(57)【要約】【課題】安価なシステムで共振を回避することのできるステッピングモータの励磁方式、又は、この励磁方式により駆動するステッピングモータを有する撮像装置を提供可能となる。【解決手段】１−２相励磁方式により駆動されるステッピングモータの駆動周波数が所定の駆動周波数より低い場合、前記１−２相励磁方式の１サイクルの１／８の制御単位内において、ヨークを消磁させるためにコイルへの通電をショートさせる時間（Ｆ４２，Ｆ４４）を設けたステッピングモータの励磁方式とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１−２相励磁方式により駆動されるステッピングモータの駆動周波数が所定の駆動周波数より低い場合、前記１−２相励磁方式の１サイクルの１／８の制御単位内において、ヨークを消磁させるためにコイルへの通電をショートさせる時間を設けたことを特徴とするステッピングモータの励磁方式。
【請求項２】
前記制御単位内において、前記コイルへの通電をショートする時間が長い第１のモードと、前記コイルへの通電をショートする時間が短いもしくはショートしない第２のモードを有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励磁方式。
【請求項３】
前記第１のモードは、前記第２のモードよりも先に行われる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励磁方式。
【請求項４】
前記第１のモードでは、複数回、前記コイルのショートが行われることを特徴とする請求項２または３に記載のステッピングモータの励磁方式。
【請求項５】
前記第１のモードと前記第２のモードは、略同一の時間行われることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のステッピングモータの励磁方式。
【請求項６】
前記所定の駆動周波数は、前記ステッピングモータが使用される機器により決まる共振周波数よりも高い周波数であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のステッピングモータの励磁方式。
【請求項７】
駆動手段としてステッピングモータを有し、該ステッピングモータを請求項１ないし請求項６のいずれかの励磁方式により駆動することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動手段として用いられるステッピングモータの励磁方式及びこの励磁方式で駆動されるステッピングモータを有する撮像装置に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来のステッピングモータの励磁方式として、図６に示す２相励磁方式や、図７に示す１−２相励磁方式が公知の技術として広く利用されている。図６の２相励磁方式の特徴としては、高出力が得られ、広い周波数範囲に使用できる。図７の１−２相励磁方式の特徴としては、２相励磁方式のステップ角をθとした場合、θ／２のステップ角が得られ、高分解能の駆動が可能となる。また、例えば特許文献１では、１−２相励磁方式において、コイルへのオフのタイミング時に、２相励磁方式と同じ通電パターンを瞬間的に印加する技術が提案されている。また、特許文献２では、マイクロステップ駆動時の駆動回路の低コスト化を実現する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１５４３９７号公報
【特許文献２】特願２００２−１６４５７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のステッピングモータの駆動制御においては、使用している機器によって特定の周波数近辺で共振が起こってしまうという課題があった。また、マイクロステップ駆動にて細かく制御することにより共振を回避できる場合が多いが、その反面、マイクロステップ駆動が可能なコントローラーが必要となるため、高コスト化となってしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、１−２相励磁方式により駆動されるステッピングモータの駆動周波数が所定の駆動周波数より低い場合、前記１−２相励磁方式のの１サイクルの１／８の制御単位内において、ヨークを消磁させるためにコイルへの通電をショートさせる時間を設けたステッピングモータの励磁方式とするものである。
【０００５】
上記構成においては、ステッピングモータの駆動周波数が、使用される機器との関係で共振の可能性がある所定の駆動周波数よりも低い場合は、１サイクルの１／８の制御単位内において、コイルへの通電をショートさせる時間を設け、ショートさせている間、ヨークを消磁させるようにしている。
【０００６】
