(57)【要約】【課題】無通電状態から通電状態へ移行する際に連結部間で発生する衝突音を低減させるステッピングモータの駆動装置を提供する。【解決手段】ステッピングモータの駆動装置は、ステッピングモータと、ステッピングモータを制御する制御手段とを有し、制御手段は、ステッピングモータを無通電状態から通電状態へ移行させる際に、ステッピングモータへ入力される励磁電流を時間の経過とともに増加させる。【選択図】図１
2014161150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ステッピングモータを無通電状態から通電状態へ移行させる際に、該ステッピングモータへ入力される励磁電流を時間の経過とともに増加させる、ことを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項２】
前記通電状態は、前記無通電状態から該通電状態へ移行する際に前記ステッピングモータの初期通電励磁位置を決定する初期通電励磁区間、および、該初期通電励磁区間に続いて該ステッピングモータの駆動を行う駆動励磁区間を含み、
前記制御手段は、
前記初期通電励磁区間において、前記励磁電流を前記時間の経過とともに増加させ、
前記駆動励磁区間において、前記ステッピングモータを駆動するように制御することを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータの駆動装置。
【請求項３】
前記初期通電励磁区間は、前記励磁電流を前記時間の経過とともに増加させる第１の区間、および、該第１の区間に続いて該励磁電流を一定にする第２の区間を含むことを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータの駆動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記励磁電流を線形的に増加させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステッピングモータの駆動装置。
【請求項５】
前記ステッピングモータの回転軸上に固定されたピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤと噛み合って前記ステッピングモータの回転に伴って回転駆動される風車に設けられた風車ギヤと、を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のステッピングモータの駆動装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記初期通電励磁区間から前記駆動励磁区間に移行する際に、前記ピニオンギヤの速度がゼロになるように制御することを特徴とする請求項５に記載のステッピングモータの駆動装置。
【請求項７】
絞りユニットと、
前記絞りユニットを駆動するように構成された、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のステッピングモータの駆動装置と、を有することを特徴とする絞り駆動装置。
【請求項８】
撮像光学系と、
前記撮像光学系を駆動するように構成された、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のステッピングモータの駆動装置と、を有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項９】
被写体像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置と、
前記撮像装置に着脱可能な請求項８に記載のレンズ装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置のレンズ駆動機構や絞り駆動機構の駆動源として、ステッピングモータが広く用いられている。ステッピングモータは、駆動パルスの位相により回転方向が設定され、駆動パルスの周波数により回転速度が設定される。
【０００３】
