JP6270530B2 - Stepping motor control method, program, aperture control device, and optical apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ステッピングモータの制御方法、プログラム、絞り制御装置および光学機器に関する。 The present invention relates to a stepping motor control method, a program, an aperture control device, and an optical apparatus.
撮影装置の絞り羽根をステッピングモータで駆動する場合、ステッピングモータの脱調を防ぐため、絞り羽根を駆動するために必要な負荷トルクよりもある程度高い脱調余裕を含んだトルクを発生させられるようにステッピングモータの駆動電力を設定する。一般に、絞り羽根の重なり合う面積が大きいと（すなわち絞り値（Ｆ値）が大きい場合には）、摩擦力が大きく、絞り羽根を駆動するために必要な負荷トルクは高くなる。絞り羽根の重なり合う面積が小さいと（すなわち絞り値（Ｆ値）が小さい場合には）、摩擦力が小さく、絞り羽根を駆動するために必要な負荷トルクは低くなる。 When driving the diaphragm blades of the photographic device with a stepping motor, in order to prevent the stepping motor from stepping out, it is possible to generate a torque that includes a step-out margin that is somewhat higher than the load torque required to drive the diaphragm blades. Set the driving power of the stepping motor. In general, when the overlapping area of the diaphragm blades is large (that is, when the diaphragm value (F value) is large), the frictional force is large, and the load torque required to drive the diaphragm blades is high. When the overlapping area of the diaphragm blades is small (that is, when the diaphragm value (F value) is small), the frictional force is small, and the load torque required to drive the diaphragm blades is low.
特許文献１は、無駄な電力の消費を抑えつつ羽根位置精度を確保するために、検出された絞り位置に応じてステッピングモータに通電する時間と通電しない時間の比を変化させるステッピングモータの制御装置を提案している。 Patent Document 1 discloses a stepping motor control device that changes a ratio of a time during which a stepping motor is energized and a time during which it is not energized in accordance with a detected aperture position in order to secure blade position accuracy while suppressing wasteful power consumption. Has proposed.
特許文献１は、絞り羽根の駆動を終了した後の保持電力については最適化しているが、絞り羽根を駆動する駆動電力の設定については考慮していない。駆動電力を絞り値に拘らず一定値とすると、絞り羽根を駆動するために必要な負荷トルクが低い場合に過剰に高いトルクで駆動することになり、駆動騒音が増大し、消費電力も増加してしまう。 Patent Document 1 optimizes the holding power after driving the diaphragm blades, but does not consider the setting of the driving power for driving the diaphragm blades. If the drive power is set to a constant value regardless of the aperture value, it will be driven at an excessively high torque when the load torque required to drive the aperture blades is low, resulting in increased drive noise and increased power consumption. End up.
本発明は、ステッピングモータの駆動に伴う騒音と消費電力を抑えて絞り羽根を駆動することが可能なステッピングモータの制御方法、プログラム、絞り制御装置および光学機器を提供することを例示的な目的とする。 It is an exemplary object of the present invention to provide a stepping motor control method, a program, an aperture control device, and an optical apparatus that can drive an aperture blade while suppressing noise and power consumption associated with the driving of the stepping motor. To do.
本発明の制御方法は、絞り羽根を駆動することにより前記絞り羽根によって形成される開口を変化させるステッピングモータの制御方法であって、前記開口の大きさが第１の値のときの前記ステッピングモータの駆動電力よりも、前記開口の大きさが前記第１の値よりも小さい第２の値のときの前記駆動電力の方が高くなるように前記駆動電力を設定する電力設定ステップと、前記ステッピングモータの駆動速度と、前記電力設定ステップによって設定された前記駆動電力に基づいて前記ステッピングモータの駆動波形を生成する駆動波形生成ステップと、を有することを特徴とする。 The control method of the present invention is a stepping motor control method for changing an opening formed by the diaphragm blades by driving the diaphragm blades, and the stepping motor when the size of the opening is a first value. A power setting step for setting the drive power so that the drive power is higher when the size of the opening is a second value smaller than the first value, and the stepping And a drive waveform generation step of generating a drive waveform of the stepping motor based on the drive speed of the motor and the drive power set by the power setting step.
本発明によれば、ステッピングモータの駆動に伴う騒音と消費電力を抑えて絞り羽根を駆動することが可能なステッピングモータの制御方法、プログラム、絞り制御装置および光学機器を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of a stepping motor, a program, an aperture control apparatus, and an optical apparatus which can suppress the noise and power consumption accompanying a drive of a stepping motor, and can drive an aperture blade can be provided.
図１は、後述する実施例１，２に共通する、本実施形態のカメラシステム１（光学機器）の電気ブロック図である。カメラシステム１は、交換レンズ（光学機器）２と、カメラ本体３から構成される。交換レンズ２は、カメラ本体（撮像装置）３に着脱可能に構成されている。カメラシステム１は、一眼レフカメラとして構成されているが、ミラーレスカメラなどにも適用することができる。なお、本発明の光学機器は、レンズ一体型のカメラ（撮像装置）、双眼鏡、顕微鏡、望遠鏡などに適用することができる。 FIG. 1 is an electric block diagram of a camera system 1 (optical apparatus) of the present embodiment, which is common to Examples 1 and 2 described later. The camera system 1 includes an interchangeable lens (optical device) 2 and a camera body 3. The interchangeable lens 2 is configured to be detachable from the camera body (imaging device) 3. The camera system 1 is configured as a single-lens reflex camera, but can also be applied to a mirrorless camera or the like. The optical apparatus of the present invention can be applied to a lens-integrated camera (imaging device), binoculars, a microscope, a telescope, and the like.
