JPH11110045A - Stepping motor controller and controller for lens driving system of video camera by stepping motor - Google Patents
Stepping motor controller and controller for lens driving system of video camera by stepping motorInfo
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- JPH11110045A JPH11110045A JP9268458A JP26845897A JPH11110045A JP H11110045 A JPH11110045 A JP H11110045A JP 9268458 A JP9268458 A JP 9268458A JP 26845897 A JP26845897 A JP 26845897A JP H11110045 A JPH11110045 A JP H11110045A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
制御装置に関するものであり、特に、ビデオカメラのレ
ンズ駆動系などにおける制御対象の精密な位置制御など
を行うとき、制御対象の現在位置を検出する位置検出セ
ンサの読みと位置決め指令との差に応じてステッピング
モータを閉ループ制御するステッピングモータ制御装置
およびステッピングモータによるビデオカメラのレンズ
駆動系の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor control device, and more particularly to a position for detecting a current position of a control target when performing precise position control of a control target in a lens drive system of a video camera. The present invention relates to a stepping motor control device that performs closed loop control of a stepping motor in accordance with a difference between a reading of a detection sensor and a positioning command, and a control device of a lens driving system of a video camera using the stepping motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ビデオカメラのレンズ駆動系のズーム機
構、フォーカス機構の駆動には精密な位置制御が要求さ
れており、これまでビデオカメラのレンズ駆動系それら
の機構をステッピングモータを用いて位置制御している
場合が多い。2. Description of the Related Art Precise position control is required for driving a zoom mechanism and a focus mechanism of a lens drive system of a video camera. Until now, the position control of the lens drive system of the video camera using a stepping motor has been required. Often do.
【０００３】これまでビデオカメラのレンズ駆動系など
において多用されているステッピングモータを駆動制御
するステッピングモータ制御装置は、ステッピングモー
タが自己保持型のアクチュエータであり、１パルスの駆
動指令に応じて１ステップ分回転するから、サーボ制御
ループなどの複雑なクローズド（閉）ループ制御系を構
成するまでもなく、簡単な構成であるオープン（開）ル
ープ制御系で構成されている。A stepping motor control device for driving and controlling a stepping motor which has been frequently used in a lens driving system of a video camera, etc., has a stepping motor which is a self-holding type actuator. One step corresponds to one pulse driving command. Since the motor rotates by a minute, it does not need to constitute a complicated closed loop control system such as a servo control loop, but is constituted by an open (open) loop control system having a simple structure.
【０００４】ビデオカメラのレンズ駆動系などにおける
ステッピングモータ制御装置においては、ステッピング
モータのドライバ回路と、制御対象の位置を検出するた
め基準位置を決めるための位置センサと、その位置セン
サの出力信号を検出するセンサ信号検出回路を備えてい
る。In a stepping motor control device in a lens driving system of a video camera, a driver circuit of a stepping motor, a position sensor for determining a reference position for detecting a position of a control target, and an output signal of the position sensor are output. It has a sensor signal detection circuit for detecting.
【０００５】そのようなステッピングモータ制御装置に
おいては、ステッピングモータの基準位置を決めるため
に基準位置検出センサが設けられ、その基準位置検出セ
ンサを探して、その基準位置検出センサの検出位置を基
準位置とする。その後は基準位置を起点として、オープ
ンループで制御対象を移動させる指示信号をステッピン
グモータのドライバ回路に送るだけなので、構成は簡単
であるが、制御対象が指示値通りに実際に動いているか
はわからない。ステッピングモータ制御装置はステッピ
ングモータが脱調した場合でもステッピングモータが指
示通りに動いたものとみなすので制御対象の位置指示値
（目標値）と、たとえば、ビデオカメラのレンズ駆動系
におけるズームレンズあるいはフォーカスレンズなどの
制御対象の実際の位置がずれることがある。一旦、位置
ずれが発生すると、その後は正常な動作ができなくなる
ことがある。さらに位置ずれが蓄積して大きな位置ずれ
になることもある。In such a stepping motor control device, a reference position detection sensor is provided for determining a reference position of the stepping motor. The reference position detection sensor is searched for and the detection position of the reference position detection sensor is determined. And After that, starting from the reference position, an instruction signal for moving the control target in an open loop is only sent to the driver circuit of the stepping motor, so the configuration is simple, but it is not known whether the control target actually moves as indicated. . Since the stepping motor control device considers that the stepping motor has moved as instructed even when the stepping motor has stepped out, the position indication value (target value) of the control target and, for example, the zoom lens or the focus in the lens drive system of the video camera The actual position of a control target such as a lens may be shifted. Once a displacement has occurred, normal operation may not be possible thereafter. Further, the positional deviation may accumulate and cause a large positional deviation.
【０００６】最近はビデオカメラのレンズ駆動系などに
おいては、機器の小型化に伴いステッピングモータのリ
ードスクリューのピッチが細かくなり数μｍオーダーで
の位置制御が要求されている。そこで、このような細か
な位置制御では送り精度が悪いと実際には指示値よりも
少ない移動量しか動かない場合があり、位置ずれが蓄積
して大きな位置ずれになることがある。Recently, in a lens drive system of a video camera, the pitch of a lead screw of a stepping motor has become finer with the downsizing of devices, and position control on the order of several μm has been required. Therefore, in such fine position control, if the feed accuracy is poor, the actual amount of movement may be smaller than the indicated value, and the positional deviation may accumulate, resulting in a large positional deviation.