特許文献１には、時定数を変更可能な積分回路により、矩形波の駆動パルスを台形波に波形成形し、ステッピングモータの駆動速度に連動させて台形波の傾きを切り替えるステッピングモータの駆動装置が開示されている。また、特許文献１に開示されたステッピングモータの駆動装置は、ステッピングモータの駆動速度が高速になると台形波の傾きを大きし、ステッピングモータの駆動速度が低速になると台形波の傾きを小さくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１４４５０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたステッピングモータの駆動装置は、駆動パルス波形の立ち上がりを傾斜させることにより、回転駆動（駆動）の瞬間にステッピングモータに流れる電流を減少させる。しかしながら、特許文献１の構成では、ステッピングモータの駆動中（通電状態中）に発生する騒音を低減することは可能であるが、無通電状態から通電状態へ移行する際に発生する騒音を低減することはできない。
【０００６】
そこで本発明は、無通電状態から通電状態へ移行する際に連結部間で発生する衝突音を低減させるステッピングモータの駆動装置、絞り駆動装置、レンズ装置、および、撮像システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのステッピングモータの駆動装置は、ステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記ステッピングモータを無通電状態から通電状態へ移行させる際に、該ステッピングモータへ入力される励磁電流を時間の経過とともに増加させる。
【０００８】
本発明の他の側面としての絞り駆動装置は、絞りユニットと、前記絞りユニットを駆動するように構成された前記ステッピングモータの駆動装置とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としてのレンズ装置は、撮像光学系と、前記撮像光学系を駆動するように構成された前記ステッピングモータの駆動装置とを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としての撮像システムは、被写体像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置と、前記撮像装置に着脱可能なレンズ装置とを有する。
【００１１】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無通電状態から通電状態へ移行する際に連結部間で発生する衝突音を低減させるステッピングモータの駆動装置、絞り駆動装置、レンズ装置、および、撮像システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例のステッピングモータの駆動装置において、無通電状態から通電状態へ移行する際の励磁電流（初期通電励磁電流）の波形図である。
【図２】本実施例における撮像装置のブロック図である。
【図３】本実施例における絞り機構の動作を示す図である。
【図４】本実施例における通電励磁パターンを示す図である。
【図５】本実施例において、図４中の通電励磁パターン１、２の波形図である。
【図６】本実施例において、区間ａ１の時間を変更した場合のステッピングモータの挙動を示す図である。
【図７】比較例としてのステッピングモータの駆動装置において、無通電状態から通電状態へ移行する際の励磁電流（初期通電励磁電流）の波形図である。
【図８】比較例において、図７の励磁電流を印加して無通電状態から通電状態へ移行する際のステッピングモータの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図２を参照して、本実施例における撮像装置（撮像システム）の構成について説明する。図２は、本実施例における撮像装置（撮像システム）のブロック図である。本実施例は、カメラ本体１００（撮像装置）とカメラ本体１００に着脱可能な交換レンズ２００（レンズ装置）とを備えて構成される撮像システム（レンズ交換式一眼レフカメラ）について説明する。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズとが一体的に構成された撮像システム（レンズ一体型カメラ）にも適用可能である。
【００１５】
図２において、１００はカメラ本体、２００はカメラ本体１００に着脱可能な交換レンズ（レンズ装置）である。カメラ本体１００と交換レンズ２００とにより撮影装置が構成される。交換レンズ２００において、２０１は第１レンズユニット、２０２はフォーカスレンズユニット、２０３は変倍レンズユニット、２０４は絞り機構（絞りユニット）である。本実施例において、第１レンズユニット２０１、フォーカスレンズユニット２０２、変倍レンズユニット２０３、および、絞り機構２０４により、撮影光学系が構成される。
【００１６】