交換レンズ２とカメラ本体３は、不図示のマウントを介して機械的に接続されると共に、マウントに設けられたコネクタを介して電気的に接続される。コネクタには通信ユニット２７、３４が設けられて交換レンズ２とカメラ本体３が通信することができると共に、交換レンズ２はカメラ本体３から電力を供給される。 The interchangeable lens 2 and the camera body 3 are mechanically connected via a mount (not shown) and electrically connected via a connector provided on the mount. Communication units 27 and 34 are provided in the connector so that the interchangeable lens 2 and the camera body 3 can communicate with each other, and the interchangeable lens 2 is supplied with power from the camera body 3.
交換レンズ２は、レンズＣＰＵ２０、撮影光学系、フォーカスレンズ駆動回路２２、絞り開放位置検出センサ２４、ステッピングモータ２５、絞り駆動回路２６、通信ユニット２７が設けられている。 The interchangeable lens 2 is provided with a lens CPU 20, a photographing optical system, a focus lens driving circuit 22, an aperture opening position detection sensor 24, a stepping motor 25, an aperture driving circuit 26, and a communication unit 27.
レンズＣＰＵ２０は、交換レンズ２内のすべての制御を司るレンズ制御手段であり、マイクロコンピュータなどから構成される。レンズＣＰＵ２０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶手段（メモリ）を内蔵し、後述するステッピングモータ２５の駆動を制御する制御方法を実行する。 The lens CPU 20 is a lens control unit that controls all the controls in the interchangeable lens 2 and includes a microcomputer. The lens CPU 20 incorporates storage means (memory) such as RAM, ROM, and EEPROM, and executes a control method for controlling driving of a stepping motor 25 described later.
撮影光学系は、被写体の光学像を形成し、フォーカスレンズ２１、絞り、その他のレンズ（ズームレンズ、固定レンズ、手振れ補正レンズなど）を有する。フォーカスレンズ２１は光軸方向に移動されて焦点調節を行う。フォーカスレンズ駆動回路２２は、レンズＣＰＵ２０からの命令に従ってフォーカスレンズ２１を光軸に沿って駆動させる。 The photographing optical system forms an optical image of a subject and includes a focus lens 21, a diaphragm, and other lenses (zoom lens, fixed lens, camera shake correction lens, and the like). The focus lens 21 is moved in the optical axis direction to adjust the focus. The focus lens drive circuit 22 drives the focus lens 21 along the optical axis in accordance with a command from the lens CPU 20.
絞りは、絞り羽根２３の開口径を変更することによって絞り値（Ｆ値）を変更し、光量を調整する。絞り開放位置検出センサ２４は、フォトインタラプタ等のセンサ（検出手段）から構成され、絞り羽根２３が開放位置か否かを検出し、検出結果をレンズＣＰＵ２０に送信する。ステッピングモータ２５は、絞り羽根２３を駆動する駆動手段であり、本実施形態ではＡ相とＢ相の２相であるが、相数は限定されない。絞り駆動回路２６は、レンズＣＰＵ２０からの命令に従ってステッピングモータ２５を回転させることで絞り羽根２３を駆動する。通信ユニット２７は、カメラＣＰＵ３０と通信を行うための複数の通信端子を有し、焦点検出情報や測光情報、ＩＤ情報等を送受信する。 The diaphragm changes the aperture value (F value) by changing the aperture diameter of the diaphragm blade 23 and adjusts the amount of light. The aperture opening position detection sensor 24 includes a sensor (detection means) such as a photo interrupter, detects whether the aperture blade 23 is in the open position, and transmits the detection result to the lens CPU 20. The stepping motor 25 is a driving unit that drives the diaphragm blades 23. In this embodiment, the stepping motor 25 has two phases of A phase and B phase, but the number of phases is not limited. The aperture driving circuit 26 drives the aperture blade 23 by rotating the stepping motor 25 in accordance with a command from the lens CPU 20. The communication unit 27 has a plurality of communication terminals for communicating with the camera CPU 30 and transmits / receives focus detection information, photometric information, ID information, and the like.
カメラ本体３内には、カメラＣＰＵ３０、制御系電源３１、駆動系電源３２、通信ユニット３３、レンズ装着検出部３４、焦点検出ユニット３５が設けられている。 In the camera body 3, a camera CPU 30, a control system power supply 31, a drive system power supply 32, a communication unit 33, a lens attachment detection unit 34, and a focus detection unit 35 are provided.
カメラＣＰＵ３０は、カメラ本体３のすべての制御を司るカメラ制御手段であり、マイクロコンピュータなどから構成される。カメラＣＰＵ３０は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段（メモリ）を内蔵している。なお、カメラＣＰＵ３０が、レンズＣＰＵ２０の代わりにステッピングモータ２５の制御方法を実行してもよい。 The camera CPU 30 is a camera control unit that controls all of the camera body 3 and includes a microcomputer. The camera CPU 30 incorporates storage means (memory) such as RAM, ROM, and EEPROM. The camera CPU 30 may execute a control method for the stepping motor 25 instead of the lens CPU 20.
