JP2016073174A - ステッピングモータ駆動装置、光学機器およびステッピングモータ駆動プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ステッピングモータの脱調や駆動不良等の異常を短時間で精度良く検出する。
【解決手段】ステッピングモータ駆動装置は、ステッピングモータ１０１に駆動信号を供給する。該装置は、ステッピングモータの回転に応じて検出信号を出力する回転検出手段１０１ａ，１０４ｂ，１０５と、該検出信号を用いてステッピングモータの回転速度を算出する回転速度算出手段１０６と、該検出信号に対する駆動信号の位相差である進角を、回転速度と目標速度との差である速度偏差に基づいて設定する進角設定手段１０８と、進角の上限値である上限進角を記憶した記憶手段１１４と、進角制御手段により設定された進角に基づいて駆動信号を生成する第１の制御を行う駆動制御手段１１５とを有する。駆動制御手段は、速度偏差が所定偏差以上になり、かつ進角が上限進角に達することに応じて、第１の制御とは異なる第２の制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステッピングモータの駆動の制御に関し、特にエンコーダを用いたステッピングモータの駆動の制御に関する。

ステッピングモータは基本的にオープンループ制御が行われる場合が多いが、オープンループ制御ではステッピングモータの負荷が大きい場合や高速回転を行う場合にステッピングモータの脱調が発生する可能性が高くなる。このため、ステッピングモータにその回転を検出するためのエンコーダを設け、ステッピングモータのロータの回転位置に応じてコイル印加電圧を適切に切り替えるフィードバック制御が行われることがある。

エンコーダから得られるステッピングモータ（ロータ）の回転位置を表す検出パルスに対して進相させた駆動パルスが有する検出パルスに対する位相差は「進角」と称され、該進角を用いてステッピングモータの速度制御を行うことを進角制御と称する。進角とステッピングモータの回転速度（ｐｐｓ：パルス／秒）との間には、一般に進角を増加させると回転速度が速くなるという関係がある。

一方、ステッピングモータがカメラ等の光学機器においてレンズ等を駆動するアクチュエータとして用いられる場合、脱調が生じると良好な撮影を行うことができなくなる。このため、脱調が生じた場合には、ステッピングモータの制御の初期化やエラー表示処理が必要となる。

特許文献１には、ステッピングモータの実際の回転速度と目標回転速度との差分から脱調を検知し、脱調を回避するための制御（異常回避制御）を行う制御方法が開示されている。特許文献２には、現在のステッピングモータの回転状況から設定した進角と目標進角との差分から脱調を検知し、位相変化量を制限する異常回避制御を行う制御方法が開示されている。

特開２０１１−２３９５９９号公報 特開２０１４−３３５８６号公報

しかしながら、ステッピングモータの進角制御における進角と回転速度との関係は、ステッピングモータの個体差、環境温度および姿勢差による負荷の増減によって変動する。このため、特許文献１にて開示されているようにステッピングモータの現在回転速度と目標速度との差分によって脱調の発生を検知する場合には、実際には脱調が発生しているのにその発生が検知されない等、誤検知がなされるおそれがある。また、特許文献１の方法では、ステッピングモータの現在の回転速度と目標速度の差分が閾値を超える時間が所定時間以上続いた場合に脱調の発生を検知される。このため、脱調の判断に時間を要し、この結果、撮影のチャンスを逃がすおそれがある。

さらに、特許文献２にて開示された方法のようにステッピングモータの現在の回転状況から設定した進角と目標進角との差分から脱調を判定する場合にも、以下のような問題がある。すなわち、設定進角と目標進角との差（進角差）は、脱調が発生した場合に限って大きくなるのではなく、ステッピングモータを加減速する場合にも一時的に大きくなる。このため、加減速中に大きくなった進角差から脱調が発生したものと誤判断され、異常回避制御が行われるおそれがある。