絞り機構２０４は、複数の絞り羽根と、複数の絞り羽根を開閉動作させる開閉機構とを備えて構成される。絞り駆動手段２０５は、ステッピングモータ２０５ａを有し、開閉機構（絞り機構２０４）を駆動する。絞り機構２０４は、光軸ＯＡの周り（光軸周り）に配置された複数の絞り羽根の一部同士が重なり合って光軸上に絞り開口を形成する、いわゆる虹彩絞りである。絞り値は、複数の絞り羽根の位置に応じて増減する。また絞り値は、複数の絞り羽根の位置に応じて複数の絞り羽根の重なり量が変化する。このため、絞り駆動手段２０５に加わる作動負荷も変化する。一般的に、絞り値が大きい側、すなわち複数の絞り羽根の重なり量が増える側で作動負荷が大きくなる。
【００１７】
レンズＣＰＵ２０６（制御手段）は、レンズ通信手段２０８およびカメラ通信手段１０８を介して、カメラＣＰＵ１０６と各種情報の送受信を行うとともに、カメラＣＰＵ１０６と一体となって交換レンズ２００の動作全体の制御を司る。２０７は、フォーカスレンズユニット２０２の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出手段である。フォーカス駆動手段２０９は、ステッピングモータや振動型モータなどを備えて構成され、フォーカス駆動機構（不図示）を介してフォーカスレンズユニット２０２を光軸方向に移動させる。
【００１８】
レンズＣＰＵ２０６は、フォーカス駆動手段２０９の駆動（回転方向および駆動指示値）を制御する。具体的には、レンズＣＰＵ２０６は、フォーカス駆動手段２０９に印加されるフォーカス駆動信号の極性を変えることでフォーカス駆動手段２０９の駆動方向を制御する。またレンズＣＰＵ２０６は、フォーカス駆動信号のパルス数を増減させることでフォーカス駆動手段２０９の駆動指示値を制御する。これにより、フォーカスレンズユニット２０２の光軸方向の移動量を制御する。このとき、レンズＣＰＵ２０６は、フォーカスレンズ位置検出手段２０７からのフォーカス位置情報を参照する。
【００１９】
また、レンズＣＰＵ２０６は、絞り駆動手段２０５（ステッピングモータ２０５ａ）の駆動（回転方向および駆動指示値）を制御する。具体的には、レンズＣＰＵ２０６は、絞り駆動手段２０５に印加する絞り駆動信号の極性を変えることで絞り駆動手段２０５の駆動方向を制御する。またレンズＣＰＵ２０６は、絞り駆動信号のパルス数を増減させることで絞り駆動手段２０５の駆動指示値を制御する。これにより、絞り機構２０４における複数の絞り羽根の開閉動作量を制御する。このとき、レンズＣＰＵ２０６は、絞り位置検出手段からの絞り位置情報を参照する。本実施例において、絞り駆動手段２０５（ステッピングモータ２０５ａ）およびレンズＣＰＵ２０６により、ステッピングモータの駆動装置が構成される。また、ステッピングモータの駆動装置および絞り機構２０４により絞り駆動装置が構成される。
【００２０】
２１０は、静止画撮影モードと動画撮影モードとを切り替えるために使用者により操作される撮影モード切替手段である。本実施例において、撮影モード切替え手段２１０は交換レンズ２００に設けられているが、これに限定されるものではなく、カメラ本体１００に設けてもよい。２１１は、ＲＯＭなどのメモリで構成される記憶手段である。記憶手段２１１は、フォーカスレンズユニット２０２の駆動指示値、および、絞り機構２０４の駆動指示値のデータを記憶している。記憶手段２１１に記憶された各々のデータは、レンズＣＰＵ２０６により随時読み出し可能である。
【００２１】
被写体３００からの光（被写体光）は、交換レンズ２００の撮影光学系を通過してカメラ本体１００に入射する。カメラ本体１００のクイックリターンミラー１０１が光路から退避した状態で、カメラ本体１００に被写体光が入射することにより、撮像手段１０２上に被写体像が形成される。撮像手段１０２は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子（撮像素子）を備えて構成され、被写体像を光電変換する。
【００２２】
一方、クイックリターンミラー１０１が光路内に配置されている状態では、被写体光はクイックリターンミラー１０１により反射されてペンタプリズム１０３に導かれる。ペンタプリズム１０３にて反射した被写体光は、ファインダ光学系１０４を通過して使用者の眼に導かれる。このような構成により、使用者は被写体像を視認することができる。
【００２３】
１０５はクイックリターンミラー制御手段である。クイックリターンミラー制御手段１０５は、クイックリターンミラー１０１のアップ動作（ミラーアップ動作）およびダウン動作（ミラーダウン動作）をカメラＣＰＵ１０６からの制御信号に応じて制御する。１０７は測光手段である。測光手段１０７は、撮像手段１０２の出力信号または後述の画像処理回路で生成された画像信号から被写体輝度を算出し、算出した被写体輝度を測光情報としてカメラＣＰＵ１０６に出力する。
