JP2019103335A - モータ駆動装置、ミラー駆動装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動負荷が変動しても所望の回転速度でスムーズにモータを駆動する。【解決手段】モータ1とその駆動を制御する制御回路20とを備えるモータ駆動装置100において、制御回路20は、モータ1のロータ3の回転位置を検出する磁気センサの出力信号を判別する出力判別回路21と、磁気センサの出力信号が切り替わる時間を計測する通電時間計測回路22と、出力判別回路21が検出した磁気センサの出力信号と、通電時間計測回路22が計測した計測時間taと予め設定された基準時間tbとを比較した結果と、に基づいて、モータ1の第1コイル4及び第2コイル5への通電を切り替えるコイル通電切替回路23を備える。【選択図】図7
Description
本発明は、モータ駆動装置、モータ駆動装置を備えるミラー駆動装置及び撮像装置に関する。
ステッピングモータは、小型、高トルク、長寿命等の特徴を有しており、開ループで制御することによりデジタル的な位置決め動作を容易に実現することができる。そのため、ステッピングモータは、カメラ(撮像装置)や光ディスク装置等の情報家電、プリンタやプロジェクタ等のOA機器等に広く用いられている。
ステッピングモータをオープンループ制御とフィードバック制御とを切り替えて駆動するモータ駆動装置では、一般的に、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替えは位置センサが検出したロータの回転周波数が所定値に達したときに行われる。そして、オープンループ制御とフィードバック制御を切り替える際に、ロータの回転位置をマイクロステップ駆動で電磁気的に安定して静止する位置に一致させることで、振動の発生を抑制した駆動が可能になる。
しかし、例えば、ステッピングモータに大きな負荷が掛かっているときにロータの高速回転を行おうとした場合には、ステッピングモータに脱調が生じてしまうおそれがある。また、ロータの回転加速度が急変した場合には、ロータの回転慣性のために衝撃振動が生じるおそれがある。このような問題を解決する技術として、ステッピングモータにエンコーダを取り付け、ロータの回転角度に合わせてモータのコイルへの通電(以下「コイル通電」という)を切り替えることにより脱調を防ぐ方法が知られている。
例えば、特許文献1には、第1駆動手段、第2駆動手段、演算手段、制御手段を備えるモータ駆動装置が記載されている。第1駆動手段は、所定の時間間隔に従ってコイル通電を切り替えることで、モータをオープンループ制御する。第2駆動手段は、ロータの回転角度を検出するセンサの出力に応じてコイル通電を切り替えることで、モータをフィードバック制御する。演算手段は、位置センサの出力からロータの回転周波数と回転角加速度を算出する。制御手段は、第2駆動手段でロータの加速駆動、定速駆動及び減速駆動を行った後、フィードバック制御からオープンループ制御に切り替えて、第1駆動手段でロータの減速駆動を更に行う制御を行う。更に制御手段は、フィードバック制御からオープンループ制御に切り替える際に、演算手段により算出された第2駆動手段による駆動の際の回転周波数と回転角加速度が第1駆動手段による駆動の際の初期回転周波数と初期回転角加速度に近付くように制御する。これにより、ロータの回転加速度が急変しても、ロータの回転慣性に起因して衝撃振動が生じるのを抑制することができる。
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術は、例えば、一眼レフカメラのミラー駆動装置のように主ミラーを高速回動させた後に減速させてストッパに当接させることで主ミラーを定位置に停止させる機構の駆動源に用いた場合に、以下の問題が生じる。すなわち、主ミラーがストッパに当接する際に衝突音が発生し、主ミラーをストッパへの当接後にストッパへ押し付けている間は高負荷の状態となる。そこで、コイル通電を所定の時間間隔で切り替える駆動制御で低速駆動を行う対処方法が考えられるが、この方法ではモータの脱調が起こりやすいという新たな問題が生じる。また、ミラー駆動装置の姿勢位置や温度環境により駆動負荷が変動することでモータに掛かる負荷が増大した場合、主ミラーが所定位置の手前で止まってしまうという問題が生じる。
本発明は、ステッピングモータを駆動する際に負荷が変動しても所望の回転速度でスムーズに駆動することを可能とするモータ駆動装置を提供することを目的とする。