【０００７】ビデオカメラのレンズ駆動系におけるズー
ムレンズ、フォーカスレンズなどの制御対象が実際にど
のくらい動いているかを測定するには、レーザー測長器
などを使用して位置を測定しなければならない。つま
り、制御対象物を含めてステッピングモータの送り精度
や反転ヒステリシスはビデオカメラの外部から測定しな
いと判らず、非常に厄介な作業となる。In order to measure how much a control object such as a zoom lens or a focus lens in a lens drive system of a video camera is actually moving, the position must be measured using a laser length measuring device or the like. In other words, the feed accuracy and reversal hysteresis of the stepping motor including the object to be controlled cannot be known unless it is measured from outside the video camera, which is a very troublesome operation.
【０００８】上述したビデオカメラのレンズ駆動系など
におけるズームレンズのフォーカスずれ補正の制御は、
たとえば、特開平５−３１３０５８号公報、特開平７−
３０１７４０号公報などに提案されているが、アクチュ
エータとしてステッピングモータではない通常のモータ
を用いてサーボ制御する方法であるから、ステッピング
モータを用いる本発明には適用できない。[0008] The above-mentioned control of the focus shift correction of the zoom lens in the lens drive system of the video camera and the like is as follows.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
Although this is proposed in, for example, Japanese Patent No. 301740, it is a method of performing servo control using an ordinary motor other than a stepping motor as an actuator, and therefore cannot be applied to the present invention using a stepping motor.
【０００９】特開平５−３３３９３３号公報は、産業用
ロボット装置などにおける制御対象を位置制御、速度制
御するときのサーボシステムを提案している。特開平５
−３３３９３３号公報においては、ステッピングモータ
を用いてオープンループ制御したときに発生する、脱調
現象、位置ずれ現象などを防止するため、位置信号など
をフィードバックしてクローズド・ループ制御すること
を提案している。Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-333933 proposes a servo system for controlling the position and speed of a control target in an industrial robot apparatus or the like. JP 5
Japanese Patent Application Laid-Open No.-333933 proposes that closed loop control is performed by feeding back a position signal or the like in order to prevent a step-out phenomenon, a position shift phenomenon, and the like that occur when open-loop control is performed using a stepping motor. ing.
【００１０】特開平５−３３３９３３号公報に提案され
ている制御方法をより詳細に述べる。両軸型ステッピン
グモータと、ステッピングモータの軸の一方の軸端に固
定してステッピングモータの軸の回転角度を検出するロ
ータリィエンコーダと、ステッピングモータの軸を時計
方向、反時計方向に回転駆動させるドライバ回路と、ス
テッピングモータの軸の他方の軸端に固定して制御対象
の原点位置、最大駆動位置、最小駆動位置を検出する原
点位置センサ、最大駆動位置センサ、最小駆動位置セン
サと、マイクロコンピュータなどを用いた制御手段とを
用いて、原点位置センサの位置を基準として、ロータリ
ィエンコーダで検出した位置信号をフィードバックして
ステッピングモータを制御する。すなわち、特開平５−
３３３９３３号公報は、ステッピングモータをクローズ
ド・ループ構成にして、脱調子、位置ずれの防止、位置
ずれの蓄積を回避する技術を開示しているが、特開平５
−３３３９３３号公報に開示されている方法は、産業用
ロボット、工作機械などのような大型の制御対象を駆動
し、空間的にも余裕がある部位に設けた比較的大型のス
テッピングモータを用いた場合には有効な方法である。The control method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-333933 will be described in more detail. A double-axis type stepping motor, a rotary encoder fixed to one end of the axis of the stepping motor and detecting the rotation angle of the axis of the stepping motor, and rotating the axis of the stepping motor clockwise and counterclockwise. A driver circuit, an origin position sensor fixed to the other end of the axis of the stepping motor to detect an origin position, a maximum drive position, and a minimum drive position of a control target, a maximum drive position sensor, a minimum drive position sensor, and a microcomputer Using a control means using a method such as described above, the position signal detected by the rotary encoder is fed back based on the position of the origin position sensor to control the stepping motor. In other words,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 333933 discloses a technique in which a stepping motor has a closed-loop configuration to prevent step-out, misalignment, and avoid accumulation of misalignment.
The method disclosed in Japanese Patent No. 333933 discloses driving a large control target such as an industrial robot or a machine tool, and uses a relatively large stepping motor provided in a portion having a sufficient space. In that case it is an effective method.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たロータリィエンコーダのステッピングモータの軸の一
方の軸端への取り付け、および、原点位置センサ、最大
駆動位置センサ、最小駆動位置センサなどのステッピン
グモータの軸の他方の軸端への取り付けは、ビデオカメ
ラのレンズ駆動系などのような、非常に限られた空間内
で制御される制御対象を駆動するステッピングモータに
は取り付けが困難である。However, the rotary encoder of the above-described rotary encoder is attached to one shaft end of the shaft, and the stepping motor such as the home position sensor, the maximum drive position sensor, and the minimum drive position sensor is used. Attachment to the other end of the shaft is difficult to attach to a stepping motor that drives a controlled object that is controlled in a very limited space, such as a lens drive system of a video camera.
【００１２】また特開平５−３３３９３３号公報におい
ては、制御対象の原点位置（基準位置）、最大駆動位
置、最小駆動位置を直接検出していないから、ステッピ
ングモータと制御対象との間に位置ずれなどが発生した
場合、正確に制御ができないという不具合がある。In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-333933, since the origin position (reference position), maximum drive position, and minimum drive position of the control target are not directly detected, the displacement between the stepping motor and the control target is determined. In such a case, there is a problem that accurate control cannot be performed.
