシャフト4に一定の摩擦を
与えて所望の静止摩擦トルクを得るためのスリップブラ
シ31に代えて可変制動力発生手段としてのクラッチブレ
ーキ41を用い、このクラッチブレーキ41を意図的にオン
・オフすることにより、駆動時と静止時とで力学的負荷
の大きさを変化させるようにしていることである。この
点を除けば上記第2実施例と何等異なるところがないの
で、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略
し、異なる点についてのみ以下に説明する。
駆動機構に用いられるステッピングモータの断面図であ
る。この第3実施例が上記第2実施例と大きく異なる点
は、ステッピングモータ1Bのシャフト4に一定の摩擦を
与えて所望の静止摩擦トルクを得るためのスリップブラ
シ31に代えて可変制動力発生手段としてのクラッチブレ
ーキ41を用い、このクラッチブレーキ41を意図的にオン
・オフすることにより、駆動時と静止時とで力学的負荷
の大きさを変化させるようにしていることである。この
点を除けば上記第2実施例と何等異なるところがないの
で、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略
し、異なる点についてのみ以下に説明する。
クラッチブレーキ41は、保持アーム41a,41bがその基
端をケース71に固定された支軸41cで軸支されており、
その中程に形成されたブラシ部がシャフト4に形成され
たスリップ部41eからなる摺動部に対向している。また
両アーム41a,41bの先端寄りには着磁部41f,41gが形成さ
れていて、この着磁部41f,41gはソレノイド42に対向す
るようになっている。そして、着磁部41f,41gの上部に
緊縮性のスプリング41dが張架されている。上記ソレノ
イド42に通電すると、該ソレノイドの電磁力と上記着磁
部41f,41gとの反撥作用により、上記スプリング41dで互
いに引寄せられていたアーム41a,41bが相遠ざかる方向
に移動し、これによりブレーキシューの働きをしている
スリップ部41eがステッピングモータ1Bのシャフト4か
ら離れる。また、上記ソレノイド42への通電を断にする
と、該ソレノイド42と上記着磁部41f,41gとの間の反撥
力がなくなるので、上記アーム41a,41bがスプリング41d
の吸引力により相寄り、そのブラシ部がステッピングモ
ータ1Bのシャフト4の摺動部のスリップ部41eに摺接
し、一定の摩擦力が得られることになる。
端をケース71に固定された支軸41cで軸支されており、
その中程に形成されたブラシ部がシャフト4に形成され
たスリップ部41eからなる摺動部に対向している。また
両アーム41a,41bの先端寄りには着磁部41f,41gが形成さ
れていて、この着磁部41f,41gはソレノイド42に対向す
るようになっている。そして、着磁部41f,41gの上部に
緊縮性のスプリング41dが張架されている。上記ソレノ
イド42に通電すると、該ソレノイドの電磁力と上記着磁
部41f,41gとの反撥作用により、上記スプリング41dで互
いに引寄せられていたアーム41a,41bが相遠ざかる方向
に移動し、これによりブレーキシューの働きをしている
スリップ部41eがステッピングモータ1Bのシャフト4か
ら離れる。また、上記ソレノイド42への通電を断にする
と、該ソレノイド42と上記着磁部41f,41gとの間の反撥
力がなくなるので、上記アーム41a,41bがスプリング41d
の吸引力により相寄り、そのブラシ部がステッピングモ
ータ1Bのシャフト4の摺動部のスリップ部41eに摺接
し、一定の摩擦力が得られることになる。
実際の制御に際しては、モータ駆動時にソレノイドに
通電した上でモータ駆動を行う。モータ駆動が終了する
と、まず、ソレノイドへの通電をオフしてモータにブレ
ーキをかけた状態にした後モータへの通電を断にすれ
ば、その位置でモータが停止し保持することになる。こ
の場合、モータの軸に対するブレーキ作用は停止位置保
持時のみ働くため、駆動時の新たな摩擦ロスが発生しな
い(従来例と同等となる)という利点を有する。またブ
レーキの摩擦力は駆動時には発生しないから、ブレーキ
力をホールディングトルクよりも小さく設定しなければ
ならないという第1,第2実施例の制約条件には制約され
ず「充分大きな値」に設定することが可能になる。
通電した上でモータ駆動を行う。モータ駆動が終了する
と、まず、ソレノイドへの通電をオフしてモータにブレ
ーキをかけた状態にした後モータへの通電を断にすれ
ば、その位置でモータが停止し保持することになる。こ
の場合、モータの軸に対するブレーキ作用は停止位置保
持時のみ働くため、駆動時の新たな摩擦ロスが発生しな
い(従来例と同等となる)という利点を有する。またブ
レーキの摩擦力は駆動時には発生しないから、ブレーキ
力をホールディングトルクよりも小さく設定しなければ
ならないという第1,第2実施例の制約条件には制約され
ず「充分大きな値」に設定することが可能になる。
