JP2003021780A

JP2003021780A - カメラ装置

Info

Publication number: JP2003021780A
Application number: JP2001209824A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hosono; 喜代司細野; Tadahisa Koga; 忠尚古賀; Hiroshi Miyazaki; 浩宮崎; Kiyoshi Toma; 清當摩
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズ鏡筒の繰り出し量を精密に制御する為
に必要な超音波モータの停止精度を改善する。【解決手段】カメラ装置は、光軸に沿って初期位置か
ら目標位置に向って直線移動可能なレンズ鏡筒３と、レ
ンズ鏡筒３に連結された超音波モータ１００と、超音波
モータ１００に駆動信号を供給して回転駆動しレンズ鏡
筒３を目標位置に移動するモータ制御回路１７０とを含
む。更に、超音波モータ１００を駆動してレンズ鏡筒３
が初期位置から所定の検出位置を通過した時検出信号を
出力する位置検出部２００を備えている。モータ制御回
路１７０は、この検出信号に応じて超音波モータ１００
に供給する駆動信号を制御し、レンズ鏡筒３を目標位置
まで移動する。加えて、モータ制御回路１７０は、レン
ズ鏡筒３が目標位置より前の制動位置を超えた時、超音
波モータ１００を減速して制動をかけ、レンズ鏡筒３を
目標位置に停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮影用のレンズ鏡筒
と、これに連結された超音波モータと、これに駆動信号
を供給して回転駆動しレンズ鏡筒の繰り出し制御を行な
うモータ制御回路とを備えたカメラ装置に関する。より
詳しくは、レンズ鏡筒の繰り出し量を決める超音波モー
タの停止制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラ装置においてレンズ鏡筒を
光軸に沿って前進後退駆動する為、小型の超音波モータ
の開発が進められている。超音波モータ（ピエゾモー
タ）は、その振動子の重心固定の対称励振モードである
定在波型モータと進行波型モータの２種類と、さらに振
動子である円板又は円筒を例えば４分割し左右の振幅が
逆になる非対称モードにより励振することで重心が中心
の周りを回転移動し、円の外周がフラフープのように偏
心する電歪公転子型モータとが知られている。こうした
超音波モータ（以下ピエゾモータとも言う）は、ステー
タとなる圧電素子に高周波の交流電圧を印加して、約２
０ｋＨｚ以上の超音波振動を発生させることにより、ス
テータに圧接されたロータを回転駆動させている。この
種のピエゾモータは、構造が簡単で小型軽量化に適する
とともに、低速回転時でも高いトルクが得られる上、駆
動音も少なく静かであるという利点を有している。特に
後者の電歪公転子型モータは、特開平１０−２７２４２
０号公報に示されているように、円筒状公転子の径およ
び周方向に加えて軸方向のモードも結合させた３Ｄ公転
トルク発生子として利用できるという特長を有してい
る。又、この様な超音波モータに駆動信号を印加してそ
の動作を制御する超音波モータ制御回路が、例えば特開
平１１−１４６２５８号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】超音波モータは駆動信
号を印加して起動をかけてからしばらくして定常状態に
達し、回転速度が安定する。しかし、起動から安定状態
に達するまでの間は、回転速度が不安定であり且つ起動
毎にばらつきが大きい。この為、レンズ鏡筒の繰り出し
位置の決定を、単純に超音波モータの駆動時間で制御す
ると、誤差が生じてしまう。起動に時間がかかると、繰
り出し量が足らないことになる。逆に起動が通常より速
い場合にはレンズ鏡筒の繰り出し量が大きくなり過ぎて
しまう。この様に、レンズ鏡筒の繰り出し制御を単純に
超音波モータの駆動時間に基づくオープン制御とした場
合、誤差が生じるという課題がある。

