JP2017134269A - レンズ駆動装置およびレンズ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの動き出し時にレンズの駆動が不安定になることを防止したレンズ駆動装置およびレンズ駆動方法を提供する。【解決手段】レンズを駆動するステッピングモータ６と、ステッピングモータの回転位置を指示する励磁位置変更信号生成処理＃１１と、ステッピングモータの回転位置を検出するＧＭＲセンサ９と、ＧＭＲセンサによって検出された位置検出情報と、励磁位置変更信号生成処理＃１１の指示する位置情報の差から追従遅れを算出する追従遅れ算出＃３と、を備え、励磁位置変更処理信号生成処理＃１１は、予め決められたパターンで位置指示を行う開ループ制御と、追従遅れに基づいて位置指示を行う閉ループ制御を切り替え可能であり、レンズの動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し、速度パターンに対応する速度が所定値に達すると閉ループ制御に移行する。【選択図】 図５Ａ

Description

本発明は、レンズ一体型の撮像装置およびレンズ交換式の撮像装置等におけるレンズ駆動装置およびレンズ駆動方法に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では撮像素子の高速化や高画素化に伴い、オートフォーカスの高速化や高精度化が要求されている。また、大口径で明るいレンズや焦点距離の長い望遠レンズ、撮影倍率の高いマクロレンズなど特徴のあるレンズの要求が高まってきている。そのため、フォーカスレンズの駆動装置に対しては、大きく重いレンズを動かしたり、長いストロークを高速に動かしたりすることが要求される。

フォーカスレンズの駆動には、コストやサイズの観点からステッピングモータを使用することが多い。ステッピングモータは負荷に対して速度が速すぎると脱調という現象が発生することがある。脱調が発生すると、指示した位置と実際の位置にズレが生じてしまうため、設計で想定される負荷に対して十分な安全率を確保して最大の速度を決定している。

脱調を考慮して十分な安全率を確保しようとすると、ステッピングモータの性能を最大限引き出すことができず、非効率である。そこで、特許文献１には、ステッピングモータにセンサを取り付け、常時ステッピングモータの回転位置を検出し、モータ位置指令信号との差が零となるようにフィードバック制御を行い、ステッピングモータの性能を最大限に引き出す方法が提案されている。

特開２００１−１７８１９３号公報

特許文献１に開示のレンズ駆動装置では、ステッピングモータの始動時からフィードバック制御、すなわち常時フィードバック制御を行っている。常時フィードバック制御を行った場合、モータの位置指令信号の動き出しに対して、静止摩擦や慣性により負荷の追従が遅れることから現在位置とモータ指令信号との差が一時的に大きくなり、これを打ち消すように急激にモータの速度や回転方向を制御してしまう。このため、極端な速度低下や一時的な逆転現象が発生しフィードバック制御が不安定になり、滑らかにかつ短時間に動作開始できないことがあった。さらに、比較的短い距離でも目標位置に到達するまでに時間がかかったり、目標速度に到達するまで時間がかかりオートフォーカスの時間がかかったり、不安定な駆動により音が発生したりすることがあった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、レンズの動き出し時にレンズの駆動が不安定になることを防止したレンズ駆動装置およびレンズ駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを駆動するステッピングモータと、上記ステッピングモータの回転位置を指示する位置指示部と、上記ステッピングモータの回転位置を検出する回転検出センサと、上記回転検出センサによって検出された位置検出情報と、上記位置指示部の指示する位置情報の差から追従遅れを算出する追従遅れ算出部と、を備え、上記位置指示部は、予め決められたパターンで位置指示を行う開ループ制御と、上記追従遅れに基づいて位置指示を行う閉ループ制御を切り替え可能であり、上記レンズの動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し、上記速度パターンに対応する速度が所定値に達すると閉ループ制御に移行する。

第２の発明に係るレンズ駆動装置は、上記第１の発明において、上記所定値は、上記閉ループ制御で制御する速度の可変範囲の下限である。
第３の発明に係るレンズ駆動装置は、上記第１又は第２の発明において、上記位置指示部は、上記速度パターンに対応する速度が所定値に達するとともに、上記追従遅れの量または変化に応じて上記閉ループ制御に移行する。

第４の発明に係るレンズ駆動装置は、上記第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、上記位置指示部は、上記速度パターンに対応する速度が上記所定値に対応する速度よりも大きい速度に対応する第２の所定値に達すると、上記閉ループ制御に移行する。

第５の発明に係るレンズ駆動装置は、上記第１ないし第４の発明のいずれかにおいて、上記位置指示部は、上記閉ループ制御で上記ステッピングモータの位置を進める速度の目標速度を設定し、上記閉ループ制御に移行後、上記目標速度に達するまでは、上記閉ループ制御で制御可能な速度の上限に対応する固定のパターンにより、上記ステッピングモータの位置を進める速度を制限する。

第６の発明に係るレンズ駆動装置は、上記第１ないし第５の発明のいずれかにおいて、上記位置指示部は、上記閉ループ制御の追従遅れ量と上記追従遅れ量の目標値の差に基づいて、上記閉ループ制御を行う。

第７の発明に係るレンズ駆動方法は、レンズを駆動するステッピングモータと、上記ステッピングモータの回転位置を検出する回転検出センサと、を備えるレンズ駆動装置のレンズ駆動方法において、上記ステッピングモータの回転位置を指示する位置指示ステップと、上記回転検出センサによって検出された位置検出情報と、上記位置指示ステップにおいて指示された位置情報の差から追従遅れを算出する追従遅れ算出ステップと、を有し、上記位置指示ステップは、予め決められたパターンで位置指示を行う開ループ制御と、上記追従遅れに基づいて位置指示を行う閉ループ制御を切り替え可能であり、上記レンズの動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し、上記速度パターンに対応する速度が所定値に達すると閉ループ制御に移行する。