本発明は、ステッピングモータの脱調や駆動不良等の異常を短時間で精度良く検出できるようにしたステッピングモータ駆動装置やこれを搭載した光学機器を提供する。

本発明の一側面としてのステッピングモータ駆動装置は、ステッピングモータに駆動信号を供給して該ステッピングモータを回転させるステッピングモータ駆動装置であって、ステッピングモータの回転に応じて検出信号を出力する回転検出手段と、該検出信号を用いてステッピングモータの回転速度を算出する回転速度算出手段と、該検出信号に対する駆動信号の位相差である進角を、回転速度と目標速度との差である速度偏差に基づいて設定する進角設定手段と、進角の上限値である上限進角を記憶した記憶手段と、進角制御手段により設定された進角を有する駆動信号を生成する第１の制御を行う駆動制御手段とを有する。そして、駆動制御手段は、速度偏差が所定偏差以上になり、かつ進角が上限進角に達することに応じて、第１の制御とは異なる第２の制御を行うことを特徴とする。

なお、ステッピングモータと、該ステッピングモータにより駆動される被駆動部材と、上記ステッピングモータ駆動装置とを有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。

また、本発明の他の一側面としてのステッピングモータ制御プログラムは、コンピュータに、ステッピングモータに駆動信号を供給して該ステッピングモータを回転させる処理を行わせる。該処理は、ステッピングモータの回転に応じた検出信号を出力する回転検出手段から前記検出信号を取得するステップと、該検出信号を用いてステッピングモータの回転速度を算出するステップと、該検出信号に対する駆動信号の位相差である進角を、回転速度と目標速度との差である速度偏差に基づいて設定するステップと、設定された進角を有する駆動信号を生成する第１の制御を行うステップと、速度偏差が所定偏差以上になり、かつ進角が上限進角に達することに応じて、第１の制御とは異なる第２の制御を行うステップとを有することを特徴とする。

本発明では、回転速度と目標速度間の速度偏差が所定偏差以上になり、かつ進角が上限進角に達することでステッピングモータの駆動に異常が生じたものとして、進角に応じた駆動信号を生成する第１の制御とは異なる第２の制御（異常回避制御）を行う。このため、本発明によれば、ステッピングモータの駆動の異常を短時間で精度良く検出することができる。

本発明の実施例１である交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例１の交換レンズにおけるステッピングモータ駆動装置の構成を示すブロック図。 実施例１におけるステッピングモータの駆動制御処理を示すフローチャート。 実施例１におけるステッピングモータの異常検出時の進角と回転速度との関係を示す図。 本発明の実施例２におけるステッピングモータの駆動制御処理を示すフローチャート。 実施例２におけるステッピングモータの異常検出時のトルクと回転速度との関係を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である光学機器としての交換レンズ１００と、該交換レンズ１００が取り外し可能に装着される撮像装置としてのカメラボディ２００とにより構成されるカメラシステムの構成を示している。カメラボディ２００としては、一眼レフカメラ、ミラーレスカメラおよびビデオカメラ等を用いることができる。

図１において、交換レンズ１００内には、フォーカスレンズ１１８を移動させるステッピングモータ１０１を駆動するステッピングモータ駆動装置（レンズＣＰＵ１１５、モータドライバ１１６およびフォトインタラプタ１０４）が搭載されている。図２には、このステッピングモータ駆動装置のより詳しい構成を示している。

光学機器は、フォーカスレンズ１１８および不図示の変倍レンズ、絞り、像振れ補正レンズ等により構成される撮影光学系や、レンズＣＰＵ１１５を含む。撮影光学系は、不図示の被写体の光学像を形成する。

被駆動部材としてのフォーカスレンズ１１８は、ステッピングモータ１０１によってレンズ駆動機構１１７を介して、図１中に一点鎖線で示す撮影光学系の光軸に沿って矢印方向に移動されることで焦点調節を行う。レンズ駆動機構１１７には、ステッピングモータ１０１の駆動力を出力するためのギアユニットや、ギアユニットから伝達された駆動力により光軸回りで回転駆動され、フォーカスレンズ１１８を光軸方向に移動させるためのカムを有するカム環等が含まれる。