【０００４】超音波モータは圧電共振子からなるステー
タに所定の周波数の駆動信号を印加し、ステータに起き
る共振運動をロータに伝達している。即ち、ロータとス
テータとの間の摩擦力によって回転運動が発生する。レ
ンズ鏡筒の繰り出し量制御の為超音波モータを停止させ
る際にも、摩擦力のみに頼ってロータの回転を停止させ
ている。超音波モータの停止制御では、原理的にＤＣモ
ータの様なショートブレーキがない。よって、レンズ鏡
筒などある程度の負荷を持った状態で高速回転をしてい
る際に、高精度で超音波モータの回転を停止させること
は困難であった。ロータに負荷がかかった状態で、且つ
ショートブレーキがない為、ロータが目標位置まで到達
した時点で急激に駆動停止した場合、ロータとステータ
の間の摩擦係数などに依存してオーバーランが起きる。
又、オーバーランの量についても大きなばらつきが生じ
てしまい、レンズ鏡筒の繰り出し量を精密に制御するこ
とが困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明はレンズ鏡筒の繰り出し量を精密に制
御する為に必要な超音波モータの停止精度を改善するこ
とを目的とする。係る目的を達成するために以下の手段
を講じた。すなわち、本発明は、光軸に沿って初期位置
から目標位置に向って直線移動可能なレンズ鏡筒と、該
レンズ鏡筒に連結された超音波モータと、該超音波モー
タに駆動信号を供給して回転駆動し該レンズ鏡筒を目標
位置に移動するモータ制御回路とを含むカメラ装置にお
いて、該超音波モータを駆動して該レンズ鏡筒が初期位
置から所定の検出位置を通過した時検出信号を出力する
位置検出部を備えており、前記モータ制御回路は、該検
出信号に応じて該超音波モータに供給する駆動信号を制
御し、もって該レンズ鏡筒を目標位置まで移動すること
を特徴とする。好ましくは、前記モータ制御回路は、該
検出信号を基準にして、該超音波モータに供給する駆動
信号の印加時間を制御し、もって該レンズ鏡筒が検出位
置から目標位置まで移動する距離を制御する。

【０００６】又本発明は、光軸に沿って初期位置から目
標位置に向って直線移動可能なレンズ鏡筒と、該レンズ
鏡筒に連結された超音波モータと、該超音波モータに駆
動信号を供給して回転駆動し該レンズ鏡筒を目標位置に
移動するモータ制御回路とを含むカメラ装置において、
前記モータ制御回路は、該超音波モータに供給する駆動
信号を制御して、起動をかけた後該レンズ鏡筒が目標位
置より前の制動位置に至るまで定速で該超音波モータを
駆動し、該制動位置を超えた時超音波モータを減速して
制動をかけ、もって該レンズ鏡筒を目標位置に停止する
ことを特徴とする。具体的には、前記モータ制御回路
は、該超音波モータに流れる電流をモニタしながら該駆
動信号の周波数を制御し、もって超音波モータを減速す
る。

【０００７】本発明の第一面によれば、位置検出部を所
定の検出位置に配置し、検出信号に応答してモータ制御
回路のタイマーを起動し、レンズ鏡筒の繰り出し量に対
応した時間だけ超音波モータを駆動する。換言すると、
超音波モータの初期位置から検出位置まで一定の助走区
間を設ける様にしている。そして、検出位置がレンズ鏡
筒の繰り出し量制御の起点となっている。検出位置に至
って回転速度が安定した状態で超音波モータを所定の時
間駆動することにより、レンズ鏡筒を目標位置まで繰り
出す。起動時の回転速度のばらつきを助走区間で吸収
し、検出位置を基準として超音波モータの駆動時間とレ
ンズ鏡筒の繰り出し量が常に比例する様にしている。

【０００８】本発明の第二面によれば、超音波モータに
起動をかけた後レンズ鏡筒が目標位置より前の制動位置
に至るまでは上述した様に定速で超音波モータを駆動
し、制動位置を超えた時超音波モータを減速して制動を
かけ、もってレンズ鏡筒を目標位置に精密に停止させ
る。具体的には、超音波モータに流れる電流をモニタし
ながら駆動信号の周波数を制御することで、超音波モー
タを減速し急速制動をかけることが可能である。即ち、
ＤＣモータで利用されるショートブレーキの代わりに、
駆動信号の周波数制御によりブレーキをかける様にして
いる。