本発明によれば、レンズの動き出し時にレンズの駆動が不安定になることを防止したレンズ駆動装置およびレンズ駆動方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカメラのＧＭＲセンサによる回転位置検出を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るカメラの回転位置検出信号処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、フィードバック制御の効果を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るカメラのフィードバック制御ループを説明する図である。 本発明の一実施形態に係るカメラのフィードバック制御ループを説明する図である。 本発明の一実施形態に係るカメラの位相補償用フィルタの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、駆動開始から駆動終了までの速度プロファイルを示す図である。 従来からのステッピングモータ使用時の駆動制御を説明するグラフであり、図８（ａ）はフィードバック制御を行わない等速駆動時の動作を示すグラフであり、図８（ｂ）はフィードバック制御を行わない加速駆動時の挙動を示すグラフであり、図８（ｃ）は駆動開始時からフィードバック制御を行った場合の挙動を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、駆動開始時を固定駆動パターンとして条件成立後フィードバック制御を行った場合の挙動を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態としてデジタルカメラに適用した例について説明する。このカメラは、レンズ鏡筒部内の光学レンズによって形成された被写体像を、撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にライブビュー表示し、また記録媒体に静止画や動画の画像データを記録する。レリーズ釦の半押し操作等に連動し、コントラスト法や位相差法等による焦点検出がなされ、焦点検出の結果に応じて、光学レンズを合焦位置にステッピングモータの駆動によって移動させる。

光学レンズの合焦位置への移動にあたっては、駆動開始時は予め決められたパターンで開ループ制御（「オープンループ制御」、または「オープン制御」ともいう）によってステッピングモータの駆動を行い、駆動速度が所定値に達する等、所定の条件を満たすと、閉ループ制御（「フィードバック制御」ともいう）によってステッピングモータの駆動を行う（例えば、図５ＡのＦＢ開始判定処理、図７のフィードバック制御開始時点Ｔ２参照）。

以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るカメラのレンズ駆動部の機械的な構成と、カメラのレンズ駆動に関わる主として電気的な構成を示すブロック図である。

レンズ駆動部１は、レンズ一体型のカメラまたはレンズ交換式カメラの交換レンズ内に配置されている。レンズ駆動部１内には、光学レンズ（以下「レンズ」と略称する）２、レンズ枠３、ガイド軸４ａ、４ｂ、バネ５、ステッピングモータ６、リードスクリュー７、スケール磁石８、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive Effect：巨大磁気抵抗効果）センサ９、フォトインタラプタ１０が備えられている。

レンズ２は、複数または単数の光学レンズを有し、被写体像を形成する。レンズ２は、レンズ枠３に保持されている。ガイド軸４ａとガイド軸４ｂは、レンズ２の光軸方向に沿って延びた軸であり、レンズ鏡枠等に固定されている。バネ５は引っ張りバネであり、レンズ枠３とレンズ鏡枠の固定部材との間に設けられ、レンズ枠３に対して、図中、右側向きの付勢力を与えている。

前述のレンズ枠３は、レンズ２の光軸方向とは直角方向に延びた固定部３ａと、この固定部３ａと一体であり、ガイド軸４ｂに嵌合した嵌合部３ｂを有する。またレンズ枠３は、リードスクリュー７が貫通する貫通孔３ｃと、遮光ハネ３ｅを有する。遮光ハネ３ｅは、固定部３ａと一体であり固定部３ａの一端側に設けられている。後述するように、遮光ハネ３ｅは、レンズ２が基準位置に移動した際に、フォトインタラプタ１０の発光部から投光された光を遮光する。

ステッピングモータ６は、モータ駆動回路（モータドライバ）２４から、モータ駆動信号としてＡ相、Ｂ相からなる２相のパルス信号を受け、回転駆動する。ステッピングモータ６は、レンズを駆動するステッピングモータである。ステッピングモータ６の回転駆動軸は、リードスクリュー７と一体である。このため、リードスクリュー７は、ステッピングモータ６に印加されたモータ駆動信号に応じて、正転・逆転する。リードスクリュー７が正転・逆転すると、リードスクリュー７に噛み合ったナット１１を介して、レンズ２は光軸方向に沿って移動する。このナット１１はレンズ枠３とは別体である。バネ５によってレンズ枠３は図１の右側向きに引っ張られ、貫通孔３ｃの周囲がリードスクリュー７に噛み合うナット１１に当て付けられた状態となる。ナット１１の回転止め（不図示）がレンズ枠３に設けられてので、リードスクリュー７が回転するとナット１１は右または左方向に移動し、そこに当て付けられているレンズ枠３も光軸方向に移動する。

スケール磁石８は、リードスクリュー７の一端側に一体に設けられており、円周面に沿って、Ｓ極とＮ極が交互に帯磁されている。ＧＭＲセンサ９は、スケール磁石８と対向する位置に配置されており、スケール磁石８のＳ極、Ｎ極によって生成される磁場に応じて２相信号を出力する。スケール磁石８およびＧＭＲセンサ９によって、ステッピングモータ６の相対的な回転位置（レンズ２の相対的な光軸方向の位置）を検出することができる。スケール磁石８とＧＭＲセンサ９は、ステッピングモータの回転位置を検出する回転検出センサとして機能する。スケール磁石８およびＧＭＲセンサ９による回転位置検出については、図２を用いて詳述する。

フォトインタラプタ１０は、レンズ鏡枠等に固定されており、発光部と受光部を有する。レンズ２が基準位置に移動してくると、発光部からの投光が遮光ハネ３ｅによって遮光される。受光部は遮光状態になると出力が変化し、これによって、レンズ２が基準位置にあることを検知することができる。すなわち、遮光ハネ３ｅとフォトインタラプタ１０によって、レンズ２の絶対的な位置検出することができる。フォトインタラプタ１０からの位置検出信号はＩＯポート３２に出力される。

このように、本実施形態におけるレンズ駆動部１においては、ステッピングモータ６によって駆動されるリードスクリュー７の回転によりナット１１を直線移動させ、レンズ枠３をガイド軸４ａ、４ｂに沿って移動させる。これによって、レンズ枠３に固定されたレンズ２が光軸方向に駆動する。また、リードスクリュー７の先端にはＧＭＲセンサ８と対向する位置にスケール磁石９が取り付けられており、リードスクリューが正転または逆転すると、スケール磁石９も同方向に回転する。

ＧＭＲセンサ９の出力は、増幅回路２１に接続されている。増幅回路２１は、ＧＭＲセンサ９からの２相のアナログのセンサ出力信号をそれぞれ増幅し、センサ信号のノイズ除去処理を行う。増幅回路２１で処理された増幅センサ信号は、Ａ／Ｄコンバータ３３と２値化回路２２に出力される。