変倍レンズは、ステッピングモータ等のアクチュエータにより光軸方向に移動されて撮影光学系の焦点距離を変更する。絞りは、ステッピングモータ等のアクチュエータにより駆動され、不図示の撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ）に入射する光量を調節する。像振れ補正レンズは、ステッピングモータ等のアクチュエータにより光軸に直交する方向(またはこの方向を含む方向)に移動されて手振れによる像振れを低減する。

なお、実施例では、フォーカスレンズ１１８を駆動するステッピングモータ１０１の駆動の制御について説明するが、本実施例の制御は、変倍レンズ、絞りおよび像振れ補正レンズを駆動するステッピングモータの駆動の制御にも適用することができる。

ステッピングモータ１０１は、コイルとロータとを備え、コイルに通電されることでロータを回転させる。以下の説明において、ロータの回転を、ステッピングモータ１０１の回転ともいう。ロータと一体回転するロータ軸１０２には、周方向に複数のスリットが形成されたスリット回転板１０３が設けられている。スリット回転板１０３は、スリット（透光部）と遮光部とが交互に等ピッチで形成されている。スリット回転板１０３を挟む両側の領域のうち一方には発光素子が配置され、他方には第１のフォトインタラプタ（以下、ＰＩという）１０４ａと第２のＰＩ１０４ｂとが配置されている。

ステッピングモータ１０１の回転に伴ってスリット回転板１０３が回転する。これにより、スリット回転板１０３のスリットを透過した光が互いに異なるタイミングで第１および第２のＰＩ１０４ａ，１０４ｂに受光され、これら第１および第２のＰＩ１０４ａ，１０４ｂから互いに異なる位相のパルス信号が出力される。第１および第２のＰＩ１０４ａ，１０４ｂからの２相のパルス信号は、エンコーダ部１０５に入力される。

エンコーダ部１０５は、第１および第２のＰＩ１０４ａ，１０４ｂから出力される２相のパルス信号からステッピングモータ１０１の回転方向を検出するとともに、ステッピングモータ１０１の回転量を示すパルス信号としての回転検出信号を生成する。この回転検出信号を用いて検出される回転量を用いることでステッピングモータ１０１の回転速度を算出することができる。また、光学機器の電源投入時等にフォーカスレンズ１１８を所定の基準位置に移動させた後の回転量から、フォーカスレンズ１１８の位置を算出（検出）することもできる。第１および第２のＰＩ１０４ａ，１０４ｂとエンコーダ部１０５とにより回転検出手段が構成される。

本実施例ではステッピングモータ１０１の回転を検出する回転検出手段としてＰＩ（光学式センサ）を用いているが、他の回転検出手段、例えば磁気式センサや静電容量式センサを用いてもよい。

レンズＣＰＵ１１５は、回転速度算出部１０６、進角設定部１０８、正弦波発生部１０９、ＰＷＭ設定部１１０、速度比較部１１１および脱調判定部１１３を含み、予め保存されているコンピュータプログラムに従って各種処理を実行する。

回転速度算出部１０６は、エンコーダ部１０５からの回転検出信号により得られる回転量を用いてステッピングモータ１０１の実際の回転速度（以下、実速度という）を算出する。

速度比較部１１１は、回転速度算出部１０６により算出されたステッピングモータ１０１の実速度と予めメモリ部１１４に記憶された目標回転速度（以下、目標速度という）との差である速度偏差を算出する。そして、算出した速度偏差を脱調判定部１１３に出力する。

進角設定部１０８は、エンコーダ部１０５からの回転検出信号（パルス信号）に対するステッピングモータ１０１にコイル通電のために供給されているパルス信号としての駆動信号の位相差（進み位相）である進角を算出する。さらに、進角設定部１０８は、算出された進角と速度比較部１１１にて算出された速度偏差とに基づいて、ステッピングモータ１０１の実速度を目標速度に一致させる又は近づけるように、つまりは速度偏差をゼロにする又は近づけるように新たな進角を設定する。

