JP2002136189A

JP2002136189A - ステップモータの駆動装置とレンズ移動装置

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Publication number: JP2002136189A
Application number: JP2000323816A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Aoshima; 力青島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-10

Abstract

(57)【要約】【目的】少ない消費電力で、停止位置誤差を減らすこ
とができるステップモータ駆動装置を提供する。【構成】２相のPMタイプのステップモータの駆動装置
の構成として、各相に通電するPWM値の組み合わせの値
からなる第１のマイクロステップ駆動テーブルを記憶す
る記憶手段と、第１のマイクロステップ駆動テーブルの
値に対して第１の関数による演算を行う演算手段と、ス
テッピングモータの駆動ステップ数を設定する設定手段
とを設け、設定手段により設定されたステップのうちの
領域に応じて第１のマイクロステップ駆動テーブルと演
算手段による第１のマイクロステップ駆動テーブルの値
に対して第１の関数による演算を行った後のマイクロス
テップ駆動テーブルのうちどちらかを選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、2相PMタイプのス
テップモータ（ステッピングモータ）を駆動する駆動装
置及び該装置により駆動されるステップモータを備えた
レンズ移動装置に関するものである。

【0002】

【従来の技術】パルス信号により駆動されるステップモ
ータを用いてカメラのレンズを光軸方向に移動させるよ
うにしたレンズ鏡筒装置は、例えば、特開平6−250070
号公報にて提案されているように公知である。レンズ鏡
筒では、ステップモータの駆動周波数や駆動パルス（ス
テップ）数を制御することにより、直流モータ等を用い
る場合に比べてレンズの光軸方向位置を正確に制御する
ことができ、より適正なカメラ撮影を行うことができ
る。

【0003】この従来例はレンズを光軸方向に移動させてい
るがCDやDVD等の情報記録円盤に記録された情報を読取
るピックアップのようにレンズを光軸とは垂直方向に移
動させるものもある。

【0004】また細かな位置を制御する技術の一つにコイル
ヘの通電電流を段階的に変化させ通電電流に応じた位置
にモータの回転子を停止させるマイクロステップ駆動方
式がある。

【0005】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロステップ制御によりロータを停止させた場合その位置
に位置出しするための駆動力が小さいと摩擦や駆動負荷
の影響を受けて所望の位置に停止できず停止位置誤差が
残ってしまう。特にロータの位置がマイクロステップ制
御にて本来位置出しされる位置に近づけば近づくほど、
その本来の位置に位置出ししようとして発生する回転駆
動力は小さくなりわずかな摩擦力があるだけでその本来
の位置に位置出しすることは困難になる。

【0006】一方、ロータを単に回転させるだけであるなら
ば摩擦があっても電気信号に対してある遅れを持ちなが
ら回転するのは容易である。つまりある通電状態に対す
る本来位置出しされる位置から遅れるとある範囲までは
駆動力が増し本来の位置まで回転しようとする力は比較
的大きい。このため上に記載したような本来の位置に位
置出し停止するのに比べて単に回転するだけの方が摩擦
の影響が小さい。

【0007】停止位置誤差を減らすには駆動力を高めれば良
いのであるがそのために多くの電流をコイルに流す必要
があり消費電力が多大になってしまったりモータが発熱
し特性が悪くなったりしてしまう欠点がある。

【0008】マイクロステップ駆動方式を用いてレンズやそ
の他のものをステップモータで駆動しコイルヘの通電電
流に応じた位置にステップモータの回転子を停止保持さ
せるような場合、歯車やネジの減速装置のバックラッシ
や摺動部の慣性摩擦により停止位置にばらつきが出てし
まう欠点がある。

【0009】

【課題を解決するための手段】本発明は、2相のPMタイ
プのステップモータの駆動装置において、各相にPWM方
式による電流値の変更によりマイクロステップ駆動通電
を行うためのPWM値の組み合わせの値からなるマイクロ
ステップ駆動テーブルとしての第1のマイクロステップ
駆動テーブルを記憶する記憶手段と、前記第１のマイク
ロステップ駆動テーブルの値に対して第１の関数による
演算を行う演算手段と、ステッピングモータの駆動ステ
ップ数を設定する設定手段と、を有し、該設定手段によ
り設定されたステップのうちの領域に応じて第１のマイ
クロステップ駆動テーブルと前記演算手段による第１の
マイクロステップ駆動テーブルの値に対して第１の関数
による演算を行った後のマイクロステップ駆動テーブル
のうちどちらかを選択してマイクロステップ駆動が可能
な制御回路を備えたことを特徴とするものである。

【0010】これによれば、通常の回転駆動にはPWM値の小
さいマイクロステップ駆動テーブルを用いて駆動するこ
とで消費電力を抑えまたモータの発熱も抑え停止直前の
ステップではPWM値の大きいマイクロステップ駆動テー
ブルを用いて駆動することで駆動力を増して停止精度を
高めることが可能になる。

【0011】また、本発明は各相にPWM方式による電流値の
変更によりマイクロステップ駆動通電を行うためのPWM
値の組み合わせの値からなるマイクロステップ駆動テー
ブルとしての第1のマイクロステップ駆動テーブルを記
憶する記憶手段と、前記第１のマイクロステップ駆動テ
ーブルの値に対して第１の関数による演算を行う演算手
段と、ステップモータの駆動ステップ数を設定する設定
手段と、を有し、該設定手段により設定されたステップ
のうちの領域に応じて第１のマイクロステップ駆動テー
ブルと前記演算手段による第１のマイクロステップ駆動
テーブルの値に対して第１の関数による演算を行った後
のマイクロステップ駆動テーブルのうちどちらかを選択
してマイクロステップ駆動が可能な制御回路を備えたス
テップモータ駆動装置と、該ステップモータ駆動装置に
より駆動されるステップモータと、該ステップモータに
より駆動されるレンズとからなることを特徴とするレン
ズ移動装置である。

【0012】これによれば、通常の回転駆動にはPWM値の小
さいマイクロステップ駆動テーブルを用いて駆動するこ
とで消費電力を抑えまたモータの発熱も抑え停止直前の
ステップではPWM値の大きいマイクロステップ駆動テー
ブルを用いて駆動することで駆動力を増して停止精度を
高めることが可能になり、マイクロステップ駆動方式を
用いてレンズやその他のものをステップモータで駆動し
コイルヘの通電電流に応じた位置にステップモータの回
転子を停止保持させるような場合、歯車やネジの減速装
置のバックラッシや摺動部の慣性摩擦により停止位置に
ばらつきが出てしまう欠点を最小限に抑えることがで
き、消費電力の少ない位置出し精度の高いレンズ移動装
置とすることができる。

【0013】

【発明の実施の形態】図1から図12は第1の実施例のステ
ッピングモータの駆動装置であり、図1は本駆動装置の
電気回路のブロック図、図2は本実施例で用いるステッ
プモータの分解斜視図であり、図3はステップモータの
組み立て後の軸方向の断面図であり、図4は図2のA−A線
での断面図およびB−B線での断面図である。図5はフル
ステップ時のコイルヘの通電電流と経過時間の関係を示
す図であり、図6、図7はマイクロステップ時のコイルヘ
の通電電流と回転子の位置の関係を示す図である。図8
は制御回路の動作を表わすフローチャートである。図9
はマイクロステップ駆動モードとフルステップ駆動モー
ドの両モードの通電電流の様子を示す図である。図10は
フルステップ駆動モードからマイクロステップ駆動モー
ドヘ切り換える場合の通電電流の様子を示す図である。
図11は被駆動物がレンズである場合の上記のステップモ
ータ及びステップモータ駆動装置を含むレンズ移動装置
の分解斜視図である。図1２は光磁気ディスクの情報読
み取り或いは書き込み用のピックアップ装置に適用した
場合の斜視外観図である。

【0014】図1において、Mはステップモータ、1はドライ
ブ回路、2は制御回路、3はメモリ（記憶手段）、4は指
示部、５は演算手段である。ドライブ回路1は制御回路2
から指定された通電電流をモータMのコイルに流すため
のもので例えばトランジスタが4個で構成されコイルヘ
の正方向逆方向の両方向の通電が選択的に可能であるH
回路をコイルの相数分持っている回路で構成される。本
実施例では2相のステッピングモータを使って説明して
いるので少なくとも2個のH回路を備えている。指示部4
は制御回路2にモータの回転方向及び駆動量（ステップ
数）を入力するものである。