２値化回路２２は、増幅回路２１からの２相のセンサ出力信号について、それぞれ２値化し、アップ／ダウンカウンタ（２相カウンタ）３４に２値化信号を出力する。２値化にあたって、２値化回路２２は、Ｄ／Ａコンバータ３５からの閾値電圧を入力し、この閾値電圧を用いて２値化する。

マイクロコンピュータ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１とその周辺回路を有し、レンズ駆動全体の制御を行う。具体的には、マイクロコンピュータ３０は、例えば、レンズ駆動部１からの各種信号に応じて、ステッピングモータ６の駆動のための各種信号を生成する。周辺回路としては、ＩＯ（Input／Output）ポート３２、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ３３、アップ／ダウンカウンタ３４、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）コンバータ３５、パルス発生器３６、通信ポート３７、タイマ３８、メモリ３９が設けられている。

ＩＯポート３２は、フォトインタラプタ１０から位置検出信号を入力し、この位置検出信号に基づいて、レンズ２が基準位置にあることを示す信号をＣＰＵ３１に出力する。

Ａ／Ｄコンバータ３３は、増幅回路２１からＡ相およびＢ相の増幅センサ信号を入力し、それぞれの信号に対してＡＤ変換を行って、Ａ相およびＢ相の増幅センサ信号をデジタルデータに変換しＣＰＵ３１に出力する。

Ｄ／Ａコンバータ３５は、ＣＰＵ３１から閾値電圧に相当するデジタル値を入力し、アナログ電圧に変換し、２値化回路２２に閾値電圧として出力する。図３を用いて後述するように、増幅センサ信号の中点電位は、ＧＭＲセンサ９の特性や増幅回路２１によってばらつきがある。そこで、予めＡ相およびＢ相の中点電位を調整値としてメモリ３９に記憶しておき、２値化回路２２は、この中点電位を閾値電圧として使用し、２値化を行う。

アップ／ダウンカウンタ３４は、２値化回路２２から２値化信号を入力し、アップ／ダウンカウントを行う。ＧＭＲセンサ９は、Ａ相およびＢ相センサ信号を出力しており、２値化信号を入力する度にアップ／ダウンカウントを行う。これにより、スケール磁石８が正転しているか、逆転している、即ち、レンズ２がいずれの方向に移動しているかを判定することができる。

メモリ３９は、電気的に書き換え可能な揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等）と、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（例えば、フラッシュＲＯＭ（Flash Read Only Memory）等）を有する。メモリ３９には、ＣＰＵ３１で実行するためのプログラム、レンズの各種調整値（例えば、前述の中点電位に関する値）、レンズ駆動用の設定値等、種々のデータが記憶される。

タイマ３８は、フィードバック制御の制御周期を発生させたり、レンズの各種動作の時間を行うための計時動作を行う。また、カレンダ機能等を有する。通信ポート３７は、ＣＰＵ３１の外部との信号のやり取りを行うためのポートである。本実施形態においては、通信ポート３７を介して種々の通信が行われるが、例えば、通信ポート３７からモータ駆動回路２４への設定信号が送出される。

パルス発生器３６は、ＣＰＵ３１からの制御信号を受け、ステッピングモータ６の駆動用にモータ駆動回路２４に出力するクロック信号（パルス信号）を発生する。すなわち、パルス発生器３６は、モータ駆動回路２４にクロック信号を出力し、ステッピングモータの励磁位置を進める。

モータ駆動回路２４は、モータ電源２３から電源電圧の供給を受け、またパルス発生器３６からクロック信号と通信ポート３７からの設定信号を入力し、ステッピングモータ６に２相の電圧信号からなるモータ駆動信号を出力する。また、モータ駆動回路２４は、モータ駆動信号の出力にあたって、ＣＰＵ３１からの設定信号に基づいて、モータ駆動信号の最大印加電圧の調整を行う。モータ電源２３は、電池等の電源を有し、図示しない定電圧回路等によって定電圧化されてモータ駆動回路２４に電源を供給する。

モータ駆動信号の生成にあたって、マイクロコンピュータ３０内のＣＰＵ３１は、ＧＭＲセンサ９が検出したセンサ出力信号に基づいて演算を行い、モータ駆動回路２４が出力する駆動パルスの管理、駆動速度の設定、駆動電圧の設定、フィードバック制御に必要なデジタルデータの各種演算処理を行う。

次に、図２を用いて、本実施形態におけるスケール磁石８の回転検出について説明する。ステッピングモータ６の回転軸に取り付けられた円筒形のスケール磁石８は、円周方向に交互にＮ極とＳ極が繰り返し等間隔に着磁されている。ステッピングモータ６の回転軸が回転すると、ＧＭＲセンサ９に対向する磁極の位置が変化する。この結果、ＧＭＲセンサ９からは、センサ出力信号として略９０度の位相差を持ったＡ相およびＢ相の正弦波信号が出力される。例えば図中のａの方向にスケール磁石８が回転する場合には、図２に示す如く、Ａ相に対しＢ相が９０度進んだ位相関係の信号が得られ、ｂの方向に回転した場合はＡ相に対しＢ相が９０度遅れた位相関係の信号が得られる。

次に、図３を用いてパルス検出処理について説明する。ＧＭＲセンサ９から出力されたＡ相およびＢ相の正弦波信号は増幅回路２１により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ３３と２値化回路２２に出力される。Ａ／Ｄコンバータ３３は、Ａ相Ｂ相それぞれの増幅センサ信号をデジタルデータに変換する。増幅センサ信号の中点電位にはＧＭＲセンサ９の特性や増幅回路２１などの個体ばらつきがある。このため、予めＡ相Ｂ相それぞれの中点電位を調整値としてメモリ３９に記憶しておき、デジタルデータに変換されたＧＭＲセンサ９の信号からＡ相Ｂ相の周期を細分化し、駆動パルスと同じ分解能の検出パルス値を算出する演算過程で使用する（ＣＰＵ３１内の逓倍処理３１ａ参照）。

また、中点電位に関する調整値は、増幅センサ信号を２値化する２値化回路２２の閾値電圧としても使用する。すなわち、調整値をＤ／Ａコンバータ３５に設定し、Ａ相Ｂ相それぞれの閾値電圧を２値化回路２２に出力する。これにより、増幅センサ信号の中点電位に個体ばらつきがあってもデューティが約５０％の理想的な２値化信号を得ることができ、アップ／ダウンカウンタ（２相カウンタ）３４において、カウントのアップ／ダウンを正確に行える。