【００１３】ビデオカメラのレンズ駆動系などにおいて
は、位置検出手段としてロータリィエンコーダを設ける
空間がないし、ズームレンズ、フォーカスレンズなどの
位置決め制御にはロータリィエンコーダの分解能では不
十分である。しかもロータリィエンコーダは価格が高
い。したがって、特開平５−３３３９３３号公報に開示
されて技術をビデオカメラのレンズ駆動系などのような
精密な位置制御を行う制御対象をステッピングモータを
用いて駆動する技術には適用できない。In a lens drive system of a video camera, there is no space for providing a rotary encoder as position detecting means, and the resolution of the rotary encoder is insufficient for controlling the positioning of a zoom lens, a focus lens, and the like. Moreover, rotary encoders are expensive. Therefore, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-333933 cannot be applied to the technique of driving a controlled object such as a lens drive system of a video camera that performs precise position control using a stepping motor.
【００１４】したがって、本発明の目的は、ビデオカメ
ラのレンズ駆動系などのような制限された空間で、小型
のステッピングモータによって駆動され、制御対象とス
テッピングモータとの間にずれなどが発生せず、非常に
精密な制御が要求される制御対象を正確に制御可能なス
テッピングモータ制御装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to drive a small stepping motor in a limited space such as a lens drive system of a video camera, so that no deviation occurs between the control target and the stepping motor. Another object of the present invention is to provide a stepping motor control device capable of accurately controlling a control target requiring very precise control.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明のステッピングモ
ータ制御装置は、制御対象を駆動するステッピングモー
タと、該ステッピングモータのドライブ回路と、前記制
御対象の基準位置を検出する基準位置検出手段と、前記
制御対象の現在位置を検出する位置検出手段と、前記制
御対象の位置決め指令に応じて、前記制御対象の移動量
を算出して、前記ドライブ回路を介して前記ステッピン
グモータを駆動制御する制御手段とを有する。According to the present invention, there is provided a stepping motor control apparatus comprising: a stepping motor for driving a control target; a drive circuit of the stepping motor; a reference position detecting means for detecting a reference position of the control target; Position detecting means for detecting a current position of the control target; control means for calculating a movement amount of the control target in accordance with a positioning command of the control target, and controlling drive of the stepping motor via the drive circuit And
【００１６】本発明のステッピングモータ制御装置にお
いては、位置検出信号をフィードバックしたクローズド
・ループ構成で、ステッピングモータを制御する。特に
本発明のステッピングモータ制御装置においては、ステ
ッピングモータには位置検出手段などを装着または配設
せず、制御対象側に位置検出手段を配設して、直接、制
御対象の位置検出および基準位置を検出する。それによ
り、正確な位置検出および基準位置検出が可能になると
ともに、ステッピングモータにその種の検出手段を装着
する困難さが回避できる。In the stepping motor control device according to the present invention, the stepping motor is controlled in a closed loop configuration in which a position detection signal is fed back. In particular, in the stepping motor control device of the present invention, the stepping motor is not provided with or provided with position detecting means or the like, and the position detecting means is provided on the control target side to directly detect the position of the control target and the reference position. Is detected. Thus, accurate position detection and reference position detection can be performed, and the difficulty of mounting such a detecting means on the stepping motor can be avoided.
【００１７】また本発明のステッピングモータによるビ
デオカメラのレンズ駆動系の制御装置は、ビデオカメラ
のレンズ駆動系の制御対象を駆動するステッピングモー
タと、該ステッピングモータのドライブ回路と、前記制
御対象の基準位置を検出する基準位置検出手段と、前記
制御対象の現在位置を検出する位置検出手段と、前記制
御対象の位置決め指令に応じて、前記基準位置を考慮し
て前記制御対象の移動量を算出し、前記ドライブ回路を
介して前記ステッピングモータを駆動制御する制御手段
とを有する。好適には、前記位置検出手段は、前記ビデ
オカメラに配設され前記制御対象の位置を検出する磁気
抵抗効果センサを含む。Further, a control apparatus for a lens driving system of a video camera using a stepping motor according to the present invention comprises: a stepping motor for driving a control target of a lens driving system of a video camera; a drive circuit of the stepping motor; Reference position detecting means for detecting a position, position detecting means for detecting a current position of the control object, and calculating a movement amount of the control object in consideration of the reference position according to a positioning command of the control object. And control means for controlling the drive of the stepping motor via the drive circuit. Preferably, the position detecting means includes a magnetoresistive sensor disposed on the video camera and detecting a position of the control target.
【００１８】本発明のステッピングモータによるビデオ
カメラのレンズ駆動系の制御装置においても、位置検出
信号をフィードバックしたクローズド・ループ構成で、
ステッピングモータを制御する。本発明においても、ス
テッピングモータには位置検出手段などを装着または配
設せず、ビデオカメラ側に位置検出手段を配設して、直
接、制御対象の位置検出および基準位置を検出する。そ
れにより、正確な位置検出および基準位置検出が可能に
なるとともに、ステッピングモータにその種の検出手段
を装着する困難さが回避できる。In the control device of the lens driving system of the video camera using the stepping motor according to the present invention, a closed loop configuration in which the position detection signal is fed back is used.