第7図(A),(B)は、本発明の第4実施例を示す
駆動機構の縦断面図とその正面図である。この駆動機構
は、動力発生源としてステッピングモータを有し、減速
ギヤー列等から形成される伝達系を介して図示しない被
駆動体を駆動するように構成されている。上記各実施例
では、静止位置保持力発生手段がステッピングモータ内
に設けられていたのに対し、この第4実施例では静止位
置保持力発生手段をステッピングモータから被駆動体ま
での変位伝達系の中間位置に設けてある。この点を除け
ば、上記各実施例と異なる点がないので、同じ構成部材
には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点につ
いてのみ以下に説明する。
駆動機構の縦断面図とその正面図である。この駆動機構
は、動力発生源としてステッピングモータを有し、減速
ギヤー列等から形成される伝達系を介して図示しない被
駆動体を駆動するように構成されている。上記各実施例
では、静止位置保持力発生手段がステッピングモータ内
に設けられていたのに対し、この第4実施例では静止位
置保持力発生手段をステッピングモータから被駆動体ま
での変位伝達系の中間位置に設けてある。この点を除け
ば、上記各実施例と異なる点がないので、同じ構成部材
には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点につ
いてのみ以下に説明する。
図において、取付板51の一面にステッピングモータ1C
が取り付けられていて、同モータ1Cの出力軸の回転を図
示しない被駆動体に伝達するために出力ギヤー53,変位
用ギヤー54等からなる変位伝達系が上記取付板51のモー
タ1Cの取付面とは反対面に配設されている。そして、上
記ギヤー54の回転軸54a上に、この系の静止摩擦トルク
を発生するための、上記第5図で説明したスリップブラ
シ機構31と同様のスリップブラシ機構が設けられてい
る。即ち、この第4実施例によれば、ステッピングモー
タ1Cには追加の加工を何等施すことなく、変位伝達系に
静止位置保持力発生手段を設けることができ、これによ
り、被駆動体の停止位置を確実に保持することができ
る。
が取り付けられていて、同モータ1Cの出力軸の回転を図
示しない被駆動体に伝達するために出力ギヤー53,変位
用ギヤー54等からなる変位伝達系が上記取付板51のモー
タ1Cの取付面とは反対面に配設されている。そして、上
記ギヤー54の回転軸54a上に、この系の静止摩擦トルク
を発生するための、上記第5図で説明したスリップブラ
シ機構31と同様のスリップブラシ機構が設けられてい
る。即ち、この第4実施例によれば、ステッピングモー
タ1Cには追加の加工を何等施すことなく、変位伝達系に
静止位置保持力発生手段を設けることができ、これによ
り、被駆動体の停止位置を確実に保持することができ
る。
第8図(A),(B)は、上位第7図に示す第4実施
例の変形例で、静止位置保持力発生手段を変位伝達系を
形成する変位用減速ギヤー54の回転軸54a上に設けた点
は上記第7図と同じだが、この変形例では静止位置保持
力発生手段として、スリップブラシ機構に代えて前記第
6図で説明したクラッチブレーキ機構41を用いた点が異
なる。即ち、この変形例によれば、ステッピングモータ
1Cには追加の加工を何等施すことなく、変位伝達系の中
間に設けられた静止位置保持力発生手段としてのクラッ
チブレーキ機構を、オン・オフすることにより被駆動体
の停止位置を確実に保持することができる。
例の変形例で、静止位置保持力発生手段を変位伝達系を
形成する変位用減速ギヤー54の回転軸54a上に設けた点
は上記第7図と同じだが、この変形例では静止位置保持
力発生手段として、スリップブラシ機構に代えて前記第
6図で説明したクラッチブレーキ機構41を用いた点が異
なる。即ち、この変形例によれば、ステッピングモータ
1Cには追加の加工を何等施すことなく、変位伝達系の中
間に設けられた静止位置保持力発生手段としてのクラッ
チブレーキ機構を、オン・オフすることにより被駆動体
の停止位置を確実に保持することができる。
なお、第7,8図におけるソレノイド42は、これに通電
すると、通電中に亘りクラッチブレーキが作動しない通
電保持型であるが、例えば一旦通電すると、通電を断っ
てもその状態にラッチされるラッチ保持型のクラッチブ
レーキ、つまりラッチソレノイドを用いれば、より節電
効果を発揮することができる。
すると、通電中に亘りクラッチブレーキが作動しない通
電保持型であるが、例えば一旦通電すると、通電を断っ
てもその状態にラッチされるラッチ保持型のクラッチブ
レーキ、つまりラッチソレノイドを用いれば、より節電
効果を発揮することができる。
上述の各実施例では、本発明に係る駆動機構を電子的
撮像装置におけるレンズや絞りのマイクロ駆動に適用し
た例について説明したが、本発明はこれらに限定される
ことなく、ステッピングモータを駆動力発生源とする駆
動機構に広く適用できることは言うまでもない。また、