詳しくは、前記制御単位において、コイルへの通電をショートさせる時間が長い第１のモードと、コイルへの通電をショートさせる時間が短い或いはショートさせない第２のモードとを有し、第１のモードでは、コイルへの通電をショートさせてステッピングモータの回転トルクを下げ、共振周波数から使用周波数領域から外れるようにし、第２のモードでは、従来の１−２相駆動と同様な制御を行うことで、回転トルクを保証するようにし、高価なコントローラーを不要とする構成にしている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、安価なシステムで共振を回避することのできるステッピングモータの励磁方式及び撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下の一実施例に示す通りである。
【実施例】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態としての一実施例を示す。図１は永久磁石型１−２相励磁（駆動）方式のステッピングモータの概略構成を示す図であり、同図において、１，２は磁束を発生させるための第１，第２のコイル、３は多極に磁化された回転子となるマグネット、４は第１コイル１によって磁化された固定子となる第１ヨーク、５は第２コイル２によって磁化された固定子となる第２ヨークである。
【００１０】
図２は上記構成のステッピングモータの駆動波形を示す図であり、横軸は各コイルへの通電時間を示し、縦軸は第１コイル１及び第２コイル２によって発生する第１ヨーク４の端部４ａ及び第２ヨーク５の端部５ａの磁極と磁極の強さを示している。
駆動周波数Ｘは
Ｘ＝１／（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｆ６＋Ｆ７＋Ｆ８）
となる。Ｆ１〜Ｆ８は略同一時間（１サイクルの１／８）の制御単位である。
【００１１】
図２は、所定の周波数よりも低い周波数で駆動する際の駆動波形であり、所定の周波数よりも高い周波数で駆動する際には、図７に示される公知の技術である駆動波形により制御される。なお、所定の周波数とは、ステッピングモータを使用する機器により決まる共振周波数に近い値であり、余裕を見て共振周波数よりも高い周波数を設定することが望ましい。
【００１２】
図３は、図２に示す制御単位Ｆ４の部分のみを拡大した波形図である。所定の制御単位Ｆ４は、駆動周波数Ｘより
およそＦ４＝０．１２５／Ｘ    （１サイクルの１／８）
で決定される時間分だけ制御される。Ｆ４１〜Ｆ４５は制御単位Ｆ４を更に分割した時間であり、制御単位Ｆ４５はＦ４の時間の略半分である。つまり、
およそＦ４５＝Ｆ４１＋Ｆ４２＋Ｆ４３＋Ｆ４４
の関係にある。制御単位Ｆ４１〜Ｆ４４は略同一時間としている。
【００１３】
従来の１−２相駆動時では、Ｆ４中に第１コイル１に通電し、第１ヨーク４の端部４ａをＮ極に励磁している。本実施例では、Ｆ４１においては、従来と同様に第１コイル１に通電して第１ヨークの端部４ａをＮ極に励磁し、Ｆ４２になると、第１コイル１に流す電流をショートさせて第１ヨーク４の端部４ａを消磁し、Ｆ４３になると、再び第１コイル1に通電して第１ヨーク４の端部４ａをＮ極に励磁し、Ｆ４４になると、再び第１コイル１に流す電流をショートさせて第１ヨーク４の端部４ａを消磁し、Ｆ４５になると、従来と同様に通電して第１ヨーク４の端部４ａをＮ極に励磁し続ける。なお、従来の１−２相励磁方式によるＦ３,Ｆ７でのオフと区別する意味で「ショート」の用語を用いているが、ショートはオフと同じ作用である。
【００１４】
ショート通電を２回行うＦ４１からＦ４４までが第１のモードであり、Ｆ４５が第２のモードである。所定の制御単位であるＦ４において、ショートさせる時間を設けるとともに、該ショートさせる時間が第１のモードと第２のモードで異なっていることが、本実施例における特徴である。また、通電している各所定の制御単位のＦ１，Ｆ２，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ８はそれぞれ、ショートさせる時間が異なる第１のモードと第２のモードで構成される。
【００１５】
本実施例では、前半の第１のモード時にショート制御を行い、ステッピングモータの回転トルクを下げることで、共振周波数を使用周波数領域から外し、後半の第２のモード時には従来の図７に示す１−２相駆動と同一制御を行うことで、回転トルクを保証するものである。ステッピングモータは一般に低周波で駆動する際にはトルク余裕があるため、図２に示すように回転初期のトルクを下げても、脱調など不都合が起きることは無い。また、所定の周波数よりも高い周波数で駆動する際には、駆動トルクの低下を防止するために図７に示される従来の制御方式で駆動する。
【００１６】