制御系電源３１は、焦点検出ユニット３５や不図示の測光部等の電力消費量が比較的少なく安定した出力電圧を必要とする制御系回路に電力を供給する。駆動系電源３２は、制御系電源３１の電圧、電力を検出し、交換レンズ２や不図示のシャッタ制御部等の電力消費量が比較的多い駆動系回路に電力を供給する。通信ユニット３３は、レンズＣＰＵ２０と通信を行うための複数の通信端子を有し、焦点検出情報や測光情報、ＩＤ情報等を送受信する。レンズ装着検出部３４は、交換レンズ２が装着されたことを検出する。 The control system power supply 31 supplies power to a control system circuit that requires a stable output voltage with relatively little power consumption, such as the focus detection unit 35 and a photometry unit (not shown). The drive system power supply 32 detects the voltage and power of the control system power supply 31, and supplies power to a drive system circuit with relatively large power consumption, such as the interchangeable lens 2 and a shutter control unit (not shown). The communication unit 33 has a plurality of communication terminals for communicating with the lens CPU 20, and transmits / receives focus detection information, photometric information, ID information, and the like. The lens attachment detection unit 34 detects that the interchangeable lens 2 is attached.
焦点検出ユニット３５は、交換レンズ２からの光束を用いて被写体までのデフォーカス量を検出する、位相差検出型の焦点検出ユニットである。位相差検出型の焦点検出では、一対の被写体像の像信号の位相差を検出することによって焦点検出をする。 The focus detection unit 35 is a phase difference detection type focus detection unit that detects the defocus amount to the subject using the light flux from the interchangeable lens 2. In phase difference detection type focus detection, focus detection is performed by detecting a phase difference between image signals of a pair of subject images.
図２は、実施例１による、レンズＣＰＵ２０によって行われるステッピングモータ２５の制御方法を説明するためのブロック図である。ＣＰＵ２０には、駆動速度設定部２００、駆動電力設定部２０１、駆動波形生成部２０２、駆動量カウント部２０３、絞り値算出部２０４、ＲＯＭ２０５、ＲＡＭ２０６が設けられている。 FIG. 2 is a block diagram for explaining a method of controlling the stepping motor 25 performed by the lens CPU 20 according to the first embodiment. The CPU 20 includes a driving speed setting unit 200, a driving power setting unit 201, a driving waveform generation unit 202, a driving amount counting unit 203, an aperture value calculation unit 204, a ROM 205, and a RAM 206.
駆動速度設定部２００は、絞り調節に必要な速度指令に対して、ステッピングモータ２５の駆動速度を決定する。駆動電力設定部２０１は、絞り値算出部２０４から出力される現在絞り値に応じて駆動電力を決定する。駆動電力の決定方法については後述する。駆動速度設定部２００で決定された駆動速度、およびに駆動電力設定部２０１で決定された駆動電力に従って、駆動波形生成部２０２が駆動信号パターンを生成し、絞り駆動回路２６に出力される。駆動波形生成部２０２では、２相駆動や１−２相駆動、マイクロステップ駆動といった駆動方式に合わせて、モータの各相への励磁パターンを生成する。生成された駆動信号は絞り駆動回路２６で必要な電流・電圧に変換され、ステッピングモータ２５に供給される。 The drive speed setting unit 200 determines the drive speed of the stepping motor 25 in response to a speed command necessary for adjusting the aperture. The drive power setting unit 201 determines drive power according to the current aperture value output from the aperture value calculation unit 204. A method for determining the drive power will be described later. In accordance with the driving speed determined by the driving speed setting unit 200 and the driving power determined by the driving power setting unit 201, the driving waveform generation unit 202 generates a driving signal pattern and outputs it to the aperture driving circuit 26. The drive waveform generation unit 202 generates an excitation pattern for each phase of the motor in accordance with a drive method such as two-phase drive, 1-2 phase drive, or microstep drive. The generated drive signal is converted into necessary current / voltage by the aperture drive circuit 26 and supplied to the stepping motor 25.
駆動量カウント部２０３は、駆動波形生成部２０２の励磁パターン変化毎にカウンタをインクリメントまたはデクリメントすることで、絞り羽根２３の駆動量をカウントする。これにより、ステッピングモータ２５のステータに対するロータの回転位置の情報を取得することができる。 The drive amount counting unit 203 counts the drive amount of the diaphragm blade 23 by incrementing or decrementing the counter for every excitation pattern change of the drive waveform generating unit 202. Thereby, information on the rotational position of the rotor with respect to the stator of the stepping motor 25 can be acquired.
絞り値算出部２０４は、駆動量カウント部２０３がカウントしたカウント値と、絞り開放位置検出センサ２４の出力値に基づいて、現在の絞り値を表す情報を出力する。具体的には、絞り開放位置検出センサ２４によって絞りが開放位置であることが検出された時点を基準とし、駆動量カウント部２０３でカウントしているカウント値で現在の絞り値の情報を出力する。 The aperture value calculation unit 204 outputs information representing the current aperture value based on the count value counted by the drive amount counting unit 203 and the output value of the aperture opening position detection sensor 24. Specifically, the current aperture value information is output with the count value counted by the drive amount counting unit 203 with reference to the time point when the aperture opening position detection sensor 24 detects that the aperture is in the open position. .