各実施例におけるステッピングモータは、回転形ステッ
ピングモータを例にして説明したが、リニア形のステッ
ピングモータにも適用できること勿論である。
撮像装置におけるレンズや絞りのマイクロ駆動に適用し
た例について説明したが、本発明はこれらに限定される
ことなく、ステッピングモータを駆動力発生源とする駆
動機構に広く適用できることは言うまでもない。また、
各実施例におけるステッピングモータは、回転形ステッ
ピングモータを例にして説明したが、リニア形のステッ
ピングモータにも適用できること勿論である。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、通電制御手段によ
り露光動作が行われている期間中において、レンズ駆動
手段に対する通電を停止して、第3の静止位置保持力に
よりフォーカシングレンズを停止させるので、電力消費
を抑えることができ、ステッピングモータの非通電時も
フォーカスレンズが移動することがなくなり、撮影中に
不用意にレンズが移動することによる画像の劣化を生じ
ることがなく、安定した撮影動作を行うことができる。
り露光動作が行われている期間中において、レンズ駆動
手段に対する通電を停止して、第3の静止位置保持力に
よりフォーカシングレンズを停止させるので、電力消費
を抑えることができ、ステッピングモータの非通電時も
フォーカスレンズが移動することがなくなり、撮影中に
不用意にレンズが移動することによる画像の劣化を生じ
ることがなく、安定した撮影動作を行うことができる。
また、上記第3の静止位置保持力は、ステッピングモ
ータの非通電時に自ら安定位置に向かうように作用する
変位力に抗し得る第1の静止位置保持力よりも大きく、
且つ上記ステッピングモータの通電開始時に起動を許容
する限界の静止位置保持力である第2の静止位置保持力
よりも十分に小さいので、通電時の保持位置と非通電時
の安定位置とが異なる駆動方法であっても、特段のロッ
クやロック解除機構を設けることなく、ステッピングモ
ータの非通電時にフォーカスレンズの移動を防止するこ
とができる。
ータの非通電時に自ら安定位置に向かうように作用する
変位力に抗し得る第1の静止位置保持力よりも大きく、
且つ上記ステッピングモータの通電開始時に起動を許容
する限界の静止位置保持力である第2の静止位置保持力
よりも十分に小さいので、通電時の保持位置と非通電時
の安定位置とが異なる駆動方法であっても、特段のロッ
クやロック解除機構を設けることなく、ステッピングモ
ータの非通電時にフォーカスレンズの移動を防止するこ
とができる。
第1図は、本発明の第1実施例を示す駆動機構の駆動力
発生源として用いられるステッピングモータの断面図、 第2図は、電子的撮像装置の要部のブロック構成図、 第3図は、上記第2図におけるマイクロ駆動回路の詳細
を示すブロック構成図、 第4図は、上記第2,3図における各部の動作を示すタイ
ミングチャート、 第5図(A),(B)は、本発明の第2実施例を示す駆
動機構の駆動力発生源として用いられるステッピングモ
ータの縦断面図と、そのC−C′線に沿う断面図、 第6図(A),(B)は、本発明の第3実施例を示す駆
動機構の駆動力発生源として用いられるステッピングモ
ータの縦断面図と、そのD−D′線に沿う断面図、 第7,8図は、本発明の第4実施例を示す駆動機構であっ
て、第7,8図(A)は同機構の要部縦断面図で、第7,8図
(B)は同機構の正面図、 第9図は、従来のステッピングモータの縦断面図であ
る。 1,1A,1B,1C……ステッピングモータ 31……スリップブラシ(静止位置保持力発生手段) 41……クラッチブレーキ(静止位置保持力発生手段) 53,54……ギヤー(変位伝達系)
発生源として用いられるステッピングモータの断面図、 第2図は、電子的撮像装置の要部のブロック構成図、 第3図は、上記第2図におけるマイクロ駆動回路の詳細
を示すブロック構成図、 第4図は、上記第2,3図における各部の動作を示すタイ
ミングチャート、 第5図(A),(B)は、本発明の第2実施例を示す駆
動機構の駆動力発生源として用いられるステッピングモ
ータの縦断面図と、そのC−C′線に沿う断面図、 第6図(A),(B)は、本発明の第3実施例を示す駆
動機構の駆動力発生源として用いられるステッピングモ
ータの縦断面図と、そのD−D′線に沿う断面図、 第7,8図は、本発明の第4実施例を示す駆動機構であっ
て、第7,8図(A)は同機構の要部縦断面図で、第7,8図
(B)は同機構の正面図、 第9図は、従来のステッピングモータの縦断面図であ
る。 1,1A,1B,1C……ステッピングモータ 31……スリップブラシ(静止位置保持力発生手段) 41……クラッチブレーキ(静止位置保持力発生手段) 53,54……ギヤー(変位伝達系)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 37/00 - 37/24 H02K 7/118 H04N 5/232 G02B 7/04 H02P 8/00 - 8/42