正弦波発生器１０９は、正弦波の１周期に対して５１２分解能のＰＷＭ値を示すテーブルを備え、該テーブルから進角設定部１０８により設定された進角に応じたＰＷＭ値を読み出してＰＷＭ発生器１１０に送る。ＰＷＭ発生器１１０は、読み出されたＰＷＭ値を有するＰＷＭ信号を出力する。この結果、ＰＷＭ発生器１１０からのＰＷＭ信号は、進角設定部１０８により設定された進角を有する駆動信号としてモータドライバ１１６に出力される。モータドライバ１１６は、駆動信号を増幅した後にステッピングモータ１０１に供給する。

メモリ部（記憶手段）１１４には、設定可能な進角の上限値である上限進角が記憶されている。

脱調判定部１１３は、速度比較部１１１からの速度偏差が後述する所定偏差以上か否か、および進角設定部１０８で設定された進角がメモリ部１１４に記憶された上限進角に達したか否かを判定する。そして、速度偏差が所定偏差以上になり、かつ設定された進角が上限進角に達した場合はステッピングモータ１０１の駆動状態がステッピングモータ１０１にかかる負荷による異常状態であると判定し、それ以外の場合は駆動状態が異常状態ではない判定をする。

レンズＣＰＵ１１５は、脱調判定部１１３による判定結果に応じたステッピングモータ１０１に対する制御を行う。レンズＣＰＵ１１５は、脱調判定部１１３により異常状態ではないと判定された場合は、進角設定部１０８が設定した進角に対応する（つまりは実速度を目標速度に一致させる又は近づけるための）駆動信号を生成する第１の制御を行う。以下の説明において、この第１の制御を進角制御という。一方、異常状態と判定された場合は、進角制御とは異なる第２の制御としての異常回避制御を行う。正弦波発生器１０９、ＰＷＭ設定部１１０、速度比較部１１１および脱調判定部１１３を含むレンズＣＰＵ１１５が、駆動制御手段に相当する。

次に、カメラボディ２００について図１を用いて説明する。カメラボディ２００は、撮像素子２０２、シャッタ２０３、表示部２０４、電源２０５およびカメラＣＰＵ２０６を有する。

撮像素子２０２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、撮影光学系により形成された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子２０２から出力されたアナログ撮像信号は、カメラＣＰＵ２０６に出力され、カメラＣＰＵ２０６内でデジタル撮像信号に変換される。カメラＣＰＵ２０６は、画像処理回路を内蔵しており、該画像処理回路はデジタル撮像信号に対する各種画像処理を行って画像信号を生成する。

シャッタ２０３は、カメラＣＰＵ２０６からの命令に従って撮像素子２０２を露出状態と遮光状態とに切り替える。シャッタ２０３が撮像素子２０２を露出状態としている時間を制御することで、撮像素子２０２の露光量を制御することができる。

表示部２０４は、カメラボディ２００の背面等に設けられ、カメラＣＰＵ２０６による制御に従って、カメラＣＰＵ２０６（画像処理回路）により生成された画像信号を表示する。

電源２０５は、カメラボディ２００内の各電源供給先や交換レンズ１００に電源電力を供給する。

カメラＣＰＵ２０６は、上述した画像信号の生成に加えて、撮像素子２０２、シャッタ２０３および表示部２０４の動作の制御を行う。また，カメラＣＰＵ２０６は、オートフォーカス（ＡＦ）において、デジタル撮像信号から撮影光学系の焦点状態を示す焦点評価値も生成し、該焦点評価値が合焦状態に対応する値となるようにレンズＣＰＵ１１５にフォーカスレンズ１１８の駆動命令を出力する。