【００２４】
１０９は焦点検出手段である。焦点検出手段１０９は、静止画撮影モードにおいて、クイックリターンミラー１０１の背後（撮像手段１０２側）に設けられたサブミラー（不図示）で反射された被写体光を用いて、位相差検出方式により撮像光学系の焦点状態を検出する。そして焦点検出手段１０９は、焦点状態を示す焦点情報をカメラＣＰＵ１０６に出力する。カメラＣＰＵ１０６は、焦点情報に基づいて、フォーカス駆動手段２０９を介してフォーカスレンズユニット２０２の位置を制御し、合焦状態を得る。
【００２５】
またカメラＣＰＵ１０６は、動画撮影モードにおいて、後述の画像処理回路にて生成された画像信号から、画像のコントラスト状態を示すコントラスト情報を生成する。そしてカメラＣＰＵ１０６は、生成されたコントラスト情報に基づいて、フォーカスレンズユニット２０２の位置を制御して合焦状態を得る。またカメラＣＰＵ１０６は、測光情報に基づいて、絞り機構２０４において設定すべき絞り値や、静止画撮影モードにおいて撮像手段１０２の露光量を制御するシャッタ（不図示）の動作速度を算出する。
【００２６】
１１０は、レリーズスイッチ手段である。レリーズスイッチ手段１１０は、使用者により半押し操作（ＳＷ１オン）がなされることによりＳＷ１信号を出力し、全押し操作（ＳＷ２オン）がなされることによりＳＷ２信号を出力する。カメラＣＰＵ１０６は、ＳＷ１信号の入力に応じて測光および焦点検出などの静止画撮影準備動作を開始する。またカメラＣＰＵ１０６は、ＳＷ２信号の入力に応じて記録用静止画の撮影動作を開始する。１１１は動画撮影スイッチ手段である。動画撮影スイッチ手段１１１は、使用者により操作されるごとに動画撮影開始信号と動画撮影停止信号とを交互に出力する。カメラＣＰＵ１０６は、動画撮影開始信号の入力に応じて記録用動画の撮影動作を開始し、動画撮影停止信号の入力に応じて撮影動作を停止する。なお本実施例において、動画撮影スイッチ手段１１１をレリーズスイッチ手段１１０と別構成としているが、これに限定されるものではなく、レリーズスイッチ手段１１０が動画撮影スイッチ手段を兼ねるように構成してもよい。
【００２７】
撮像手段１０２から出力された撮像信号に対して、画像処理回路にて増幅処理および種々の画像処理が行われることにより、デジタル映像信号が生成される。カメラＣＰＵ１０６は、このデジタル映像信号を用いて、記録用静止画、表示用動画、および、記録用動画を生成する。表示用動画は、ＬＣＤパネルなどの表示素子を含む表示手段１１２により、電子ビューファインダー画像として表示される。記録用静止画および記録用動画は、記録装置１１３により半導体メモリなどの記録媒体に記録される。電源手段１１４は、カメラ本体１００および交換レンズ２００の各構成要素へ電源を供給する。
【００２８】
次に、比較例としてのステッピングモータの駆動装置について説明する。通常、ステッピングモータでは、通電状態および無通電状態のそれぞれにおけるステッピングモータの位置は変化する。このため、ステッピングモータの脱調を回避するため、無通電状態から通電状態へ移行する際に、初期通電（初期通電励磁）が行われる。ここで図７を参照して、比較例として、無通電状態から通電状態への移行の際にステッピングモータへ入力する電流（励磁電流）について説明する。図７は、比較例としてのステッピングモータの駆動装置において、無通電状態から通電状態へ移行する際の励磁電流の波形図である。
【００２９】
ここでは、駆動パルス（駆動波形）のエッジ部を階段波形として、無通電状態から通電状態へ移行する際に初期通電励磁により発生するステッピングモータを要因とする騒音について説明する。図７において、横軸は時間、縦軸は電流値（励磁電流）をそれぞれ示している。なお図７では、簡単のため、階段波形を曲線で結んだ正弦波または余弦波として示している。
【００３０】
図７では、ステッピングモータのＡ相およびＢ相として入力される励磁電流（励磁波形）を示している。図７において、区間ａは、無通電状態（電流が入力されていない状態）から通電状態（電流が入力されている状態）へ移行する際に、ステッピングモータを初期通電励磁位置へ位置出しするための区間（初期通電励磁区間）である。区間ｂは、ステッピングモータの駆動を行う区間（駆動励磁区間）である。例えば特許文献１では、区間ｂ（駆動励磁区間）の駆動パルスの立ち上がりの波形傾きを積分回路により可変させている。
【００３１】
