攝像裝置、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及攝像方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種攝像裝置，其具有通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)、光圈驅(qū)動(dòng)或者水平轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/垂直轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/變焦驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，該攝像裝置的特征在于，具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、系統(tǒng)控制部分以及檢測(cè)部分，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分控制供應(yīng)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，該系統(tǒng)控制部分向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令，該檢測(cè)部分在停止命令被輸出后檢測(cè)流向所述勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，系統(tǒng)控制部分根據(jù)檢測(cè)部分檢測(cè)出的電流或者電壓，求出用于使由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步引起的轉(zhuǎn)子移動(dòng)復(fù)原的修正方向和修正量，并根據(jù)修正方向和修正量使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)移動(dòng)。從而在具有使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的攝像裝置中，提高電動(dòng)機(jī)發(fā)生失步后的復(fù)原速度。
【專利說(shuō)明】攝像裝直、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝直以及攝像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種攝像裝置、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及攝像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通過將電動(dòng)機(jī)保持在轉(zhuǎn)子的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度與在定子和轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度相等的狀態(tài)(以下稱為“同步狀態(tài)”)下，能夠使電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)?？墒牵阎陔妱?dòng)機(jī)超負(fù)荷或者轉(zhuǎn)子發(fā)生了急劇的速度變化時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)子的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度之間發(fā)生偏移而使得不能保持同步。此外，在向轉(zhuǎn)子發(fā)出停止命令后，可能會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子因外力等而位移的現(xiàn)象(以下將該現(xiàn)象稱為“失步(St印out)”)。
[0003]可是，作為電動(dòng)機(jī)中的一種的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(也稱為脈沖電動(dòng)機(jī))，通過向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)賦予脈沖電流，能夠使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按照規(guī)定的步進(jìn)單位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0004]圖9是賦予給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子的各個(gè)相的脈沖電流的時(shí)序圖，圖10表示在圖9所示的脈沖信號(hào)的時(shí)間段I?4有脈沖電流流過的定子(用黑色標(biāo)注的定子)和轉(zhuǎn)子之間的位置關(guān)系，在圖10中，1001表示定子，1002表示轉(zhuǎn)子。
[0005]在圖9中以時(shí)序方式示出了以半步進(jìn)(Half-Step)方式賦予步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脈沖信號(hào)時(shí)的脈沖電流模式。時(shí)間段的數(shù)字表示時(shí)間的推移。從圖9可以知道，例如通過在第一時(shí)間段只使脈沖電流流過A相，在第二時(shí)間段使脈沖電流流過A相和B相，在第三時(shí)間段只使脈沖電流流過B相，由此使有電流流動(dòng)的相產(chǎn)生磁場(chǎng)。
[0006]從圖10可以知道，例如在第一時(shí)間段，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處于轉(zhuǎn)子在A相磁場(chǎng)的作用下被吸引到定子的A方向后停止的狀態(tài)。在其他的時(shí)間段也一樣，由于轉(zhuǎn)子被定子的磁場(chǎng)吸引而停止，所以能夠以規(guī)定的步進(jìn)單位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0007]作為本【技術(shù)領(lǐng)域】的【背景技術(shù)】，已知有日本特開2006-129598號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)。