次に、図３および図４を用いて、本実施例におけるレンズＣＰＵ１１５が行うステッピングモータ１０１の駆動制御処理について説明する。駆動制御処理には、異常検出処理および異常回避処理が含まれる。

上述したように、本実施例のステッピングモータ駆動装置（レンズＣＰＵ１１５）は、ステッピングモータ１０１の異常状態が判定されない場合は、ステッピングモータ１０１の回転速度（実速度）を目標速度に一致させる又は近づけるために進角制御を行う。ただし、本実施例では、レンズＣＰＵ１１５は、ステッピングモータ１０１を停止状態から駆動を開始する起動時には、進角制御を行わず、オープンループ制御によって制御切り替え速度までステッピングモータ１０１の回転速度を加速する。制御切り替え速度は、予めメモリ部１１４に格納されている。

そして、ステッピングモータ１０１の回転速度が制御切り替え速度に達することに応じて、レンズＣＰＵ１１５は、制御方法をオープンループ制御から進角制御に切り替える。オープンループ制御から進角制御への切り替えに際して、レンズＣＰＵ１１５は、そのときのステッピングモータ１０１の回転速度である制御切り替え速度（特定回転速度）での進角を初期進角（特定進角）として取得する。初期進角は、メモリ部（特定進角記憶手段）１１４に記憶される。

一方、ステッピングモータ１０１を減速させる際に制御切り替え速度を下回る目標速度が設定される場合がある。この場合は、レンズＣＰＵ１１５は、ステッピングモータ１０１の回転速度が該制御切り替え速度に達することに応じて、制御方法を進角制御からオープンループ制御に切り替える。

図３に示すフローチャートは、ステッピングモータ１０１をオープンループ制御で起動した後、その回転速度が目標速度まで加速されて制御方法が進角制御に切り替わった直後からレンズＣＰＵ１１５が行う駆動制御処理を示す。なお、この駆動制御処理は、上記オープンループ制御も含めて、コンピュータプログラムとしてのステッピングモータ駆動プログラムに従ってレンズＣＰＵ１１５により実行される。

ステップ（図ではＳと略記する）１００１では、レンズＣＰＵ１１５は、ステッピングモータ１０１の目標速度Ｓｔを設定してメモリ部１１４に格納する。

次に、ステップ１００２では、レンズＣＰＵ１１５（回転速度算出部１０６）は、エンコーダ部１０５からの回転検出信号を用いてステッピングモータ１０１の実速度を算出する。

その後、ステップ１００３では、レンズＣＰＵ１１５（速度比較部１１１）は、ステッピングモータ１０１の実速度Ｓｎとメモリ部１１４に格納された目標速度Ｓｔとの差である速度偏差（Ｓｔ−Ｓｎ）を算出する。

次に、ステップ１００４では、レンズＣＰＵ１１５（進角設定部１０８）は、算出された速度偏差に基づいて新たな進角を設定する。そして、レンズＣＰＵ１１５（正弦波発生部１０９およびＰＷＭ設定部１１０）は、該設定された進角に対応する進角を有する駆動信号を生成して出力する。

そして、ステップ１００５では、レンズＣＰＵ１１５（脱調判定部１１３）は、ステップ１００３で算出された速度偏差が所定偏差以上であるか否かを判定する。所定偏差は、上述した初期進角でのステッピングモータ１０１の回転速度（制御切り替え速度）Ｓｆと上限進角でのステッピングモータ１０１の回転速度Ｓｌとの差である。なお、所定偏差は、実速度の算出誤差を考慮して、ＳｆとＳｌの差に許容量を加えた値であってもよい。

ステップ１００５にて速度偏差が所定偏差以上ではないと判定された場合は、レンズＣＰＵ１１５は、ステップ１００８に進む。ステップ１００８では、レンズＣＰＵ１１５（進角設定部１０８）は、ステップ１００４にて生成された、進角設定部１０８が設定した進角に対応する進角を有する駆動信号をステッピングモータ１０１に供給し続ける。つまり、進角制御を継続する。