Control the stepping motor. Also in the present invention, the stepping motor is not provided with or provided with the position detecting means, but is provided with the position detecting means on the video camera side to directly detect the position of the control target and the reference position. Thus, accurate position detection and reference position detection can be performed, and the difficulty of mounting such a detecting means on the stepping motor can be avoided.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】本発明のステッピングモータ制御
装置の実施の形態を添付図面を参照して述べる。図１は
本発明のステッピングモータ制御装置の基本構成を示す
図である。図１に図解したステッピングモータ制御装置
は、全体の制御を行う制御手段１と、制御対象４と、制
御対象４を駆動するステッピングモータ３と、制御対象
４の位置を検出する位置検出器６と、検出回路５と、制
御手段１からの制御指令をステッピングモータ３に与え
るステッピングモータドライバ２とを有する。制御手段
１は、たとえば、マイクロコンピューターユニット１
（以下、ＭＣＵと称する）からステッピングモータドラ
イバ２に駆動指示および駆動量を与えることにより、ス
テッピングモータ３が指示に従って動き、制御対象４が
移動する。ステッピングモータ３によって制御対象物４
が移動させられることにより、その制御対象物４に付け
られた位置検出器６の出力が変化する。この位置検出器
６の出力は、検出回路５に入力され、その出力が制御手
段１としてのＭＣＵに入力される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a stepping motor control device according to the present invention. The stepping motor control device illustrated in FIG. 1 includes a control unit 1 that performs overall control, a control target 4, a stepping motor 3 that drives the control target 4, and a position detector 6 that detects the position of the control target 4. , A detection circuit 5 and a stepping motor driver 2 for giving a control command from the control means 1 to the stepping motor 3. The control means 1 includes, for example, a microcomputer unit 1
By giving a drive instruction and a drive amount to the stepping motor driver 2 (hereinafter, referred to as an MCU), the stepping motor 3 moves according to the instruction and the control target 4 moves. Object 4 to be controlled by stepping motor 3
Is moved, the output of the position detector 6 attached to the control object 4 changes. The output of the position detector 6 is input to the detection circuit 5, and the output is input to the MCU as the control means 1.
【００２０】図１に図解したステッピングモータ制御装
置においては、制御対象４の位置を検出する位置検出器
６の信号を制御手段１にフィードバックして、制御対象
４の実際の移動量を算出するクローズド・ループ構成で
ステッピングモータ３および制御対象４を制御するの
で、特に、制御対象４の実際の位置制御を行うので、正
確な位置制御が可能になる。特に、本発明のステッピン
グモータ制御装置においては、ステッピングモータ３に
は位置検出器６を装着または配設せず、制御対象４側に
位置検出器６を配設して、直接、制御対象４の位置検出
を検出する。それにより、制御対象４の正確な位置検出
検出が可能になるとともに、ステッピングモータ３に位
置検出器６を装着する困難さが回避できる。さらに本発
明によれば、制御手段１としてのＭＣＵにおいて、ステ
ッピングモータドライバ２に与えた指令と、位置検出器
６で検出した制御対象４の実際の位置とを比較して、ス
テッピングモータ３および制御対象４が正常に動作した
か、脱調現象などの異常が発生したか否かを判断でき
る。In the stepping motor control device illustrated in FIG. 1, a signal of a position detector 6 for detecting the position of the control target 4 is fed back to the control means 1 to calculate an actual moving amount of the control target 4. -Since the stepping motor 3 and the control target 4 are controlled in a loop configuration, particularly, the actual position control of the control target 4 is performed, so that accurate position control is possible. In particular, in the stepping motor control device of the present invention, the position detector 6 is not attached to or disposed on the stepping motor 3, but the position detector 6 is disposed on the control target 4 side, and the control target 4 is directly controlled. Detect position detection. Accordingly, accurate position detection and detection of the control target 4 can be performed, and difficulty in mounting the position detector 6 on the stepping motor 3 can be avoided. Further, according to the present invention, in the MCU as the control means 1, the command given to the stepping motor driver 2 is compared with the actual position of the control target 4 detected by the position detector 6 to control the stepping motor 3 and the control. It can be determined whether or not the target 4 operates normally and whether or not an abnormality such as a step-out phenomenon has occurred.
【００２１】図１に図解したステッピングモータ制御装
置をビデオカメラのレンズ駆動系に適用した例を下記に
述べる。図２は図１に例示したステッピングモータ制御
装置をビデオカメラのレンズ駆動系に適用した一例を示
すステッピングモータ制御装置の構成図である。本実施
の形態においては、ビデオカメラのレンズ駆動系におけ
るズームレンズ７およびフォーカスレンズ８が制御対象
である。An example in which the stepping motor control device illustrated in FIG. 1 is applied to a lens drive system of a video camera will be described below. FIG. 2 is a configuration diagram of a stepping motor control device showing an example in which the stepping motor control device illustrated in FIG. 1 is applied to a lens drive system of a video camera. In the present embodiment, the zoom lens 7 and the focus lens 8 in the lens driving system of the video camera are to be controlled.
【００２２】ズームレンズ７はズームモータ１３によっ
て矢印方向に移動させることができる。ズームモータ１
３はステッピングモータである。ズームモータ１３は制
御手段１としてのマイクロコンピュータ・ユニット（Ｍ
ＣＵ）１９からの指令を受けたモータードライバ１４を
介して駆動される。ズームレンズ７の基準位置はズーム
リセットセンサ１１で検出される。ズームレンズ７の現
在位置は磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）９と、この
ＭＲセンサ９に接続された検出回路１８で検出される。
ここで、ズームレンズ７の基準位置が光検出によるズー
ムリセットセンサ１１で直接検出されることに留意され
たい。もちろん、ズームレンズ７の現在位置は、ＭＲセ
ンサ９および検出回路１７で検出される。したがって、
ズームレンズ７の基準位置および現在位置が正確に検出
されるばかりでなく、ズームモータ１３が指令通りに駆
動しなかったとしても、ズームレンズ７が実際にどれだ
け駆動されたか、駆動しなかったかが、検出可能な構成
になっている。The zoom lens 7 can be moved by a zoom motor 13 in the direction of the arrow. Zoom motor 1
3 is a stepping motor. The zoom motor 13 is a microcomputer unit (M
CU) 19 and is driven via the motor driver 14. The reference position of the zoom lens 7 is detected by a zoom reset sensor 11. The current position of the zoom lens 7 is detected by a magnetoresistive sensor (MR sensor) 9 and a detection circuit 18 connected to the MR sensor 9.