該公報(bào)公開了一種使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，在該驅(qū)動(dòng)裝置中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相位關(guān)系被設(shè)定為限制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作范圍的止動(dòng)器位置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈通電時(shí)的通電相位大致與I相通電時(shí)的條件一致的相位關(guān)系，在該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的初始化動(dòng)作以及所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步檢測(cè)方法中，通過檢測(cè)電路、判斷電路以及控制電路來(lái)判斷步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有無(wú)發(fā)生失步狀態(tài)，并在此后決定是否執(zhí)行初始化動(dòng)作，其中，該檢測(cè)電路用于檢測(cè)從限制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作范圍的止動(dòng)器位置在相同方向在下一個(gè)相的通電狀態(tài)下使勵(lì)磁線圈通電時(shí)從所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的非通電狀態(tài)的勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的反向電壓，該判斷電路判斷所述反向電路的發(fā)生時(shí)間是否超過了規(guī)定時(shí)間，該控制電路用于控制該等電路。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2006-129598號(hào)公報(bào)
[0011]在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，由于能夠根據(jù)電磁鐵的勵(lì)磁切換脈沖的速度來(lái)控制旋轉(zhuǎn)速度，并且能夠根據(jù)累積脈沖數(shù)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)角度，所以具有不使用傳感器也能夠決定電動(dòng)機(jī)停止位置的特點(diǎn)。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有該特點(diǎn)，所以通常不設(shè)置反饋電路。因此，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)，難于使其復(fù)原到同步狀態(tài)。
[0012]作為防止步進(jìn)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)失步的技術(shù)，已知有通過使保持電流持續(xù)流過電動(dòng)機(jī)來(lái)保持轉(zhuǎn)子停止位置的技術(shù)。雖然該保持電流的值比驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的值小，但對(duì)于安裝在攝像裝置等小型產(chǎn)品上的電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)，電流持續(xù)流動(dòng)會(huì)發(fā)生電力浪費(fèi)以及發(fā)熱等問題。
[0013]在專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)中，雖然能夠檢測(cè)出因在勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的反向電壓引起的失步，但由于需要對(duì)透鏡位置進(jìn)行初始化，所以為了復(fù)原到失步前的透鏡停止位置，需要重新進(jìn)行透鏡的定位。因此，恢復(fù)到電動(dòng)機(jī)失步前的透鏡停止位置所需的時(shí)間長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是解決上述問題，并且本發(fā)明的課題是在電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)，使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)，以使因電動(dòng)機(jī)的失步而產(chǎn)生的移動(dòng)復(fù)原。
[0015]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種攝像裝置，其具有通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)、光圈驅(qū)動(dòng)或者水平轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/垂直轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/變焦驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，該攝像裝置的特征在于具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、系統(tǒng)控制部分以及檢測(cè)部分，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分控制供應(yīng)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，該系統(tǒng)控制部分向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令，該檢測(cè)部分在停止命令輸出后檢測(cè)流向所述勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，系統(tǒng)控制部分根據(jù)檢測(cè)部分檢測(cè)出的電流或者電壓，求出用于將因步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步而引起的轉(zhuǎn)子移動(dòng)復(fù)原的修正方向和修正量，并根據(jù)修正方向和修正量使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)移動(dòng)。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠在電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)，使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)，以使因電動(dòng)機(jī)失步而產(chǎn)生的移動(dòng)復(fù)原。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是本實(shí)施例的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步判斷的流程圖。