【０００９】

【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、本発明に係るカメラ
装置の実施形態を示す模式図である。図示する様に、本
カメラ装置はレンズ鏡筒３と、超音波モータ１００と、
モータ制御回路とで構成されている。レンズ鏡筒３は、
光軸に沿って初期位置から目標位置に向って直線移動可
能であり、カメラ装置の前面に組み込まれてズーミング
や自動焦点合わせを行なう。超音波モータ１００はレン
ズ鏡筒３に連結されている。モータ制御回路は、超音波
モータ１００に駆動信号を供給して回転駆動し、レンズ
鏡筒３を目標位置に移動し、いわゆる繰り出し量制御を
行なっている。

【００１０】モータ制御回路は、駆動部１１０−１４０
と電流検出部１５０／１６０と制御部１７０と位置検出
部２００とを含んでいる。駆動部１１０−１４０は所定
の周波数ｆの駆動信号に応じて超音波モータ１００を駆
動する。電流検出部１５０／１６０は駆動中の超音波モ
ータ１００に流れる駆動電流ｉを検出して電流値データ
を出力する。制御部１７０は電流値データに基づいて周
波数データを出力し駆動信号の周波数ｆを制御する。本
カメラ装置の特徴的な要素である位置検出部２００は、
超音波モータ１００を起動してレンズ鏡筒３が初期位置
から所定の検出位置を通過した時検出信号を出力する。
この時、制御部１７０は該検出信号に応じて超音波モー
タ１００に供給する駆動信号を制御し、もってレンズ鏡
筒３を目標位置まで移動する。具体的には、制御部１７
０は、位置検出部２００から出力された検出信号を基準
にして、超音波モータ１００に供給する駆動信号の印加
時間を制御し、もってレンズ鏡筒３が検出位置から目標
位置まで移動する距離を制御する。この停止技術は、定
常状態で超音波モータの回転速度は駆動時間に比例する
という原理に基づいている。定常状態に達するまで（即
ち検出信号が出力されるまで）は、助走時間として回転
速度のばらつきを吸収している。

【００１１】図２を参照して、図１に示したカメラ装置
の動作を説明する。超音波モータの起動命令に従い、駆
動信号はオンとなり、停止命令に従いオフとなる。この
駆動信号に応じ、超音波モータは回転する。その回転速
度変化を図２の最上段に示してある。図から明らかな様
に、起動してからある程度の助走期間ΔＴが経過するま
で、回転速度にばらつきがある。助走期間を経過した後
は回転速度は安定となり、駆動信号がオフとなった段階
で減速停止する。ここで、位置検出部（センサ）は、ち
ょうど助走期間ΔＴの終期を検出する位置に配されてお
り、センサ出力が変化する様になっている。センサ出力
の変化に応じて、制御部に内蔵されたタイマーが所定時
間Ｔの計測を開始する。この所定時間Ｔは、レンズ鏡筒
の繰り出し量に対応している。所定時間Ｔの計測終了に
応じ、制御部は駆動信号をオンからオフにして、超音波
モータの回転を停止させる。これにより、レンズ鏡筒は
目標位置まで精密に繰り出すことができる。

【００１２】更にレンズ鏡筒の繰り出し量を精密に制御
する為には、駆動信号をオンからオフに切り換える時点
で、制動をかけることが好ましい。これにより、ロータ
とステータとの間の摩擦に依存したオーバーランのばら
つきを抑制することが可能である。この点につき、再び
図１を参照して説明する。即ち、モータ制御回路に含ま
れる制御部１７０は、超音波モータ１００に供給する駆
動信号を制御して、起動をかけた後レンズ鏡筒３が目標
位置より前の制動位置に至るまで定速で超音波モータ１
００を駆動する様にしている。そして制御部１７０は、
制動位置を超えた時超音波モータ１００を減速して制動
をかけ、もってレンズ鏡筒３を目標位置に精密に停止さ
せている。具体的には、制御部１７０は超音波モータ１
００に流れる電流ｉをモニタしながら駆動信号の周波数
ｆを制御し、もって超音波モータ１００を減速させてい
る。