マイクロコンピュータ３０内の演算処理部（ＣＰＵ３１）は、Ａ／Ｄコンバータ３３が取り込んだＡ相Ｂ相のデジタルデータを用いて、Ａ相Ｂ相１周期内の４倍よりも大きい逓倍処理を行い（逓倍処理３１ａ参照）、１周期をパルス管理に必要な分解能まで細分化する。基本的にはこの細分化して得た位相角を元に検出パルスの値を算出する。すなわち、磁気スケール８の回転位置（位相角）を示す検出パルスを算出する（パルス値演算３１ｃ参照）。

しかし、この処理は例えばフィードバック制御の制御周期で行われるため、モータの駆動速度が速くなり、制御周期毎に取り込んだデジタルデータが前回の取り込み時点からＡ相Ｂ相１周期の１／２を超えてしまった場合には変化の方向を正しく判定することができなくなる。そこで、２値化信号の変化方向を含めてカウントアップ／ダウンを常に行っているアップ／ダウンカウンタ（２相カウンタ）３４のカウント値を利用してＡ相Ｂ相１周期の１／２を超えてしまった場合でも方向を正しく判定し、常に正しい検出パルスを算出する（パルス値演算３１ｃ参照）。しかし、実際には２値化回路の特性ばらつきやＤ／Ａコンバータの出力誤差などにより２値化信号の変化のタイミングと位相角の変化のタイミングに僅かなズレが生じる。このズレによって、検出パルスの算出に誤差が生じ、算出した検出パルス値が瞬間的に位相角９０度相当変化する場合がある。そこで、位相角の変化タイミングを基準としてアップ／ダウンカウンタのカウント値を補正する演算を事前に行うことで（カウント値補正３１ｂ参照）、回路ばらつきなどの影響を受けずに、常に正しく検出パルスを算出する。

このように、検出パルスの大きな増減は２値化信号を基準に行い、１周期内を細分化した詳細な検出パルスの算出をＡ／Ｄコンバータ３３で取り込んだＡ相Ｂ相のデジタルデータから行うことで、モータの駆動速度や制御周期に影響されず、常に正しい検出パルスの値を得ることができる。

次に、図４を用いて、本実施形態におけるフィードバック制御を説明する。図４において、横軸はステッピングモータの駆動速度であり、縦軸はトルクであり、トルクカーブを示す。実線で示す脱調トルク特性Ｌ１は、ステッピングモータ６が脱調を起こさず動作する限界トルクを示す。

すなわち、ステッピングモータ６の特性は駆動速度が高くなるとトルクが低下する特性があり、脱調トルク特性が負荷トルクを下回ると脱調現象を引き起こす。一旦脱調してしまうと、励磁位置を変化させた量とモータの回転位置の変化量が一致しなくなるので、ステッピングモータは励磁位置を変化させた量で値を増減させる駆動パルス数で現在位置を管理することができなくなる。脱調後に再び現在位置を正しく管理するためには、一度基準となる位置に当て付けたり、別途設けたセンサにより絶対位置を保証する動作を行う必要がある。このため、通常のステッピングモータ制御であるオープン制御では、設計上の最大負荷トルクに対して十分な安全率αを見込んで駆動速度の上限を決めている。

そこで、本実施形態においては、ステッピングモータ６の回転軸から検出した検出パルス（ＧＭＲセンサ９の出力に基づいて検出）と、励磁位置を変化させた駆動パルス（ステッピングモータ６に印加した駆動パルス）との差により脱調限界に対する余裕量を監視し、脱調しないように速度を制御するフィードバック制御を採用している。これによって、安全率分を使って速度の上限（図４の速度制御拡張範囲Ｖｃ参照）を高めることができる。

また、図４はステッピングモータ６に印加する電圧が一定の場合の脱調トルク特性を示している。ステッピングモータ６に印加する印加電圧を変化させると、脱調トルク特性は図４の縦軸方向に変化する。オープン制御ではできるだけ速度上限を高めるために、印加できる最大の電圧での特性に安全率を見込んで速度（図４のオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘ参照）を決めている。このため、負荷によらず印加電圧は固定であり負荷が軽い状態でも必要以上にモータは電力を消費する。

これに対して、フィードバック制御の場合は、フィードバック制御の速度上限（図４のフィードバック制御上限速度Ｖｆｍａｘ参照）に達した状態で、実際の負荷が設計最大負荷トルクに満たない場合など、なお脱調限界に対する余裕量がある場合には電圧制御を行うようにしている（図４の電圧制御範囲Ｅｃ参照）。このため、印加電圧を下げることが可能となり、余計な電力消費を抑えることができる。フィードバック制御上限速度Ｖｆｍａｘ以下の速度を指定された場合も同様であり、例えばオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘで駆動する場合、実際の負荷が設計最大負荷トルクと等しい状態では、脱調トルク特性がＬ２となるまで印加電圧を下げることができる。負荷の変動に応じて印加電圧をフィードバック制御するので、脱調を防いで電力消費を抑えることができる。

次に、図５Ａおよび図５Ｂを用いて、本実施形態における制御ループについて説明する。図５Ａ、図５Ｂは、フィードバック制御周期毎の処理の流れを示しており、図中、ＧＭＲセンサ９、モータ駆動回路２４、ステッピングモータ６以外の＃を付したブロックは、ＣＰＵ３１がメモリ３９に記憶されたプログラムに従って、マイクロコンピュータ３０内の各部およびカメラ内の各部を制御することにより実行する。

制御ループにおいて、まず、制御周期毎に位置センサであるＧＭＲセンサ９からの位置検出信号（センサ出力信号）に基づいて、図３を用いて説明した位置検出処理により現在位置を示す検出パルス値を求める（＃１）。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ３３で取り込んだＡ相Ｂ相のデジタルデータを逓倍処理して得られた位相角より検出パルス値が算出される。

次に、現在の励磁位置による駆動パルス値の駆動開始からの変化量と検出パルス値の駆動開始からの変化量を比較しその差を追従遅れとする（＃３）。ここでは、後述する＃１１において、ステッピングモータ６の現在励磁位置を変更するための信号を生成すると同時に駆動パルス値の変更管理を行っているので、この駆動パルス値と、＃１で算出された検出パルス値の差分を求める。この＃３の差分算出処理は、回転検出センサによって検出された位置検出情報と、位置指示部（例えば、後述する＃１１の処理）の指示する位置情報（例えば、駆動パルス値）の差から追従遅れを算出する追従遅れ算出部および追従遅れ算出ステップとして機能する。