【0015】制御回路2とドライブ回路1とで請求項中の駆動
回路が構成されている。メモリ3は不揮発性のメモリか
らなり図6を用いて後で詳細を述べるが、このメモリ３
にはステップモータMのコイル各相に通電するPWM値の組
み合わせの値からなる第1のマイクロステップ駆動テー
ブルが記憶されている。演算手段５はマイコンやハード
ロジックより構成され、第１の関数と第２の関数が記憶
されており、第１の関数或いは第２の関数で第１のマイ
クロステップ駆動テーブルのPWM値を演算し別の値にす
るものである。第１の関数は第1のマイクロステップ駆
動テーブルのPWM値を演算するもので本実施例では第1の
マイクロステップ駆動テーブルのPWM値を概略大きくす
る関数であり例えばすべての値に１を超える数を乗じる
ものといったものがある。乗ずる数は一定の値例えば
１．５とかであっても良いし、ある所定の範囲は１を超
えるが別の範囲は１以下の値を乗じ全般的には第1のマ
イクロステップ駆動テーブルのPWM値を概略大きくする
関数であっても良い。第２の関数は第1のマイクロステ
ップ駆動テーブルのPWM値を演算するもので本実施例で
は第１のマイクロステップ駆動テーブルのPWM値を概略
小さくする関数であり例えばすべての値に１未満の数を
乗じるものといったものがある。乗ずる数は一定の値例
えば０．５とかであっても良いし、ある所定の範囲は１
を超えるが別の範囲は１未満の値を乗じ全般的には第1
のマイクロステップ駆動テーブルのPWM値を概略小さく
する関数であっても良い。この様子を図７（a）、図７
（b）に示す。図７（a）は演算手段５により第１のマイ
クロステップ駆動テーブルを第１の関数により演算した
後のマイクロステップ駆動テーブルであり図７（b）は
演算手段５により第１のマイクロステップ駆動テーブル
を第２の関数により演算した後のマイクロステップ駆動
テーブルである。

【0016】本実施例ではで第１のマイクロステップ駆動テ
ーブルを第１の関数で演算したマイクロステップ駆動テ
ーブルは第1のマイクロステップ駆動テーブルに比べPWM
値は全体的大きな値になっているので第１の関数で演算
したマイクロステップ駆動テーブルを用いた場合は消費
電流は大きいが駆動力も大きい。また第１のマイクロス
テップ駆動テーブルを第２の関数で演算したマイクロス
テップ駆動テーブルは第1のマイクロステップ駆動テー
ブルに比べPWM値は全体的小さな値になっているので第
２の関数で演算したマイクロステップ駆動テーブルを用
いた場合は第１のマイクロステップ駆動テーブルおよび
第１のマイクロステップ駆動テーブルを第１の関数で演
算したマイクロステップ駆動テーブルを用いた場合にく
らべ消費電流は小さいが駆動力も小さい。

【0017】制御回路2は指示部4から入力された駆動量だけ
モータMを駆動するようにドライブ回路1に信号を送る
が、その際にステップ範囲に応じてメモリ3に記憶され
ている第1のマイクロステップ駆動テーブル或いは演算
手段５を介して第１の関数による第１のマイクロステッ
プ駆動テーブルを演算した後の駆動テーブル、或いは演
算手段５を介して第２の関数による第１のマイクロステ
ップ駆動テーブルを演算した後の駆動テーブルのどちら
かを選択し選択したテーブルに応じたPWM値の組み合わ
せで各相のコイルに通電を行なう様にドライブ回路1を
駆動する。

【0018】本実施例で用いるステッピングモータは特開平
9-331666で公知になっているものを用いている。図2〜
図4において、11はモータの回転子即ちロータを構成す
る円筒形状のマグネットであり、このロータであるマグ
ネット11は、その外周表面を円周方向にn分割して（本
実施例では4分割して）S極、N極が交互に着磁された着
磁部11a、11b、11c、11dとし、この着磁部11a、11bがS
極に着磁され、着磁部11b、11dがN極に着磁されてい
る。

【0019】17はロータ軸となる出力軸で、この出力軸17は
ロータであるマグネット11に固着されている。これら出
力軸17とマグネット11とでロータを構成している。

【0020】12及び13は円筒形状のコイルであり、コイルI2
及び13は前記マグネット11と同心でかつ、マグネット11
を軸方向に挟む位置に配置され、コイル12及び13はその
外径が前記マグネット11の外径とほぼ同じ寸法である。

【0021】18および19は軟磁性材料からなる第1のステー
タ及び第2のステータで、第1のステータ18及び第2のス
テ一夕19の位相は180／n度、即ち45°ずれて配置され、
これらの第1のステータ18及び第2のステータ19は外筒及
び内筒からなっている。

【0022】第1のステータ18の外筒及び内筒の間にコイル1
2が設けられ、このコイル12が通電されることにより第1
のステータ18が励磁される。第1のステータ18の外筒及
び内筒はその先端部が外側磁極18a、18bおよび内側磁極
18c、18dを形成しており、この内側磁極18cと内側磁極1
8dの位相は互いに同位相となるように360／（n／2）
度、即ち180度ずれて形成され、内側磁極18cに対して外
側磁極18aが対向配置しており、また内側磁極18dに対し
外側磁極18bが対向配置している。

【0023】第1のステ−夕18の外側磁極I8a、18b及び内側
磁極18c、18dはマグネット11の一端側の外周面及び内周
面に対向してマグネット11の一端側を挟み込むように設
けられる。また第1のステータ18の穴18eには回転軸17の
一端部が回転可能に嵌合する。

【0024】第2のステータ19の外筒及び内筒の間にコイル1
3が設けられ、このコイル13が通電されることにより第2
のステータ19が励磁される。第2のステータ19の外筒及
び内筒はその先端部が外側磁極19a、19b及び内側磁極19
a,19bを形成しており、外側磁極19a、19b及び内側磁極1
9c、19dは永久磁石11の他端側の外周面及び内周面に対
向して永久磁石11の他端側を挟み込むように設けられ
る。また第2のステータ19の穴19ｅには回転軸17の他端
部が回転可能に嵌合する。

【0025】したがって、コイル12により発生する磁束は外
側磁極18a、18bと内側18c、18dとの間のロータであるマ
グネット11を横切るので、効果的にロータであるマグネ
ット11に作用し、コイル13により発生する磁束は外側磁
極19a、19bと内側磁極19c、19dとの間のロータであるマ
グネットを横切るので、効果的にロータであるマグネッ
ト11に作用し、モータの出力を高める。

【0026】20は非磁性材料からなる円筒形状部材としての
連結リングであり、この連結リング20の内側の一端側に
は溝20a、20bが設けられ他端側には溝20a、20bに対し位
相を45度ずらした溝20c、20dが設けられ、溝20a、20bに
第1のステータ18の外側磁極18a、18bを嵌合し、溝20c、
20dに第2のステータ19の外側磁極19a、19bを嵌合し、こ
れら嵌合部分を接着剤により固定して、連結リング20に
第1のステータ18及び第2のステータ19が取り付けられる
ものである。

【0027】これら第1のステータ18と第2のステータ19は互
いに外側磁極18a、18b及び内側磁極18c、18dの先端と外
側磁極19a、19b及び内側磁極19c、19dの先端とを対向さ
せ、外側磁極18a、18bと外側磁極19a、19bとの間を連結
リング20の内面側の突出部20e、20fの幅だけ隔てて連続
リング20に固定されている。

【0028】図3はステップモータの断面図であり、図4
（a）、（b）、（c）、（d）は図3のA−A線での断面図
を示し、図4の（e）、（f）、（g）、（h）は図3のB−B
線での断面図を示している。図4の（a）と（e）とが同
時点での断面図であり、図4の（b）と（f）とが同時点
での断面図であり、図4の（c）と（g）とが同時点での
断面図であり、図4の（d）と（h）とが同時点での断面
図である。

【0029】次に、このステップモータの動作を説明する。
図4の（a）、（e）の状態からコイル12及び13に通電し
て、第1のステータ18の外側磁極18a、18bをN極とし、内
側磁極18c、18dをS極とし、第2のステータ19の外側磁極
19a、19bをS極とし、内側磁極19c、19dをN極に励磁する
と、ロータであるマグネット11は反時計方向に45度回転
し、図4の（b）と（f）に示す状態になる。

【0030】次に、コイル12への通電を反転させ、第1のス
テータ18の2外側磁極18a、18bをS極とし、内側磁極18
c、18dをN極とし、第2のステータ19の外側磁極19a、19b
をS極とし、内側磁極19c、19dをN極に励磁すると、ロー
タであるマグネット11は更に反時計方向に45度回転し、
図4の（c）と（g）に示す状態になる。