Here, it should be noted that the reference position of the zoom lens 7 is directly detected by the zoom reset sensor 11 by light detection. Of course, the current position of the zoom lens 7 is detected by the MR sensor 9 and the detection circuit 17. Therefore,
In addition to the fact that the reference position and the current position of the zoom lens 7 are accurately detected, even if the zoom motor 13 is not driven as instructed, how much the zoom lens 7 was actually driven, It has a detectable configuration.
【００２３】同様に、フォーカスレンズ８はフォーカス
モータ１５によって矢印方向に移動させることができ
る。フォーカスモータ１５もステッピングモータであ
る。フォーカスモータ１５はマイクロコンピュータ・ユ
ニット（ＭＣＵ）１９からの指令を受けたモータードラ
イバ１６を介して駆動される。フォーカスレンズ８の基
準位置は光検出によるフォーカスリセットセンサ１２で
検出される。フォーカスレンズ８の現在位置は磁気抵抗
効果センサ（ＭＲセンサ）１０と、このＭＲセンサ１０
に接続された検出回路１７で検出される。ここでも、フ
ォーカスレンズ８の基準位置がフォーカスリセットセン
サ１２で直接検出されることに留意されたい。もちろ
ん、フォーカスレンズ８の現在位置は、ＭＲセンサ１０
および検出回路１７で検出される。したがって、フォー
カスレンズ８の基準位置および現在位置が正確に検出さ
れるばかりでなく、フォーカスモータ１５が指令通りに
駆動しなかったとしても、フォーカスレンズ８が実際に
どれだけ駆動されたか、駆動しなかったかが、検出可能
な構成になっている。Similarly, the focus lens 8 can be moved by the focus motor 15 in the direction of the arrow. The focus motor 15 is also a stepping motor. The focus motor 15 is driven via a motor driver 16 receiving a command from a microcomputer unit (MCU) 19. The reference position of the focus lens 8 is detected by a focus reset sensor 12 based on light detection. The current position of the focus lens 8 is determined by a magnetoresistive sensor (MR sensor) 10 and this MR sensor 10.
Is detected by the detection circuit 17 connected to the. Again, note that the reference position of the focus lens 8 is directly detected by the focus reset sensor 12. Of course, the current position of the focus lens 8 is determined by the MR sensor 10
And the detection circuit 17. Therefore, not only is the reference position and the current position of the focus lens 8 accurately detected, but even if the focus motor 15 is not driven as instructed, how much the focus lens 8 was actually driven is not driven. It is a configuration that can be detected.
【００２４】制御手段１としてのＭＣＵ１９は、オート
フォーカスコントロール部２２およびフォーカスコント
ロール部２０を有する。オートフォーカスコントロール
部２２には、ビデオカメラの信号処理回路などからのオ
ートフォーカス検出信号が入力されて、その信号が評価
された結果がフォーカスコントロール部２０に入力され
る。また、フォーカスコントロール部２０には、ビデオ
カメラに設けられた操作スイッチなどの入力信号から被
写体より近くにあるいは遠くにフォーカスを合わせるよ
うな命令が入力される。フォーカスコントロール部２０
は、手動フォーカス操作スイッチ信号とオートフォーカ
スコントロール部２２からの処理結果信号、および、フ
ォーカスリセットセンサ１２からの基準位置信号、検出
回路１７からのフォーカスレンズ８の現在位置検出信号
を入力し、所定の制御処理を行って、どの程度フォーカ
スレンズ７を動かせばよいかなどを算出し、実際のフォ
ーカスモータ１５の駆動方向および駆動量をモータード
ライバ１６に供給される。The MCU 19 as the control means 1 has an auto focus control section 22 and a focus control section 20. An autofocus detection signal from a signal processing circuit of a video camera or the like is input to the autofocus control unit 22, and a result of evaluating the signal is input to the focus control unit 20. In addition, a command to adjust the focus closer to or farther from the subject is input to the focus control unit 20 from an input signal such as an operation switch provided in the video camera. Focus control unit 20
Receives a manual focus operation switch signal, a processing result signal from the auto focus control unit 22, a reference position signal from the focus reset sensor 12, and a current position detection signal of the focus lens 8 from the detection circuit 17, and The control process is performed to calculate how much the focus lens 7 should be moved, and the like, and the actual drive direction and drive amount of the focus motor 15 are supplied to the motor driver 16.
【００２５】制御手段１としてのＭＣＵ１９はさらにズ
ームコントロール部２１を有する。ズームコントロール
部２１は、ビデオカメラのズーム操作スイッチのスイッ
チ信号、ズームリセットセンサ１１からの基準位置信
号、検出回路１８からのズームレンズ７の現在位置検出
信号を入力し、ズームレンズ７をＷＩＤＥ側かＴＥＬＥ
側に動かすか、あるいはどの程度のスピードでズームレ
ンズ７をどの程度動かせばよいかなどを算出し、実際の
ズームモータ１３の駆動方向および駆動量をモータード
ライバ１４に供給して、ズームモータ１３を駆動する。The MCU 19 as the control means 1 further has a zoom control unit 21. The zoom control unit 21 receives a switch signal of a zoom operation switch of the video camera, a reference position signal from the zoom reset sensor 11, and a current position detection signal of the zoom lens 7 from the detection circuit 18, and switches the zoom lens 7 to the WIDE side. TELE
Side, or how fast the zoom lens 7 should be moved, and the like, and the actual drive direction and drive amount of the zoom motor 13 are supplied to the motor driver 14 so that the zoom motor 13 is driven. Drive.