一方、ステップ１００５にて速度偏差が所定偏差以上であると判定された場合は、レンズＣＰＵ１１５（脱調判定部１１３）は、ステップ１００６において、進角設定部１０８で設定された進角がメモリ部１１４に記憶された上限進角に達したか否かを判定する。

ここで、図４には、駆動信号の進角とステッピングモータ１０１の回転速度との関係を示している。図中の実線のグラフは、駆動信号の進角に対して正常なステッピングモータ１０１の回転速度を示している。

図４中の(i)は、ステッピングモータ１０１の負荷によって、その回転速度（実速度）が、駆動信号の実際の進角αｎに対して本来到達すべき目標速度に達しておらず、速度偏差ΔＳ（＝Ｓｔ−Ｓｎ）が所定偏差以上となっている異常状態を示している。これを負荷によるステッピングモータ１０１の異常状態判定の第１の条件とする。

ただし、ステッピングモータ１０１の起動後にその制御方法をオープンループ制御から進角制御へと切り替えるタイミングにおいても、ステッピングモータ１０１の回転速度が急加速するため、負荷が変動していないにもかかわらず速度偏差が大きくなる場合がある。このような場合に、速度偏差ΔＳが所定偏差以上になっても異常状態ではない。つまり、速度偏差が所定偏差以上か否かだけでは、負荷による異常状態か加速に伴って速度偏差が増加したに過ぎない状態かを区別することができない。

このため、本実施例では、負荷によるステッピングモータ１０１の異常状態判定のために第２の条件を設けている。すなわち、ステップ１００６において、ステップ１００４で設定された進角が上限進角を下回っている（上限進角に達していない）と判定することが第２の条件である。そして、ステップ１００６にて、設定された進角が上限進角に達していないと判定された場合は、レンズＣＰＵ１１５（進角設定部１０８）は、ステップ１００８に進み、設定された進角に対応する進角を有する駆動信号をステッピングモータ１０１に供給し続ける。つまり、進角制御を継続する。上限進角に達したと判定した場合はステップ１００７に進む。

上限進角は、交換レンズ１００の製造工程において設定され、メモリ部１１４に記憶される。具体的には、上限進角は、進角の変化に応じてステッピングモータの回転速度が線形に変化する進角の範囲における最大進角に設定される。また、上限進角を、進角の変化に応じてステッピングモータの回転速度が単調増加する進角の範囲における最大進角としてもよい。進角設定部１０８で設定された進角が上限進角に達した（上限進角以上である）場合は、ステッピングモータ１０１の回転速度が負荷によって遅くなった異常状態と判定できる。

ただし、図４中の(ii)は、進角制御においてステッピングモータ１０１の回転速度をできるだけ高速とするためには、進角としては上限進角に近い値を設定する必要がある。このため、負荷によるステッピングモータ１０１の異常状態を第２の条件（進角）だけで判定すると、高速駆動のために進角が上限進角に達したのか負荷によって回転速度が遅くなったために進角が上限進角に達したのかを区別することができない。

したがって、第１の条件と第２の条件のうち一方だけで異常状態判定を行うと、誤判定につながる可能性が高い。本実施例では、図４中の(iii)に示すように、第１の条件と第２の条件を同時に満足する場合に限り、異常状態が発生したと判定する。

ステップ１００７では、レンズＣＰＵ１１５は、異常回避制御として、ステッピングモータ１０１の駆動を停止させる制御を行う。これにより、前述したギアユニットが破損したりステッピングモータ１０１に過度の負荷が長時間かかったりする等の不都合を回避することができる。

以上説明したように、本実施例では、ステッピングモータの実速度と目標速度間の速度偏差が所定偏差以上になり、かつ進角が上限進角に達することでステッピングモータ１０１の駆動に異常が生じたものと判定する。そして、設定された進角に応じた駆動信号を生成する進角制御とは異なる異常回避制御を行う。このため、本実施例によれば、ステッピングモータ１０１の駆動の異常状態を短時間で精度良く検出することができる。

