(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正転及び逆転可能なステップモータを駆動源とし、前記ステップモータの回転軸に固着された出力ピニオンと、外周部にラックが形成され前記ステップモータと連動する駆動部材と、前記出力ピニオンと前記駆動部材との間に介在し前記出力ピニオンと前記ラックとを歯合により連結する少なくとも一つの歯車と、前記駆動部材の作動位置に応じて信号検出を行なう検出部と、前記ステップモータの回転に応じ前記駆動部材の作動制御を行なう制御部とからなるステップモータ駆動装置において、
前記制御部は、前記駆動部材の初期位置を機械的に規制がかかる極限位置から前記ステップモータが所定のステップ数だけ正転した所に設定し、
前記初期位置から前記駆動部材の作動を開始する時、前記ステップモータを一旦逆転動作させ前記検出部の信号検出領域で信号検出を行なわせ、前記駆動部材が規定の動作を行なっていることを確認した後、前記ステップモータを正転動作させて前記駆動部材を目標位置へ移動させ、
初期位置への復帰動作の際は、前記ステップモータを逆転動作させて前記駆動部材を前記目標位置から前記検出部の信号検出領域まで戻して信号検出を行ない、規定の動作を行なっていることを確認した後、前記ステップモータを正転させて前記駆動部材を前記初期位置へ移動し、一連の動作を終了することを特徴とするステップモータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記駆動部材が規定の動作を行なっていないと判断した時は、前記ステップモータの回転を制御して、前記駆動部材を強制的に前記初期位置に移動させることを特徴とする請求項１記載のステップモータ駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記駆動部材を強制的に初期位置に戻すことに失敗した時、誤動作が生じた旨の警告を発することを特徴とする請求項２記載のステップモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載のステップモータ駆動装置を備えたカメラ用レンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項１記載のステップモータ駆動装置を備えたカメラ用シャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチルカメラなどに使用されるステップモータ駆動装置に関する。より詳しくは、ステップモータの初期位置検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステップモータを駆動源としたステップモータ駆動装置は広く使用されている。例えば、ステップモータ駆動装置は、スチルカメラなどに組み込まれるレンズの繰り出しに用いられている。一般に、ステップモータ駆動装置は、ステップモータと連結してレンズなどを作動する駆動部材と、この駆動部材とステップモータとを連結する伝達部材と、駆動部材の初期位置を検出する検出部と、ステップモータの回転に応じ駆動部材の作動制御を行なう制御部（マイクロプロセッサ）とを有する。レンズの繰り出しを行なう時、制御部はまずステップモータを正転動作させて駆動部材を起動する。これにより、駆動部材は機械的に度当りした極限位置から動作の基準となる初期位置を通過し目標位置まで移動する。ステップモータの正転動作の過程で、駆動部材が初期位置を通過する際に規定の動作を行なっているか否かを検出部により判定し、判定後に目標位置まで駆動部材を作動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のステップモータ駆動装置では、ステップモータの正転動作の途中で、駆動部材が初期位置を通過し、これを検出部で検出する様になっている。従って、逆に復帰動作においては、ステップモータの逆転動作の過程で駆動部材が初期位置を通過し、これを検出する構成となっている。従って、駆動部材の起動時と復帰時では初期位置を検出する際の作動方向が異なる為、ステップモータと駆動部材の間を連結する伝達部材を輪列で構成した場合など、バックラッシュやガタなどが発生するので、正転時と逆転時とで初期位置検出のタイミングにずれが発生するという課題がある。この様なタイミングずれが生じると、駆動源となるステップモータ、レンズなどを駆動する駆動部材及びマイクロプロセッサからなる制御部とで構成されるシステムの誤作動（システムエラー）につながる恐れがある。
【０００４】