【0031】次に、コイル13への通電を反転させ、第2のス
テータ19の外側磁極19a、19bをN極とし、内側磁極19c、
19dをS極とし、第1ステータ18の外側磁極18a、18bをS極
とし、内側磁極18c、18dをN極に励磁すると、ロータで
あるマグネット11はさらに反時計方向45度回転し、図4
の（d）と（h）に示す状態になる。

【0032】以後、このようにコイル12及びコイル13への通
電方向を順次切り換えていくことによりロータであるマ
グネット11は通電位相に応じた位置へと回転していくも
のである。また逆に図4の（d）と（h）に示す状態から
図4の（c）と（g）更に図4の（b）と（f）、図4の（a）
と（e）の状態へとコイルヘの通電を切り換えていくこ
とでマグネット11は時計方向に回転していく。

【0033】以上はコイル12、13への通電を一定値にて切り
替えを行なうフルステップ駆動の説明である。この時の
コイル12、13への通電電流の様子を図5（a）、図5（b）
で示す。図5（a）はコイル12への通電の様子、図5（b）
はコイル13への通電の様子である。コイル12、13へ通電
する電流値の比率を変化させる事で上記図4で示した各
位置の間の位置に回転子即ちマグネット11を停止させる
マイクロステップ駆動方式があるが、本発明では特に以
下のような通電を行なう。

【0034】図6はメモリ3に記憶されている第1のマイクロ
ステップ駆動テーブルをもとに通電を行なったときのコ
イル12、13の通電電流とステップ数の関係を示す図であ
る。メモリ3には第1のマイクロステップ駆動テーブルと
して（A1、B1）、(A2、B2)、（A3、B3）、・・・、（A
m、Bm）のコイル12、13に通電する電流値の比率を示す
テーブルが記憶されている。Al、A2、A3、…、Amはコイ
ル12へ通電する電流値の比率、B1、B2、B3、…、Bmはコ
イル13へ通電する電流値の比率である。電流値の変更の
方式としては印加電圧のパルス幅変調方式（PWM制御方
式）があり、このような通電方式の場合は第1のマイク
ロステップ駆動テーブルに記憶されている値は通電のデ
ユーティー値のデータが記憶されている。

【0035】図7（a）は第１のマイクロステップ駆動テーブ
ルを第１の関数で演算したマイクロステップ駆動テーブ
ルもとに通電を行なったときのコイル12、13の通電電流
とステップ数の関係を示す図である。図7（b）は第１の
マイクロステップ駆動テーブルを第2の関数で演算した
マイクロステップ駆動テーブルもとに通電を行なったと
きのコイル12、13の通電電流とステップ数の関係を示す
図である。図７（a）で示す第１のマイクロステップ駆
動テーブルを第１の関数で演算したマイクロステップ駆
動テーブルは第1のマイクロステップ駆動テーブルに比
べPWM値は全体的大きな値になっているので第１の関数
で演算したマイクロステップ駆動テーブルを用いた場合
は消費電流は大きいが駆動力も大きい。図７（b）で示
す第１のマイクロステップ駆動テーブルを第２の関数で
演算したマイクロステップ駆動テーブルは第1のマイク
ロステップ駆動テーブルに比べPWM値は全体的小さな値
になっているので第２の関数で演算したマイクロステッ
プ駆動テーブルを用いた場合は第１のマイクロステップ
駆動テーブルおよび第１のマイクロステップ駆動テーブ
ルを第１の関数で演算したマイクロステップ駆動テーブ
ルを用いた場合にくらべ消費電流は小さいが駆動力も小
さい。

【0036】メモリ3には第2のマイクロステップ駆動テーブ
ルとして（C１、Dl）、（C2、D2）、（C3、D3）、…、
（Cm、Dm）のコイル12、13へに通電する電流値の比率を
示すテーブルが記憶されている。C1、C2、C3、・・・、
Cmはコイル12へ通電する電流値の比率、Dl、D2、D3、
…、Dmはコイル13へ通電する電流値の比率である。演算
手段５は第１の関数と第２の関数が記憶されており、第
１の関数は第1のマイクロステップ駆動テーブルのPWM値
を演算するもので本実施例では第1のマイクロステップ
駆動テーブルのPWM値を概略大きくする関数であり今回
の実施例ではすべての値に１を超える数、具体的には
１．５を乗じるという関数を用いている。例えば第１の
マイクロステップ駆動テーブルは図６に示すように最大
値となるA5、A６或いはB10、B１１などは６０％になる
ように設定されているが第２のマイクロステップ駆動テ
ーブルは図７（a）に示すように最大値となるC5、C６或
いはD10、D１１などは９０％になるように設定されてい
るそのため図７（a）に示す第１の関数を介して演算し
たマイクロステップ駆動テーブルを用いた場合は消費電
流は大きいが駆動力も大きい。

【0037】演算手段５の第２の関数は第1のマイクロステ
ップ駆動テーブルのPWM値を演算するもので本実施例で
は第1のマイクロステップ駆動テーブルのPWM値を概略小
さくする関数であり今回の実施例ではすべての値に１未
満の数、具体的には０．８を乗じるという関数を用いて
いる。例えば第１のマイクロステップ駆動テーブルは図
６に示すように最大値となるA5、A６或いはB10、B１１
などは６０％になるように設定されているが第２のマイ
クロステップ駆動テーブルは図７（ｂ）に示すように最
大値となるE5、E６或いはF10、F１１などは４２％にな
るように設定されているそのため図７（ｂ）に示す第２
の関数を介して演算したマイクロステップ駆動テーブル
を用いた場合の駆動力は小さいが消費電流も小さい。

【0038】勿論乗ずる数値は第１の関数及び第２の関数と
もに一定の値である必要はなくまた必ずしもある数値を
乗ずるのではなく加算或いは減算するという方法であっ
ても良い。つまり関数の種類を限定するものではなく第
１の関数によって第１のマイクロステップ駆動テーブル
を演算した場合はすべての値が第１の関数による演算に
より絶対値が大きくなっている必要は必ずしもなく概略
第１のマイクロステップ駆動テーブルより絶対値の大き
なデューティ値になっていれば良い。必要があり同様に
第２の関数によって第１のマイクロステップ駆動テーブ
ルを演算した場合はすべての値が第２の関数による演算
により絶対値が小さくなっている必要は必ずしもなく概
略第１のマイクロステップ駆動テーブルより絶対値の小
さなデューティ値になっている必要があればよい。

【0039】（Cm、Dm）の値と（Am、Bm）の値を比較した場
合、（Cm、Dm）の絶対値の方が（Am、Bm）の絶対値より
も大きく設定されており、またそのときのコイル１２に
対するコイル１３への通電比率であるCm／Dmの値とAm／
Bmはほぼ同じ値ではあるが必ずしも一致するとは限ら
ず、すなわちCmがAmに対して仮に１．５倍の数値であっ
てもDmはBmに対して必ずしも１．５倍になっているとは
限らない。

【0040】コイル１２に対するコイル１３への通電比率で
あるCm／Dmの値とAm／Bmはほぼ同じ値ではあるが必ずし
も一致しないように設定されているのは（Cm、Dm）での
通電と（Am、Bm）での通電とでロータの位置を同じ位置
になるようにするためである。ロータの回転位置はロー
タマグネットがステータ１８、１９に吸引する力とコイ
ル１２、コイル１３に通電することにより発生する磁力
との合成力により決定される。（Cm、Dm）の組み合わせ
の方が（Am、Bm）の組み合わせの通電よりも絶対値は大
きくなるように設定されているのでコイル１２、コイル
１３に通電することにより発生する磁力は大きくなる。
これによりロータマグネットがステータ１８、１９に吸
引する力とコイル１２、コイル１３に通電することによ
り発生する磁力との割合も変わってくるのでもしもCm／
Dmの値をAm／Bmの値といっしょにしてもロータの回転位
置は（Am、Bm）の組み合わせの通電の場合とは変わって
きてしまう。ロータの回転位置が（Am、Bm）の通電と同
じ位置になるようにロータマグネットがステータ１８、
１９に吸引する力を加味してCm／Dmの値をAm／Bmの値と
は異なる値に設定してある。第２の関数を介して演算し
た値Eｍ／Ｆｍに関しても同様なことが言える。