[0020]圖3表示在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后，在流向勵(lì)磁線圈的電流停止后產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電流。
[0021]圖4表示在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后，在電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電流。
[0022]圖5表示在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后，在電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電壓。
[0023]圖6是用于說(shuō)明本實(shí)施例的失步偏移修正的流程圖。
[0024]圖7是攝像裝置中常用的透鏡驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖8是由透鏡和用于驅(qū)動(dòng)透鏡的電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成的透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖9是以時(shí)序方式示出了以半步進(jìn)方式賦予步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖信號(hào)時(shí)的脈沖電流模式的圖。
[0027]圖10是表示在脈沖信號(hào)的時(shí)間段有脈沖電流流過的定子和轉(zhuǎn)子之間的位置關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028](第一實(shí)施例)
[0029]以下參照?qǐng)D1至圖8對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】(以下稱為“實(shí)施例”)進(jìn)行說(shuō)明。
[0030]首先參照?qǐng)D1至圖5說(shuō)明本實(shí)施例的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步檢測(cè)方法。
[0031 ] 圖1是本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]本實(shí)施例的透鏡控制裝置具有控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104、檢測(cè)在勵(lì)磁線圈102、103中流動(dòng)的電流的檢測(cè)部分105、以及系統(tǒng)控制部分106，該系統(tǒng)控制部分106具有判斷步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100是否產(chǎn)生了失步的功能。
[0033]作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100，示出了由轉(zhuǎn)子101以及讓用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電流/電壓流通的勵(lì)磁線圈102，103構(gòu)成的I相模型。在本實(shí)施例中，將勵(lì)磁線圈102、103中的各個(gè)勵(lì)磁線圈分別設(shè)定為X相和Y相。此外，在本實(shí)施例中使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式?jīng)]有限制，可以采用半步進(jìn)、I相勵(lì)磁、2相勵(lì)磁和微步進(jìn)(Micro-Step)方式中的任一種方式。此外，在圖1中示出了定子由勵(lì)磁線圈構(gòu)成的示例，但轉(zhuǎn)子也可以由勵(lì)磁線圈構(gòu)成。
[0034]系統(tǒng)控制部分106輸出用于控制電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)是，輸出透鏡的對(duì)焦位置調(diào)整和對(duì)焦位置決定后使透鏡驅(qū)動(dòng)停止的停止命令等控制信號(hào)。系統(tǒng)控制部分106與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104連接,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104根據(jù)從系統(tǒng)控制部分106輸出的控制信號(hào)控制流向勵(lì)磁線圈102，103的電流/電壓，由此來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度。
[0035]在流向勵(lì)磁線圈102，103的電流/電壓停止后，在電動(dòng)機(jī)因外力等而發(fā)生了超負(fù)荷時(shí)，轉(zhuǎn)子101移動(dòng)而產(chǎn)生失步。此時(shí)，因轉(zhuǎn)子101的旋轉(zhuǎn)而引起磁場(chǎng)變化，使得在勵(lì)磁線圈102，103中產(chǎn)生電流/電壓。通過檢測(cè)部分105來(lái)檢測(cè)所發(fā)生的上述電流/電壓，并將檢測(cè)結(jié)果輸出到與檢測(cè)部分105連接的系統(tǒng)控制部分106。在系統(tǒng)控制部分106中，根據(jù)電流檢測(cè)結(jié)果判斷為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步。
[0036]如在下文中所述，系統(tǒng)控制部分106根據(jù)電流/電壓的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算從電動(dòng)機(jī)停止位置起的偏移方向和偏移量。此外，根據(jù)算出的偏移方向等向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104輸出位置修正命令。
[0037]圖2是本實(shí)施例的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步判斷的流程圖。
[0038]首先，判斷是否從系統(tǒng)控制部分106向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104輸出了透鏡驅(qū)動(dòng)的停止命令(S201)。