本発明に係るモータ駆動装置は、ステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御回路とを備えるモータ駆動装置であって、前記制御回路は、前記ステッピングモータのロータの回転位置を検出する検出手段の出力信号を判別する判別手段と、前記検出手段の出力信号が切り替わる時間を計測する第1の計測手段と、前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号と、前記第1の計測手段が計測した計測時間と予め設定された基準時間とを比較した結果とに基づいて、前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第1の通電切替を行う通電切替手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ステッピングモータを駆動負荷が変動しても所望の回転速度でスムーズに駆動することが可能になる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るモータ駆動装置100の概略構成を示すブロック図である。図2は、モータ駆動装置100を構成するステッピングモータ1(以下「モータ1」と記す)の外観斜視図である。なお、図2は、モータ1の構造を明示するために、一部の部品を破断させた状態で描画されている。
図1は、本発明の第1実施形態に係るモータ駆動装置100の概略構成を示すブロック図である。図2は、モータ駆動装置100を構成するステッピングモータ1(以下「モータ1」と記す)の外観斜視図である。なお、図2は、モータ1の構造を明示するために、一部の部品を破断させた状態で描画されている。
モータ駆動装置100は、大略的に、モータ1、制御回路20及び駆動ドライバ28により構成されている。ここでは、制御回路20と駆動ドライバ28とを別体として説明するが、駆動ドライバ28は制御回路20に組み込まれていてもよい。制御回路20は、出力判別回路21、通電時間計測回路22、コイル通電切替回路23及び通電時間設定回路24を備える。モータ1は、マグネット2を有するロータ3、第1コイル4、第2コイル5、第1ヨーク6及び第2ヨーク7を備える。また、モータ1は、第1磁気センサ8(第1の検出素子)、第2磁気センサ9(第2の検出素子)、第3磁気センサ10(第3の検出素子)、第4磁気センサ11(第4の検出素子)及びモータカバー12を備える。
制御回路20は、例えば、ハードウェアとソフトウェアが協働して各回路の機能を実現するマイクロコンピュータであるが、これに限定されるものではない。出力判別回路21は、第1磁気センサ8、第2磁気センサ9、第3磁気センサ10及び第4磁気センサ11(以下「第1磁気センサ8〜第4磁気センサ11」と記す)のそれぞれから出力される信号を判別する。具体的には、出力判別回路21は、第1磁気センサ8〜第4磁気センサ11のそれぞれの出力信号である出力電圧がHi(H信号)であるかLo(H信号より電圧値の小さいL信号)であるかを判別し、判別した結果をコイル通電切替回路23へ送る。なお、本実施形態では、第1磁気センサ8〜第4磁気センサ11はそれぞれ、ホール素子であるとする。
通電時間計測回路22は、第1磁気センサ8〜第4磁気センサ11の出力電圧が切り替わる時間を計測し、計測した情報(以下「計測時間ta」という)をコイル通電切替回路23へ送る。計測時間taの具体例については、図7を参照して後述する。通電時間設定回路24は、予め設定された基準時間tbをコイル通電切替回路23へ情報として送る。コイル通電切替回路23は、第1コイル4と第2コイル5の通電を切り替える。具体的には、コイル通電切替回路23は、出力判別回路21、通電時間計測回路22及び通電時間設定回路24から取得した情報に基づき、第1コイル4と第2コイル5の駆動電圧の切替タイミングを駆動ドライバ28に指令する。駆動ドライバ28は、コイル通電切替回路23からの情報に基づき、第1コイル4と第2コイル5の駆動電圧を切り替える。
マグネット2を有するロータ3の回転駆動は、制御回路20によって制御される。マグネット2は、円筒形状を有し、外周面が周方向に分割されて異なる磁極に交互に多極着磁されている。本実施形態では、8分割(8極)に着磁されている構成を取り上げるが、これに限らず、4極や12極に着磁されていてもよい。マグネット2とロータ3は一体的に回転する。よって、マグネット2が回転するということは、ロータ3が回転することと同義である。
第1コイル4は、マグネット2の軸方向の一端に配置されている。第1ヨーク6は、軟磁性材料で構成されており、マグネット2の外周面との間に隙間が形成されるようにしてマグネット2の外周面と対向している。第1ヨーク6には、円環状の本体部から軸方向に延出する第1磁極部6aが、周方向に所定の間隔で複数形成されている。第1磁極部6aは、第1コイル4に通電が行われることにより励磁される。なお、第1コイル4と第1ヨーク6(複数の第1磁極部6a)によって、第1のステータユニットが構成される。
第2コイル5は、マグネット2の軸方向の、第1コイル4が取り付けられた一端の反対側(他端)に配置されている。第2ヨーク7は、軟磁性材料で構成されており、マグネット2の外周面との間に隙間が形成されるようにしてマグネット2の外周面と対向している。第2ヨーク7には、円環状の本体部から軸方向に延出する第2磁極部7aが、周方向に所定の間隔で複数形成されている。第2磁極部7aは、第2コイル5に通電が行われることにより励磁される。なお、第2コイル5と第2ヨーク7(複数の第2磁極部7a)によって、第2のテータユニットが構成される。第1磁極部6aと第2磁極部7aに励磁される磁極(N極とS極)を切り替えることにより、ロータ3に与えるトルクを変化させることができる。