【００１３】上述した制動方法につき、図３を参照しな
がら詳細に説明する。図３の上段はレンズ鏡筒の移動量
（即ち超音波モータの回転量）の時間的な変化を表わし
ており、下段は超音波モータに流れる駆動電流量の時間
的な変化を表わしている。カメラ装置を使用しない状態
では、レンズ鏡筒は休止位置に置かれている。超音波モ
ータに起動をかける時には、予め逆回転をさせてレンズ
鏡筒を休止位置から初期位置まで移動しておく。初期位
置は、光軸に沿った後退方向の極限位置にあり、ストッ
パと度当りしている。この状態で起動をかけると立ち上
がり領域となり、電流量が立ち上がっていく。これに応
じ超音波モータは正回転しレンズ鏡筒が検出位置に至
る。初期位置から検出位置までが、前述した様に助走期
間に相当し、図３では立ち上がり領域として示されてい
る。検出位置を通過すると第一速度領域に至り、超音波
モータは定速駆動される。所定時間を経過するとレンズ
鏡筒は制動位置に達する。ここで超音波モータに制動を
かけて第二速度領域に入る。第二速度領域は第一速度領
域よりも速度が低く超音波モータにブレーキをかけた状
態となる。第二速度領域の終わりでレンズ鏡筒は目標位
置に達し、所定の移動量が得られる。なお、制動位置は
時間軸上で設定することができる。

【００１４】図４は、超音波モータの周波数ｆと電流ｉ
との関係を示すグラフである。第一速度領域で超音波モ
ータを高速回転する時は、中心周波数ｆｄ付近で駆動
し、超音波モータには十分な駆動電流ｉｄを供給する。
これにより、超音波モータは第一速度領域で安定に回転
駆動し、レンズ鏡筒を精密に送り出すことができる。こ
の状態で制動位置を超えた時、駆動周波数ｆを中心周波
数ｆｄから徐々に上げていく。安定駆動周波数ｆｄから
徐々に周波数ｆを上げることにより、駆動電流ｉが低下
しロータの回転数が低くなっていく。これにより、レン
ズ鏡筒に制動をかけ、目標位置までの停止精度の向上を
可能にする。尚、周波数ｆを徐々に上げる代わりに、制
動位置に到達したら駆動周波数を大きく変化させてデュ
ーティ駆動させることによっても、制動を加えることが
できる。

【００１５】図５は、本発明に係るカメラ装置の機械的
な構成を示す模式的な縦断面図である。図示する様に、
カメラ装置は、基本的に、ステータ１及びロータ２から
なる超音波モータと、レンズ鏡筒３とで構成されてい
る。これらの部品は、台座６に組み込まれている。ステ
ータ１は外部から駆動電圧の印加を受けて振動し、回転
駆動力を発生する。ロータ２はステータ１に発生した回
転駆動力を自己の回転運動に変換する。この為、ロータ
２は板バネ８によりステータ１に圧接されている。板バ
ネ８は基台７とロータ２との間に装着されている。基台
７はネジで台座６の底部に固定されている。一方、レン
ズ鏡筒３はカメラ用のレンズ３３，３４を搭載し、且つ
レンズの光軸Ｚ方向に直線変位可能な様に台座６に取り
付けられている。具体的には、レンズ鏡筒３にはストッ
パ３２が形成されており、台座６に植設されたガイドシ
ャフト４に係合している。レンズ鏡筒３はストッパ３２
により回転を規制されているとともに、ガイドシャフト
４に沿って光軸Ｚ方向に直線変位する。尚、ガイドシャ
フト４に係合したストッパ３２には、レンズ鏡筒３のガ
タ寄せ用のバネ４１が装着されている。

【００１６】ここで、ロータ２は環形状を有し、その内
周面にはヘリコイドギア２１が形成されている。又、レ
ンズ鏡筒３の外周面にもヘリコイドギア３１が形成され
ている。ロータ２側のヘリコイドギア２１とレンズ鏡筒
３側のヘリコイドギア３１は互いに係合している。ロー
タ２が回転すると、上述したヘリコイドギアの係合によ
りレンズ鏡筒３も回転しようとするが、ストッパ３２で
回転変位を規制されている為、ガイドシャフト４に沿っ
て光軸Ｚ方向に直線変位することになる。この様なレン
ズ鏡筒３の光軸Ｚ方向に沿った直線変位は、カメラのズ
ーミングや焦点合わせなどに用いられる。