次に、追従遅れと第１の遅れ量（目標追従遅れ）との差である制御偏差を求める（＃５）。第１の遅れ量は、目標追従遅れ量として予めメモリ３９に記憶しておく。第１の遅れ量としては、適宜設定すればよいが、例えば、脱調を起こしてしまう追従遅れの半分程度を設定しておく。ここでは、＃３で算出された追従遅れと、設定されている第１の遅れ量との差分を算出し、この値を制御偏差とする。この制御偏差に基づいて速度制御や電圧制御を行う（追従遅れの１つ目の用途）。

一方、追従遅れは第２の遅れ量（一時停止基準追従遅れ）と比較し、追従遅れが一時停止基準追従遅れよりも大きい場合には励磁位置変更の一時停止を行う（図５Ｂの＃２５）（追従遅れの２つ目の用途）。第２の遅れ量としては、適宜設定すればよいが、例えば、脱調を起こしてしまう追従遅れより僅かに小さい程度としておく。第２の遅れ量は第１の遅れ量よりも大きい値である。

＃２５において、一時停止判断を行うと、励磁位置変更一時停止指示を＃１１の励磁位置変更信号生成処理に伝え、モータ駆動回路２４への励磁位置変更信号の出力を停止し、ステッピングモータ６の一時停止を行う。一時停止を行うことにより、予期せぬ外乱でフィードバック制御が不安定になっても、ステッピングモータ６の回転軸の追従遅れを現在の励磁位置に対して制御可能な範囲に確実に復帰させることが可能になる。一時停止の解除は、追従遅れの復帰と制御周期を基準とした経過時間で判断を行う。

＃３で算出された追従遅れと、後述する＃１１の現在励磁位置変更速度を入力し、フィードバックを開始するかの判定処理を行う（追従遅れの３つ目の用途）（＃１５）。駆動を開始してから現在励磁位置変更速度がフィードバック制御下限速度を超えると、ＦＢ開始判定処理＃１５はフィードバック制御の開始を指示する（図７のＡ、Ｔ１、図９のＡ、Ｔ１１）。また、追従遅れの絶対値または変化量が所定値を超えると、同様に、フィードバック制御の開始を指示する（図７のＢ、Ｔ２、図９のＢ、Ｔ１２）。このフィードバック制御の開始指示は、励磁位置変更速度リミット処理＃９および最大励磁電圧指示処理＃２３に出力される。フィードバック制御下限速度は、フィードバック制御の際に、脱調しないように速度を可変させる下限の速度である。

＃５で生成された制御偏差は、速度制御用と電圧制御用の２系統の位相補償フィルタ（＃７、＃２１）を通してそれぞれ励磁位置変更速度増減指示値と最大励磁電圧増減指示値となる。速度制御用位相補償フィルタ（＃７））と、電圧制御用位相補償フィルタ（＃２１）については、図６を用いて後述する。

＃７の速度制御用位相補償フィルタによって処理された励磁位置変更速度増減指示値は、現在設定されている現在励磁位置変更速度に加算され新たな励磁位置変更速度指示値となる。ＦＢ開始判定処理＃１５においてフィードバック制御を行う場合には、この励磁位置変更速度指示値と、速度上限を比較し、励磁位置変更速度リミット処理を行う（＃９）。

＃９において、速度上限は、加速・減速パターン生成部＃１７から生成される。加速・減速パターンは、駆動開始から停止までの加速制御、定速制御、減速制御などを管理する。加速・減速パターンは、メモリ３９に予め記憶されている。＃１７では、メモリ３９に記憶された加速・減速パターンの中から位置駆動開始からの駆動パルス値の変化量に対応する速度を速度上限として読み出す。

＃９のリミット処理は、＃７で生成された励磁位置変更速度増減指示値と現在設定されている現在励磁位置変更速度に加算された新たな励磁位置変更速度指示が、＃１７において読み出した速度上限を超えている場合には、励磁位置変更速度指示値のリミット処理を行う。これにより、追従遅れが大きくなって速度を低下させる必要が生じた場合を除いて、予め定められた速度プロファイルに従って速度制御を行うことができる。更に、加速期間中や減速期間中に過剰に速度が上がることを防ぎ、安定した加速・減速を可能にしている。なお、＃９のリミット処理では、最大励磁電圧指示処理＃２３からの最大励磁電圧上限到達状態を監視し、最大励磁電圧が上限に達していない状態で励磁位置変更速度指示値が現在励磁位置変更速度を低下する方向の値であった場合、励磁位置変更速度指示値の加算を行わず、現在励磁位置変更速度を新たな励磁位置変更速度指示値として出力する。特に加速時にこの処理を追加することで、最大励磁電圧が上限に達していない状態での速度の低下を防ぎ、加速時間を短くすることが可能になる。

また、図５Ａ、図５Ｂには、図示しないが、フィードバック制御下限速度Ｖｆｍｉｎ（図７参照）により低速側のリミットを設け、フィードバック制御中に必要以上に設定速度が下がりすぎて制御が不安定にならないようにしている。

また、ＦＢ開始判定処理＃１５において、フィードバック制御を開始しないと判定された（すなわち、オープン制御を行う）場合には、＃１７の加速・減速パターン生成処理で生成された速度パターンに基づいて、励磁位置変更速度指示値を出力する。

＃９でリミット処理により生成された励磁位置変更速度指示値に基づいて、励磁位置変更信号生成処理が行われ、モータ駆動回路２４に対する励磁位置変更信号として出力される（＃１１）。具体的には、前述したステッピングモータ６の励磁位置を変更するタイミングを指示するためのクロック信号のエッジ間隔が、励磁位置変更速度指示値に従って変更される。

また、励磁位置変更信号生成処理＃１１においては、駆動パルス値が生成され、前述の差分算出＃３と加速・減速パターン生成処理＃１７に出力される。さらに、励磁位置変更信号生成処理＃１１において生成された現在励磁位置変更速度をＦＢ開始判定処理＃１５に出力する。