以下、図２１を参照して、上述した初期位置の検出のタイミングずれについて具体的に説明する。図のタイミングチャートは、横軸に経過時間を示し、縦軸にレンズ駆動部材の位置を表わしている。このタイミングチャートでは、レンズ駆動部材の位置はステップモータのステップ数で表わされている。ステップモータは互いに位相の異なるパルスＡ及びパルスＢの印加を受けて回転する。両パルスＡ，Ｂの位相関係により、ステップモータの正転及び逆転を制御できる。ステップモータに通電する前、レンズ駆動部材はストッパに対して機械的に度当りした極限位置に置かれている。この状態でレンズ駆動部材を起動する時、まずタイミング（１）でステップモータに同相のパルスＡ，パルスＢを印加して電気的な安定化を図る。この状態では、まだステップモータは回転しない。続いてタイミング（２）で検出部から出力される検出信号のチェックを行なう。ステップモータ駆動装置が正常であれば、検出信号はローレベル（Ｌ）になっている。続いて、パルスＡ及びパルスＢを制御し、ステップモータを４ステップ分だけ正転させて、レンズ駆動部材を電気的な初期位置に移動する。この状態がタイミング（３）で表わされている。検出信号はタイミング（２）からタイミング（３）に移行する過程で、ローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に切り換わっている。制御部はタイミング（４）で検出信号がＬからＨに切り換わっていることを判定し、これによりレンズ駆動部材が規定の動作を行なっていることを確認する。この後、タイミング（５）で被写体距離に応じた分だけステップモータを正転させ、レンズ駆動部材を目標位置まで作動させる。これによりレンズは被写体距離に応じた分だけ繰り出されてタイミング（６）の状態に至る。この様に、レンズ駆動部材の位置制御はステップモータのステップ数に基づくオープン制御となっており、ステップ数のカウントの基準として初期位置の確認が必要になる。タイミング（６）の後、カメラの露光動作を行なってタイミング（７）に至る。この後、レンズ駆動部材は目標位置から初期位置を通って極限位置に復帰する。この復帰動作は、ステップモータを逆転させて行なわれ、正転時とは全く逆の方向となる。即ち、タイミング（４）で一旦停止し、検出信号のチェックを行なった後、更にステップモータを４ステップ逆転させる。そしてタイミング（２）で検出信号を再びチェックし、ＨからＬに切り換わっていることを確認した後、レンズ駆動部材を極限位置にセットする。
【０００５】
前述した様に、ステップモータとレンズ駆動部材は輪列からなる伝達部材で相互に連結されており、輪列の歯車間にバックラッシュを有している。ステップモータの正転時と逆転時とでは、輪列のバックラッシュに差がある為、ステップモータに印加されるパルスＡ及びパルスＢのタイミングと、検出信号の出力タイミングに差が生じる。パルスＡ及びパルスＢの出力タイミングは制御部により制御されており、同一の時間軸で検出信号のチェックも行なわれる。従って、バックラッシュなどにより検出信号の出力タイミングに大きな誤差が含まれると、制御部は正しい制御を行なうことができず、システムエラーにつながる恐れがある。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
上述した従来の技術の課題を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、正転及び逆転可能なステップモータを駆動源とし、前記ステップモータの回転軸に固着された出力ピニオンと、外周部にラックが形成され前記ステップモータと連動する駆動部材と、前記出力ピニオンと前記駆動部材との間に介在し前記出力ピニオンと前記ラックとを歯合により連結する少なくとも一つの歯車と、前記駆動部材の作動位置に応じて信号検出を行なう検出部と、前記ステップモータの回転に応じ前記駆動部材の作動制御を行なう制御部とからなるステップモータ駆動装置において、前記制御部は、前記駆動部材の初期位置を機械的に規制がかかる極限位置から前記ステップモータが所定のステップ数だけ正転した所に設定する。前記初期位置から前記駆動部材の作動を開始する時、前記ステップモータを一旦逆転動作させ前記検出部の信号検出領域で信号検出を行なわせ、前記駆動部材が規定の動作を行なっていることを確認した後、前記ステップモータを正転動作させて前記駆動部材を目標位置へ移動させる。初期位置への復帰動作の際は、前記ステップモータを逆転動作させて前記駆動部材を前記目標位置から前記検出部の信号検出領域まで戻して信号検出を行ない、規定の動作を行なっていることを確認した後、前記ステップモータを正転させて前記駆動部材を前記初期位置へ移動し、一連の動作を終了する。好ましくは、前記制御部は、前記駆動部材が規定の動作を行なっていないと判断した時は、前記ステップモータの回転を制御して、前記駆動部材を強制的に前記初期位置に移動させる。更に好ましくは、前記制御部は、前記駆動部材を強制的に初期位置に戻すことに失敗した時、誤動作が生じた旨の警告を発する。上述したステップモータ駆動装置は、カメラ用レンズ駆動装置やカメラ用シャッタ装置の駆動源として用いられる。
【０００７】