ＲＯＭ２０５は、上述した動作プログラムやその他の制御プログラム、および固定データ等を保存し、ＲＡＭ２０６は、上述した動作プログラムやその他の制御プログラムで利用する演算結果や保持したいデータを一時保存する。 The ROM 205 stores the above-described operation program, other control programs, fixed data, and the like, and the RAM 206 temporarily stores calculation results used in the above-described operation program and other control programs and data to be retained.
図３は、ステッピングモータ２５の駆動電圧（電流）波形と、絞り開放位置検出センサ２４の出力信号、および絞り値算出部２０４のカウント値に対応する現在の絞り値の関係を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the drive voltage (current) waveform of the stepping motor 25, the output signal of the aperture opening position detection sensor 24, and the current aperture value corresponding to the count value of the aperture value calculation unit 204.
同図では、２相のステッピングモータを想定し、Ａ相・Ｂ相に略正弦波の駆動信号を印加する（マイクロステップ駆動）とともに、ステッピングモータ２５の停止位置は電気角３６０度に８点ある。駆動前の停止位置は開放位置（ここではＦ２．８とする）であり、絞り値はステッピングモータ２５の停止位置ごとに１／８段ずつ変化する。 In the figure, assuming a two-phase stepping motor, a substantially sinusoidal driving signal is applied to the A phase and the B phase (microstep driving), and the stepping motor 25 has eight stop positions at an electrical angle of 360 degrees. . The stop position before driving is an open position (here, F2.8), and the aperture value changes by 1/8 step for each stop position of the stepping motor 25.
駆動量カウント部２０３によるステッピングモータ２５の駆動量のパルスカウントは、図示した停止位置毎に行われ、パルスカウントが１変化するごとに絞り値算出部２０４で管理している現在の絞り値は１／８段変化する。絞り開放位置検出センサ２４の出力は、絞り羽根２３が開放位置にあるときハイ、絞りこみ位置にあるときにはローとなる。絞り値算出部２０４では、絞り羽根位置検出センサ２４の出力がハイのときの絞り値を開放（Ｆ２．８）とし、現在の絞り値を表す情報を出力する。例えば、絞り羽根位置検出センサ２４の出力がハイの状態から８パルス駆動した場合にはＦ４．０、１６パルス駆動した場合にはＦ５．６となる。 The driving amount of the stepping motor 25 by the driving amount counting unit 203 is counted for each stop position shown in the figure, and each time the pulse count changes by 1, the current aperture value managed by the aperture value calculating unit 204 is 1. / 8 steps change. The output of the aperture opening position detection sensor 24 is high when the aperture blade 23 is in the open position, and is low when it is in the aperture position. The aperture value calculation unit 204 sets the aperture value when the output of the aperture blade position detection sensor 24 is high to open (F2.8), and outputs information representing the current aperture value. For example, when the output of the diaphragm blade position detection sensor 24 is driven high for 8 pulses, F4.0 is obtained, and when driven for 16 pulses, F5.6 is obtained.
図４は、絞り羽根２３を駆動するために必要な負荷トルクの絞り値による変動と、駆動電力設定部２０１で設定した駆動電力によって発生するステッピングモータ２５の出力トルクの関係を示す図である。この負荷トルクは、絞り値が開放側であるほど低く、逆に小絞り側であるほど高いため、駆動電力設定部２０１は絞り値に応じて駆動電力を設定する。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the variation of the load torque necessary for driving the diaphragm blades 23 due to the aperture value and the output torque of the stepping motor 25 generated by the driving power set by the driving power setting unit 201. Since the load torque is lower as the aperture value is closer to the open side and is higher as the aperture value is smaller, the drive power setting unit 201 sets the drive power according to the aperture value.
実施例１は、絞り羽根２３の現在のＦ値が第１の値のときのステッピングモータ２５の駆動電力よりも、現在のＦ値が第１の値よりも高い第２の値のときの駆動電力の方が高くなるように、駆動電力を設定している。図４では、現在のＦ値に対して駆動電力を階段状に変化させており、ある範囲内のＦ値に対しては同じ駆動電力を設定している。しかしながら、負荷トルクに脱調余裕を加えたトルクに近づけて駆動騒音と消費電力をより効果的に低減させるために、現在のＦ値に対して駆動電力を連続的に変化させてもよい。 In the first embodiment, the driving when the current F value is a second value higher than the first value is higher than the driving power of the stepping motor 25 when the current F value of the aperture blade 23 is the first value. The drive power is set so that the power is higher. In FIG. 4, the driving power is changed stepwise with respect to the current F value, and the same driving power is set for the F value within a certain range. However, the driving power may be continuously changed with respect to the current F value in order to reduce the driving noise and power consumption more effectively by approaching the torque obtained by adding a step-out margin to the load torque.
表１は、実施例１による、現在のＦ値と駆動電力設定部２０１で設定すべき駆動電力の関係を示すデータテーブルである。このデータテーブルをＲＯＭ２０５に予め記憶し、駆動時に参照して設定する。これにより、過剰なトルクで駆動することによって発生する駆動騒音を抑え、また消費電力を低減することができる。なお、現在のＦ値と駆動電力の関係は、テーブル形式に限定されず、数式やグラフなど他の方法で表現されてもよい。 Table 1 is a data table showing the relationship between the current F value and the drive power to be set by the drive power setting unit 201 according to the first embodiment. This data table is stored in advance in the ROM 205, and is set by referring to it during driving. As a result, it is possible to suppress drive noise generated by driving with excessive torque and reduce power consumption. The current relationship between the F value and the drive power is not limited to the table format, and may be expressed by other methods such as a mathematical formula or a graph.