尚、本実施例では、第１のモードでショート制御を２回行う例を示したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２回ショートさせればよい。また、Ｆ４１〜Ｆ４４を略同一の時間としたが、これに限定されるものではなく、異なっていても良い。しかし、略同一の時間とすることで不図示のマイコンの時間割り当てが容易になり、安価なシステムを採用しやすくなる。さらに、本実施例では、ショート制御させていない状態では常に通電している状態を例として挙げたが、これに限定されるものではなく、公知の技術であるＰＷＭ制御中でも有効である。ＰＷＭ制御中に本発明を適用すると、ＰＷＭ制御によるショート時間よりも第１のモードで行われるショート制御時間は長い。よって、第１のモードではＰＷＭ制御によるショート時間から本発明を適用することによるショート時間へとショート時間が変化する。また、第２のモードでは常に一定の間隔でＰＷＭ制御によるショート制御が行われる。
【００１７】
図４は、図１のステッピングモータ及び不図示のマイコン等の制御系を適用した撮像装置の斜視図である。撮像装置６００内には撮影光学系６０１が設けられている。この撮影光学系６０１は不図示の複数のレンズから構成されており、少なくとも一つのレンズ群が図１に示したステッピングモータで駆動されている。
【００１８】
図５は、少なくとも一つのレンズ群をステッピングモータで駆動する部分の概略を示す構成図である。ステッピングモータ７００にはネジ棒７０１が取り付けられており、該ステッピングモータ７００により回転駆動される。不図示のレンズ群を保持したレンズホルダー７０２にはネジ棒７０１に対応するナット部７０３が設けられており、ネジ棒７０１の回転と不図示の回転規制部材により不図示のレンズ群及びレンズホルダー７０２が矢印の方向に移動させられる。
【００１９】
レンズホルダー７０２を介してステッピングモータ７００により不図示のレンズ群を駆動して合焦動作をさせる際、合焦付近では光学条件を満たすために、ステッピングモータ７０２を低速で回転させ、所望の位置まで駆動する必要がある。このようにステッピングモータ７０２を低周波数で駆動する際、共振を防止するために、共振が起こる周波数よりも低い領域では、図２で示した制御を行う。共振が起こらない高周波領域では、駆動トルクを低下させないために、従来の図７に示した１−２相励磁方式でステッピングモータ７０２を駆動させる。
【００２０】
以上の実施例によれば、ステッピングモータの永久磁石型１−２相励磁方式において、ステッピングモータの駆動周波数が所定の周波数よりも低い周波数である場合、１−２相励磁方式により通電されるべき所定の制御単位において、コイルへの通電をショートさせる時間を設けるようにしている。詳しくは、通電されるべき所定の制御単位において、ショートさせる時間が長い第１のモードと、ショートさせる時間が短い、或いはショートさせない第２のモードを有し、第２のモードよりも第１のモードを先に行うとともに、該第１のモードでは、複数回のショートを行い、ヨークを消磁させてステッピングモータの回転トルクを下げて使用周波数が共振周波数より外れるようにしている。ここで、前記所定の周波数とは、ステッピングモータが使用される機器の共振周波数よりも高い周波数である。
【００２１】
以上のような制御を行うことにより、高価なコントローラー等が不要になり、安価なシステムでありながら、共振を回避しつつ、ステッピングモータを駆動手段として使用することができる。よって、撮像装置のレンズ駆動手段等として、ステッピングモータを使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例に係るスッテッピングモータの概略を示す構成図である。
【図２】図１のステッピングモータの駆動波形を示す図である。
【図３】図２の所定の制御単位であるＦ４の拡大図である。
【図４】図１のステッピングモータを搭載した撮像装置を示す斜視図である。
【図５】図４の撮像装置に搭載されたステッピングモータとレンズホルダー等を示す構成図である。
【図６】従来のステッピングモータの２相駆動時の駆動波形を示す図である。
【図７】従来及び本発明のステッピングモータの１−２相駆動時の駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１        第１コイル
２        第２コイル
３        マグネット
４        第１ヨーク
５        第２ヨーク
６００    撮像装置
６０１    撮影光学系
７００    ステッピングモータ
７０１    ネジ棒
７０２    レンズホルダー
【図１】
2005210760.tif 000003
【図２】
2005210760.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005210760.tif 000006
【図５】
2005210760.tif 000007
【図６】
2005210760.tif 000008
【図７】
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