本発明によれば、駆動部材の初期位置を、従来の機械的に規制のかかる極限位置より数ステップ分だけ正転方向へ移動させた位置としている。そして、駆動部材の起動時における初期位置検出においては、一旦ステップモータを逆転動作させてその過程で信号検出を行なう。又、動作完了後の初期位置への復帰では、ステップモータを逆転動作させその過程において駆動部材の初期位置検出を行なっている。これにより、起動開始の際の初期位置検出並びに動作終了後の復帰の際の初期位置検出ともに、ステップモータの逆転方向の動作にて実行することとなり、輪列などを使用した伝達部材のバックラッシュやガタによる信号検出のタイミングのずれを抑制することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るステップモータ駆動装置の基本的な構成を示すブロック図である。１は被写体像を所定の像面に結像させる為の撮影用レンズ、２は撮影用レンズを駆動する為の例えばカムなどを含む駆動部材、３は駆動源となるステップモータ（ＳＭ）、４はステップモータ３の回転を駆動部材２に対して伝達する伝達部材であり、一般的には歯車を複数組み合わせた輪列が用いられる。５はシャッタボタンなどの操作に連動して測距動作及び合焦動作を実行させる為のスイッチ、６はアクティブ測距その他公知の手法で被写体距離を測定する測距部を各々示す。又、７はマイクロプロセッサからなる制御部であり、ステップモータ３に供給する駆動パルスＡ，Ｂを制御する。８は、駆動部材２の位置を直接もしくは間接的に検出する検出部であって、例えばフォトリフレクタ（ＰＲ）からなる。
【０００９】
係る構成において、制御部７は、駆動部材２の初期位置を機械的に規制がかかる極限位置からステップモータ３が所定のステップ数（例えば８ステップ）正転した所に設定する。制御部７は、駆動部材２を初期位置から起動する時、ステップモータ３を一旦逆転動作させ、検出部８の信号検出領域で信号検出して、駆動部材２が規定の動作を行なっていることを確認した後、ステップモータ３を正転動作させ駆動部材２を目標位置へ移動させてレンズ１をセットする。この目標位置は測距部６の出力結果に応じて予め決められる。逆に、制御部７は、駆動部材２を目標位置から初期位置へ復帰させる際、ステップモータ３を逆転動作させて駆動部材２を一旦検出部８の信号検出領域まで戻して信号検出を行ない、規定の動作を行なっていることを確認した後、ステップモータ３を正転させて駆動部材２を初期位置へ移動し、一連の動作を終了する。好ましくは、制御部７は、駆動部材２が規定の動作を行なっていないと判断した時は、ステップモータ３の回転を制御して駆動部材２を強制的に初期位置に移動させる。更には、制御部７は、駆動部材２を強制的に初期位置に戻すことに失敗した時、誤動作を表わす警告を発する様にしている。
【００１０】
図２は、ステップモータ３の具体的な構成例を示しており、１０は中央に露出開口１０ａが形成された地板である。３ａは９０度間隔でＳ極Ｎ極が交互に配置されたロータであり、３ｂ、３ｃはロータ３ａに対して磁極を向けて左右対称配置されたステータである。各ステータは基本的には馬蹄形状であるが、全体の収まりを良くするために露出開口１０ａを中心として概ね同心円弧状に形成されており、その磁極先端はロータ３ａの回転軸を中心として４５度−９０度−１３５−９０度の間隔で配置されている。各々のステータ３ｂ、３ｃには各々コイル３ｄ、３ｅが捲着されており、各コイル３ｄ、３ｅに対して位相のずれたパルス信号Ａ、Ｂを加えるとロータ３ａはパルス信号の位相順序に応じた方向にステップ回転する。
【００１１】
ロータ３ａの回転は図３及び図４に示す伝達手段の一例である輪列を介して伝達される。尚、図３は被写体側から見た平面図、図４は断面図である。先ず、１１はロータ３ａと同軸の出力ピニオンである。又、１２ａと１２ｂ、１３ａと１３ｂ、１４ａと１４ｂは各々大径車及び小径車を示しており、各々二段歯車を構成している。出力ピニオン１１の回転は大径車１２ａに伝達され、小径車１２ｂを同軸回転させる。小径車１２ｂの回転は大径車１３ａに伝達され、小径車１３ｂを回転させる。小径車１３ｂの回転は小径車１４ｂに伝達され、大径車１４ａを回転させる。又、１５は概ね全周にわたってラック１５ａが形成されたレンズ駆動手段の一例たるレンズ駆動リングである、レンズ駆動リング１５は露出開口１０ａを中心に回転可能に支持されており、ラック１５ａが大径車１４ａと歯合している。レンズ駆動リング１５に形成された凸片１５ｂには後述のレンズ枠が連結されており、レンズ駆動リング１５が露出開口１０ａを中心に図３に示す状態から右旋する時にレンズ枠は無限遠から近接撮影位置に向けて繰り出される。又、１６はレンズ駆動リング１５の極限位置規制用のストッパである。尚、図示の状態では、駆動部材であるレンズ駆動リング１５は、ストッパ１６から８ステップ分だけ正転した位置で停止状態となっている。これがレンズ駆動リング１５の初期位置である。又、レンズ駆動リング１５はストッパ１６に対する当接部１５ｄを有している。又、繰り出しギア１７はラック１５ａと歯合するとともにスプリング１８によって左旋習性を与えられている。尚、図面上ではスプリング１８は矢印によって付勢方向のみを示しているが、この方向の付勢力を与えることが出来る限りスプリングの具体的な構成は限定されない。したがって、レンズ繰り出しギア１７はレンズ駆動リング１５に対して右旋方向の付勢力を及ぼし、レンズ繰り出し時にステップモータ３に対して加わる負荷トルクを減少させる。尚、スプリング１８によって与えられる付勢力は、非通電状態でステップモータを回転させない限度のものである。尚、ステップモータからの出力であるピニオン１１からレンズ駆動リング１５までは歯車１２から１４が連結しており、それぞれの歯車間においてバックラッシュを有している。この場合、スプリング１８は、このバックラッシュをある程度防止する為に、一方向へ付勢力を与えている。しかし、スプリング１８の付勢力よりも大きな負荷が生じるとバックラッシュの影響が生じることになる。スプリング１８はレンズ停止時にバックラッシュを解消させることはできるが、信号検出時のバックラッシュ解消までは意図されていない。