続いて、比較例としてのステッピングモータを用いた駆動装置において、ステッピングモータの停止位置の設定方法について説明する。ステッピングモータを用いた駆動装置では、一般的に、ステッピングモータの駆動力を伝達する際の連結ガタが意図的に設けられる。また、ステッピングモータを所定の励磁位置へ位置決めしようとする場合、ステッピングモータの停止位置は、構成部品の誤差、組立誤差、負荷バラツキなどの影響により、目標位置に対して誤差を含む。また、ステッピングモータにはディテントトルクがある。ディテントトルクは、ステッピングモータの磁気回路構成により決定され、ゼロトルクポイントと最大トルクポイントとが交互に繰り返されることが知られている。
【００３２】
以上のことから、ステッピングモータの通電状態での停止位置は、構成部品の誤差範囲内において、ステッピングモータの通電状態での発生トルクがディテントトルクおよび駆動装置の負荷トルクと釣り合う位置となる。その後、通電状態から無通電状態へ移行する際には、ステッピングモータには通電励磁状態での発生トルクがゼロになるため、残るディテントトルクと駆動装置の負荷トルクとが釣り合う位置へステッピングモータが移動する。このようなメカニズムにより、ステッピングモータの停止位置は、通電状態から無通電状態へ移行する場合に移動する可能性がある。
【００３３】
また、ステッピングモータを無通電状態から通電状態へ移行させる場合、ステッピングモータは無通電状態へ移行する前の励磁位置へ戻ろうとする。この場合、図７の区間ａ（初期通電励磁区間）の電流波形より、ステッピングモータに対して瞬時に大きな電流が流れ、ステッピングモータには電流に比例した発生トルクが瞬時に発生する。これにより、ステッピングモータが元の通電状態での励磁位置へ勢いよく引き寄せられ、さらに元の通電状態での励磁位置を通り越してしまう現象（オーバーシュート現象）が生じる。
【００３４】
続いて、図８を参照して、無通電状態から通電状態（区間ａ、ｂ）へ移行した場合における比較例としてのステッピングモータの動作について説明する。図８は、図７の励磁電流を印加して無通電状態から通電状態へ移行する際のステッピングモータの動作を示す図である。図８において、縦軸はステッピングモータの角度（移動量）、横軸は時間をそれぞれ示している。図８は、比較例としてのステッピングモータが通電状態から無通電状態へ移行した際に、ステッピングモータの角度（移動量）が８°となる物体を実際に駆動させて得られた結果を示している。
【００３５】
比較例として用いられるステッピングモータは、１−２相表記で１ステップあたり９°回転する。図８に示されるように、無通電状態から通電状態（区間ａ）へ移行した直後から、ステッピングモータは勢いよく動作を開始する。このとき、通電状態から無通電状態へ移行する際の８°（図８では−８°）の角度（移動量）を通り過ぎている。このため、ステッピングモータの動作に連動して前述の連結ガタを瞬時に埋める動作が発生することにより、連結部間での衝突音が発生してしまう。図８中のグラフの傾きが−８°を境に区間Ｇにおいて小さくなるのは、連結部間での衝突によりステッピングモータの移動速度が減少したためである。このように、比較例としてのステッピングモータの駆動装置では、無通電状態から通電状態（区間ａ）へ移行する際に発生する衝突音が、撮像装置に記録されてしまう場合がある。
【００３６】
その後、駆動パルスは区間ｂ（駆動励磁区間）へ移行し、駆動パルスに応じたステッピングモータの動作に連動して駆動装置は動作する。図８では、無通電状態から通電状態（区間ａ）へ移行した際のステッピングモータの移動方向（ここでは−８°）と、区間ａから区間ｂへ移行する際のステッピングモータの駆動方向は互いに逆方向である。
【００３７】
次に、図３を参照して、絞り羽根を開閉駆動させる機構について説明する。図３は、本実施例における絞り機構２０４（開閉機構の連結部）の動作を示す図である。図３において、２０４ａは、絞り駆動手段２０５（ステッピングモータ２０５ａ）の回転軸上に固定されたピニオンギヤ（第１の連結部）である。２０４ｂは、ピニオンギヤ２０４ａと噛み合い、ステッピングモータ２０５ａの回転に伴いピニオンギヤ２０４ａによって回転駆動される風車に設けられた風車ギヤ（第２の連結部）である。
【００３８】