【００１７】台座６の上面にはストッパ６１が設けられ
ている。レンズ鏡筒３が光軸Ｚに沿って後退していく
と、ストッパ３２の先端が台座６側のストッパ６１に度
当りして停止する。これが前述した初期位置である。初
期位置からモータに駆動電流を供給して起動をかける
と、レンズ鏡筒３は光軸Ｚに沿って前進方向に移動す
る。台座６には位置検出部２００を構成するフォトイン
タラプタ２０１が取り付けられている。一方、レンズ鏡
筒３側のストッパ３２の先端には切片２０２が取り付け
られている。レンズ鏡筒３が初期位置から前進すると切
片２０２がフォトインタラプタ２０１を通過し、この時
点で検出信号が出力される様になっている。

【００１８】図６は、図１に示したカメラ装置に含まれ
るモータ制御回路の具体的な構成例を示す模式的な回路
図である。図示する様に、本超音波モータ制御回路は、
超音波モータ１００に駆動信号を印加してその動作を制
御するものであり、ダイレクトデジタルシンセサイザー
ＤＤＳ１１０、発振器１２０、プリドライバ１３０、パ
ワードライバ１４０、電流モニタ１５０、アナログ／デ
ジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバータ）１６０、光電セ
ンサ２０１及びＣＰＵ１７０とで構成されている。ＤＤ
Ｓ１１０はクロック信号ｆｃに応じて動作し、数値で与
えられる制御データｄｆに従って変化する周波数の基本
波形ｆｄ０を出力する。尚、ＤＤＳの基本的な構成は、
例えば特開２０００−１５１２８４号公報に開示されて
いる。発振器１２０は、上述したＤＤＳ１１０にクロッ
ク信号ｆｃを供給する。プリドライバ１３０は、ＤＤＳ
１１０から出力された基本波形ｆｄ０を処理して、複相
の駆動信号ｆｄを生成する。パワードライバ１４０はプ
リドライバ１３０から出力された駆動信号ｆｄに応じて
駆動電流ｉｄを超音波モータ１００に流し、これを駆動
する。電流モニタ１５０は、超音波モータ１００に流れ
た駆動電流ｉｄを逐次検出し、その結果を検出電圧Ｖｉ
ｄとして出力する。Ａ／Ｄコンバータ１６０は、検出さ
れた駆動電流の量を表わすＶｉｄを、デジタルの電流値
データｄｉに変換する。ＣＰＵ１７０は、Ａ／Ｄコンバ
ータ１６０から出力されたデジタルの電流値データｄｉ
に基づいて制御データｄｆを求め、逐次ＤＤＳ１１０に
入力する。

【００１９】ＣＰＵ１７０は所定のプログラムに基づい
てフィードバック制御を行ない、電流値データｄｉに応
じて周波数制御データｄｆをＤＤＳ１１０側に出力す
る。例えば、ＣＰＵ１７０は係るフィードバック制御に
より、超音波モータ１００に流れる駆動電流が一定の電
流値Ｖｉｄとなる様に制御データｄｆを調整することが
できる。超音波モータ１００に流れる駆動電流ｉｄを一
定にすることで、超音波モータ１００の出力トルク並び
に回転数が一定となり、超音波モータ１００の定常動作
における安定化が可能になる。

【００２０】ＣＰＵ１７０は上述した定常動作の制御に
加え、本発明に従って超音波モータ１００の停止制御を
行なう。即ち、ＣＰＵ１７０は、光電センサ２０１から
の検出信号に応じて超音波モータ１００に供給する駆動
信号を制御し、もってレンズ鏡筒を目標位置まで移動可
能にしている。場合によっては、起動をかけた後レンズ
鏡筒が目標位置より前の制動位置に至るまで定速で超音
波モータを駆動し、制動位置を超えた時超音波モータを
減速して制動をかけ、もってレンズ鏡筒を目標位置に停
止させる。