【００２６】なお、制御手段１としてのＭＣＵ１９は、
本実施の形態においてはマイクロコンピュータ・ユニッ
トを適用しているから、フォーカスコントロール部２
０、ズームコントロール部２１およびオートフォーカス
コントロール部２２の実際は、プログラム制御方式で実
現される。しかしながら、後述するフォーカスコントロ
ール部２０、ズームコントロール部２１およびオートフ
ォーカスコントロール部２２の処理内容は、ハードウエ
ア回路などで実現することもできるから、これらの処理
を行う制御手段１としてはハードウエア回路で実現する
こともできる。以下、制御手段１として、ＭＣＵ１９を
用いた例について述べる。The MCU 19 as the control means 1
In this embodiment, since the microcomputer unit is applied, the focus control unit 2
Actually, the zoom control unit 21 and the auto focus control unit 22 are realized by a program control method. However, the processing contents of the focus control unit 20, the zoom control unit 21, and the autofocus control unit 22, which will be described later, can also be realized by a hardware circuit or the like. It can also be achieved. Hereinafter, an example in which the MCU 19 is used as the control unit 1 will be described.
【００２７】ステッピングモータであるフォーカスモー
タ１５の基準位置、すなわち、フォーカスレンズ８の基
準位置、および、ステッピングモータであるズームモー
タ１３の基準位置、すなわちズームレンズ７の基準位置
はそれぞれ、フォーカスリセットセンサ１２およびズー
ムリセットセンサ１１から印加された信号をフォーカス
コントロール部２０およびズームコントロール部２１に
おいて評価して決定される。The reference position of the focus motor 15 which is a stepping motor, ie, the reference position of the focus lens 8 and the reference position of the zoom motor 13 which is a stepping motor, ie, the reference position of the zoom lens 7 are each a focus reset sensor 12. The signals applied from the zoom reset sensor 11 are evaluated and determined by the focus control unit 20 and the zoom control unit 21.
【００２８】ＭＲセンサ９、１０はそれぞれ、３相のＭ
Ｒセンサを用いて、サブミクロンオーダの位置まで正確
に検出可能なようにしている。フォーカスレンズ８の位
置を検出するＭＲセンサ９の出力信号は、検出回路１８
に入力される。ズームレンズ７の位置を検出するＭＲセ
ンサ１０の出力信号は検出回路１７に入力される。検出
回路１７、１８では、その出力信号をＭＣＵ１９のＡ／
Ｄコンバーターのダイナミックレンジに合うように増幅
し、増幅された信号がＭＣＵ１９内でＡ／Ｄ変換されて
フォーカスコントロール部２０およびズームコントロー
ル部２１に提供される。その提供された信号からフォー
カスコントロール部２０およびズームコントロール部２
１においてフォーカスレンズ８およびズームレンズ７の
位置を算出する。Each of the MR sensors 9 and 10 has a three-phase M
By using an R sensor, it is possible to accurately detect a position on the order of submicron. The output signal of the MR sensor 9 for detecting the position of the focus lens 8 is
Is input to An output signal of the MR sensor 10 for detecting the position of the zoom lens 7 is input to a detection circuit 17. The detection circuits 17 and 18 output the output signal to the A / A of the MCU 19.
The signal is amplified to match the dynamic range of the D converter, and the amplified signal is A / D-converted in the MCU 19 and provided to the focus control unit 20 and the zoom control unit 21. From the provided signals, the focus control unit 20 and the zoom control unit 2
In step 1, the positions of the focus lens 8 and the zoom lens 7 are calculated.
【００２９】ここで、ＭＲセンサ９、１０のマグネット
の磁極幅はステッピングモータであるフォーカスモータ
１５およびステッピングモータであるズームモータ１３
の最高速で動くフォーカスレンズ８およびズームレンズ
７の移動量より十分大きいものにする。上記基準位置に
フォーカスレンズ８およびズームレンズ７がある時に同
時にＭＲセンサ９、１０から算出したフォーカスレンズ
８およびズームレンズ７の位置もＭＣＵ１９内に記憶し
て（以下、これをリセット時のＭＲ位置と称する）、レ
ンズ位置をある値に設定する。ＭＣＵ１９において、ズ
ームレンズ７の基準位置およびフォーカスレンズ８の基
準位置を決定した後は、上記記憶したＭＲ位置とある時
点のＭＲ位置の差分あるいはある時点のＭＲ位置と１つ
前のＭＲ位置の差分を上記ズームレンズ７の位置および
フォーカスレンズ８の位置に加算することにより、ズー
ムレンズ７の基準位置およびフォーカスレンズ８の基準
位置に対する相対位置が判る。Here, the magnetic pole widths of the magnets of the MR sensors 9 and 10 are the focus motor 15 which is a stepping motor and the zoom motor 13 which is a stepping motor.