【0041】本実施例では回転子であるマグネット11はコイ
ル12、13への通電を（Al、B１）、（A2、B2）、（A3、B
3）、…、（Am、Bm）にしたがって切り換える事を2サイ
クル行なう事で反時計方向に1回転する。或いはコイル1
2、13への通電を（C1、Dl）、（C2、D2）、（C3、D
3）、…、（Cm、Dm）にしたがって切り換える事を2サイ
クル行なう事で時計方向に1回転する。例えばmが20とす
ると、40ステップで回転子であるマグネット11は一回転
する。

【0042】次に、フルステップ駆動とマイクロステップ駆
動の切り換えに関しての説明を行う。モータの回転スピ
ード及び出力トルクはマイクロステップ駆動よりもフル
ステップ駆動の方が高く、モータの出力軸の回転の分解
能はマイクロステップ駆動の方がフルステップ駆動より
も当然高い。このような理由で被駆動物をある所定の位
置に位置決めする場合、目標位置から遠い場合にはフル
ステップ駆動で高速で駆動し途中で目標位置近傍になる
とマイクロステップ駆動で駆動して精密な位置出しを行
えば高速で高精度な位置出しができる。或いは動き出し
を滑らかにするため動き出しから低速時はマイクロステ
ップ駆動で徐々にスピードを上げていき所定のスピード
以上からはフルステップ駆動で更に高速に駆動していく
方法をとれば被駆動物を滑らかに高速駆動することがで
きる。

【0043】本実施例では駆動開始をマイクロステップ駆動
にて徐々に加速していき所定のスピード或いは所定のパ
ルス数を超えた後フルステップ駆動にて駆動しさらに高
速で駆動する。そして目標位置に所定量近づいたら再び
マイクロステップ駆動モードにて駆動し精密な位置出し
を行っている。

【0044】図9はマイクロステップ駆動モードとフルステ
ップ駆動モードの両モードの通電電流の様子を示す図で
ある。マイクロステップ駆動からフルステップ駆動の切
り換え或いはフルステップ駆動からマイクロステップ駆
動の切り換えはマイクロステップ通電時における各相の
通電電流の絶対値が同じになるタイミングで行う。すな
わち図9におけるa，b，c，dのタイミングである。つま
りマイクロステップ通電時における各相の通電電流の絶
対値が同じもしくは概略同じになるタイミングである。
例えば、bのタイミングでフルステップ駆動からマイク
ロステップ駆動に切り換えた場合の通電電流の様子は図
10に示すようになる。

【0045】マイクロステップ駆動テーブルは連続して通電
電流が変化する場合を除いて段階的に電流が変化する場
合には各相の通電電流の絶対値がちょうど一致するとい
う組み合わせのテーブルになるとは限らない。この場合
は各相の通電電流の絶対値が概略同じになるタイミング
で行う。

【0046】これらのタイミングは、2つのコイルヘの通電
電流の比が1対1或いは概略1対1でフルステップ時もマイ
クロステップ時も同じあるいはほぼ同じであるから、ロ
ータ回転位置は駆動モードの切り換えによる変化はな
い。これによりフルステップ駆動からマイクロステップ
駆動或いはマイクロステップ駆動からフルステップ駆動
への駆動モードの変更を行っても滑らかに回転が移行し
ていくのでモード切替による従来例で説明したような滑
らかには変化していないことによる振動が発生してしま
ったり脱調してしまったりして被駆動物を滑らかに高速
駆動することや高速で高精度な位置出しすることができ
なくなってしまうようなことはなくなる。

【0047】制御回路4の動作を図8のフローチャートを用い
て説明する。ステップ1：指示部4からの指示された情報（回転方向
とステップ数）を受け付ける。ステップ２：メモリ3に記憶された第1のマイクロステ
ップ駆動テーブルを読み出しステップ３に進む。

【0048】第1のマイクロステップ駆動テーブルと第１の
マイクロステップ駆動テーブルを第１の関数で演算した
マイクロステップ駆動テーブルと第１のマイクロステッ
プ駆動テーブルを第２の関数で演算したマイクロステッ
プ駆動テーブルは前に説明した図６図７に示すような電
流値となるようなテーブルである。第２の関数で演算し
たマイクロステップ駆動テーブルのPWM値の組み合わせ
を（Eｍ、Fｍ）とあらわした場合、それらは少なくとも
第１の関数で演算したマイクロステップ駆動テーブル
（Cm、Dm）の値と比較した場合、（Cm、Dm）により流さ
れる電流よりも電流の絶対値が小さくなるような値のテ
ーブルである。いったんマイクロステップ駆動により位
置決めされえると摩擦の負荷によりその状態が保持され
ようとされコイルへの通電を減らしコイルによる磁力が
弱まりマグネットとステータとの吸引力の割合が大きく
なってもある一定以上の電磁力を発生しておけばいった
ん位置決めされた位置にマグネットロータは保持され
る。このようにいったん位置決めされたマグネットロー
タを保持することだけを考えるのであれば摩擦力がその
位置に保持するように働くため電流を小さくすることが
可能であり消費電流を抑えること及びモータの発熱の防
止に効果がある。

【0049】ステップ３：指示部4から受け付けた情報の
うちステップ数が所定値M以上ならステップ9に進み、ス
テップ数が所定値M未満ならステップ４に進む。本実施
例における所定値とはフルステップ駆動の1ステップ分
の回転量に相当するマイクロステップ駆動のステップ数
に2パルスを加えた数よりも大きい数値であり、すなわ
ち5＋2の7より大きい数値に設定してある。仮に所定値M
を7に設定してある場合は、送り量がマイクロステップ
で、6ステップ以下ならば、フルステップ駆動に切り替
えるだけのステップ数はないとしてステップ４に進む。

【0050】ステップ４：残りの駆動ステップ数がマイク
ロステップで２ステップ以上あるならばステップ５に進
み残りステップ数が１ステップになったらステップ６に
進む。

【0051】ステップ５：メモリ3から読み出された第１
のマイクロステップ駆動テーブルにしたがってマイクロ
ステップ通電を指示部4から受けた情報に基づき所定方
向に回転するようにドライブ回路1を駆動する。

【0052】第１のマイクロステップ駆動テーブルは前述し
たように、演算手段５の第１の関数によって第１のマイ
クロステップ駆動テーブルを演算したマイクロステップ
駆動テーブルにしたがって駆動させる場合よりも消費電
流は小さくまたその駆動力も小さい。ステッピングモー
タはある通電状態に対する本来位置出しされる位置から
遅れるとある範囲までは駆動力が増し本来の位置まで回
転しようとする力は比較的大きい。ここではロータの電
気信号に対する位相遅れはある程度許容できるので少な
い消費電流になるように設定しても駆動が可能となる。
消費電流が少ないので低消費電力で且つ発熱を防止する
駆動となる。

【0053】ステップ６：演算手段５の第１の関数によって
第１のマイクロステップ駆動テーブルを演算したマイク
ロステップ駆動テーブルにしたがってマイクロステップ
通電を指示部4から受けた情報に基づき最後の１ステッ
プ所定方向に回転するようにドライブ回路1を駆動す
る。この場合にはこの動作により最後の停止位置が決定
されるため電気信号に応じたロータの正確な位置出しが
必要とされる。前述したようにロータの位置がマイクロ
ステップ制御にて本来位置出しされる位置に近づけば近
づくほど、その本来の位置に位置出ししようとして発生
する回転駆動力は小さくなりわずかな摩擦力があるだけ
でその本来の位置に位置出しすることは困難になる。そ
こでこのステップのみ演算手段５の第１の関数によって
第１のマイクロステップ駆動テーブルを演算したマイク
ロステップ駆動テーブルにしたがって駆動するのである
がこの第１の関数によって演算されたマイクロステップ
駆動テーブルは第1のマイクロステップ駆動テーブルに
比べPWM値は全体的大きな値になっている。そのため第2
のマイクロステップ駆動テーブルを用いた場合、消費電
流は大きいが駆動力も大きいので電気信号に応じた正確
な位置にロータを位置出しすることが可能になる。