Claims (1)
- 【請求項1】被写体像を光電変換するための撮像素子
と、 ステッピングモータを駆動力発生源として、被写体像を
上記撮像素子に結像させるフォーカシングレンズを駆動
させるためのレンズ駆動手段と、 上記レンズ駆動手段に対する通電を制御するための通電
制御手段と、 複数のトリガ信号を生成するためのトリガ手段と、 上記トリガ手段による第1のトリガ信号に応じて、上記
レンズ駆動手段によりフォーカシングレンズを合焦点に
移動させ、上記トリガ手段による第2のトリガ信号に応
じて、上記撮像素子にて露光動作を開始させるよう制御
するための制御手段とを具備し、 上記レンズ駆動手段は、上記ステッピングモータからフ
ォーカシングレンズまでの変位伝達系の適所に、上記ス
テッピングモータの非通電時に自ら安定位置に向かうよ
うに作用する変位力に抗し得る第1の静止位置保持力よ
りも大きく、且つ上記ステッピングモータの通電開始時
に起動を許容する限界の静止位置保持力である第2の静
止位置保持力よりも十分に小さい第3の静止位置保持力
を発生するための静止位置保持力発生手段を有し、 上記通電制御手段は、上記露光動作が行われている期間
中において、上記レンズ駆動手段に対する通電を停止し
て、上記第3の静止位置保持力により上記フォーカシン
グレンズを停止させることを特徴とする電子カメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043984A JP2987449B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 電子カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043984A JP2987449B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 電子カメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03251071A JPH03251071A (ja) | 1991-11-08 |
JP2987449B2 true JP2987449B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=12678987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2043984A Expired - Fee Related JP2987449B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 電子カメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
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EP0718960B1 (fr) * | 1994-12-12 | 1997-01-29 | Detra Sa | Moteur pas à pas multipolaire polyphasé |
WO2000054113A1 (fr) * | 1999-03-08 | 2000-09-14 | Seiko Epson Corporation | Dispositif d'enclenchement pour convertisseur electromagnetique, et dispositif horloge |
US7708478B2 (en) * | 2006-04-13 | 2010-05-04 | Nokia Corporation | Actuator mechanism and a shutter mechanism |
JP5096178B2 (ja) * | 2008-01-23 | 2012-12-12 | シナノケンシ株式会社 | 電磁ブレーキ付電動機 |
JP5464219B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2014-04-09 | 株式会社デンソー | 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 |
US9722478B2 (en) * | 2013-04-05 | 2017-08-01 | Nidec Sankyo Corporation | Stepping motor |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2043984A patent/JP2987449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH03251071A (ja) | 1991-11-08 |
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