次に、実施例２について説明する。本実施例の光学機器は、レンズ一体型カメラであって、レンズ鏡筒がカメラ本体に対して操り出しおよび沈胴が可能なコンパクトカメラである。図５のフローチャートには、本実施例におけるステッピングモータの駆動制御処理（異常検出処理および異常回避処理を含む）を示している。本実施例では、実施例１のレンズＣＰＵ１１５とカメラＣＰＵ２０６の機能を併せ持つＣＰＵ（図示せず）が、駆動制御プログラムに従って、実施例１と同様にフォーカスレンズを駆動するステッピングモータの駆動制御処理を実行する。ステップ１００１からステップ１００９までの処理は実施例１と同じあるので、ここでの説明は省略する。

ステップ１００５で速度偏差が所定偏差以上と判定され、かつステップ１００６で進角が上限進角に達したと判定された場合は、ＣＰＵは、ステップ１０１０に進む。

ステップ１０１０では、ＣＰＵは、カメラの電源の残量レベルが所定レベル（Ｌｏｗ）以下か否かを判定する。所定レベルは、例えば、ステッピングモータの駆動のために使用できる電力がほとんど残っていないレベルである。

電源の残量レベルが所定レベルより高い場合はステップ１０１１に進み、ＣＰＵは、ステッピングモータの制御方法を進角制御から異常回避制御としてのオープンループ制御に切り替える。このように、電源の残量がまだ十分である場合は、オープンループ制御によるステッピングモータの駆動を続行する。なお、オープンループ制御では、実施例１で説明した制御切り替え速度以下の回転速度となるようにステッピングモータを駆動する。これにより、ステッピングモータの脱調を防ぐことができる。このことは、後述するステップ１０１４および１０１７でも同じである。

一方、電源残量レベルが所定レベル以下である場合は、ＣＰＵは、カメラにおいてＡＦを行うフォーカスモードであるＡＦモードが設定されているか否（マニュアルフォーカスモード）かに応じた異常回避制御を行う。まず、ステップ１０１２では、ＣＰＵはＡＦモードが設定されているか否かを判定する。ＡＦモードが設定されている場合は、ステップ１０１３に進み、ＣＰＵは、撮影光学系の焦点状態が合焦近傍の状態か否かを判定する。合焦近傍の状態である場合は、ＣＰＵは、ステップ１０１６にて異常回避制御としてステッピングモータの駆動を停止させる制御を行う。合焦近傍の状態であれば、ＡＦを中止しても概ねピントが合った撮影を行うことが可能なためである。

また、合焦近傍の状態でない場合は、ＣＰＵは、ステップ１０１７にて異常回避制御としてステッピングモータの制御方式を進角制御からオープンループ制御に切り替えるとともにステッピングモータのリセット駆動を行う。リセット駆動は、フォーカスレンズをカメラの電源投入時と同じリセット位置（所定位置：例えば、無限遠位置）に移動させるためのステッピングモータの駆動である。

また、ステップ１０１２においてＡＦモードが設定されていない場合は、ＣＰＵは、ステップ１０１４にて異常回避制御としてステッピングモータの制御方式を進角制御からオープンループ制御に切り替えるとともにステッピングモータの沈胴駆動を行う。沈胴駆動とは、フォーカスレンズをレンズ鏡筒が沈胴する際の位置である沈胴位置（所定位置：例えば、無限遠位置よりもさらにカメラ本体側に繰り込まれた位置）に移動させるためのステッピングモータの駆動である。

このように、本実施例では、負荷によるステッピングモータの駆動の異常状態が生じた場合は、電源残量、フォーカスモードおよび焦点状態に応じて適切な異常回避制御を選択する。また、電源残量が少ない場合に、回転速度を制御切り替え速度に抑えたオープンループ制御を行うことで、消費電力を抑えながら異常回避制御によるステッピングモータの駆動を行うことができる。図６に矢印で示すように、ステッピングモータの回転速度を抑えることでトルクを増加させることができる。これにより、少ない電力残量でも確実に異常回避制御（リセット駆動や沈胴駆動）を行うことができる。