前述の＃９の励磁位置変更速度リミット処理と＃１１の励磁位置変更信号生成処理は、ステッピングモータの回転位置を指示する位置指示部および位置指示ステップとして機能する。この位置指示部および位置指示ステップは、予め決められたパターンで位置指示を行う開ループ制御と、追従遅れに基づいて位置指示を行う閉ループ制御を切り替え可能であり、レンズの動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し、速度パターンに対応する速度が所定値に達すると閉ループ制御に移行する。前述の所定値は、閉ループ制御で制御可能な速度の下限である（例えば、図７の制御下限速度Ｖｆｍｉｎ参照）。

また、位置指示部は、速度パターンに対応する速度が所定値に達するとともに、追従遅れの量または変化に応じて閉ループ制御に移行する（例えば、＃１５のＦＢ開始判定処理は、＃３の追従遅れに基づいて判定する）。また、位置指示部は、速度パターンに対応する速度が所定値に対応する速度よりも大きい速度に対応する第２の所定値に達すると、＃１５のＦＢ判定開始処理からのＦＢ制御ＯＮ指示を受け、閉ループ制御に移行する。第２の所定時は、オープン制御での上限速度（図４および図７、図９のオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘ参照）と等しくしているが、それ以下でもよい。

また、位置指示部は、閉ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度の目標速度（例えば、図９の目標速度Ｖｏｂ参照）で駆動する場合、閉ループ制御に移行後、目標速度に達するまでは、閉ループ制御で制御可能な速度の上限に対応する固定のパターンにより、ステッピングモータの位置を進める速度を制限する（例えば、＃１７で生成される速度上限参照）。また、位置指示部は、閉ループ制御の追従遅れ量と追従遅れ量の目標値の差に基づいて、閉ループ制御を行う。

一方、電圧制御用位相補償フィルタ＃２１によって処理され出力された最大励磁電圧増減指示値は、最大励磁電圧指示処理が施され、最大電圧指示値が出力される（図５Ｂの＃２３）。ここの最大励磁電圧指示処理では、ＦＢ開始判定処理＃１５によってフィードバック制御が開始されている判定された場合には、最大励磁電圧増減指示値が現在の最大励磁電圧設定値に加算されて最大電圧指示値となる。最大励磁電圧指示処理において、求められた最大電圧指示値は、通信ポート３７（図１参照）を経てモータ駆動回路２４に設定される。この設定により、ステッピングモータ６を駆動する駆動電圧が制御周期毎に変更される。

最大励磁電圧指示処理＃２３では、温度に応じてステッピングモータ６に印加する電圧を制限するための上限電圧と、フィードバック制御を安定にするための下限電圧によりリミット処理を行う。なお、フィードバック制御がオフの間は、最大電圧指示値は温度に応じてステッピングモータに印加する電圧を制限するための上限電圧に固定され、脱調に対する安全率が確保された状態になる。更に、最大励磁電圧指示処理＃２３では、現在の最大電圧指示値が上限電圧に到達しているか否かの状態を出力する。

このように、本実施形態における制御ループにおいては、ＧＭＲセンサ９からの出力信号に基づいてステッピングモータ６の回転位置を検出し、この回転位置の検出情報（検出パルス）と、ステッピングモータ６に印加される駆動パルスに基づく位置情報の差分から追従遅れ量を算出している（＃３参照）。この追従遅れ量と、ステッピングモータ６に対して速度変更を指示するための現在励磁位置変更速度を用いて、フィードバック制御を開始するか否かを判定する（＃１５）。

また、制御ループにおいては、励磁位置変更速度リミット処理（＃９）および励磁位置変更信号生成処理（＃１１）で、＃１５のＦＢ開始判定処理によってフィードバック制御を開始すると判定するまでは、ＧＭＲセンサからの出力信号には関わらずに、ステッピングモータ６の制御を行う。すなわち、予め設定されている速度パターンに従って、オープン制御により駆動する。この場合、駆動トルクおよび駆動速度は、図４に示した設計最大負荷トルクおよびオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘ以下での制御となる。

一方、＃１５のＦＢ開始判定処理によって、フィードバック制御を開始すると判定されると、ＧＭＲセンサ９からの出力信号を用いて、フィードバック制御を行う。すなわち、追従遅れ量から制御偏差を求め、この制御偏差に応じてモータ駆動回路２４へのクロック信号のエッジ間隔を調整し、ステッピングモータ６の駆動速度を調整する（励磁位置変更信号生成処理＃１１）。この場合、駆動トルクおよび駆動速度は、図４に示した脱調トルク特性Ｌ１およびフィードバック制御上限速度Ｖｆｍａｘ以下までに制御範囲が広がる。

次に、図６を用いて、位相補償用フィルタについて説明する。この位相補償用フィルタは、ＣＰＵ内部のプログラムとして実装され、数値演算式により構成される。この位相補償用フィルタは、マイクロコンピュータ３０内に一体化、もしくは別体として設けられたＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成されてもよい。この位相補償用フィルタは、図５において、＃７の速度制御用位相補償フィルタおよび＃２１の電圧制御用位相補償フィルタにおいて、使用される。

追従遅れと目標追従遅れの差分である制御偏差は、速度制御用と電圧制御用の２系統の位相補償用フィルタに入力され、それぞれ励磁位置変更速度増減指示値、最大励磁電圧増減指示値として出力される。速度制御用の位相補償フィルタは速度制御用フィルタ４１、４２、４７および加算器４５から構成され、制御偏差は速度制御用フィルタ４１、４２を経て、それぞれの出力は加算器４５で加算値となり、更に速度制御用フィルタ４７を経て励磁位置変更速度増減指示値として出力される。電圧制御用の位相補償フィルタは電圧制御用フィルタ４３、４４、４８および加算器４６で構成され、制御偏差は電圧制御用フィルタ４３、４４を経て、それぞれの出力は加算器４６で加算値となり、更に電圧制御用フィルタ４８を経て最大励磁電圧増減指示値として出力される。

前述の速度制御用フィルタ４１、４２、４７、電圧制御フィルタ４３、４４，４８は、それぞれ２タップのＦＩＲ（Finite Impulse Response Filter）フィルタと２タップのＩＩＲ（Infinite Impulse Response Filter）フィルタで構成され、全て独立したパラメータが設定可能で速度制御や電圧制御に適した位相補償特性およびゲイン特性が設定可能に構成されている。具体的なフィルタチューニングについてはフィードバック制御の安定化手法として様々な方法が行われているので詳細な説明は省略する。