表１に示すデータテーブルは、機種ごとに共通な設計値データでもよいし、個体ごとに個別測定した実測データでもよい。表１に示すデータテーブルは、最小絞り（ここではＦ２２）での駆動電力を１００％としたときの相対値を記憶しているが、駆動電力設定部２０１で設定する設定値（例えば、電圧値や電流値など）を記憶してもよい。 The data table shown in Table 1 may be design value data common to each model, or actual measurement data individually measured for each individual. The data table shown in Table 1 stores the relative value when the driving power at the minimum aperture (here, F22) is 100%, but the setting value (for example, the voltage value) set by the driving power setting unit 201 is stored. Or current value) may be stored.
駆動電力は、ステッピングモータ２５を連続駆動する場合の駆動電力であってもよいし、間欠駆動する場合の駆動電力であってもよい。 The driving power may be driving power when the stepping motor 25 is continuously driven, or driving power when the stepping motor 25 is intermittently driven.
前者の場合には、表１において、現在のＦ値（第２の値）がＦ１６よりも大きくＦ２２以下である場合が５Ｖであれば、現在のＦ値（第１の値）がＦ２．８よりも大きくＦ４．０以下である場合には３Ｖとなる。 In the former case, in Table 1, if the current F value (second value) is greater than F16 and less than or equal to F22 in the case of 5V, the current F value (first value) is F2.8. If it is larger than F4.0, it will be 3V.
後者の場合には、表１において、駆動電力は、ステッピングモータ２５の通電時間と非通電時間からなる１周期に対するステッピングモータ２５の通電時間の割合に、対応する電力値をかけた値となる。例えば、各区間に対応する電力値は５Ｖであり、現在のＦ値がＦ１６よりも大きくＦ２２以下である場合は非通電時間がなく、現在のＦ値がＦ２．８よりも大きくＦ４．０以下である場合には１周期をＰとすると通電時間が０．６Ｐ、非通電時間が０．４Ｐとなる。 In the latter case, in Table 1, the drive power is a value obtained by multiplying the ratio of the energization time of the stepping motor 25 to one cycle composed of the energization time and non-energization time of the stepping motor 25 by the corresponding power value. For example, when the power value corresponding to each section is 5V and the current F value is greater than F16 and less than or equal to F22, there is no de-energization time, and the current F value is greater than F2.8 and less than or equal to F4.0. In this case, if one cycle is P, the energization time is 0.6P and the non-energization time is 0.4P.
実施例１では、駆動量カウント部２０３を介してステッピングモータ２５のロータのステータに対する回転位置の情報を取得し、絞り値算出部２０４を介して回転位置の情報から現在のＦ値を取得する。そして、表１を使用して取得された現在のＦ値の情報に基づいて駆動電力を設定する。しかしながら、現在のＦ値を駆動電力と関連付ける必要は必ずしもなく、駆動量カウント部２０３を介してステッピングモータ２５のロータのステータに対する回転位置の情報を駆動電力と関連付けてもよい。回転位置の情報は、例えば、Ｆ２．８の位置から８パルスでもよいし、別個に設けたＡ相とＢ相の値でもよい。 In the first embodiment, information about the rotational position of the rotor of the stepping motor 25 with respect to the stator is acquired via the drive amount counting unit 203, and the current F value is acquired from the rotational position information via the aperture value calculating unit 204. Then, the driving power is set based on the information of the current F value acquired using Table 1. However, it is not always necessary to associate the current F value with the driving power, and information on the rotational position of the stepping motor 25 with respect to the stator of the rotor of the stepping motor 25 may be associated with the driving power via the driving amount counting unit 203. The information on the rotational position may be, for example, 8 pulses from the position of F2.8, or values of A phase and B phase provided separately.
図５は、図２に示すレンズＣＰＵ２０の動作であるステッピングモータの制御方法を説明するためのフローチャートである。図５に示す制御方法は、コンピュータに各ステップの機能を実行させるためのプログラムとして具現化が可能であり、「Ｓ」はステップ（工程）を表し、「Ｙ」は「Ｙｅｓ（はい）」、「Ｎ」は「Ｎｏ（いいえ）」を表す。 FIG. 5 is a flowchart for explaining a stepping motor control method, which is the operation of the lens CPU 20 shown in FIG. The control method shown in FIG. 5 can be embodied as a program for causing a computer to execute the function of each step, “S” represents a step (process), “Y” represents “Yes”, “N” represents “No”.
Ｓ５０１では、レンズＣＰＵ２０は、絞り調整動作を行うための駆動開始の指示があったか否かを判定する。具体的にはユーザーによるマニュアル絞り操作や、ＡＥの動作開始が駆動開始の指示となる。駆動開始指示がない場合には、駆動開始指示があるまで待機する。 In S501, the lens CPU 20 determines whether or not there has been an instruction to start driving for performing an aperture adjustment operation. Specifically, the manual start operation by the user or the start of AE operation is an instruction to start driving. If there is no drive start instruction, it waits until there is a drive start instruction.