なお、本実施例で説明した３つに場合分けした異常回避制御は一例であり、他の異常回避制御を行ってもよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１０１ ステッピングモータ
１０４ａ，１０４ｂ フォトインタラプタ
１０５ エンコーダ部
１０８ 進角設定部
１０９ 正弦波発生部
１１０ ＰＷＭ発生部
１１１ 速度比較部
１１３ 脱調判定部
１１４ メモリ部
１１５ レンズＣＰＵ

Claims (10)

1. ステッピングモータに駆動信号を供給して該ステッピングモータを回転させるステッピングモータ駆動装置であって、
   前記ステッピングモータの回転に応じて検出信号を出力する回転検出手段と、
   前記検出信号を用いて前記ステッピングモータの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
   前記検出信号に対する前記駆動信号の位相差である進角を、前記回転速度と目標速度との差である速度偏差に基づいて設定する進角設定手段と、
   前記進角の上限値である上限進角を記憶した記憶手段と、
   前記進角制御手段により設定された前記進角に基づいて前記駆動信号を生成する第１の制御を行う駆動制御手段とを有し、
   前記駆動制御手段は、前記速度偏差が所定偏差以上になり、かつ前記進角が前記上限進角に達することに応じて、前記第１の制御とは異なる第２の制御を行うことを特徴とするステッピングモータ駆動装置。
2. 前記第２の制御は、前記ステッピングモータの駆動を停止させる制御であることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記第２の制御は、前記ステッピングモータのオープンループ制御であることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
4. 前記第２の制御は、前記ステッピングモータにより駆動される被駆動部材を所定位置に駆動させる制御であることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
5. 前記ステッピングモータの特定回転速度に対応する進角である特定進角を記憶した特定進角記憶手段を有し、
   前記所定偏差は、前記特定進角から算出される前記上限進角での前記ステッピングモータの回転速度と前記特定回転速度との前記速度偏差であることを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載のモータ駆動装置。
6. 前記上限進角は、前記進角の変化に応じて前記ステッピングモータの回転速度が線形に変化する前記進角の範囲における最大進角であることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
7. 前記上限進角は、前記進角の変化に応じて前記ステッピングモータの回転速度が単調増加する前記進角の範囲における最大進角であることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
8. 前記駆動制御手段は、前記ステッピングモータを停止状態から駆動する際に前記ステッピングモータのオープンループ制御を行った後に前記第１の制御に切り替え、
   該第１の制御への切り替えに際して前記特定進角を取得することを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
9. ステッピングモータと、
   該ステッピングモータにより駆動される被駆動部材と、
   前記ステッピングモータに駆動信号を供給して該ステッピングモータを回転させる請求項１から８のいずれか一項に記載のステッピングモータ駆動装置とを有することを特徴する光学機器。
10. コンピュータに、ステッピングモータに駆動信号を供給して該ステッピングモータを回転させる処理を行わせるコンピュータプログラムであって、
    前記処理は、
    前記ステッピングモータの回転に応じた検出信号を取得する取得ステップと、
    前記検出信号を用いて前記ステッピングモータの回転速度を算出する算出ステップと、
    前記駆動信号を生成する生成ステップを有し、
    前記生成ステップにおいて、前記検出信号に対する前記駆動信号の位相差である進角を、前記回転速度と目標速度との差である速度偏差に基づいて設定し、該設定された進角に基づいて前記駆動信号を生成する第１の制御と、該第１の制御とは異なる第２の制御が実行され、
    該第２の制御は、前記速度偏差が所定偏差以上になり、かつ前記進角が所定の上限値である上限進角に達することに応じて実行されることを特徴とするコンピュータプログラム。