次に、図７を用いて、駆動開始から駆動終了までの速度プロファイルについて説明する。図７において、横軸は時間、縦軸は速度を示し、オープン制御での速度プロファイルＰｏ、フィードバック制御中の速度上限のプロファイルＰｆを示す。

オープン制御では、ステッピングモータ６のプルイントルクに対して余裕を持って設定された初速Ｖｍｉｎで駆動開始し（時刻Ｔ０）、脱調に対して十分余裕を持たせた加速テーブルＴａｉに従って速度を上昇させる。図７では、所定パルス毎に速度を変更する様子を示しているが、駆動時間に対して滑らかに速度を変える加速でもよい。狙いの駆動速度（図７ではオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘ）に達したら（時刻Ｔ３）、速度を一定にし、目標の停止位置から所定のパルス手前（時刻Ｔ５参照）から減速テーブルＴａｄに従って速度を低下させ、最終的に目標位置までステッピングモータ６の励磁相を進めてモータ駆動を終了する（時刻Ｔ６参照）。指示速度がオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘ以下である場合には、同様に指示速度まで加速した後、指示速度で速度を一定にする。

フィードバック制御は駆動速度がフィードバック制御の下限速度Ｖｆｍｉｎを越えたＡの時点（時刻Ｔ１）から開始することができる。ここで、図示しない追従遅れが所定の条件を満たしていなければ、条件を満足したＢの時点（時刻Ｔ２）でフィードバック制御に移行する。Ｂの時点でフィードバック制御に移行した場合のフィードバック制御中の速度制御範囲を、図７にハッチングで示している。この制御範囲は、加速中の速度設定（図７のプロファイルＰｆ１）と、一定速指示速度Ｖｆａ（図７のプロファイルＰｆ２）と、減速テーブルの速度設定を上限としフィードバック制御下限速度（図７のプロファイルＰｆ３）を下限とする範囲である。

フィードバック制御の条件を満足したＢの時点（時刻Ｔ２）から、フィードバック制御用に記憶している加速度パラメータに従って加速中の速度設定を演算する。減速時（時刻Ｔ４参照）は目標の停止位置から所定のパルス手前から減速テーブルＴａｄに従って速度設定を下げる。例えばオープン制御上限速度Ｖｏｍａｘを下回った時点（Ｔ５）でフィードバック制御を終了する。フィードバック制御を終了するタイミングは、この例に限定されるものではなく、フィードバック制御下限速度Ｖｆｍｉｎまでの範囲で適宜設定すればよい。

フィードバック制御に移行する条件がＡやＢの時点で整わない場合には、オープン制御上限速度ＶｏｍａｘになったＣの時点で強制的にフィードバック制御に移行する。これにより、一定速指示速度Ｖｆａに達するまでの時間が延びることを防止できる。

次に、本実施形態における効果について、図８および図９を用いて説明する。まず、図８を用いて、オープン制御と従来のフィードバック制御について説明する。図８（ａ）〜（ｃ）において、横軸は時間であり、縦軸は駆動速度と追従遅れを表し、縦軸のＦｌｉｍは追従遅れ限界、Ｖｏｂは目標速度、Ｆｖは目標速度での追従遅れを表す。また、実線は駆動速度Ｄｖ１〜Ｄｖ３の時間的変化を示し、破線は追従遅れＦｄ１〜Ｆｄ３の時間的変化を示す。

図８（ａ）は、フィードバック制御を行わず、駆動開始とともに目標速度Ｖｏｂまで一気に駆動速度Ｄｖ１を上げる場合を示す。この場合には、追従遅れＦｄ１は駆動開始直後にオーバーシュートが発生し、振動的な挙動を示しながら振幅が収束し、最終的に安定した状態の追従遅れＦｖに達する。しかし、目標速度が高くなりオーバーシュート部分が追従遅れ限界を超えると、目標速度での追従遅れが追従遅れ限界に対して余裕があっても脱調ＳＴが発生する。

図８（ｂ）は、フィードバック制御を行わず、初速Ｖｏで駆動開始し、加速期間Ｔａの間、目標速度Ｖｏｂまで徐々に駆動速度Ｄｖ２を上げる場合を示す。この場合には、駆動開始直後の駆動速度を低めに設定し目標速度まで徐々に速度を上げることにより、駆動開始直後の追従遅れのオーバーシュートを低く抑えることができ、最終的に安定した状態の追従遅れＦｖに達する。このため、目標速度Ｖｏｂを高くしても、脱調を回避しながら目標速度に達することができる。

しかし、図８（ｂ）に示す制御では、フィードバック制御を行わないことから、目標速度付近での追従遅れ限界に対して十分な安全率を見込む必要があり、目標速度を上げることが難しかった。十分な安全率をとらないと、追従遅れによって脱調を引き起こすおそれがある。

図８（ｃ）は、駆動開始時からフィードバック制御を行う場合を示す。この場合には、目標速度Ｖｏｂを設定しフィードバック制御をかけた状態で駆動を開始する。駆動開始時点では追従遅れが無く目標速度での追従遅れに対して十分に余裕があるため、駆動速度Ｄｖ３は一気に目標速度Ｖｏｂに向かって上昇する。追従遅れＦｄ３は駆動速度Ｄｖ３の上昇にやや遅れたタイミングで増加し始め、等速駆動時（図８（ａ）参照）のようにオーバーシュートが発生する。

オーバーシュートの発生後は、フィードバック制御の働きによりオーバーシュートを抑制するように駆動速度Ｄｖ３は低下するが、追従遅れＦｄ３のタイミングとのズレにより過剰に速度を低下させることになる。このため、駆動速度Ｄｖ３の下限リミットや駆動方向の制限を設けないと、一旦駆動が停止したり、図８（ｃ）に示すように負の速度すなわち逆転する現象が発生する（図中の符号Ｎｅ参照）。このように、駆動開始時からフィードバック制御を行うと、フィードバック制御が不安定になり、滑らかにかつ短時間に動作開始できないことがあった。

図９は、本実施形態におけるフィードバック制御を示す。図９において、横軸は時間であり、縦軸は駆動速度と追従遅れを表し、縦軸のＶｏｂは目標速度、Ｆｌｉｍは追従遅れ限界、Ｖｏｍａｘはオープン制御上限速度、Ｖｆｍｉｎはフィードバック制御下限速度を表す。また、実線は駆動速度Ｄｖの時間的変化を示し、破線は追従遅れＦｄの時間的変化を示す。