【００１２】
次に、１９は後述のシャッタ羽根を開閉駆動するための羽根開閉レバーである。羽根開閉レバー１９は軸１９ａによって回動自在に支持されるとともにスプリシグ２０によって右旋習性を与えられている。尚、スプリング２０も矢印で付勢方向のみを示している。羽根開閉レバー１９の先端部裏面のピン１９ｂは後述のシャッタ羽根と係合しており、羽根開閉レバー１９が図示の状態から右旋すると後述のシャッタ羽根は露出開口１０ａを開口する。２１は羽根開閉レバーを駆動するための羽根駆動モータであり、その駆動ピン２１ａはモータ２１に対する通電により所定の角度範囲内で揺動する。この出力ピン２１ａには羽根開閉レバー１９の先端にあるアーム１９ｃが係合しており、出力ピン２１ａが左旋すると羽根開閉レバー１９はスプリング２０の付勢力によって右旋する。尚、２２及び２３は出力ピン２１ａの揺動範囲を規制するためのストッパである。尚、羽根開閉レバー１９の後端には突起１９ｄが形成されている。レンズ駆動リング１５には、この突起１９ｄと係合可能な様に、凸部１５ｃが形成されている。
【００１３】
次にシャッタ羽根周辺の構成を図５に示す。２５、２６は各々基本的には左右対称形状のシャッタ羽根である。シャッタ羽根２５、２６は各々地板１０の裏面に設けられた軸２５ａ、２６ａに揺動自在に支持されるとともに、シャッタ羽根２５、２６に形成された長孔２５ｂ、２６ｂに羽根開閉レバー１９の先端裏面に植設されたピン１９ｂが地板１０を貫通して係合している。尚、地板１０の貫通孔は図面の煩雑化を避けるため省略している。したがって、図示する状態から羽根開閉レバー１９を右旋させるとシャッタ羽根２５が軸２５ａを中心に左旋し、シャッタ羽根２６が軸２６ａを中心に左旋して露出開口１０ａを開口する。尚、２７はシャッタ羽根２５の初期位置規制用のストッパ、２８は羽根位置検出用のフォトリフレクタ（ＰＲ）である。
【００１４】
ところで、フォトリフレクタ２８はレンズ駆動リング１５の初期位置検出にも兼用されている。即ち、レンズ駆動リング１５は羽根開閉レバー１９を介してシャッタ羽根２５に連動しており、レンズ駆動リング１５の動きに応じて、シャッタ羽根２５に形成された遮光片２５ｃがフォトリフレクタ２８のセンサ穴２８ａを通過する様になっている。
【００１５】
次に、図６はレンズ駆動リング１５とレンズ枠３１との関係を示す断面図である。撮影用レンズ３０を保持したレンズ枠３１はスプリング３２によってガタ寄せされている。地板１０上でに露出開口を中心に支持されたレンズ駆動リング１５から立ち曲げ形成された凸片１５ｂはレンズ枠３１と係合しており、このレンズ枠３１の外周部はヘリコイドネジ３３と螺合している。従って、レンズ駆動リング１５を回転させてレンズ枠３１を回転させると、レンズ枠３１はヘリコイドネジに沿って光軸方向に移動する。
【００１６】
図７は、図３に示したレンズ駆動リング１５が目標位置まで右旋した状態を表わしている。図示の例では、レンズ駆動リング１５が初期位置から最大２２０ステップ分右旋した場合を表わしている。
【００１７】
図８は、一対のシャッタ羽根２５，２６がレンズ開口１０ａから退避し、露光動作を行なっている状態を表わしている。即ち、レンズ駆動用のステップモータに対する通電がオフになるのと同時に、羽根駆動用のステップモータ２１に対して正方向の通電を行ない、その出力ピン２１ａを左旋させる。従って、羽根開閉レバー１９はスプリング２０の付勢力によって右旋し、図示する様にシャッタ羽根２５は軸２５ａを中心に左旋し、シャッタ羽根２６は軸２６ａを中心に右旋して露光開口１０ａを開口する。又、この様にしてシャッタ羽根２５が作動する過程でシャッタ羽根２５に形成された遮光片２５ｃがフォトリフレクタ２８のセンサ穴２８ａを通過する時に、フォトリフレクタ２８は検出信号を発生する。この検出信号は自動露光制御に用いられる。
【００１８】
図９を参照して、本発明に係るステップモータ駆動装置の動作を詳細に説明する。図示のタイミングチャートは、横軸に経過時間を取り、縦軸にレンズ駆動部材の位置をステップモータのステップ数を単位として表わしている。このタイミングチャートは、レンズ繰り出し行程を表わしている。図示する様に、レンズ駆動部材は予め▲１▼で示す様に初期位置に置かれている。尚、初期位置▲１▼は図３に表わされている。この状態でステップモータをまず４ステップ分逆転させると、駆動部材１５は図３に示す初期位置▲１▼から反時計方向へ回転し、凸部１５ｃは羽根開閉レバー１９の突起１９ｄに接近して停止する。但し、凸部１５ｃは突起１９ｄにまだ接触していないので、羽根開閉レバー１９は図３に示した位置のままである。従ってシャッタ羽根２５は図５に示した位置にあり、フォトリフレクタ２８のセンサ穴２８ａは遮光片２５ｃで覆われていないので、フォトリフレクタ２８の出力はＯＰＥＮとなっている。図９のタイミングチャートに示す様に、駆動部材１５が初期位置▲１▼にある状態で一回目の検出信号のチェック（ＣＨＥＣＫ（１))が行なわれ、続いてステップモータ３を４ステップ分逆転した状態▲２▼で、第二回の検出信号のチェック（ＣＨＥＣＫ（２))を行なう。前述した様に、この状態▲２▼ではフォトリフレクタ２８の出力はまだＯＰＥＮとなっている。