【0054】第１のマイクロステップ駆動テーブルを第１の
関数にて演算したマイクロステップ駆動テーブルのPWM
値（Cm、Dm）の組み合わせの方が第１のマイクロステッ
プ駆動テーブルのPWM値（Am、Bm）の組み合わせの通電
よりも絶対値は大きくなるように設定されているのでコ
イル１２、コイル１３に通電することにより発生する磁
力は大きくなる。これによりロータマグネットがステー
タ１８、１９に吸引する力とコイル１２、コイル１３に
通電することにより発生する磁力との割合も変わってく
るので、ロータの回転位置が（Am、Bm）の通電と同じ位
置になるようにロータマグネットがステータ１８、１９
に吸引する力を加味して第１のマイクロステップ駆動テ
ーブルを第１の関数にて演算したマイクロステップ駆動
テーブルのPWM値の各相の割合Cm／Dmの値を第１のマイ
クロステップ駆動テーブルのPWM値の各相の割合Am／Bm
の値とは異なる値に設定してある。

【0055】またこの第１のマイクロステップ駆動テーブル
を第１の関数にて演算したマイクロステップ駆動テーブ
ルのPWM値に応じて駆動することは消費電流が大きい分
駆動力が大きく、摩擦があっても正確な位置にマグネッ
トロータを位置出しすることができるが、発熱や消費電
力の増大が懸念されるのであるがこれは後述するステッ
プ８により解消される。

【0056】ステップ７：最後の１ステップを駆動しその
通電状態にマグネットロータが位置出しされ安定するの
に十分な時間が経過するとステップ８に進む。

【0057】ステップ8：メモリ3に記憶されている第１のマ
イクロステップ駆動テーブルを演算手段５の第２の関数
により演算したマイクロステップ駆動テーブルにしたが
ってマイクロステップ通電を行いステップ６において位
置だしされたマグネットロータの回転位置を保持する。

【0058】第１のマイクロステップ駆動テーブルを演算手
段５の第２の関数によって演算したマイクロステップ駆
動テーブルのPWM値の組み合わせを（Eｍ、Fｍ）と表し
た場合、それらは少なくとも第１のマイクロステップ駆
動テーブル（Am、Bm）或いは第１のマイクロステップ駆
動テーブルを第１の関数により演算したマイクロステッ
プ駆動テーブル（Cm、Dm）の値と比較した場合、（Am、
Bm）或いは（Cm、Dm）により流される電流よりも電流の
絶対値が小さくなるような値のテーブルである。いった
んマイクロステップ駆動により位置決めされえると摩擦
の負荷によりその状態が保持されようとされコイルへの
通電を減らしコイルによる磁力が弱まりマグネットとス
テータとの吸引力の割合が大きくなってもある一定以上
の電磁力を発生しておけばいったん位置決めされた位置
にマグネットロータは保持される。このようにいったん
位置決めされたマグネットロータを保持することだけを
考えるのであれば摩擦力がその位置に保持するように働
くため電流を小さくすることが可能であり消費電流を抑
えること及びモータの発熱の防止に効果がある。

【0059】このステップで指示部4から受けた情報に基づ
き所定方向に定量回転が完了し次の動作のために待機し
ている状態になっている。

【0060】ステップ9：メモリ3から読み出された第１の
マイクロステップ駆動テーブルにしたがってマイクロス
テップ通電を指示部4から受けた情報に基づき所定方向
に所定量回転するようにドライブ回路1を駆動する。

【0061】ステップ１０：ステップ9から開始されたマ
イクロステップ駆動中に図9におけるa,b，c，dのタイミ
ングつまりマイクロステップ通電時における各相の通電
電流の絶対値が同じになるタイミング或いは図6におけ
るe,f,g,hのタイミングつまり各相の通電電流の絶対値
が概略同じになるタイミングのいずれかに通電状態がな
ったかどうかを判定してなった場合はステップ11に進
む。

【0062】ステップ11：モータの駆動モードをマイクロ
ステップ駆動からフルステップ駆動に切り替える。ステ
ップ11に進んだ時点ではモータは十分に加速されかつ不
図示の被駆動物は滑らかに加速されている。これからは
出力トルクが十分高く回転速度も大きく駆動できるフル
ステップ駆動によりモータを駆動していく。

【0063】このタイミングは2つのコイルヘの通電電流の
比は1対1或いは概略1対1でフルステップ時もマイクロス
テップ時も同じあるいはほぼ同じであるからロータ回転
位置は駆動モ−ドの切り換えによる変化はない。これに
よりマイクロステップ駆動からフルステップ駆動への駆
動モードの変更を行っても滑らかに回転が移行していく
のでモード切替による従来例で説明したような滑らかに
は変化していないことによる振動が発生してしまったり
脱調してしまったりして被駆動物を滑らかに高速駆動す
ることや高速で高精度な位置出しすることができなくな
ってしまうようなことはなくなる。

【0064】ステップ12：指示部か4から受け付けた情報
に対してマイクロステップ駆動での残りステップ数が所
定値P以下ならステップ13に進む。本実施例における所
定値とはフルステップ駆動の1ステップ分の回転量に相
当するマイクロステップ駆動のステップ数に1パルス以
上を加えた数でありすなわち5＋1でこの時点でも残りの
ステップは6ステップ以上である。つまり所定値Pとは少
なくとも6以上の数値に設定してある。

【0065】ステップ１３：通電位相が図9におけるa,b,c,d
のタイミングつまりマイクロステップ通電時における各
相の通電電流の絶対値が同じになるタイミング或いは図
6におけるe，f，g，hのタイミングつまり各相の通電電
流の絶対値が概略同じになるタイミングのいずれかのタ
イミングになったらステップ１４に進む。ステップ1４：ステップ11から開始されたフルステッ
プ駆動をマイクロステップ駆動に切り換える。マイクロ
ステップ駆動の切り換えはそのときのフルステップ駆動
でのコイルヘの通電位相と同じで且つ図9におけるa,b,
c,dのタイミングつまりマイクロステップ通電時におけ
る各相の通電電流の絶対値が同じになるタイミング或い
は図6におけるe，f，g，hのタイミングつまり各相の通
電電流の絶対値が概略同じになるタイミングのいずれか
から始め、その際の通電電流はメモリ3から読み出され
た第１のマイクロステップ駆動テーブルにしたがいマイ
クロステップ通電を行って回転するようにドライブ回路
1を駆動する。

【0066】このタイミングは2つのコイルヘの通電電流の
比は1対1或いは概略1対1でフルステップ時もマイクロス
テップ時も同じあるいはほぼ同じであるからロータ回転
位置は駆動モードの切り換えによる変化はない。

【0067】これによりフルステップ駆動からマイクロステ
ップヘの駆動モードの変更を行っても滑らかに回転が移
行していくのでモード切替による従来例で説明したよう
な滑らかには変化していないことによる振動が発生して
しまったり脱調してしまったりして被駆動物を滑らかに
高速駆動することや高速で高精度な位置出しすることが
できなくなってしまうようなことはなくなる。

【0068】上記ステップ10において図9におけるa,b,c,dの
タイミングつまりマイクロステップ通電時における各相
の通電電流の絶対値が同じになるタイミング或いは図6
におけるe，f，g，hのタイミングつまり各相の通電電流
の絶対値が概略同じになるタイミングのいずれかに通電
状態がなったかどうかを判定するのは必ずしも駆動開始
から最初になるタイミングではなく所定のサイクル経過
し十分モー夕が加速され被駆動物が滑らかに所定のスピ
ードに加速された後のa，b,c,dのタイミング或いはe,f,
g,hの夕イミングであっても良い。つまり必要なことは
マイクロステップ駆動からフルステップ駆動へと移行す
るタイミングは各相の通電電流の絶対値が同じ或いは概
略同じになるタイミングで行うことである。

【0069】上記ステップ13においてフルステップ駆動から
マイクロステップ駆動の切り換えは残りのステップ数が
6パルス以上あってそのときのフルステップ駆動でのコ
イルヘの通電位相と同じで且つ図9におけるa，b，c，d
のタイミングつまりマイクロステップ通電時における各
相の通電電流の絶対値が同じになるタイミング或いは図
6におけるe，f，g，hのタイミングつまり各相の通電電
流の絶対値が概略同じになるタイミングのいずれかから
始めるのであるが、必要なことはフルステップ駆動から
マイクロステップ駆動へと移行するタイミングは各相の
通電電流の絶対値が同じ或いは概略同じになるタイミン
グで行うことである。

【0070】このタイミングは、2つのコイルヘの通電電流
の比が1対1或いは概略1対1でフルステップ時もマイクロ
ステップ時も同じあるいはほぼ同じであるから、ロータ
回転位置は駆動モードの切り換えによる変化はない。こ
れによりフルステップ駆動からマイクロステップ駆動或
いはマイクロステップ駆動からフルステップ駆動への駆
動モードの変更を行っても滑らかに回転が移行してい
く。フルステップ駆動とマイクロステップ駆動の間で駆
動モードを切り換えても従来例で説明したような滑らか
には変化していないことによる振動が発生してしまった
り脱調してしまったりすることはない。これにより被駆
動物を滑らかに高速駆動することや高速で高精度な位置
出しすることができる。