[0039]在S201的判斷結(jié)果表示沒有輸出透鏡驅(qū)動(dòng)的停止命令時(shí)(S201為No)，繼續(xù)進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)(202)，并返回到流程的起始步驟。
[0040]另一方面，在S201的判斷結(jié)果表示輸出了停止命令時(shí)(S201為Yes)，通過來(lái)自系統(tǒng)控制部分106的輸出使從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104流向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈102，103的電流/電壓停止(S203)。通過使流向勵(lì)磁線圈的電流/電壓停止，能夠方便地檢測(cè)出在以下的步驟中判斷的失步電流/電壓，并且能夠節(jié)省電力。不過，如后述的圖8和圖9所示，SP使不使電流/電壓停止，也能夠進(jìn)行失步檢測(cè)和失步修正。
[0041]接著，在系統(tǒng)控制部分106中監(jiān)視檢測(cè)部分105是否在勵(lì)磁線圈中檢測(cè)到了電流/電壓(S204)。當(dāng)在勵(lì)磁線圈中檢測(cè)到了電流/電壓時(shí)，判斷監(jiān)視中的電流/電壓值是否超出了規(guī)定的閾值(S205)。在判斷為監(jiān)視中的電流/電壓值超出了規(guī)定的閾值時(shí)，判斷為電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步(S206)。閾值可以根據(jù)所使用的系統(tǒng)進(jìn)行變更。另一方面，在S205中判斷為檢測(cè)部分105沒有檢測(cè)到流向勵(lì)磁線圈的電流/電壓時(shí)，判斷為電動(dòng)機(jī)沒有發(fā)生失步(S207)。在通過電流來(lái)檢測(cè)失步的情況下，具有在不通電的情況下，檢測(cè)電流比檢測(cè)電壓更容易檢測(cè)到失步的優(yōu)點(diǎn)。
[0042]以下參照?qǐng)D3、圖4和圖5說(shuō)明在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電流或者電動(dòng)機(jī)失步電壓。
[0043]圖3示出了在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后，在使流向勵(lì)磁線圈的電流停止后產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電流。(A)表示勵(lì)磁線圈的繞組X中的失步電流，(B)表示勵(lì)磁線圈的繞組Y中的失步電流。在發(fā)生了失步時(shí)，因轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而引起磁場(chǎng)變化，使得在勵(lì)磁線圈中產(chǎn)生反向電力，所以有(A)和(B)所示的失步電流產(chǎn)生。在(A)中，在時(shí)間a的時(shí)間點(diǎn)因失步引起的失步電流開始流動(dòng)，在時(shí)間c的時(shí)間點(diǎn)因失步引起的失步電流結(jié)束。在(B)中，在時(shí)間b的時(shí)間點(diǎn)因失步引起的電流開始在各個(gè)勵(lì)磁線圈流動(dòng)，在時(shí)間d的時(shí)間點(diǎn)因失步引起的失步電流結(jié)束。
[0044]圖4表示在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后，在電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電流。與圖3—樣，(A)表示勵(lì)磁線圈的繞組X中的失步電流，(B)表示勵(lì)磁線圈的繞組Y中的失步電流。與圖3不同之處在于，圖4表示在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后使保持電流等的電流流向勵(lì)磁線圈的情況下，發(fā)生了失步時(shí)的失步電流。由于在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后使保持電流等的電流流向勵(lì)磁線圈，所以在通電時(shí)存在電流，除此以外，其他的情況與圖3相同，因此在此省略其重復(fù)的說(shuō)明。
[0045]圖5表示在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后，在電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電壓。⑷表示勵(lì)磁線圈的繞組X中的失步電壓，⑶表示勵(lì)磁線圈的繞組Y中的失步電壓。由于與圖4的情況相同，所以在此省略其重復(fù)的說(shuō)明。
[0046]電動(dòng)機(jī)在恒定電壓或者恒定電流下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在本實(shí)施例中，如果電動(dòng)機(jī)在恒定電壓下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)失步判斷根據(jù)電動(dòng)機(jī)失步電流進(jìn)行，如果電動(dòng)機(jī)在恒定電流下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)失步判斷根據(jù)電動(dòng)機(jī)失步電壓進(jìn)行。
[0047]如上所述，在步驟S205中根據(jù)透鏡的停止位置發(fā)生了偏移時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁線圈的電流/電壓來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)失步判斷，由此能夠在短時(shí)間內(nèi)判斷出電動(dòng)機(jī)101有無(wú)發(fā)生失步。此外，通過采用在電動(dòng)機(jī)停止后使保持電流停止的結(jié)構(gòu)，能夠在節(jié)省電力的情況下對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行失步判斷。
[0048]以下參照?qǐng)D3和圖6說(shuō)明在電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)根據(jù)相對(duì)于透鏡停止位置的偏移量恢復(fù)到應(yīng)停止的位置時(shí)的動(dòng)作。
[0049]首先說(shuō)明根據(jù)電動(dòng)機(jī)失步電流來(lái)判斷透鏡位置的偏移方向的方法。