【００２１】図７は、図６に示した超音波モータ（ピエ
ゾモータ）１００の具体的な構成例を示す模式的な斜視
図である。図示する様に、ピエゾモータ１００は前述し
た特開平１０-２７２４２０号公報に示されている３Ｄ
公転トルク共振子よりなる電歪公転子型モータであっ
て、円筒型のステータ１と、その後端に圧接された環状
のロータ２とで構成されている。円筒型ステータ１の外
周面には、電極１１，１２，１３，１４が形成されてい
る。図示しないが、円筒の内周面にも電極が形成されて
いる。円筒の外周面に形成された電極は四分割されてお
り、それぞれ位相の異なる交流駆動電流Ｉ（Ａ），Ｉ
（Ｂ），Ｉ（ＡＸ），Ｉ（ＢＸ）が供給される。Ａ相電
流とＢ相電流は位相が互いに９０度異なっている。又、
Ａ相電流とＡＸ相電流は位相が１８０度異なっている。
換言すると、Ａ相とＡＸ相は互いに反対極性である。同
様に、Ｂ相とＢＸ相も反対極性となっている。

【００２２】図８は、図７に示したステータの模式的な
横断面図である。図示する様に、セラミックなどの圧電
素子からなる円筒型ステータ１の内周面には、全面的に
基準電位を与える電極１０が形成されている。円筒の外
周面には四分割された駆動用の電極１１〜１４が形成さ
れている。これら四分割された電極１１〜１４には、互
いに位相が９０度ずつシフトした四相の交流駆動電流Ｉ
（Ａ），Ｉ（Ｂ），Ｉ（ＡＸ），Ｉ（ＢＸ）が供給され
る。

【００２３】図９を参照して、図７及び図８に示したピ
エゾモータの動作を説明する。尚、本発明は図７〜図９
に示すピエゾモータ（超音波モータ）に限られるもので
はなく、他の様々な構成の超音波モータにも適用可能で
あることは言うまでもない。ピエゾモータでは動力源と
なる超音波振動が一定の共振周波数であるから、電流は
ほぼ一定値となる。共振器はＱが高く、振動振幅の立ち
上がりは１サイクル以内と考えられ、非慣性機構と見な
すことができる。負荷の慣性が影響する範囲でしか電流
は変化しない。係る特徴を有するピエゾモータは様々な
構成が開発されているが、特に電歪公転型が有力であ
る。電歪公転型は、従来の様に振動をトルクに変えるの
ではなく、周面全面に亘って一様な公転トルクを直接励
振することができる共振子を使っている。従来の超音波
振動子は定在波型と進行波型の二種類あるが、共に重心
固定の対称モードでしか励振できない。これに反して、
円筒を左右の伸縮が逆になるモードで励振すると、重心
が中心を離れて振動する。この非対称励振を行なうと、
従来の対称励振では観測できなかった円筒の共振モード
が得られる。そこで、ステータ円筒の電極を例えば四分
割し、９０度ずつ位相の異なる回転電場で励振すると、
図９に示す様に、重心が中心の周りを回転するモードの
共振が見られる。この時円筒の外周は元の形を保ったま
ま、フラフープの様に偏心するので、振動子が公転回転
を行なう。係る構成の電歪公転子型モータでは、直接回
転モードが励振され、円筒状公転子の径および周方向に
加えて軸方向のモードも結合させた３Ｄ公転トルク発生
子として利用できる。この公転トルクは、直接ロータの
自転運動として取り出される。

【００２４】図１０は、図６に示したＤＤＳ１１０の具
体的な構成例を示す模式的なブロック図である。ＤＤＳ
１１０は加算器とラッチとで構成されている。加算器は
ＣＰＵから数値として与えられた１６ビット制御データ
ｄｆを逐次加算し、その結果をラッチに送る。ラッチは
クロック信号ｆｃに応じて動作し、ラッチした加算結果
を加算器側にフィードバックする。ラッチは加算器によ
る加算でオーバーフロー（桁上げ）が生じた時、最上位
ビットＭＳＢをｆｄ０として出力する。この様に、ＤＤ
Ｓ１１０はＣＰＵから与えられた周波数設定データｄｆ
及び発振器からのクロック周波数ｆｃに応じて次の式で
表わされる周波数ｆｄ０の基本波形を生成する。ｆｄ０＝ｄｆ×ｆｃ／２^Ｎ（Ｎ；データのビット数）