【0071】以上説明したようにステッピングモータの駆動
ステップ数を設定する設定手段により設定されたステッ
プのうちの領域に応じて第１のマイクロステップ駆動テ
ーブルと第１のマイクロステップ駆動テーブルを第１の
関数にて演算したマイクロステップ駆動テーブルのうち
どちらかを選択してマイクロステップ駆動が可能とした
ことで消費電力を最小限に抑えまた発熱も抑えながら正
確な位置にマグネットロータを位置だしすることが可能
になった。

【0072】図11は被駆動物がレンズである場合の上記のス
テップモータ及びステップモータ駆動装置を含むレンズ
移動装置の分解斜視図である。

【0073】この図において、51はU字型に折り曲げ形成さ
れたフレームであり、このフレーム51の両端に形成され
た保持穴51a，51bにはステップモータMの本体部（後述
するステータ）の端部が嵌合保持される。52はピニオン
ギヤであり、ステップモータMの出力軸17に固着されて
いる。53はリードネジ軸（駆動軸）であり、ステップモ
ータMの本体部の長さと同等な長さのリードネジ部53aが
形成されている。このリードネジ軸53は、フレーム51の
両端に形成された保持穴51d，51cに回動可能に嵌合保持
される。こうして、ステップモ−夕Mとリードネジ軸53
とは、フレーム51によって、出力軸7とリードネジ軸53
とが互いの径方向に並んでかつ平行に延びるように（い
わゆる並列的に）配置される。

【0074】また、リードネジ軸53の一端にはギヤ部53bが
設けられており、このギヤ部53bはピニオンギヤ52と噛
み合っている。このため、ステップモータMが回転する
と、リードネジ軸53が回転駆動される。なお、ギヤ部53
bとピニオンギヤ52により請求の範囲にいう伝達手段が
構成される。

【0075】54はL字型の板バネであり、基端部54bがフレー
ム51に固着され、バネ性を有する腕部54bがリードネジ
軸53の端部53cを押圧している。これにより、リードネ
ジ軸53がフレーム51に対して片寄され、これらの間のス
ラスト方向のガタが防止される。56はレンズであり、55
はこのレンズ56を保持するレンズホルダー（被駆動体）
である。レンズホルダー56には、メネジが形成された当
接部55aが設けられており、この当接部55a（メネジ）が
リードネジ軸53のリードネジ部53aに当接（係合）して
いる。さらに、レンズホルダー55には、ガイド穴部55b
と振れ止め溝部55cとが形成されており、それぞれ不図
示の地板に保持されたガイド棒57，58と摺動可能に嵌合
している。このため、レンズホルダー55は、ガイド捧5
7，58により、光軸回りでの回転が規制された状態で光
軸方向にガイドされる。

【0076】このように構成されたレンズ駆動装置では、ス
テップモータMの回転によりリードネジ軸53が回転する
と、レンズホルダー55は当接部55aにおいてリードネジ
部53aから軸方向駆動力を受け、ステップモータMの回転
量及び回転方向に応じてレンズ56とともに光軸方向に移
動する。

【0077】ここで、前述したように、ステップモータMと
リードネジ軸53とは、出力軸7とリードネジ軸53とが並
列的に配置されているため、ステップモータMとリード
ネジ軸53とを直列的に配置したような場合に比べれば、
装置全長を短くすることができる。しかも、短い装置全
長であるにもかかわらずそのほとんどの長さを利用し
て、直列的に配置した場合と同じかそれ以上のリードネ
ジ軸53の長さ（つまりは、リードネジ部53aの長さ）を
確保することができる。したがって、レンズ56の移動範
囲を大きく設定することができる。

【0078】また、ステップモータMの長さはレンズ駆動装
置の長さにほとんど影響を及ぼさないレイアウトになっ
ているので、ステップモータを大型化でき駆動力の増大
を図ることも可能である。

【0079】ステッピングモータMをマイクロステップ駆動
で駆動させ前記レンズホルダー55及びレンズ56を光軸に
沿って細かいピッチで位置出しさせる場合、前記第1の
実施例で述べたステップモータ駆動回路で駆動する。ス
テップモータMの反時計回りで駆動し所定の位置になる
ように前記レンズホルダー55及びレンズ56を変位させる
場合は第1のマイクロステップ駆動のテーデルに記憶さ
れているデータにより決まるPWM値の組み合わせにより
ステップモータMを駆動し、ステップモータMの時計回り
で駆動し所定の位置になるように前記レンズホルダー55
及びレンズ56を変位させる場合は第2のマイクロステッ
プ駆動のテーブルに記憶されているデータにより決まる
PWM値の組み合わせによりステップモータMを駆動する。

【0080】これにより前記所定の位置になるように前記レ
ンズホルダー55及びレンズ56を変位させる場合のステッ
プモータMの回転子即ちマグネット11の回転位置は時計
回りで停止した場合と反時計回りで停止した場合とで微
妙に異なる。その停止位置の異なる量によりレンズホル
ダー55は当接部55aとリードネジ軸53のリードネジ部53a
間のバックラッシ或いはリードネジ軸53のギヤ部53bと
ピニオンギヤ52間のバックラッシやレンズホルダー55の
摺動部の慣性摩擦による影響がキャンセルされていずれ
の回転方向からの停止でも所定の位置にレンズホルダー
55及びレンズ56が位置出しされ精度の良いレンズ移動装
置となる。

【0081】またフルステップ駆動及びマイクロステップ駆
動を切り換えることにより高精度でかつ高速なレンズの
位置決めが可能になりまたフルステップ駆動からマイク
ロステップ駆動或いはマイクロステップ駆動からフルス
テップ駆動駆動モードの変更を行っても滑らかに回転が
移行していく。フルステップ駆動イクロステップ駆動の
間で駆動モードを切り換えても従来例で説明したような
滑らかには変化していないことによる振動が発生してし
まったり脱調してしまったりすることはない。これによ
り被駆動物であるレンズを滑らかに高速駆動することや
高速で高精度な位置出しすることができる。

【0082】ステッピングモータの駆動ステップ数を設定す
る設定手段により設定されたステップのうちの領域に応
じて第１のマイクロステップ駆動テーブルと第2のマイ
クロステップ駆動テーブルのうちどちらかを選択してマ
イクロステップ駆動が可能としたことで消費電力を最小
限に抑えまた発熱も抑えながら正確な位置にマグネット
ロータを位置だしすることが可能になった。

【0083】本実施例ではレンズを光軸と平行方向に移動さ
せる構造であるがこれをレンズの光軸方向と垂直方向に
移動させるようレンズの向きを変えて配置するすなわち
光磁気ディスクの情報読み取り或いは書き込み用のピッ
クアップ装置に適用することも可能である。その場合の
斜視外観図を図12に示す。

【0084】100は光磁気ディスクで、数μｍ間隔記録用ト
ラックが形成されており、そのトラック間に数μｍのス
ポット径を光ビームにより形成し磁気的に情報の記録し
光学的に記録情報の再生を行なえるディスク状情報記録
媒体である。

【0085】61はキャリッジ、62はピックアップである。ピ
ックアップ62は照射用光源と受光素子、反射光を受光素
子上に結像させるレンズとからなる。

【0086】63は本体に両端を固定されたガイドシャフト、
64はキャリッジ61に固着されガイドシャフト63と摺動可
能に嵌合するスライダ、Mは本体に固定されたモータ、6
6はモータMの出力軸に固定されたピニオンギヤ、67は本
体側に回転可能に取り付けられたリードスクリュー軸、
該リードスクリュー軸のリードスクリュー部67Aはキャ
リッジ61のメネジ部61Aと螺合し、一端にはハスバ歯車
部67Bが形成されている。68はウォーム部68Aと円盤と歯
からなるクラウンギヤ部68Bからなり本体に回転可能に
取り付けられている減速ギヤである。減速ギヤ68のウォ
ーム部68Aはリードスクリュー軸67のハスバ歯車部67Bと
噛み合う。ピニオンギヤ66と減速ギヤ68のクラウンギヤ
部68Bは噛み合いモータMを駆動する事によってキャリッ
ジ61及びピックアップ62は光磁気ディスク100に沿って
矢印C方向に走査される事になる。