[0050]電動(dòng)機(jī)能夠按照在勵(lì)磁線圈中流動(dòng)的電流的方向來(lái)改變旋轉(zhuǎn)方向，例如在圖1的電動(dòng)機(jī)100中，按照勵(lì)磁線圈X — Y的順序使脈沖電流流動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)朝正轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)。另一方面，在按照勵(lì)磁線圈Y — X的順序使脈沖電流流動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)朝反轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，能夠根據(jù)電流流向勵(lì)磁線圈的定時(shí)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令輸出后，分別檢測(cè)流向多個(gè)勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，根據(jù)各個(gè)勵(lì)磁線圈中檢測(cè)到電流或者電壓的定時(shí)，能夠判斷電動(dòng)機(jī)的失步方向。例如，在存在檢測(cè)到電流或者電壓的定時(shí)較早的第一勵(lì)磁線圈和檢測(cè)到電流或者電壓的定時(shí)比第一勵(lì)磁線圈晚的第二勵(lì)磁線圈的情況下，可以知道在轉(zhuǎn)子從第二勵(lì)磁線圈向第一勵(lì)磁線圈旋轉(zhuǎn)的方向上發(fā)生了失步。
[0051]如上所示，圖3表示在本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止命令輸出后,在使流向勵(lì)磁線圈的電流停止后產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)失步時(shí)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)失步電流。在圖3中，由于勵(lì)磁線圈X與勵(lì)磁線圈Y相比更早超出了閾值，所以可以知道電流按照勵(lì)磁線圈X — Y的順序流動(dòng)，電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)了。在此，以勵(lì)磁線圈是I相的勵(lì)磁線圈的情況為例作了說(shuō)明，但無(wú)論勵(lì)磁線圈的相數(shù)是幾相，均能夠通過上述方法來(lái)判斷失步方向。
[0052]以下說(shuō)明根據(jù)電動(dòng)機(jī)失步電流計(jì)算透鏡位置偏移時(shí)的計(jì)算方法。
[0053]如上所述，在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了失步時(shí)，會(huì)產(chǎn)生圖3所述的波形頻率。由于電動(dòng)機(jī)的一個(gè)波形的旋轉(zhuǎn)角度在各個(gè)電動(dòng)機(jī)中是一定的，所以能夠根據(jù)失步發(fā)生后獲得的波形數(shù)知道電動(dòng)機(jī)的失步情況。
[0054]以下參照?qǐng)D6說(shuō)明根據(jù)失步方向和失步偏移使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)時(shí)的方法。
[0055]圖6是用于說(shuō)明本實(shí)施例的失步偏移修正的流程圖。在此，對(duì)電動(dòng)機(jī)停止命令輸出后使保持電流停止的情況下的流程進(jìn)行說(shuō)明。
[0056]首先在檢測(cè)部分105中判斷電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)流過的電流是否超出了閾值(S601)。在電流/電壓值超出了閾值時(shí)(S601為Yes)，進(jìn)入S602，在電流/電壓值沒有超出閾值時(shí)(S601為No)，繼續(xù)進(jìn)行觀察和判斷，直到觀察電流/電壓值超出第一閾值為止。
[0057]在觀察電流/電壓值超出了閾值的情況下(S601為Yes)，判斷觀察電流/電壓值超出了閾值后是否低于所述閾值(S602)。在觀察電流/電壓值沒有低于閾值的情況下(S602為No)，繼續(xù)進(jìn)行觀察和判斷，直到觀察電流/電壓值低于閾值為止。在觀察電流/電壓值低于閾值后(S602為Yes)，在系統(tǒng)控制部分106中對(duì)失步電流/電壓的波形數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(S603)。通過進(jìn)行上述判斷，即使觀察電流/電壓以閾值為最大值進(jìn)行變化，也能夠適當(dāng)?shù)貙?duì)失步電流/電壓的波形數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0058]接著，在檢測(cè)部分105中檢測(cè)觀察電流/電壓是否變成了零或者變成了通電時(shí)的電流，由此在系統(tǒng)控制部分106中判斷電動(dòng)機(jī)的失步是否已經(jīng)結(jié)束(S604)。在判斷為失步還沒有結(jié)束時(shí)(S604為No)，再次從步驟S601開始執(zhí)行處理。另一方面，在判斷為失步已經(jīng)結(jié)束時(shí)(S604為Yes)，從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104向電動(dòng)機(jī)供應(yīng)保持電流/電壓，以避免進(jìn)一步產(chǎn)生失步(S605)。在此，也可以設(shè)置成優(yōu)先節(jié)省電力，在停止供應(yīng)保持電流/電壓的情況下進(jìn)行此后步驟的處理，但為了適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行失步偏移修正，考慮到電動(dòng)機(jī)在失步判斷后可能會(huì)進(jìn)一步移動(dòng)，所以優(yōu)選向電動(dòng)機(jī)供應(yīng)保持電流。
[0059]此后，為了判斷電動(dòng)機(jī)失步時(shí)的位置偏移方向，由系統(tǒng)控制部分106在S606中判斷勵(lì)磁線圈的電流時(shí)間。在電流定時(shí)的判斷表示電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)方向發(fā)生了失步時(shí),S606的判斷為Yes，進(jìn)入S607。此外，由于電流/電壓從X流向Y，所以可以知道電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)方向發(fā)生了失步。另一方面，在電動(dòng)機(jī)在反轉(zhuǎn)方向發(fā)生了失步時(shí)，S606的判斷為No，進(jìn)入S608。