モータカバー12は、第1磁極部6aと第2磁極部7aがマグネット2の着磁位相に対して電気角で略90度(°)ずれて配置されるように、第1ヨーク6と第2ヨーク7を固定(保持)している。なお、電気角とは、マグネット2の磁力の1周期を360°として表したものであり、マグネット2の極数をM、機械角をθ0とすると、電気角θは、θ=θ0×M/2、の通りに表される。本実施形態では、マグネット2は8極で着磁されているため、電気角90°は機械角で22.5°となる。
続いて、モータ駆動装置100でのフィードバック通電切替モードによる制御について、電気角θを用いて説明する。図3は、第1コイル4と第2コイル5へ一定電流を流したときのロータ3の回転角度とモータ1のトルクとの関係を示す図であり、横軸に電気角が取られ、縦軸にモータトルクが取られている。なお、モータトルクについて、ロータ3を時計まわりに回転させるトルクを正とする。図4は、第1ヨーク6及び第2ヨーク7とマグネット2との位相関係を説明する図であり、モータ1(ロータ3)の軸方向と直交する断面で示している。
第1コイル4に正方向の電流を流すと第1磁極部6aがN極に磁化され、第2コイル5に正方向の電流を流すと第2磁極部7aがN極に磁化されるものとする。図4(a)の位相状態は図3中のA点に対応しており、図4(a)は、マグネット2の着磁された極の中心から第1磁極部6aまで距離と、マグネット2の着磁された極の中心から第2磁極部7aまでの距離とが同じとなっている状態を示している。この状態では、回転位相を保持する力は発生しているが、マグネット2のS極がN極に励磁された第1磁極部6aと第2磁極部7aに引き付けられて釣り合った状態であるため、回転駆動力は発生していない。
図4(a)の状態で第2磁極部7aにS極を励磁すると、ロータ3は図4(a)の状態から時計まわりに回転して図4(b)に示す状態となる。図4(b)の状態では、図4(a)の状態と同様に、回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。すなわち、マグネット2のS極が第1磁極部6aに引き付けられ、マグネット2のN極が第2ヨーク7の第2磁極部7aに引き付けられて、釣り合った状態である。以後、図4(a)の状態から図4(b)の状態へと遷移させた手法で第1コイル4と第2コイル5の通電方向を順番に切り替えて、第1磁極部6aと第2磁極部7aの極性を切り替えることで、ロータ3を回転させることができる。
本実施形態では、回転駆動力が発生しないタイミングで第1磁極部6aと第2磁極部7aに励磁する磁極を切り替えることを、電気進角0度での通電切替、と定義する。また、回転駆動力が発生しないタイミングよりも早いタイミングで第1磁極部6aおよび第2磁極部7aに励磁する磁極を切り替えることを、電気進角γ度での磁極部の励磁切替、と定義する。
図5は、モータ1の駆動方法を説明する図である。図5(a)は、モータ1の初期状態を示しているものとする。本実施形態では、モータ1でのロータ3(マグネット2)の回転方向について、図5でのマグネット2の右回り(時計まわり)の回転を正転とし、左回り(反時計まわり)の回転を逆回転と定義する。
先ず、第1磁気センサ8の出力電圧に基づいて第1磁極部6aの励磁を切り替え、第2磁気センサ9の出力電圧に基づいて第2磁極部7aの励磁を切り替えることによりロータ3を正転させる第1通電モードについて説明する。第1通電モードでは、第1磁気センサ8がマグネット2のS極を検出したときに第1磁極部6aがN極に励磁され、第1磁気センサ8がマグネット2のN極を検出したときに第1磁極部6aがS極に励磁される。また、第2磁気センサ9がマグネット2のS極を検出したときに第2磁極部7aがS極に励磁され、第2磁気センサ9がマグネット2のN極を検出したときに第2磁極部7aがN極に励磁される。
図5(a)の状態では、第1磁気センサ8、第2磁気センサ9は共にマグネット2のS極を検出している。よって、第1磁極部6aがN極に励磁されると共に第2磁極部7aがS極に励磁されることにより、マグネット2(ロータ3)に右回りの回転力が発生する。図5(a)の状態からロータ3が右回りに回転して図5(b)の状態になると、マグネット2の1つのS極の中心Q1と第1磁極部6aの中心が対向する。図5(b)の状態からロータ3が右回りに回転して図5(c)の状態になると、マグネット2の1つのS極の中心Q1と第1磁極部6aとの距離が、左回り方向において中心Q1のS極に隣接するN極の中心Q2と第2磁極部7aとの距離と同じになる。ここで、第1磁気センサ8の出力電圧に基づいて第1磁極部6aに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ3の回転位置に対する第1磁極部6aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第1磁気センサ8が配置されている。そのため、図5(b)の状態から図5(c)の状態へ遷移する間に、第1磁気センサ8はマグネット2のN極を検出し、これに応じて、第1磁極部6aがS極に励磁されるように第1コイル4に通電が行われる。また、第2磁気センサ9はマグネット2のS極を検出しているので、第2磁極部7aがS極に励磁されるように第2コイル5に通電が行われている。これによりロータ3(マグネット2)には右回りの回転力が発生する。