Of the focus lens 8 and the zoom lens 7 that move at the highest speed. When the focus lens 8 and the zoom lens 7 are at the reference positions, the positions of the focus lens 8 and the zoom lens 7 calculated from the MR sensors 9 and 10 are also stored in the MCU 19 at the same time. ), The lens position is set to a certain value. After the MCU 19 determines the reference position of the zoom lens 7 and the reference position of the focus lens 8, the difference between the stored MR position and the MR position at a certain time or the difference between the MR position at a certain time and the previous MR position is determined. Is added to the position of the zoom lens 7 and the position of the focus lens 8 to determine the reference position of the zoom lens 7 and the relative position of the focus lens 8 to the reference position.
【００３０】したがって、フォーカスコントロール部２
０およびズームコントロール部２１で算出した指示値と
上記動作中のレンズ位置とを比較することにより、脱調
等が起きたかどうかの判断ができる。ＭＣＵ１９におい
て比較した結果が一致している場合は、フォーカスモー
タ１５およびフォーカスレンズ８が正常に動作している
と考えることができる。また比較した結果が一致してい
る場合は、ズームモータ１３およびズームレンズ７が正
常に動作していると考えることができる。ＭＣＵ１９に
おいて比較した結果が一致しない場合は、フォーカスモ
ーター１５あるいはズームモーター１３が脱調したか、
またはなんらかの原因で結果的にフォーカスレンズ８あ
るいはズームレンズ７が正常に動かなかったと判断でき
る。比較した結果が一致しない場合の差分は指示値とレ
ンズ位置のずれ量となる。ＭＣＵ１９における上述した
判断処理はプログラム処理によって容易に行うことがで
きる。Therefore, the focus control unit 2
By comparing 0 and the instruction value calculated by the zoom control unit 21 with the lens position during the operation, it can be determined whether or not step-out or the like has occurred. If the results of comparison by the MCU 19 match, it can be considered that the focus motor 15 and the focus lens 8 are operating normally. If the comparison results match, it can be considered that the zoom motor 13 and the zoom lens 7 are operating normally. If the result of comparison by the MCU 19 does not match, it is determined whether the focus motor 15 or the zoom motor 13 has lost synchronization.
Alternatively, it can be determined that the focus lens 8 or the zoom lens 7 does not normally move for some reason. If the comparison results do not match, the difference is the deviation between the indicated value and the lens position. The above-described determination processing in the MCU 19 can be easily performed by program processing.
【００３１】上述した実施の形態の変形態様を述べる。
上述の例では、制御対象、すなわち、ズームレンズ７お
よびフォーカスレンズ８の位置検出器として、ＭＲセン
サ９、１０を用いた例について説明したが、ズームレン
ズ７およびフォーカスレンズ８の位置検出センサとして
は、ＭＲセンサ９、１０に限らず、ホール素子などの非
接触型のセンサあるいは接触型の位置検出センサを用い
てもよい。A modification of the above embodiment will be described.
In the above-described example, an example has been described in which the MR sensors 9 and 10 are used as the position detectors of the control object, that is, the zoom lens 7 and the focus lens 8, but the position detection sensors of the zoom lens 7 and the focus lens 8 are used. Not only the MR sensors 9 and 10, but also a non-contact type sensor such as a Hall element or a contact type position detection sensor may be used.
【００３２】また、ＭＲセンサ９、１０の出力をそれぞ
れ、検出回路１７、１８で増幅し、Ａ／Ｄ変換してシリ
アル通信データにのせて、ＭＣＵ１９に送信してもよ
い。さらに、上記のごとくＡ／Ｄ変換した後に位置を算
出するまで検出回路で行い、検出回路からレンズ位置デ
ータをシリアル通信データに乗せてＭＣＵ１９に送信し
てもよい。Further, the outputs of the MR sensors 9 and 10 may be amplified by the detection circuits 17 and 18, respectively, A / D converted, put on serial communication data, and transmitted to the MCU 19. Further, after the A / D conversion as described above, the detection circuit may perform the processing until the position is calculated, and the detection circuit may transmit the lens position data on the serial communication data to the MCU 19.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明のステッピングモータ制御装置に
よれば、制御対象の実際の位置を検出して、その結果を
フィードバックしてクローズドループの制御を可能にす
る。そのため、制御対象の位置制御が正確になる。さら
に、本発明によれば、ステッピングモータへの駆動指示
値と制御対象の実際の位置のずれ量も検出できるため、
制御上の補正やステッピングモータを含めた制御対象の
送り精度などの測定も外部測定機器を用いずにできる。
加えて、ステッピングモータの脱調や制御対象を含めた
メカ的な要因による異常を検出できる。また、脱調が検
出できるので、ステッピングモータの最低駆動電圧の最
適化を計ることができ、ステッピングモータを含めたシ
ステム全体の低消費電力化を実現できる。According to the stepping motor control device of the present invention, the actual position of the control target is detected, and the result is fed back to enable the control of the closed loop. Therefore, the position control of the control target becomes accurate. Furthermore, according to the present invention, the deviation between the drive instruction value to the stepping motor and the actual position of the control target can be detected,
It is also possible to measure the control accuracy and the feed accuracy of the controlled object including the stepping motor without using an external measuring device.
In addition, it is possible to detect an abnormality due to a mechanical factor including a stepping motor step-out or a control target. Further, since step-out can be detected, the minimum drive voltage of the stepping motor can be optimized, and low power consumption of the entire system including the stepping motor can be realized.