【００２５】尚、通常のＤＤＳは、ラッチされた出力デ
ータを検索テーブルＬＵＴにより正弦波などの波形デー
タに変換した後、デジタル／アナログ変換して出力波形
とする。しかしながら、超音波モータは基本的に矩形波
の駆動信号で駆動することができる。その為本例のＤＤ
Ｓでは矩形波出力でよいので、ラッチされたデータの最
上位ビットＭＳＢをそのまま出力波形として用いること
ができる。従って、本ＤＤＳからはＬＵＴ及びデジタル
／アナログコンバータは省略されている。

【００２６】図１１は、図６に示したプリドライバ１３
０から出力される複相の駆動信号ｆｄを示す波形図であ
る。前述した様に、プリドライバは、ＤＤＳから出力さ
れた基本波形ｆｄ０を基に、ステータを駆動する為の複
相の駆動信号ｆｄ（Ａ），ｆｄ（Ｂ），ｆｄ（ＡＸ），
ｆｄ（ＢＸ）を生成する。各駆動信号ｆｄの周波数は基
本波形ｆｄ０に等しいか又はこれを分周した周波数とな
る。図示の例では、各駆動信号ｆｄは基本波形ｆｄ０を
１／２に分周した波形となっている。図示する様に、Ａ
相に対しＢ相は９０度シフトし、ＡＸ相は１８０度シフ
トし、ＢＸ相は２７０度シフトしている。この様に９０
度ずつ位相の異なる交流駆動信号をステータに印加する
ことで回転電場が形成され、これに応じてステータは直
接回転モードを励振する。以上の様に、プリドライバ
は、９０度ずつ位相の異なる４種類の駆動波形を生成し
ている。駆動波形の周波数ｆｄは基本周波数ｆｄ０の１
／２である。これらの波形は、カウンタ、インバータな
どのロジックＩＣにより、基本波形ｆｄ０から容易に作
成することができる。

【００２７】図１２は、図６に示した超音波モータ制御
回路に含まれるパワードライバ１４０及び電流モニタ１
５０の具体的な構成例を示した回路図である。図示する
様に、超音波モータ１００に接続されたパワードライバ
は一対のＨブリッジ１４０Ａ，Ｈブリッジ１４０Ｂから
なる。ここで、一対の駆動信号ｆｄ（Ａ），ｆｄ（Ａ
Ｘ）はＨブリッジ１４０Ａを介して超音波モータ１００
の互いに対向する一対の電極に印加される。同様に、他
の一対の駆動信号ｆｄ（Ｂ），ｆｄ（ＢＸ）も他のＨブ
リッジ１４０Ｂを介して互いに対向する他の一対のステ
ータ電極に印加される。Ｈブリッジ１４０Ａ，１４０Ｂ
は、それぞれ入力信号に応答して、ステータ電極に十分
な出力電流Ｉ（Ａ），Ｉ（Ｂ），Ｉ（ＡＸ），Ｉ（Ｂ
Ｘ）を供給する為のパワーアンプとなっている。以上の
様に、パワードライバは一対のＨブリッジにより構成さ
れている。ブリッジを構成する素子としては、高速にス
イッチングする必要からＭＯＳＦＥＴを用いている。