【００１９】
この様にＣＨＥＣＫ（１）及びＣＨＥＣＫ（２）を行なって駆動部材１５が規定の動作を行なっていることを確認した後、更にステップモータ３を４ステップ分逆転し、極限位置▲３▼に移動させる。この極限位置▲３▼では、駆動部材１５の当接部１５ｄがストッパ１６に度当りしている。又、駆動部材１５の凸部１５ｃは羽根開閉レバー１９の突起１９ｄを持ち上げ、開閉レバー１９を時計方向へわずかに回転させる。これにより、シャッタ羽根２５の遮光片２５ｃは図５に示すフォトリフレクタ２８のセンサ穴２８ａを遮蔽する。これにより、図９のタイミングチャートに示す様に、フォトリフレクタ２８の出力はＣＬＯＳＥとなる。この段階で三回目の検出信号のチェック（ＣＨＥＣＫ（３))を行なう。この一連の動作過程において、駆動部材１５が規定の動作を行なったことの確認が完了し、以降は目標位置まで駆動部材１５を移動させる様に、ステップモータ３を正転させ、レンズの繰り出し行程を終了する。図９に示した例では、駆動部材１５を例えば６２ステップ分繰り出して目標位置▲４▼にセットしている。
【００２０】
図１０は、レンズの繰り出し行程の後カメラの露光動作を実行し、レンズ戻し行程に入った場合のタイミングチャートである。図示する様に、ステップモータ３を逆転させ、レンズ駆動部材１５を目標位置▲４▼からストッパの手前４ステップ分に相当する位置▲５▼まで移動させる。尚、この位置▲５▼は繰り出し行程における位置▲２▼と同一であり、フォトリフレクタの出力はＯＰＥＮである。ここで検出信号のチェック（ＣＨＥＣＫ（５))を実行した後、更にステップモータを４ステップ分逆転させ、駆動部材１５を極限位置▲６▼に到達させる。この極限位置▲６▼はレンズ繰り出し時の極限位置▲３▼と同一であり、駆動部材１５はストッパ１６に機械的に度当りする。従って、検出信号はＣＬＯＳＥに切り換わる。ここで検出信号のチェック（ＣＨＥＣＫ（６))を行ない、駆動部材１５が規定の動作を行なったことの確認が終了する。以後、ステップモータを８ステップ分正転動作させ、駆動部材１５を初期位置▲７▼に戻して、一連の動作が完了する。
【００２１】
以上の説明の通り、レンズの繰り出し時の初期位置チェック並びに戻り行程での初期位置チェックとも、ステップモータが逆転方向でのチェックであり、繰り出し行程と戻り行程とでバックラッシュなどによる差は発生しない。これに対し、従来の場合、行きと戻りとでは方向が異なる為、ステップモータに通電されるパルスを基準とした場合、検出信号のタイミング差という不具合を生じ、システムエラーになる可能性があった。又、検出信号のチェックを行なう際、シャッタ開閉レバー１９を駆動部材１５にてわずかに移動させる行程があるが、本実施形態の場合、繰り出し行程及び戻り行程ともに同一方向から駆動部材１５が開閉レバー１９に係合する為、駆動部材１５に係る負荷が最も少なくなる様に駆動部材１５の凸部１５ｃなどの設計を行なうことができる。従来の場合、図３に示す突起部１５ｃが開閉部材１９の突起１９ｄを通り過ぎ、戻り行程においては凸部１５ｃの右側から作用する為、行きと帰りとで負荷の差が発生することになる。以上の様に、本発明では行きと戻りとも同一方向で位置検出を行なうことが可能となり、歯車などによるバックラッシュの影響を解消することができる。又、検出部と駆動部材を結ぶ連結機構の作動も一方向からとなる為、ステップモータへかかる負荷も変動がなく安定して初期位置検出を行なうことが可能になる。尚、本実施形態はレンズの繰り出しを例として説明を行なったが、これ以外のシャッタ装置、絞り装置、その他ステップモータを駆動源として使用した駆動装置に適用可能である。又、本実施形態では検出部としてフォトリフレクタなどの光学センサを使用したが、他にも機械的なスイッチなどを検出部に使用しても構わない。
【００２２】
最後に図１１乃至図２０のフローチャート及びテーブルを参照して、本発明に係るステップモータ駆動装置の動作を詳細に説明する。図１１はレンズ繰り出し行程を示すフローチャートである。まずステップＳ１で本装置を起動した後、ステップＳ２でステップモータ（ＳＴＭ）に対する通電をＯＮする。ステップＳ３で１０ｍｓ待機した後（即ちステップモータに対して通電を１０ｍｓ維持した後）ステップＳ４でＰＲ  ＣＨＥＣＫ（１）を行なう。続いてステップＳ５でＰＲ＝ＯＰＥＮか否かを判断する。ＹＥＳの場合にはステップＳ６，ステップＳ７及びステップＳ８でステップモータを４パルス分（４ステップ分）逆転させる。この後ステップＳ９で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１０でＰＲ  ＣＨＥＣＫ（２）を行なう。ステップＳ１１でＰＲ＝ＯＰＥＮか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１２，Ｓ１３及びＳ１４で更にステップモータを４パルス分逆転させた後、ステップＳ１５で１０ｍｓ待機する。この後ステップＳ１６でＰＲ  ＣＨＥＣＫ（３）を行なう。ステップＳ１７でＰＲ＝ＣＬＯＳＥか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には駆動部材が正しく規定の動作を行なったことが確認され、初期位置の検出が完了する。