[0060]在S607中，根據(jù)在S606中判斷出的失步偏移修正方向和在S603中判斷出的波形數(shù)，由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104通過電流/電壓控制來(lái)進(jìn)行失步偏移的修正。在S607中，由于通過S606已知電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)方向發(fā)生了失步，所以只需將失步偏移修正方向設(shè)定為反轉(zhuǎn)方向進(jìn)行修正即可。也就是說(shuō)，通過將用于使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的電流或者電壓供應(yīng)給勵(lì)磁線圈，同時(shí)向電動(dòng)機(jī)賦予波形數(shù)的脈沖電流，由此能夠使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)以使因失步而引起的移動(dòng)復(fù)原。由于S608的方法與S607相同，所以在此省略其重復(fù)的說(shuō)明。此外，考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角與驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)相對(duì)應(yīng)，所以根據(jù)失步波形數(shù)與針對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)確定的單位波形的旋轉(zhuǎn)角度的乘積算出失步偏移量，并使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)該偏移量，由此也能夠?qū)κР竭M(jìn)行修正。
[0061]根據(jù)本流程，例如在發(fā)生了圖5所示的電動(dòng)機(jī)失步的情況下，由于電流按照X — Y的順序流動(dòng)(電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn))，并且波形周期數(shù)為4，所以在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)失步修正時(shí)，按照Y — X的順序使脈沖電流流動(dòng)4個(gè)周期，由此能夠修正電動(dòng)機(jī)因失步而引起的移動(dòng)。
[0062]此外，在圖6所示的流程中，失步波形頻率的檢測(cè)(S603)和失步偏移方向的判斷(S606)可以同時(shí)進(jìn)行，并且也可以在判斷出失步偏移方向后，進(jìn)行失步波形頻率的檢測(cè)。
[0063]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)，不需要使用位置傳感器等，只需根據(jù)檢測(cè)電流或者電壓求出失步偏移修正方向和修正量，就能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)的失步偏移進(jìn)行修正。
[0064]第二實(shí)施例
[0065]在本實(shí)施例中，以第一實(shí)施例所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在攝像裝置上的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由于能夠進(jìn)行按步進(jìn)單位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、這樣的細(xì)微的動(dòng)作。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于攝像裝置的透鏡的焦點(diǎn)定位等中。
[0066]圖7表示在攝像裝置中常用的透鏡驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)。
[0067]透鏡驅(qū)動(dòng)部分至少由變焦透鏡701、聚焦透鏡702、光圈703、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分704?706、位置編碼器707?709、攝像元件710、A/D轉(zhuǎn)換部分711、系統(tǒng)控制部分712以及檢測(cè)部分713構(gòu)成。
[0068]從被拍攝體側(cè)起依序設(shè)置有變焦透鏡701、聚焦透鏡702以及光圈703。該等構(gòu)件以機(jī)械方式與未圖示的電動(dòng)機(jī)連接，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過未圖示的引導(dǎo)軸被朝向光軸方向引導(dǎo)。與變焦透鏡701、聚焦透鏡702以及光圈703連接的電動(dòng)機(jī)分別與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分704，705，706連接，從驅(qū)動(dòng)部分輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且通過該等驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制。
[0069]變焦透鏡701、聚焦透鏡702以及光圈703的位置分別由位置編碼器707，708，709檢測(cè)，作為位置編碼器，例如使用光斷路器。
[0070]由于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分704?706、系統(tǒng)控制部分712以及檢測(cè)部分713分別發(fā)揮與在第一實(shí)施例中進(jìn)行了說(shuō)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分104、系統(tǒng)控制部分106和檢測(cè)部分105相同的功能，所以在此省略其重復(fù)的說(shuō)明。
[0071]圖8是由透鏡和用于驅(qū)動(dòng)透鏡的電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成的透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。透鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)801、輸出軸802、光學(xué)系透鏡803、位置編碼器804、遮光構(gòu)件805、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分806以及系統(tǒng)控制部分812構(gòu)成。