【0087】69は一端がキャリッジ61に固着されもう一端が
前記リードスクリュー軸67のリードスクリュー部67Aを
押圧してキャリッジ61のメネジ部61Aとリードスクリュ
ー郡67Aの間のガタつきをなくしているイタバネであ
る。70は電気制御回路で本体に設けられており少なくと
も図1で示しているドライブ回路1、メモリ3、制御回路2
を含んでいる。71はフレキシブルプリント基板でピック
アップ62と電気制御回路70を電気的に接続している。72
はフレキシブルプリント基板でモータMと電気制御回路7
0を電気的に接続している。

【0088】モータMの正転或いは逆転によりピックアップ6
2は光ディスク100に沿って矢印C方向に走査される事に
なる。

【0089】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、2
相のPMタイプのステップモータの駆動装置において、各
相に通電するPWM値の組み合わせの値からなる第１のマ
イクロステップ駆動テーブルを記憶する記憶手段と、前
記第１のマイクロステップ駆動テーブルの値に対して第
１の関数による演算を行う演算手段と、ステッピングモ
ータの駆動ステップ数を設定する設定手段と、該設定手
段により設定されたステップのうちの領域に応じて第１
のマイクロステップ駆動テーブルと前記演算手段による
第１のマイクロステップ駆動テーブルの値に対して第１
の関数による演算を行った後のマイクロステップ駆動テ
ーブルのうちどちらかを選択してマイクロステップ駆動
が可能な制御回路を備えたことにより、通常の回転駆動
の領域ではPWM値の小さいマイクロステップ駆動テーブ
ルを用いて駆動することで消費電力を抑えまたモータの
発熱も抑え停止直前の領域のステップでは第１の関数に
より演算されたPWM値の大きいマイクロステップ駆動テ
ーブルを用いて駆動することで駆動力を増して停止精度
を高めることが可能になる。

【0090】また、本発明によれば、2相のPMタイプのステ
ップモータの駆動装置において、各相に通電するPWM値
の組み合わせの値からなる第１のマイクロステップ駆動
テーブルを記憶する記憶手段と、前記第１のマイクロス
テップ駆動テーブルの値に対して第１の関数による演算
を行う演算手段と、ステッピングモータの駆動ステップ
数を設定する設定手段と、該設定手段により設定された
ステップのうちの領域に応じて第１のマイクロステップ
駆動テーブルと前記演算手段による第１のマイクロステ
ップ駆動テーブルの値に対して第１の関数による演算を
行った後のマイクロステップ駆動テーブルのうちどちら
かを選択してマイクロステップ駆動が可能な制御回路を
備えたステップモータ駆動装置と、該ステップモータ駆
動装置により駆動されるステップモータと、該ステップ
モータにより駆動されるレンズとからなるレンズ移動装
置にしたことにより、通常の回転駆動にはPWM値の小さ
いマイクロステップ駆動テーブルを用いて駆動すること
で消費電力を抑えまたモータの発熱も抑え停止直前のス
テップでは第１の関数により演算されたPWM値の大きい
マイクロステップ駆動テーブルを用いて駆動することで
駆動力を増して停止精度を高めることが可能になり、マ
イクロステップ駆動方式を用いてレンズやその他のもの
をステップモータで駆動しコイルヘの通電電流に応じた
位置にステップモータの回転子を停止保持させるような
場合、歯車やネジの減速装置のバックラッシや摺動部の
慣性摩擦により停止位置にばらつきが出てしまう欠点を
最小限に抑えることができ、消費電力の少ない位置出し
精度の高いレンズ移動装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】図１は本発明の電気回路のブロック図である。

【図2】図２は本実施例で用いるステップモータの分解
斜視図である。

【図3】図３はステップモータの組み立て後の軸方向の
断面図である。

【図4】図４は図2のA−A線での断面図およびB−B線での
断面図である。

【図5】図５はフルステップ時のコイルヘの通電電流と
経過時間の関係を示す図である。

【図6】図６は第１のマクロステップ駆動テーブルを用
いた場合のコイルヘの通電電流とステップ数の関係を示
す図である。

【図7】図７（a）は第１のマクロステップ駆動テーブル
を第１の関数により演算したマイクロステップ駆動テー
ブルを用いた場合のコイルヘの通電電流とステップ数の
関係を示す図である。図７（ｂ）は第１のマクロステッ
プ駆動テーブルを第２の関数により演算したマイクロス
テップ駆動テーブルを用いた場合のコイルヘの通電電流
とステップ数の関係を示す図である。