駆動開始の指示があった場合には、Ｓ５０２で、駆動速度設定部２００が、必要な駆動速度を設定する。駆動速度はカメラＣＰＵ３０から指定された速度や、レンズＣＰＵ２０内で決定した速度である。ステッピングモータ２５の駆動速度は、励磁パターンの切り替えを行う間隔を長くすると遅く、短くすると早くなる。その単位は一般的にｐｐｓ（パルス／秒）を用いる。 If there is an instruction to start driving, the driving speed setting unit 200 sets a necessary driving speed in S502. The driving speed is a speed designated by the camera CPU 30 or a speed determined in the lens CPU 20. The driving speed of the stepping motor 25 is slow when the interval for switching the excitation pattern is lengthened, and is fast when it is shortened. The unit is generally pps (pulses / second).
駆動電力設定部２０１は、Ｓ５０３では、絞り値算出部２０４でカウントしている現在のＦ値を取得し、Ｓ５０４では、Ｓ５０３で取得した現在のＦ値に応じて、表１に示すデータテーブルに記憶された電力を駆動電力設定部２０１で設定する。本実施例では最小絞り（Ｆ２２）時に設定すべき電力を１００％として、その相対値を表１に示すデータテーブルに記憶している。例えば、最小絞り（Ｆ２２）のときの駆動電圧が５Ｖの場合で、現在のＦ値がＦ２．８以上Ｆ４．０以下のときは３．０Ｖ、Ｆ４．０よりも大きくＦ５．６以下のときは３．２５Ｖなどと表１の割合に応じて設定される。最小絞り（Ｆ２２）の駆動電圧はＲＯＭ２０５に記憶されてもよいし、カメラ本体３から供給される電圧値をそのまま用いてもよい。 In step S503, the drive power setting unit 201 acquires the current F value counted by the aperture value calculation unit 204. In step S504, the drive power setting unit 201 stores the current F value in the data table shown in Table 1 according to the current F value acquired in step S503. The stored power is set by the drive power setting unit 201. In this embodiment, the power to be set at the time of the minimum aperture (F22) is 100%, and the relative value is stored in the data table shown in Table 1. For example, when the driving voltage at the minimum aperture (F22) is 5V, when the current F value is F2.8 or more and F4.0 or less, it is 3.0V, and when it is larger than F4.0 and less than F5.6. Is set according to the ratio of Table 1 such as 3.25V. The drive voltage of the minimum aperture (F22) may be stored in the ROM 205, or the voltage value supplied from the camera body 3 may be used as it is.
Ｓ５０５では、駆動波形生成部２０２が、Ｓ５０２で設定した駆動速度およびＳ５０４で設定した駆動電力に従ってＡ相、Ｂ相の励磁パターンの切り替えを繰り返すことで略正弦波のマイクロステップ駆動波形、もしくは１−２相駆動波形を生成する。駆動波形をカメラの撮影モードに従って切り換えてもよい。例えば、静止画撮影モードの場合は、一般的に高速駆動が可能な１−２相駆動波形を生成し、動画撮影モードの場合には、一般的に駆動騒音が静かなマイクロステップ駆動波形を生成してもよい。 In S505, the drive waveform generation unit 202 repeats switching of the A-phase and B-phase excitation patterns in accordance with the drive speed set in S502 and the drive power set in S504, or a substantially sinusoidal micro-step drive waveform, or 1− A two-phase drive waveform is generated. The drive waveform may be switched according to the camera shooting mode. For example, in the still image shooting mode, a 1-2 phase drive waveform that can be driven at a high speed is generally generated. In the moving image shooting mode, a micro step drive waveform that is generally quiet in driving noise is generated. May be.
Ｓ５０６では、駆動量カウント部２０３が、停止位置の励磁パターン毎に駆動量カウンタをインクリメントまたはデクリメントする。Ｓ５０７では、Ｓ５０６でカウントしたカウント値に基づいて、絞り値算出部２０４が現在の絞り値を計算する。 In S506, the drive amount count unit 203 increments or decrements the drive amount counter for each excitation pattern at the stop position. In S507, the aperture value calculation unit 204 calculates the current aperture value based on the count value counted in S506.
最後に、レンズＣＰＵ２０は、Ｓ５０８で指定した駆動量だけ駆動したかを判定する。駆動が完了していれば処理を終了し、駆動が完了していない場合には、Ｓ５０３に戻り、駆動波形を生成し続ける。 Finally, the lens CPU 20 determines whether the driving amount specified in S508 has been driven. If the driving has been completed, the process is terminated. If the driving has not been completed, the process returns to S503 to continue generating the driving waveform.
以上説明したように、本実施例によれば、現在の絞り値を確認し、絞り値ごとに予め定められた駆動電力設定とすることで、絞り羽根を駆動するために必要な負荷トルクに対して過剰に高いトルクで駆動することを防止する。これにより、駆動騒音の増大および省電力の増加を可能な限り低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, the current aperture value is confirmed, and by setting the driving power set in advance for each aperture value, the load torque necessary for driving the aperture blades can be reduced. To prevent driving with excessively high torque. Thereby, an increase in driving noise and an increase in power saving can be reduced as much as possible.