[0072]在電動(dòng)機(jī)801上連接有輸出軸802，輸出軸802隨著電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。輸出軸802上形成有進(jìn)給螺紋。通過電動(dòng)機(jī)801的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)使輸出軸旋轉(zhuǎn)，能夠調(diào)整透鏡803的位置。如上所述，作為用于使透鏡移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)801，廣泛采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
[0073]以下返回圖7進(jìn)行說(shuō)明。攝像元件710通過變焦透鏡701、聚焦透鏡702以及光圈703接收來(lái)自被拍攝體的入射光，通過光電轉(zhuǎn)換將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將其作為攝像信號(hào)輸出到A/D轉(zhuǎn)換部分711。[0074]A/D轉(zhuǎn)換部分711將來(lái)自攝像元件710的攝像信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0075]系統(tǒng)控制部分712進(jìn)行攝像元件710、A/D轉(zhuǎn)換部分711、透鏡控制的聚焦、和倍率以及位置編碼器等的控制。
[0076]在通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)透鏡的攝像裝置中，例如在透鏡承受外力時(shí)或者在透鏡自重的影響下，電動(dòng)機(jī)可能會(huì)產(chǎn)生失步。
[0077]尤其是用于監(jiān)視用途的攝像裝置，由于大部分監(jiān)視用攝像裝置都設(shè)置在容易受到汽車行駛振動(dòng)和外力等影響的外部環(huán)境下，所以容易發(fā)生失步。在發(fā)生了失步時(shí)，監(jiān)視用攝像裝置無(wú)法對(duì)重要圖像進(jìn)行拍攝，所以在發(fā)生了失步時(shí)，需要盡快對(duì)透鏡位置進(jìn)行調(diào)整。可是，在現(xiàn)有技術(shù)中，在透鏡的焦點(diǎn)位置定位結(jié)束并且透鏡停止后發(fā)生了失步時(shí)，只能通過對(duì)透鏡位置進(jìn)行初始化等來(lái)進(jìn)行重新調(diào)整，所以透鏡位置重新調(diào)整所需的時(shí)間長(zhǎng)。
[0078]此外，作為監(jiān)視用的攝像裝置，很少采用根據(jù)影像信號(hào)隨時(shí)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的攝像裝置，大部分監(jiān)視用的攝像裝置在通過自動(dòng)對(duì)焦確定透鏡位置一次后，將對(duì)焦模式切換為手動(dòng)對(duì)焦模式，并直接對(duì)透鏡位置進(jìn)行固定。在這種情況下，在透鏡位置因外力等而發(fā)生了偏移時(shí)，難以迅速對(duì)透鏡位置偏移進(jìn)行修正。而根據(jù)本實(shí)施例，在電動(dòng)機(jī)發(fā)生了失步時(shí)，通過檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的失步，不需要對(duì)透鏡位置進(jìn)行重新調(diào)整就能夠通過使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)與失步偏移量相應(yīng)的距離，使透鏡返回到失步前的狀態(tài)。由此，能夠縮短失步時(shí)的對(duì)焦時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)使用方便的攝像裝置。
[0079]另外，通過在透鏡焦點(diǎn)位置定位后使保持電流停止，并在這一狀態(tài)下進(jìn)行失步的判斷和修正，在小型產(chǎn)品中因持續(xù)供應(yīng)電流時(shí)而發(fā)生的電力消耗上升和發(fā)熱問題被重視的攝像裝置中，能夠防止持續(xù)供應(yīng)電流而引起的電力消耗上升和發(fā)熱。
[0080]本實(shí)施例不僅能夠應(yīng)用于透鏡位置偏移的修正，而且還能夠應(yīng)用于光圈位置的偏移修正以及對(duì)攝像裝置的框體進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/垂直轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/變焦驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。即使在攝像方向和變焦決定后，在電動(dòng)機(jī)因外力等而發(fā)生了失步的情況下，也能夠縮短恢復(fù)到失步前的水平轉(zhuǎn)動(dòng)/垂直轉(zhuǎn)動(dòng)/變焦?fàn)顟B(tài)所需的時(shí)間。
[0081]本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限定，可以包括各種變形例。上述各種結(jié)構(gòu)、功能、處理部分和處理裝置等的一部分或者全部例如可以通過在集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)等而由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，上述各種結(jié)構(gòu)、功能等也可以通過由處理器解釋和執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)各種功能的程序而由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。用于實(shí)現(xiàn)各種功能的程序、圖表和文件等信息可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器、硬盤、SSD (Solid State Drive,固態(tài)驅(qū)動(dòng)器)等的記錄裝置或者IC卡、SD卡和DVD等記錄介質(zhì)中。
[0082]符號(hào)說(shuō)明
[0083]100步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
[0084]101 轉(zhuǎn)子
[0085]12，13 勵(lì)磁線圈
[0086]104步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分
[0087]105電流/電壓監(jiān)視電路
[0088]106系統(tǒng)控制部分
【權(quán)利要求】