【００２３】
ステップＳ５で判定結果がＮＯの場合には、ＰＲ＝ＣＬＯＳＥなので、駆動部材は初期位置ではなく極限位置にあると推定される。この場合にはステップＳ２１，Ｓ２２及びＳ２３でステップモータを４パルス分正転させ、ステップＳ２４で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ２５で追加のＰＲ  ＣＨＥＣＫを行なう。ステップＳ２６でＰＲ＝ＯＰＥＮか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、正常に戻ったと判断され、次のステップに進む。一方ステップＳ２６の判定がＮＯの場合には、ステップＳ２７に進み警告ＥＲＲＯＲを出力する。即ち、駆動部材がストッパに度当りした極限位置から脱出できなかったと判断される。
【００２４】
又、ステップＳ１７で判定結果がＮＯの場合には、ＰＲ＝ＯＰＥＮであるので、駆動部材は極限位置に到達していないことになる。そこで、ステップＳ３１に進み、一回だけ再試行を行ない、ステップＳ１２，Ｓ１３及びＳ１４で４パルス分ステップモータを逆転させる。この後再びステップＳ１６でＰＲ  ＣＨＥＣＫ（３）を行ない、ステップＳ１７でＰＲ＝ＣＬＯＳＥと判定された時には、正常に戻ったので次のステップに進む。一方、ステップＳ１７で再び判定結果がＮＯと出た場合には、異常と見なされステップＳ３１で別のフローに分かれる。
【００２５】
図１２は、ステップＳ１７で判定結果がＹＥＳと出た場合の後続ステップを表わしている。まず、ステップＳ１８で、予め求めた被写体距離に応じ、レンズの繰り出し行程（レンズストローク）を設定する。ストロークが１乃至９６ステップ分の場合には、ステップＳ１９１に進み、低速モードでレンズ繰り出しを行なう。又、ストロークが９７乃至１５８ステップ分に相当する場合には、ステップＳ１９２に進み中速モードでレンズ繰り出しを実行する。又、ストロークがステップモータの１５９〜２１０ステップ分に相当する時には、ステップＳ１９３に進み高速モードでレンズ繰り出しを行なう。
【００２６】
図１３は、図１１のステップＳ３１で異常と判定された場合の後続フローを表わしている。まずステップＳ３２で、前述した再試行が５５回目に到達したか否かを判定する。尚、再試行を５５回繰り返すとステップモータは５５×４＝２２０ステップ分回転したことになる。これは、駆動部材の最大ストロークである。最大ストローク分ステップモータを逆転させても駆動部材が極限位置に復帰できない場合にはステップＳ４５に進み、通電をＯＦＦにし、ステップＳ４６でＥＲＲＯＲ処理を行なう。即ち、駆動部材は極限位置に復帰することに失敗した為である。一方、ステップＳ３２で再試行が未だ５５回に至っていないと判定された時には、ステップＳ３３，Ｓ３４及びＳ３５で４パルス分ステップモータを逆回転させ、ステップＳ３６で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ３７で追加のＰＲ  ＣＨＥＣＫを行なう。ステップＳ３８でＰＲ＝ＣＬＯＳＥか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ３２に戻り、前述した様に５５回に至るまで再試行を繰り返す。一方、ステップＳ３８で判定結果がＹＥＳの場合には、何回かの試行により駆動部材は極限位置に到達したと判定される。この場合にはステップＳ３９，Ｓ４０及びステップＳ４１でステップモータを８パルス分正転させ、駆動部材を初期位置に設定する。ステップＳ４２で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ４３でステップモータに対する通電をＯＦＦする。この後ステップＳ４４でＥＲＲＯＲ処理を行なう。尚、駆動部材は初期位置への復帰を完了しているが、前回のレンズ繰り出し動作などで何らかの異常が発生した可能性があるので、ここでは念のためＥＲＲＯＲを発している。
【００２７】
図１４は、レンズ繰り出しの低速モードを表わすフローチャートである。まずステップＳ５１でステップモータを１パルス正転させ、ステップＳ５２でパルス数をカウントする。この後ステップＳ５３で２．３ｍｓ待機した後、再びステップＳ５１で１パルス正転させる。この様に、パルス間隔２．３ｍｓで順次ステップモータを正転させ、レンズを比較的低速で繰り出す。ステップＳ５２でパルス数が（ステップ数＋８）に到達したと判定された時には、ステップＳ５４で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ５５で通電をＯＦＦし、ステップＳ５６でレンズセットを完了する。尚、ステップＳ５２において（ステップ数＋８）は駆動部材を目標位置に進める為のステップ数とその前に駆動部材を極限位置から初期位置に進める為のステップ数８とを加えた値を表している。
【００２８】