図６は、実施例２による、レンズＣＰＵ２０によって行われる絞り羽根２３の駆動制御を説明するためのブロック図である。図６において、図２と同様の参照符号は同様の部材を示している。実施例１では、駆動電力設定部２０１は、絞り値算出部２０４から出力される現在の絞り値の情報に基づいて駆動電力を決定する。これに対して、実施例２では、駆動電力設定部２０１は、絞り値算出部２０４から出力される現在絞り値および駆動電力設定部２０１から出力される駆動速度の情報に基づいて駆動電力を決定する。 FIG. 6 is a block diagram for explaining drive control of the diaphragm blade 23 performed by the lens CPU 20 according to the second embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same members. In the first embodiment, the drive power setting unit 201 determines the drive power based on the current aperture value information output from the aperture value calculation unit 204. On the other hand, in the second embodiment, the drive power setting unit 201 determines the drive power based on the current aperture value output from the aperture value calculation unit 204 and the drive speed information output from the drive power setting unit 201. To do.
表２は、実施例２による、現在の絞り値と駆動速度と駆動電力設定部２０１で設定すべき駆動電力の関係を示すデータテーブルである。一般的にステッピングモータは高速で回転しているときほど出力トルクは低下する。このため、表２では、現在の絞り値に加えてステッピングモータの駆動速度をもとに駆動電力設定部２０１で適切に駆動電力を設定している。このデータテーブルをＲＯＭ２０５に予め記憶し、駆動時に参照して設定することにより、過剰なトルクで駆動することによって発生する駆動騒音を抑え、また消費電力を低減することができる。 Table 2 is a data table showing the relationship between the current aperture value, the driving speed, and the driving power to be set by the driving power setting unit 201 according to the second embodiment. In general, the output torque decreases as the stepping motor rotates at a higher speed. For this reason, in Table 2, the driving power is appropriately set by the driving power setting unit 201 based on the driving speed of the stepping motor in addition to the current aperture value. By storing this data table in the ROM 205 in advance and setting it by referring to it at the time of driving, driving noise generated by driving with excessive torque can be suppressed and power consumption can be reduced.
表２に示すデータテーブルは、機種ごとに共通な設計値データでもよいし、個体ごとに個別測定した実測データでもよい。表２に示すデータテーブルは、最高速（ここでは３０００ｐｐｓ）かつ最小絞り（ここではＦ２２）での駆動電力を１００％としたときの相対値を記憶しているが、駆動電力設定部２０１で設定する設定値（例えば、電圧値や電流値など）を記憶してもよい。 The data table shown in Table 2 may be design value data common to each model, or actual measurement data individually measured for each individual. The data table shown in Table 2 stores relative values when the driving power at the highest speed (here, 3000 pps) and the minimum aperture (here, F22) is 100%, but is set by the driving power setting unit 201. A set value (for example, a voltage value or a current value) to be stored may be stored.
実施例２は、ステッピングモータ２５の駆動速度が第３の値のときの駆動電力よりも、駆動速度が第３の値よりも高い第４の値のときの駆動電力の方が高くなるように、駆動電力を設定している。例えば、現在のＦ値がＦ２．８以上Ｆ４．０以下であり、ステッピングモータ２５の駆動速度が４００ｐｐｓ（第３の値）のときの駆動電力（５４％に対応）よりも、７００ｐｐｓ（第４の値）のときの駆動電力（５７％に対応）の方が高い。 In the second embodiment, the driving power when the driving speed is the fourth value higher than the third value is higher than the driving power when the driving speed of the stepping motor 25 is the third value. , Driving power is set. For example, when the current F value is F2.8 or more and F4.0 or less and the driving speed of the stepping motor 25 is 400 pps (third value), the driving power (corresponding to 54%) is 700 pps (fourth). Drive power (corresponding to 57%) is higher.
表２では、ステッピングモータ２５の駆動速度に対して駆動電力を階段状に変化させており、ある範囲内の駆動速度に対しては同じ駆動電力を設定している。しかしながら、負荷トルクに脱調余裕を加えたトルクに近づけて駆動騒音と消費電力をより効果的に低減させるために、現在の駆動速度に対して駆動電力を連続的に変化させてもよい。 In Table 2, the driving power is changed stepwise with respect to the driving speed of the stepping motor 25, and the same driving power is set for the driving speed within a certain range. However, the drive power may be continuously changed with respect to the current drive speed in order to reduce the drive noise and power consumption more effectively by approaching the torque obtained by adding a step-out margin to the load torque.
実施例２の、レンズＣＰＵ２０の動作であるステッピングモータの制御方法については、図５のＳ５０４の「現在の絞り値に応じた駆動電力を設定」を「現在の絞り値と駆動速度に応じた駆動電力に設定」に読み替えればよい。その場合、Ｓ５０４では、Ｓ５０３で確認した現在絞り値とＳ５０２で設定した駆動速度に応じて、表２に示すデータテーブルに記憶された電力を駆動電力設定部２０１で設定する。 For the stepping motor control method that is the operation of the lens CPU 20 of the second embodiment, “set drive power according to the current aperture value” in S504 of FIG. 5 is set to “drive according to the current aperture value and drive speed”. It should be read as “set to power”. In this case, in S504, the driving power setting unit 201 sets the power stored in the data table shown in Table 2 according to the current aperture value confirmed in S503 and the driving speed set in S502.