時刻Ｔ１０で駆動を開始し、オープン制御で加速駆動する場合と同じ駆動速度変化を与える。このため、追従遅れの変化は前述のようにオーバーシュートを低く抑えられ、脱調することは無い。Ａの時点（時刻Ｔ１１）で現在励磁位置変更速度がフィードバック制御下限速度Ｖｆｍｉｎを超えると、速度判定条件が成立する（ＦＢ開始判定処理＃１５）。速度判定条件が成立すると、フィードバック制御に切り替えることができる。この場合には、加速パターンにより制限された上限速度と下限速度Ｖｆｍｉｎの間で、フィードバック制御で速度を制御することができる。また、外乱が入り、追従遅れ限界Ｆｌｉｍ付近まで追従遅れが増加しても、駆動速度Ｄｖを制御して脱調を回避することが可能になる。

加えて、速度判定条件成立だけでなく、Ｂの時点（時刻Ｔ１２）で追従遅れに関する判定条件が成立（追従遅れの絶対値または変化量が所定値を超える）した後にフィードバック制御に移行すれば（ＦＢ開始判定処理＃１５）、フィードバック制御への移行と共に開始される駆動電圧制御の影響も合わせて追従遅れが急激に増加することを防げる。このため、より安定してフィードバック制御への移行が可能になる。追従遅れに関する判定条件は、追従遅れの絶対値や、追従遅れの変化の状態などに使用する。図９では、フィードバック下限速度Ｖｆｍｉｎを超えて追従遅れが減少する方向になったときにフィードバック制御に移行する様を示している。

時刻Ｔ１３になり、駆動速度Ｄｖが目標速度Ｖｏｂに達すると、加速期間Ｔｂが終了し、フィードバック制御により、ほぼ一定の駆動速度を維持し、また追従遅れも殆どなくなる。

このように、本発明の一実施形態においては、レンズ２の動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し（例えば、図９のＴ１０〜Ｔ１１またはＴ１２まで）、所定の条件が成立すると閉ループ制御に移行するようにしている（例えば、図９のＴ１１またはＴ１２〜Ｔ１３）。このため、レンズの動き出し時にレンズの駆動が不安定になることを防止することができる。

なお、本発明の一実施形態においては、回転位置検出用として、ＧＭＲセンサ９を用いたが、これに限らず、光学的エンコーダ等、位置を検出することが可能な位置センサであればよい。

また、本発明の一実施形態においては、フィードバック制御開始の判定（ＦＢ開始判定処理＃１５）は、速度（現在励磁位置変更速度）および追従遅れに基づいて判定していた。しかし、これに限らず、いずれか一方でもよく、また他の条件で判定するようにしてもよい。

また、本発明の一実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、レンズの駆動制御を行う機器であれば、本発明を適用することができる。

また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１・・・レンズ駆動部、２・・・レンズ、３・・・レンズ枠、３ａ・・・固定部、３ｂ・・・嵌合部、３ｃ・・・貫通孔、３ｅ・・・遮光ハネ、４ａ・・・ガイド軸、４ｂ・・・ガイド軸、５・・・バネ、６・・・ステッピングモータ、７・・・リードスクリュー、８・・・スケール磁石、９・・・ＧＭＲセンサ、１０・・・フォトインタラプタ、１１・・・ナット、２１・・・増幅回路、２２・・・２値化回路、２３・・・モータ電源、２４・・・モータ駆動回路、３０・・・マイクロコンピュータ、３１・・・ＣＰＵ、３１ａ・・・逓倍処理、３１ｂ・・・カウント値補正、３１ｃ・・・パルス値演算、３２・・・ＩＯポート、３３・・・Ａ／Ｄコンバータ、３４・・・アップ／ダウンカウンタ、３５・・・Ｄ／Ａコンバータ、３６・・・パルス発生器、３７・・・通信ポート、３８・・・タイマ、３９・・・メモリ

Claims (7)

1. レンズを駆動するステッピングモータと、
   上記ステッピングモータの回転位置を指示する位置指示部と、
   上記ステッピングモータの回転位置を検出する回転検出センサと、
   上記回転検出センサによって検出された位置検出情報と、上記位置指示部の指示する位置情報の差から追従遅れを算出する追従遅れ算出部と、
   を備え、
   上記位置指示部は、予め決められたパターンで位置指示を行う開ループ制御と、上記追従遅れに基づいて位置指示を行う閉ループ制御を切り替え可能であり、上記レンズの動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し、上記速度パターンに対応する速度が所定値に達すると閉ループ制御に移行する、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 上記所定値は、上記閉ループ制御で制御する速度の可変範囲の下限であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 上記位置指示部は、上記速度パターンに対応する速度が所定値に達するとともに、上記追従遅れの量または変化に応じて上記閉ループ制御に移行することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 上記位置指示部は、上記速度パターンに対応する速度が上記所定値に対応する速度よりも大きい速度に対応する第２の所定値に達すると、上記閉ループ制御に移行することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
5. 上記位置指示部は、上記閉ループ制御で上記ステッピングモータの位置を進める速度の目標速度を設定し、
   上記閉ループ制御に移行後、上記目標速度に達するまでは、上記閉ループ制御で制御可能な速度の上限に対応する固定のパターンにより、上記ステッピングモータの位置を進める速度を制限する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
6. 上記位置指示部は、上記閉ループ制御の追従遅れ量と上記追従遅れ量の目標値の差に基づいて、上記閉ループ制御を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
7. レンズを駆動するステッピングモータと、
   上記ステッピングモータの回転位置を検出する回転検出センサと、
   を備えるレンズ駆動装置のレンズ駆動方法において、
   上記ステッピングモータの回転位置を指示する位置指示ステップと、
   上記回転検出センサによって検出された位置検出情報と、上記位置指示ステップにおいて指示された位置情報の差から追従遅れを算出する追従遅れ算出ステップと、
   を有し、
   上記位置指示ステップは、予め決められたパターンで位置指示を行う開ループ制御と、上記追従遅れに基づいて位置指示を行う閉ループ制御を切り替え可能であり、上記レンズの動き始めは開ループ制御でステッピングモータの位置を進める速度を固定の速度パターンに基づいて変更して加速し、上記速度パターンに対応する速度が所定値に達すると閉ループ制御に移行する、
   ことを特徴とするレンズ駆動方法。

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