図３（ａ）は、正面から見てＣＷ方向（時計回り方向）にステッピングモータが駆動している状態を示している。このとき、ピニオンギヤ２０４ａのＣＷ方向の駆動に伴い、風車ギヤ２０４ｂはＣＣＷ方向（反時計回り方向）に駆動される。図３（ｂ）は、ステッピングモータが停止している状態を示している。図３（ｂ）の状態において、ステッピングモータは通電状態である。図３（ｃ）は、ステッピングモータの状態を、通電状態（図３（ｂ）の状態）から無通電状態へ移行させた場合のピニオンギヤ２０４ａの挙動を示している。このとき、ピニオンギヤ２０４ａは、ＣＣＷ方向（反時計回り方向）へ回転する。これは、ステッピングモータにおいて通電状態で発生していたトルクがゼロになり、残るディテントトルクと開閉機構の負荷トルクとが釣り合う位置へステッピングモータが移動するためである。
【００３９】
続いて、図３（ｄ）〜（ｇ）を参照して、図８の結果を示す比較例としてのステッピングモータにおけるピニオンギヤ２０４ａおよび風車ギヤ２０４ｂの動作について説明する。図３（ｄ）は、図８における無通電状態から初期通電励磁状態（区間ａ）へ移行した直後にピニオンギヤ２０４ａがＣＷ方向（時計回り方向）に勢いよく動き出す時点を示している。図３（ｅ）は、ピニオンギヤ２０４ａの動作により風車ギヤ２０４ｂがＣＣＷ方向（反時計回り方向）に動き出す時点を示している。このとき、ピニオンギヤ２０４ａの動作に連動し、ピニオンギヤ２０４ａと風車ギヤ２０４ｂとの連結ガタを瞬時に埋める動作が発生することにより、ギヤ間（連結部間）で衝突音が発生する。このときの騒音レベルは、例えば３７ｄＢである。以降、騒音レベルにおいては同条件にて観測した数値を記載する。このように、ステッピングモータの駆動装置を用いると、無通電状態から通電状態（初期通電励磁状態：ａ区間）へ移行する際に発生する衝突音が動画撮影時に録音されてしまう場合がある。
【００４０】
続いて、ピニオンギヤ２０４ａは、図８に示されるＧ区間を経て、駆動励磁区間（区間ｂ）へ移行する。この様子は、図３（ｆ）、（ｇ）に順に示されている。ステッピングモータの駆動中、ピニオンギヤ２０４ａはＣＣＷ方向（反時計回り方向）に駆動され、風車ギヤ２０４ｂはＣＷ方向（時計回り方向）に駆動される。
【００４１】
そこで本実施例では、ステッピングモータの無通電状態から通電状態（初期通電励磁状態）までの設定において、時間の経過とともに励磁電流を増加させる。すなわちレンズＣＰＵ２０６（制御手段）は、ステッピングモータ２０５ａを無通電状態から通電状態へ移行させる際に、ステッピングモータ２０５ａへ入力される電流（励磁電流）を時間の経過とともに増加させる。
【００４２】
励磁電流の増加は、例えばＰＷＭ制御により行われるが、これに限定されるものではない。また本実施例では、ステッピングモータとして２相ＰＭ型のステッピングモータが用いられるが、これに限定されるものではない。初期通電励磁とは、図４における通電励磁パターン表のパターン１〜８を意味しており、２相ステッピングモータの各相をＡ相およびＢ相としたときの通電励磁パターンにより決定される。
【００４３】
続いて、図１を参照して、本実施例におけるステッピングモータの駆動装置において、無通電状態から通電状態（初期通電励磁状態（区間ａ））へ移行する際の励磁電流について説明する。図１は、本実施例におけるステッピングモータの駆動装置において、無通電状態から通電状態へ移行する際の励磁電流（初期通電励磁電流）の波形図である。
【００４４】
図１に示されるように、通電状態は、無通電状態から通電状態へ移行する際にステッピングモータの初期通電励磁位置を決定する初期通電励磁区間ａ、および、初期通電励磁区間ａに続いてステッピングモータ２０５ａの駆動を行う駆動励磁区間ｂを含む。レンズＣＰＵ２０６（制御手段）は、初期通電励磁区間ａにおいて、励磁電流を時間の経過とともに増加さる。また、レンズＣＰＵ２０６は、駆動励磁区間ｂにおいて、ステッピングモータ２０５ａを駆動するように制御する。
【００４５】
また図１に示されるように、初期通電励磁区間（区間ａ）は、励磁電流を時間の経過とともに増加させる区間ａ１（第１の区間）、および、区間ａ１に続いて励磁電流を一定にする区間ａ２（第２の区間）を含む。本実施例において、区間ａ２の電流は駆動励磁区間（区間ｂ）における励磁電流と同様に設定される。
【００４６】
ここで、区間ａ１、ａ２のそれぞれを設定する目的について説明する。第一に、区間ａ１において、ピニオンギヤ２０４ａの位置を元の通電励磁状態の位置に時間的余裕を持って設定するためである。第二に、区間ａから区間ｂに移行する際（区間ｂに移行する直前）において、ピニオンギヤ２０４ａの回転速度を略ゼロ（ゼロまたは実質的にゼロ）にすることである。区間ａ１、ａ２によりステッピングモータへの励磁を行うことで、ピニオンギヤ２０４ａと風車ギヤ２０４ｂと（連結部間）の衝突音を低減させることができる。
【００４７】