本実施例では最高速（３０００ｐｐｓ）かつ最小絞り（Ｆ２２）時に設定すべき電力を１００％として、その相対値を表２に示すデータテーブルに記憶している。例えば、最高速（３０００ｐｐｓ）かつ最小絞り（Ｆ２２）のときの駆動電圧が５Ｖで、駆動速度が２００ｐｐｓ、現在のＦ値がＦ２．８以上Ｆ４．０以下であれば２．７Ｖ、Ｆ４．０よりも大きくＦ５．６以下であれば２．９５Ｖ等と設定される。最高速（３０００ｐｐｓ）かつ最小絞り（Ｆ２２）のときの駆動電圧についてはＲＯＭ２０５に記憶されてもよいし、カメラ本体３から供給される電圧値をそのまま用いてもよい。 In this embodiment, the power to be set at the maximum speed (3000 pps) and the minimum aperture (F22) is set to 100%, and the relative value is stored in the data table shown in Table 2. For example, if the driving voltage at the maximum speed (3000 pps) and the minimum aperture (F22) is 5 V, the driving speed is 200 pps, and the current F value is F2.8 or more and F4.0 or less, 2.7 V and F4.0 If it is larger than F5.6, it is set to 2.95V or the like. The drive voltage at the maximum speed (3000 pps) and the minimum aperture (F22) may be stored in the ROM 205, or the voltage value supplied from the camera body 3 may be used as it is.
以上説明したように、本実施例によれば現在の絞り値を確認し、絞り値および駆動速度ごとに予め定められた駆動電力設定とすることで、絞り羽根を駆動するために必要な負荷トルクに対して過剰に高いトルクで駆動することを防止する。これにより、駆動騒音の増大および省電力の増加を可能な限り低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, the current aperture value is confirmed, and the load torque necessary for driving the aperture blades is set by setting the driving power predetermined for each aperture value and driving speed. Against excessively high torque. Thereby, an increase in driving noise and an increase in power saving can be reduced as much as possible.
以上、本実施例について説明したが、本発明は本実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although the present Example was described, this invention is not limited to a present Example, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
絞り装置は、ステッピングモータを使用した絞りを有する光学機器の分野に適用することができる。 The diaphragm device can be applied to the field of optical equipment having a diaphragm using a stepping motor.
２…交換レンズ（光学機器）、２０…レンズＣＰＵ（制御手段）、２３…絞り羽根、２５…ステッピングモータ、２０１…駆動電力設定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Interchangeable lens (optical apparatus), 20 ... Lens CPU (control means), 23 ... Diaphragm blade, 25 ... Stepping motor, 201 ... Drive power setting part
Claims (11)
前記開口の大きさが第１の値のときの前記ステッピングモータの駆動電力よりも、前記開口の大きさが前記第１の値よりも小さい第２の値のときの前記駆動電力の方が高くなるように前記駆動電力を設定する電力設定ステップと、
前記ステッピングモータの駆動速度と、前記電力設定ステップによって設定された前記駆動電力に基づいて前記ステッピングモータの駆動波形を生成する駆動波形生成ステップと、
を有することを特徴とするステッピングモータの制御方法。 A stepping motor control method for changing an opening formed by the diaphragm blades by driving the diaphragm blades ,
Than the drive power of the stepping motor when the magnitude first value of said opening, higher for the driving power when the magnitude of the first value smaller second value than the opening A power setting step for setting the drive power to be,
A drive waveform generation step of generating a drive waveform of the stepping motor based on the drive speed of the stepping motor and the drive power set by the power setting step;
A stepping motor control method comprising:
前記電力設定ステップにおいて、前記回転位置の情報に基づいて前記駆動電力を設定することを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のステッピングモータの制御方法。 The stepping motor comprises a rotor and a stator, further comprising a step of obtaining information of the rotation position relative to the stator of said rotor,
In the power setting Teisu step, the control method of the stepping motor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for setting the driving power based on the information of the rotational position.
前記回転位置の情報から前記開口の大きさを示す情報を取得するステップと、
を更に有し、
前記電力設定ステップにおいて、前記回転位置の情報から取得された前記開口の大きさを示す情報に基づいて前記駆動電力を設定することを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のステッピングモータの制御方法。 A step wherein the stepping motor which comprises a rotor and a stator, to obtain information of the rotational position relative to the stator of said rotor,
Obtaining information indicating the size of the opening from the rotational position information;
Further comprising
In the power setting Teisu step, any one of claims 1 to 4, characterized in that for setting the driving power based on the information indicating the size of the opening is obtained from the information of the rotation position 1 A stepping motor control method according to the item.
前記開口の大きさが第１の値のときの前記ステッピングモータの駆動電力よりも、前記開口の大きさが前記第１の値よりも小さい第２の値のときの前記駆動電力の方が高くなるように前記駆動電力を設定し、前記ステッピングモータの駆動速度と前記駆動電力に基づいて前記ステッピングモータの駆動波形を生成することを特徴とする絞り制御装置。 A throttle control device for varying the opening formed by the diaphragm blades by driving the aperture blade root by a stepping motor,
Than the drive power of the stepping motor when the magnitude first value of said opening, higher for the driving power when the magnitude of the first value smaller second value than the opening becomes the set driving power so, the aperture control device, wherein the benzalkonium generates a driving waveform of the stepping motor based on the drive power and the drive speed of the stepping motor.
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