【００２８】一方、電流モニタ１５０は、差動アンプＯ
Ｐ、平滑コンデンサＣ、複数の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３とで構
成されている。電流モニタ１５０は基本的にローパスフ
ィルタ構成となっており、抵抗器Ｒ１を介してＨブリッ
ジ１４０Ａ及び１４０Ｂに流れる駆動電流に応じた電圧
値Ｖｉｄを出力する。駆動電流の検出は、低い抵抗値
（例えば１Ω）の抵抗器Ｒ１に生ずる電圧をコンデンサ
Ｃで平滑化し、アンプＯＰで増幅することにより行な
う。前述した様に、この出力電圧ＶｉｄはＡ／Ｄコンバ
ータ側に送られる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の第一面によ
れば、レンズ鏡筒の停止位置を超音波モータの駆動時間
で制御できる様になり、エンコーダなどのフィードバッ
ク機構が不要となり、カメラ装置のコスト低減に寄与で
きる。又、本発明の第二面によれば、目標位置に至る前
の制動位置で、超音波モータに制動をかけることによ
り、カメラのレンズ鏡筒を目標位置で高精度に停止させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカメラ装置の実施形態を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示したカメラ装置の動作説明に供するタ
イミングチャートである。

【図３】図１に示したカメラ装置の動作説明に供する波
形図である。

【図４】図１に示したカメラ装置の動作説明に供する超
音波モータの周波数／電流特性図である。

【図５】本発明に係るカメラ装置の要部を示す断面図で
ある。

【図６】図１に示したカメラ装置に含まれる超音波モー
タ制御回路の具体的な構成例を示すブロック図である。

【図７】超音波モータの模式的な斜視図である。

【図８】超音波モータの横断面図である。

【図９】超音波モータの動作説明図である。

【図１０】図６に示した超音波モータ制御回路に含まれ
るＤＤＳの具体的な構成例を示すブロック図である。

【図１１】図６に示した超音波モータ制御回路に含まれ
るプリドライバの動作説明に供する波形図である。

【図１２】図６に示した超音波モータ制御回路に含まれ
るパワードライバ及び電流モニタの具体的な構成例を示
す回路図である。

【符号の説明】３・・・レンズ鏡筒、１００・・・超音波モータ、１１
０−１４０・・・駆動部、１５０／１６０・・・電流検
出部、１７０・・・制御部、２００・・・位置検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 7/09 Ｈ０２Ｎ 2/00 Ｃ 7/10 Ｇ０２Ｂ 7/04 ＡＨ０２Ｎ 2/00 Ｅ (72)発明者宮崎浩東京都板橋区志村２丁目18番10号日本電産コパル株式会社内 (72)発明者當摩清東京都板橋区志村２丁目18番10号日本電産コパル株式会社内Ｆターム(参考） 2H044 AJ01 AJ06 BE05 BF07 DA01 DA02 DB07 DC01 DC03 5H680 AA09 BB01 BC01 DD23 FF25 FF30 FF33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸に沿って初期位置から目標位置に向
って直線移動可能なレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒に連結
された超音波モータと、該超音波モータに駆動信号を供
給して回転駆動し該レンズ鏡筒を目標位置に移動するモ
ータ制御回路とを含むカメラ装置において、該超音波モータを駆動して該レンズ鏡筒が初期位置から
所定の検出位置を通過した時検出信号を出力する位置検
出部を備えており、前記モータ制御回路は、該検出信号に応じて該超音波モ
ータに供給する駆動信号を制御し、もって該レンズ鏡筒
を目標位置まで移動することを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】前記モータ制御回路は、該検出信号を基
準にして、該超音波モータに供給する駆動信号の印加時
間を制御し、もって該レンズ鏡筒が検出位置から目標位
置まで移動する距離を制御することを特徴とする請求項
１記載のカメラ装置。
【請求項３】光軸に沿って初期位置から目標位置に向
って直線移動可能なレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒に連結
された超音波モータと、該超音波モータに駆動信号を供
給して回転駆動し該レンズ鏡筒を目標位置に移動するモ
ータ制御回路とを含むカメラ装置において、前記モータ制御回路は、該超音波モータに供給する駆動
信号を制御して、起動をかけた後該レンズ鏡筒が目標位
置より前の制動位置に至るまで定速で該超音波モータを
駆動し、制動位置を超えた時該超音波モータを減速して
制動をかけ、もって該レンズ鏡筒を目標位置に停止する
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項４】前記モータ制御回路は、該超音波モータ
に流れる電流をモニタしながら該駆動信号の周波数を制
御し、もって超音波モータを減速することを特徴とする
請求項３記載のカメラ装置。