また、区間ａ２は、区間ｂへ移行する直前（前段階）で、ピニオンギヤ２０４ａの位置を元の通電状態の位置に設定するために設けられている。このため、区間ｂは、ステッピングモータが脱調しない範囲であれば短縮または省略してもよい。このような設定によれば、区間ｂの時間を短縮することができ、例えば静止画撮影などの場合に有効である。
【００４８】
続いて、図６を参照して、区間ａ１の時間を変更した場合のステッピングモータの動作について説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、図１の区間ａ１における時間を２ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓにそれぞれ設定し、区間ａ２における時間をゼロに設定した場合のピニオンギヤ２０４ａの動作を実測して得られたグラフである。実測サンプルは、通電状態から無通電状態への移行によるピニオンギヤ２０４ａの移動が３°（グラフ上の角度は−３°）の個体である。
【００４９】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示されるように、区間ａ１の時間がそれぞれ２ｍｓ、５ｍｓの場合、ピニオンギヤ２０４ａの動作が角度−３°を超えているため、ピニオンギヤ２０４ａと風車ギヤ２０４ｂとが衝突する。このときの騒音レベルは、それぞれ、３５ｄＢ、３２ｄＢである。一方、図６（ｃ）に示されるように、区間ａ１の時間が１０ｍｓの場合、ピニオンギヤ２０４ａの挙動が−３°を超えておらず、かつ区間ｂへ移行する前段階においてピニオンギヤ２０４ａの回転速度は略ゼロである。その結果、ピニオンギヤ２０４ａと風車ギヤ２０４ｂとの衝突は生じない。このときの騒音レベルは、２６ｄＢである。
【００５０】
これらの結果より、初期通電区間ａにおいて、時間とともに励磁電流を増加させる区間ａ１を設けることにより、ピニオンギヤ２０４ａと風車ギヤ２０４ｂとの衝突音を低減させることができる。なお、初期通電励磁においては、図４の励磁パターン表の８通りだけでなく、マイクロステップ駆動の分割数だけパターン設定が可能である。
【００５１】
図５は、図４の通電励磁パターンの波形例であり、図５（ａ）は通電励磁パターン１、図５（ｂ）は通電励磁パターン２をそれぞれ示している。本実施例において、レンズＣＰＵ２０６（制御手段）は、区間ａ１の励磁電流を線形的に（１次曲線で）増加させているが、これに限定されるものではない。初期通電励磁区間（区間ａ）から駆動励磁区間（区間ｂ）に移行する際に（区間ｂの直前で）ピニオンギヤ２０４ａの速度を略ゼロにすることが可能であれば、二次曲線、階段状曲線、自由曲線などの他の曲線で区間ａ１の励磁電流を増加させてもよい。絞り駆動手段２０５は、ステッピングモータを備えて構成され、後述の制御手段としてのレンズＣＰＵ２０６により制御される。絞り機構２０４には、絞り値に対応する複数の絞り羽根の位置を検出する絞り位置検出手段（不図示）が設けられている。本実施例において、衝撃や不測の自体が起こった場合を考慮して、絞り位置検出手段を設けているが、ステッピングモータのパルスカウントによるオープン制御を行ってもよい。
【００５２】
本実施例におけるステッピングモータの駆動装置は、絞り駆動手段２０５（絞りユニット）を駆動するよう構成されているが、これに限定されるものではない。本実施例のステッピングモータの駆動装置は、カメラ本体１００または交換レンズ２００（撮像光学系）の他の部位にも適用可能である。例えば、本実施例のステッピングモータの駆動装置は、例えばリードスクリューとラック連結部の駆動に適用することができる。なお、ステッピングモータの駆動装置がカメラ本体１００の部位に適用される場合、カメラＣＰＵ１０６が制御手段となる。また、レンズＣＰＵ２０６やカメラＣＰＵ１０６と異なる制御手段を独立して設けてもよい。
【００５３】
本実施例によれば、無通電状態から通電状態へ移行する際に連結部間で発生する衝突音を低減させるステッピングモータの駆動装置、絞り駆動装置、レンズ装置、および、撮像システムを提供することができる。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
２０５ａ  ステッピングモータ
２０６  レンズＣＰＵ
【図１】
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【図５】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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