1.一種攝像裝置，具有通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)、光圈驅(qū)動(dòng)或者水平轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/垂直轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/變焦驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，所述攝像裝置的特征在于， 具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、系統(tǒng)控制部分以及檢測(cè)部分， 所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分控制供應(yīng)給所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，所述系統(tǒng)控制部分向所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令，所述檢測(cè)部分在所述停止命令被輸出后檢測(cè)流向所述勵(lì)磁線圈的電流或者電壓， 所述系統(tǒng)控制部分根據(jù)所述檢測(cè)部分檢測(cè)出的電流或者電壓，求出用于使由所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步引起的轉(zhuǎn)子的移動(dòng)復(fù)原的修正方向和修正量，并根據(jù)所述修正方向和修正量使所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述系統(tǒng)控制部分根據(jù)所述電流或者電壓的檢測(cè)定時(shí)來(lái)判斷所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步方向，并且求出所述電流或者電壓的波形數(shù)， 所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)所述失步方向以及所述波形數(shù)使所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子移動(dòng)，由此使由所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步引起的移動(dòng)復(fù)原。
3.如權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于， 向所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)賦予使所述電動(dòng)機(jī)朝所述失步方向的相反方向移動(dòng)的所述波形數(shù)的電流或者電壓。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 在所述系統(tǒng)控制部分中，在輸出了所述透鏡驅(qū)動(dòng)的停止命令的情況下，在停止流向所述勵(lì)磁線圈的電流后計(jì)算所述失步方向和所述波形數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 在所述檢測(cè)部分對(duì)電流或者電壓的檢測(cè)結(jié)束后，使保持電流流向所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 根據(jù)所述波形數(shù)求出由失步引起的偏移量，并且根據(jù)所述偏移量使所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 決定各個(gè)勵(lì)磁線圈中的檢測(cè)到所述電流或者電壓的定時(shí)較早的第一勵(lì)磁線圈和檢測(cè)到所述電流或者電壓的定時(shí)比所述第一勵(lì)磁線圈晚的第二勵(lì)磁線圈，并且判斷所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在從所述第一勵(lì)磁線圈向所述第二勵(lì)磁線圈的旋轉(zhuǎn)方向上是否已發(fā)生了旋轉(zhuǎn)而失步。
8.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于， 具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、系統(tǒng)控制部分以及檢測(cè)部分， 所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分控制供應(yīng)給所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，所述系統(tǒng)控制部分向所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令，所述檢測(cè)部分在所述停止命令被輸出后檢測(cè)流向所述勵(lì)磁線圈的電流或者電壓， 所述系統(tǒng)控制部分根據(jù)所述檢測(cè)部分檢測(cè)出的電流或者電壓，求出用于使由所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步引起的轉(zhuǎn)子移動(dòng)復(fù)原的修正方向和修正量。
9.一種攝像方法，其特征在于，包括: 輸出步驟，所述輸出步驟向進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)、光圈驅(qū)動(dòng)或者水平轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/垂直轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)/變焦驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令；停止步驟，所述停止步驟在所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的停止命令被輸出了的情況下，停止流向所述勵(lì)磁線圈的電流或者電壓， 檢測(cè)步驟，所述檢測(cè)步驟在所述停止命令被輸出后，檢測(cè)流向所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈的電流或者電壓，以及 求出步驟，所述求出步驟根據(jù)所述電流或者所述電壓求出用于使由所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步引起的 轉(zhuǎn)子移動(dòng)復(fù)原的修正方向和修正量。
【文檔編號(hào)】H04N5/232GK104038686SQ201410052734
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】齊藤宏輝, 西口友明, 橫山敏之, 大野秀治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所