【００３４】本発明のステッピングモータによるビデオ
カメラのレンズ駆動系の制御装置においても、位置検出
信号をフィードバックしたクローズド・ループ構成でス
テッピングモータを制御するので、制御対象の位置制御
が正確に行える。また本発明において、ステッピングモ
ータには位置検出手段などを装着または配設せず、ビデ
オカメラ側に位置検出手段を配設して、直接、制御対象
の位置検出および基準位置を検出する。それにより、正
確な位置検出および基準位置検出が可能になるととも
に、ステッピングモータにその種の検出手段を装着する
困難さが回避できる。本発明においても、ステッピング
モータへの駆動指示値と制御対象の実際の位置のずれ量
も検出できるため、制御上の補正やステッピングモータ
を含めた制御対象の送り精度などの測定も外部測定機器
を用いずにできる。加えて、ステッピングモータの脱調
や制御対象を含めたメカ的な要因による異常を検出でき
る。また、脱調が検出できるので、ステッピングモータ
の最低駆動電圧の最適化を図ることができ、ステッピン
グモータを含めたシステム全体の低消費電力化を実現で
きる。In the control device for a lens driving system of a video camera using a stepping motor according to the present invention, the position of the control target can be accurately controlled because the stepping motor is controlled in a closed loop configuration in which a position detection signal is fed back. In the present invention, the stepping motor is not provided with or provided with position detecting means or the like, but is provided with the position detecting means on the video camera side to directly detect the position of the control target and the reference position. Thus, accurate position detection and reference position detection can be performed, and the difficulty of mounting such a detecting means on the stepping motor can be avoided. In the present invention as well, since the deviation between the drive command value to the stepping motor and the actual position of the control target can be detected, external control equipment is also used for correction of control and measurement of the feed accuracy of the control target including the stepping motor. Can be used without. In addition, it is possible to detect an abnormality due to a mechanical factor including a stepping motor step-out or a control target. Further, since step-out can be detected, the minimum drive voltage of the stepping motor can be optimized, and low power consumption of the entire system including the stepping motor can be realized.
【図１】図１は本発明のステッピングモータ制御装置の
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a stepping motor control device of the present invention.
【図２】図２は本発明のステッピングモータ制御装置を
ビデオカメラのレンズ駆動系に適用した構成の一例を示
すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration in which the stepping motor control device of the present invention is applied to a lens drive system of a video camera.
１・・・制御手段 ２・・ステッピングモータドライバ ３・・ステッピングモータ ４・・制御対象 ５・・検出回路 ６・・位置検出器 ７・・ズームレンズ ８・・フォーカスレンズ ９，１０・・ＭＲセンサ １１・・ズームリセットセンサ １２・・フォーカスリセットセンサ １３・・ズームモータ １４・・モータードライバ １５・・フォーカスモータ １６・・モータードライバ １７，１８・・検出回路 １９・・ＭＣＵ（マイクロコンピュータ・ユニット） ２０・・フォーカスコントロール部 ２１・・ズームコントロール部 ２２・・オートフォーカスコントロール部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control means 2 ... Stepping motor driver 3 ... Stepping motor 4 ... Control target 5 ... Detection circuit 6 ... Position detector 7 ... Zoom lens 8 ... Focus lens 9,10 ... MR sensor 11. Zoom reset sensor 12. Focus reset sensor 13. Zoom motor 14. Motor driver 15. Focus motor 16. Motor driver 17, 18. Detection circuit 19. MCU (microcomputer unit) 20 ..Focus control section 21.Zoom control section 22.Auto focus control section
Claims (3)
と、 該ステッピングモータのドライブ回路と、 前記制御対象の基準位置を検出する基準位置検出手段
と、 前記制御対象の現在位置を検出する位置検出手段と、 前記制御対象の位置決め指令に応じて、前記制御対象の
移動量を算出して、前記ドライブ回路を介して前記ステ
ッピングモータを駆動制御する制御手段とを有するステ
ッピングモータ制御回路。1. A stepping motor for driving a control target, a drive circuit for the stepping motor, a reference position detection means for detecting a reference position of the control target, and a position detection means for detecting a current position of the control target. And a control means for calculating a movement amount of the control target in accordance with the positioning command of the control target and controlling drive of the stepping motor via the drive circuit.
駆動するステッピングモータと、 該ステッピングモータのドライブ回路と、 前記制御対象の基準位置を検出する基準位置検出手段
と、 前記制御対象の現在位置を検出する位置検出手段と、 前記制御対象の位置決め指令に応じて、前記基準位置を
考慮して前記制御対象の移動量を算出し、前記ドライブ
回路を介して前記ステッピングモータを駆動制御する制
御手段とを有するステッピングモータによるビデオカメ
ラのレンズ駆動系の制御装置。2. A stepping motor for driving a control target of a lens driving system of a video camera, a drive circuit of the stepping motor, a reference position detecting means for detecting a reference position of the control target, and a current position of the control target. Control means for calculating a movement amount of the control object in consideration of the reference position in accordance with a positioning command of the control object, and controlling drive of the stepping motor via the drive circuit. A control device for a lens driving system of a video camera by a stepping motor having:
配設され前記制御対象の位置を検出する磁気抵抗効果セ
ンサを含む請求項２記載のステッピングモータによるビ
デオカメラのレンズ駆動系の制御装置。3. The control device for a lens driving system of a video camera by a stepping motor according to claim 2, wherein said position detection means includes a magnetoresistive effect sensor disposed on said video camera and detecting a position of said control target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268458A JPH11110045A (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Stepping motor controller and controller for lens driving system of video camera by stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268458A JPH11110045A (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Stepping motor controller and controller for lens driving system of video camera by stepping motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11110045A true JPH11110045A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17458795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9268458A Abandoned JPH11110045A (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Stepping motor controller and controller for lens driving system of video camera by stepping motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11110045A (en) |
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