図１５は、図１２に示したレンズ繰り出しの中速モードを示すフローチャートである。まず、ステップＳ６１，Ｓ６２及びＳ６３で、パルス間隔をｔＡに設定して、１５パルス分だけステップモータを正転させる。その後、ステップＳ６４で１．５ｍｓ待機した後、ステップＳ６５，Ｓ６６及びＳ６７でパルス間隔を１．５ｍｓに設定し（ステップ数−２１）分のパルスだけパルスモータを正転させる。この後、ステップＳ６８，Ｓ６９及びＳ７０で、パルス間隔をｔＢに設定し、１４パルス分だけステップモータを正転させる。以上により、駆動部材は目標位置に到達する。この後ステップＳ７１で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ７２でステップモータに対する通電をＯＦＦし、ステップＳ７３でレンズセットを完了する。
【００２９】
図１６は、図１５のレンズ繰り出し中速モードにおいて設定されるパルス間隔ｔＡ及びｔＢの具体的な数値を表わしたテーブルである。尚、このテーブルは予めＲＯＭに書き込まれており、制御部のマイクロプロセッサはＲＯＭから図１６のテーブルデータを読み取って、ステップモータの回転制御を行なう。
【００３０】
図１７は、図１２に示したレンズ繰り出しの高速モードを示すフローチャートである。まず、ステップＳ８１，Ｓ８２及びＳ８３で、パルス間隔をｔＣにセットし、ステップモータを１５パルス分だけ正転させる。この後ステップＳ８４で１．２ｍｓ待機した後、ステップＳ８５，Ｓ８６及びＳ８７で、パルス間隔を１．２ｍｓに設定し、ステップモータを（ステップ数−２１）分だけ正転させる。続いて、ステップＳ８８，Ｓ８９及びＳ９０で、パルス間隔をｔＤに設定し、ステップモータを１４パルス分正転させる。以上により、駆動部材は目標位置に到達する。この後ステップＳ９１で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ９２で通電をＯＦＦし、ステップＳ９３でレンズセットを完了する。
【００３１】
図１８は、図１７に示したレンズ繰り出しの高速モードで設定するパルス間隔ｔＣ及びｔＤの設定値を示すテーブルである。中速モードと同様に、これらの設定値は予めＲＯＭに書き込まれる。
【００３２】
図１９は、レンズの復帰動作を示すフローチャートである。ステップＳ１００でシャッタの作動が終了した後、ステップＳ１０１で復帰の為のレンズストロークを決定する。通常、レンズ繰り出しの時のストロークと復帰の時のストロークは同一である。レンズストロークが１０５ステップ分以下の場合には、フローチャートの左側に分岐し、１０６ステップ分以上の場合には右側に分岐する。復帰の為に必要なストロークの数値に従い、ステップモータの回転速度を適時制御する為である。１０５ステップ以下の場合には、まずステップＳ１０２でステップモータに対する通電をＯＮし、ステップＳ１０３で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１０４，Ｓ１０５及びＳ１０６で（ステップ数＋４）分だけステップモータを逆転させる。この時のパルス間隔は３．２ｍｓである。これにより、駆動部材は初期位置より４パルス分だけ過ぎて停止する。この後ステップＳ１０７で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１０８でＰＲ  ＣＨＥＣＫ（５）を行なう。
【００３３】
一方、レンズストロークが１０６ステップ以上の場合には、ステップＳ１１２で通電をＯＮした後、ステップＳ１１３で１０ｍｓ待機する。この後、ステップＳ１１４，Ｓ１１５及びＳ１１６でパルス間隔を２．８ｍｓに設定し、（ステップ数−１０５）分だけステップモータを逆転させる。更にステップＳ１１７，Ｓ１１８及びＳ１１９でパルス間隔を３．２ｍｓに設定し、１０９パルス分ステップモータを逆転させて、駆動部材を初期位置から４パルス分だけ進めた位置に戻す。この後、ステップＳ１０７で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１０８でＰＲ
ＣＨＥＣＫ（５）を行なう。
【００３４】
図２０は、図１９に示したフローチャートの後続部分である。まずステップＳ１２０でＰＲ＝ＯＰＥＮか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、正常と判断され、ステップＳ１２１，Ｓ１２２及びＳ１２３でパルス間隔を３．２ｍｓに設定してステップモータを４パルス分逆転させる。これにより、駆動部材はストッパに度当りした極限位置に至る。ステップＳ１２４で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１２５でＰＲ  ＣＨＥＣＫ（６）を実行する。ステップＳ１２６でＰＲ＝ＣＬＯＳＥか否かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１２７，Ｓ１２８及びＳ１２９で、パルス間隔を２．５ｍｓに設定し、ステップモータを８パルス分だけ正転させ、駆動部材を初期位置に設定する。この後、ステップＳ１３０で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１３１でモータの通電をＯＦＦし、ステップＳ１３２で処理を完了する。
【００３５】