【図8】図８は制御回路の動作を表わすフローチャート
である。

【図9】図９はマイクロステップ駆動モードとフルステ
ップ駆動モードの両モードの通電電流の様子を示す図で
ある。

【図10】図10はフルステップ駆動モードからマイクロス
テップ駆動モードヘ切り換える場合の通電電流の様子を
示す図である。

【図11】図１１は被駆動物がレンズである場合の上記の
ステップモータ及びステップモータ駆動装置を含むレン
ズ移動装置の分解斜視図である。

【図12】図12は光磁気ディスクの情報読み取り或いは書
き込み用のピックアップ装置に適用した場合の斜視外観
図である。

【図13】図１３はマイクロステップ駆動の代表的な通電
方法を示す図である。

【図14】図１４は従来のフルステップ駆動からマイクロ
ステップ駆動に切り換えるときの通電電流の様子を示す
図である。

【図15】図１５はステップモータの断面図である。

【図16】図１６はステ一夕とロータとの関係を示す図で
ある。

【図17】図１７はステータとロータとの関係を示す図で
ある。

【符号の鋭明】

1 ドライブ回路 2 制御回路 3 メモリ 4 指示部 5 演算手段 11 マグネット 12 第1のコイル 13 第2のコイル 17 出力軸 18 第1のステータ 19 第2のステータ 20 連結リング M ステップモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】2相のPMタイプのステップモータの駆動装置
において、各相に通電するPWM値の組み合わせの値から
なる第１のマイクロステップ駆動テーブルを記憶する記
憶手段と、前記第１のマイクロステップ駆動テーブルの
値に対して第１の関数による演算を行う演算手段と、ス
テッピングモータの駆動ステップ数を設定する設定手段
と、を有し、該設定手段により設定されたステップのう
ちの領域に応じて第１のマイクロステップ駆動テーブル
と前記演算手段による第１のマイクロステップ駆動テー
ブルの値に対して第１の関数による演算を行った後のマ
イクロステップ駆動テーブルのうちどちらかを選択して
マイクロステップ駆動が可能な制御回路を備えたことを
特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項２】請求項1記載のステップモータの駆動装置
において、第１のマイクロステップ駆動テーブルと前記
演算手段による第１のマイクロステップ駆動テーブルの
値に対して第１の関数による演算を行った後のマイクロ
ステップ駆動テーブルのうちいずれか一方のマイクロス
テップ駆動テーブルの全体のＰＷＭ値が他方のマイクロ
ステップ駆動テーブルの全体のＰＷＭ値より大きいこと
を特徴とするステップモータの駆動装置。
【請求項３】請求項２記載のステップモータの駆動装置
において、前記全体のＰＷＭ値がより大きい方のマイク
ロステップ駆動テーブルはステップモータの停止位置の
位置決めに用いられ、他方のマイクロステップ駆動テー
ブルはステップモータの滑らかな駆動に用いられること
を特徴とするステップモータの駆動装置。
【請求項４】請求項３記載のステップモータの駆動装置
において、前記演算手段は更に前記第１のマイクロステ
ップ駆動テーブルの値に対して第２の関数による演算を
行う事が可能であって、前記演算手段による第１のマイ
クロステップ駆動テーブルの値に対して第２の関数によ
る演算を行った後のマイクロステップ駆動テーブルはス
テップモータの停止位置の位置決め後、停止位置を保持
するために用いられることを特徴とするステップモータ
の駆動装置。
【請求項５】請求項１記載のステップモータの駆動装置
において、フルステップ駆動を行うフルステップ駆動手
段をさらに有し、前記第１のマイクロステップ駆動テー
ブルによる第１のマイクロステップ駆動と、前記演算手
段による第１のマイクロステップ駆動テーブルの値に対
して第１の関数による演算を行った後のマイクロステッ
プ駆動テーブルによる第２のマイクロステップ駆動と、
前記フルステップ駆動手段によるフルステップ駆動とを
切り換える切り換え手段をさらに有することを特徴とす
るステップモータ駆動装置。
【請求項６】請求項５項記載のステップモータの駆動装
置において、前記切り換え手段による切り換えは、切り
換え前後の通電電流値の絶対値がほぼ等しいタイミング
で行われることを特徴とするステップモータの駆動装
置。
【請求項７】２相のＰＭタイプのステップモータの駆動
装置において、少なくとも第１のマイクロステップ駆動テーブルを記憶
する記憶手段と、前記第１のマイクロステップ駆動テー
ブルの値に対して第１の関数による演算を行う演算手段
と、ステップモータをフルステップで駆動するフルステ
ップ駆動手段と、ステップモータの駆動ステップ数を設
定するステップ数設定手段と、前記ステップ数設定手段
で設定したステップ数が予め設定した所定ステップ数よ
り大きいか否かを判断する設定ステップ数判断手段と、
前記設定ステップ数判断手段が、前記ステップ数が所定
ステップ数より大きいと判断したとき、第１のマイクロ
ステップ駆動テーブルによるマイクロステップ駆動を開
始する手段と、該マイクロステップ駆動後にフルステッ
プ駆動に切り換える手段と、該切り換え手段による切り
換え後、残りステップ数が所定のステップ数になったと
き、フルステップ駆動から前記演算手段による第１のマ
イクロステップ駆動テーブルの値に対して第１の関数に
よる演算を行った後のマイクロステップ駆動テーブルに
よる第２のマイクロステップ駆動に切り換える手段と、
を有することを特徴とするステップモータの駆動装置。
【請求項８】請求項７記載のステップモータの駆動装置
において、前記演算手段による第１のマイクロステップ
駆動テーブルの値に対して第１の関数による演算を行っ
た後のマイクロステップ駆動テーブルは第１のマイクロ
ステップ駆動テーブルより全体のＰＷＭ値が大きく、ス
テップモータの停止位置の位置決めに用いられ、第１の
マイクロステップ駆動テーブルはステップモータの滑ら
かな駆動に用いられることを特徴とするステップモータ
の駆動装置。
【請求項９】請求項７記載のステップモータの駆動装置
において、前記第2のマイクロステップ駆動に切り換え
てステップモータの停止位置の位置決めした後、前記演
算手段による第１のマイクロステップ駆動テーブルの値
に対して第２の関数による演算を行った後のマイクロス
テップ駆動テーブルにて第３のマイクロステップ通電を
開始して停止位置を保持することを特徴とするステップ
モータの駆動装置。
【請求項１０】請求項７項記載のステップモータの駆動
装置において、前記切り換え手段によるフルステップ駆
動とマイクロステップ駆動との切り換えは、切り換え前
後マイクロステップ駆動時の２個のコイルへの通電電流
値の絶対値がほぼ等しいタイミングで行われることを特
徴とするステップモータの駆動装置。
【請求項１１】各相にPWM方式による電流値の変更によ
りマイクロステップ駆動通電を行うためのPWM値の組み
合わせの値からなるマイクロステップ駆動テーブルとし
ての第1のマイクロステップ駆動テーブルを記憶する記
憶手段と、前記第１のマイクロステップ駆動テーブルの
値に対して第１の関数による演算を行う演算手段と、ス
テップモータの駆動ステップ数を設定する設定手段と、
を有し、該設定手段により設定されたステップのうちの
領域に応じて第１のマイクロステップ駆動テーブルと前
記演算手段による第１のマイクロステップ駆動テーブル
の値に対して第１の関数による演算を行った後のマイク
ロステップ駆動テーブルのうちどちらかを選択してマイ
クロステップ駆動が可能な制御回路を備えたステップモ
ータ駆動装置と、該ステップモータ駆動装置により駆動
されるステップモータと、該ステップモータにより駆動
されるレンズとからなることを特徴とするレンズ移動装
置。
【請求項１２】請求項１1記載のレンズ移動装置におい
て、第１のマイクロステップ駆動テーブルと前記演算手
段による第１のマイクロステップ駆動テーブルの値に対
して第１の関数による演算を行った後のマイクロステッ
プ駆動テーブルのうちいずれか一方のマイクロステップ
駆動テーブルの全体のＰＷＭ値が他方のマイクロステッ
プ駆動テーブルの全体のＰＷＭ値より大きいことを特徴
とするレンズ移動装置。
【請求項１３】請求項１２記載のレンズ移動装置におい
て、前記全体のＰＷＭ値がより大きい方のマイクロステ
ップ駆動テーブルはステップモータの停止位置の位置決
めに用いられ、他方のマイクロステップ駆動テーブルは
ステップモータの滑らかな駆動に用いられることを特徴
とするレンズ移動装置。
【請求項１４】請求項１３記載のレンズ移動装置におい
て、前記演算手段は更に前記第１のマイクロステップ駆
動テーブルの値に対して第２の関数による演算を行う事
が可能であって、前記演算手段による第１のマイクロス
テップ駆動テーブルの値に対して第２の関数による演算
を行った後のマイクロステップ駆動テーブルはステップ
モータの停止位置の位置決め後、停止位置を保持するた
めに用いられることを特徴とするレンズ移動装置。
【請求項１５】請求項１１記載のレンズ移動装置におい
て、フルステップ駆動を行うフルステップ駆動手段をさ
らに有し、前記第１のマイクロステップ駆動テーブルに
よる第１のマイクロステップ駆動と、前記演算手段によ
る第１のマイクロステップ駆動テーブルの値に対して第
２の関数による演算を行った後のマイクロステップ駆動
テーブルによる第２のマイクロステップ駆動と、前記フ
ルステップ駆動手段によるフルステップ駆動とを切り換
える切り換え手段をさらに有することを特徴とするレン
ズ移動装置。
【請求項１６】請求項１５項記載のレンズ移動装置にお
いて、前記切り換え手段による切り換え前後マイクロス
テップ駆動時の２個のコイルへの通電電流値の絶対値が
ほぼ等しいタイミングで行われることを特徴とするレン
ズ移動装置。
【請求項１７】（１）少なくとも第１のマイクロステッ
プ駆動テーブルを記憶する記憶手段と、ステップモータをフルステップで駆動するフルステップ
駆動手段と、前記第１のマイクロステップ駆動テーブル
の値に対して第１の関数による演算を行う演算手段とス
テップモータの駆動ステップ数を設定するステップ数設
定手段と、前記ステップ数設定手段で設定したステップ数が予め設
定した所定ステップ数より大きいか否かを判断する設定
ステップ数判断手段と、前記設定ステップ数判断手段が、前記ステップ数が所定
ステップ数より大きいと判断したとき、第１のマイクロ
ステップ駆動テーブルによるマイクロステップ駆動を開
始する手段と、該マイクロステップ駆動後にフルステップ駆動に切り換
える手段と、該切り換え手段による切り換え後、残りステップ数が所
定のステップ数になったとき、フルステップ駆動から前
記演算手段による第１のマイクロステップ駆動テーブル
の値に対して第１の関数による演算を行った後のマイク
ロステップ駆動テーブルによる第２のマイクロステップ
駆動に切り換える手段とを有するステップモータ駆動装
置と、（２）該ステップモータ駆動装置により駆動されるステ
ップモータと、（３）該ステップモータにより駆動されるレンズと、を有することを特徴とするレンズ移動装置。
【請求項１８】請求項１７記載のレンズ移動装置におい
て、前記演算手段による第１のマイクロステップ駆動テ
ーブルの値に対して第１の関数による演算を行った後の
マイクロステップ駆動テーブルは第１のマイクロステッ
プ駆動テーブルより全体のＰＷＭ値が大きく、ステップ
モータの停止位置の位置決めに用いられ、第１のマイク
ロステップ駆動テーブルはステップモータの滑らかな駆
動に用いられることを特徴とするレンズ移動装置。
【請求項１９】請求項１７記載のレンズ移動装置におい
て、前記第2のマイクロステップ駆動に切り換えてステ
ップモータの停止位置の位置決めした後、前記演算手段
による第１のマイクロステップ駆動テーブルの値に対し
て第２の関数による演算を行った後のマイクロステップ
駆動テーブルにて第３のマイクロステップ通電を開始し
て停止位置を保持することを特徴とするレンズ移動装
置。
【請求項２０】請求項１７項記載のレンズ移動装置にお
いて、前記切り換え手段によるフルステップ駆動とマイ
クロステップ駆動との切り換えは、切り換え前後マイク
ロステップ駆動時の２個のコイルへの通電電流値の絶対
値がほぼ等しいタイミングで行われることを特徴とする
レンズ移動装置。