一方ステップＳ１２０で判定結果がＮＯの場合には、駆動部材は極限位置にあるものと推定される。この場合には、ステップＳ１４１，Ｓ１４２及びＳ１４３でパルス間隔を２．５ｍｓに設定し、ステップモータを８パルス分正転させる。ステップＳ１４４で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１４５でステップモータに対する通電をＯＦＦし、ステップＳ１４６でＥＲＲＯＲ処理する。この場合、レンズの繰り出し時に、４パルス以上駆動部材の送りに失敗した可能性がある。
【００３６】
ステップＳ１２６で判定結果がＮＯの場合には、駆動部材が極限位置に戻っていないと推定される。この場合には、ステップＳ１５１を介し、ステップＳ１５２，Ｓ１５３及びＳ１５４でパルス間隔を４．０ｍｓに設定し、４パルス分だけステップモータを逆転させる。更に、ステップＳ１５５で１０ｍｓ待機した後、ステップＳ１５６で追加のＰＲ  ＣＨＥＣＫを行なう。ステップＳ１５７でＰＲ＝ＣＬＯＳＥか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１５１に戻り、以上の修正処理を１０回繰り返す。この結果、ステップＳ１５７で判定結果がＹＥＳになった場合には、駆動部材が極限位置に到達したものと推定される。そこで、ステップＳ１５８，Ｓ１５９及びＳ１６０でパルス間隔を２．５ｍｓに設定し、ステップモータを８パルス分正転させる。この後ステップＳ１６１でステップモータに対する通電をＯＦＦし、ステップＳ１６２でＥＲＲＯＲ処理を行なう。但し、ステップモータは初期位置への復帰を完了している。
【００３７】
ステップＳ１５１で修正処理を１０回行なっても正常に復帰しない場合には、ステップＳ１６３に進み、モータに対する通電をＯＦＦした後、ステップＳ１６４でＥＲＲＯＲ処理を行なう。駆動部材は何らかの理由により復帰に失敗したことになる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動作開始の際の初期位置検出及び動作終了後の復帰の際の初期位置検出ともに、ステップモータの逆転方向で検出を行なうことにより、歯車などのバックラッシュやガタによる検出タイミングの差を解消することが可能となり、駆動部材の行きと戻りで初期位置検出を安定して実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るステップモータ駆動装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】ステップモータの構成例を示す平面図である。
【図３】本発明に係るステップモータ駆動装置に組み込まれる駆動部材の初期位置を示す平面図である。
【図４】本発明に係るステップモータ駆動装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係るステップモータ駆動装置に関連するシャッタ羽根開閉機構の平面図である。
【図６】本発明に係るステップモータ駆動装置に関連するレンズ駆動機構の断面図である。
【図７】図３に示した駆動部材の作動状態を示す平面図である。
【図８】図５に示したシャッタ羽根開閉機構の作動状態を示す平面図である。
【図９】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１０】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１１】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１２】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１３】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１４】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１５】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１６】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するテーブル図である。
【図１７】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１８】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するテーブル図である。
【図１９】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図２０】本発明に係るステップモータ駆動装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図２１】従来のステップモータ駆動装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１・・・レンズ、２・・・駆動部材、３・・・ステップモータ、４・・・伝達部材、６・・・測距部、７・・・制御部、８・・・検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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