図5(c)の状態からロータ3が右回りに回転して図5(d)の状態になると、マグネット2のN極の中心Q2と第2磁極部7aの中心が対向する。図5(d)の状態からロータ3が右回りに回転して図5(e)の状態になると、マグネット2のN極の中心Q2と第1磁極部6aとの距離が、中心Q2から第2磁極部7aとの距離と同じになる。ここで、第2磁気センサ9の出力電圧に基づいて第2磁極部7aに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ3の回転位置に対する第2磁極部7aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第2磁気センサ9が配置されている。そのため、図5(d)の状態から図5(e)へ遷移する間に、第2磁気センサ9はマグネット2のN極を検出し、これに応じて、第2磁極部7aがN極に励磁されるように第2コイル5に通電が行われる。また、第1磁気センサ8はマグネット2のN極を検出しているので、第1磁極部6aがS極に励磁されるように第1コイル4に通電が行われている。これにより、ロータ3(マグネット2)には右回りの回転力が発生する。こうして、順次、第1コイル4と第2コイル5に対する通電が切り替えられることで、右回りの回転方向にロータ3(マグネット2)を回転させることができる。
モータ1では上述の通り、第1磁気センサ8の出力電圧に基づいて第1磁極部6aに励磁する磁極を切り替える際にロータ3の回転位置に対する第1磁極部6aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第1磁気センサ8が配置されている。且つ、第2磁気センサ9の出力に基づいて第2磁極部7aに励磁する磁極を切り替える際にロータ3の回転位置に対する第2磁極部7aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜ら45°の間となるように第2磁気センサ9が配置されている。そのため、各磁気センサの出力電圧に応じて各コイルの通電方向を切り替えても、通電方向を切り替えずに励磁を維持した場合と比較して、位相のずれが少ない。つまり、通常のステップ駆動でモータ1を駆動する場合と、各磁気センサの出力電圧に応じてコイル通電を切り替えてモータ1を駆動する場合とで、ロータ3(マグネット2)の位相に大きな差はない。よって、ステップ駆動と各磁気センサの出力電圧に基づいてフィードバック制御するブラシレス駆動とを切り替えても、振動や発振が生じ難く、スムーズな動作切り替えを行うことができる。特に、停止状態から駆動を開始する場合や駆動状態から停止状態にする場合には、上記説明の通りの電気進角で駆動することが望ましい。
続いて、第3磁気センサ10の出力電圧に基づいて第1磁極部6aの励磁を切り替え、第4磁気センサ11の出力電圧に基づいて第2磁極部7aの励磁を切り替えて、ロータ3を逆回転させる第2通電モードに関して説明する。第2通電モードでは、第3磁気センサ10がマグネット2のS極を検出したときに第1磁極部6aをS極に励磁し、第3磁気センサ10がマグネット2のN極を検出したときに第1磁極部6aをN極に励磁する。また、第2磁気センサ9がマグネット2のS極を検出したときに第2磁極部7aをN極に励磁し、第2磁気センサ9がマグネット2のN極を検出したときに第2磁極部7aをS極に励磁する。
図5(a)の初期状態では、第3磁気センサ10と第4磁気センサ11は共にマグネット2のS極を検出している。よって、第1磁極部6aがS極に励磁されると共に第2磁極部7aがN極に励磁されることにより、ロータ3(マグネット2)に左回りの回転力が発生する。図5(a)の状態からロータ3が左回りに回転して図5(f)の状態になると、マグネット2の1つのS極の中心Q1と第2磁極部7aの中心が対向する。ここで、第4磁気センサ11の出力電圧に基づいて第2磁極部7aに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ3の回転位置に対する第2磁極部7aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第4磁気センサ11が配置されている。そのため、第4磁気センサ11は、図5(f)の状態から図5(g)の状態へ遷移する間にマグネット2のN極を検出し、これに応じて、第2磁極部7aがS極に励磁されるように第2コイル5に通電が行われる。また、第3磁気センサ10はマグネット2のS極を検出しているので、第1磁極部6aがS極に励磁されるように第1コイル4に通電が行われている。これにより、ロータ3(マグネット2)には、左回りの回転力が発生する。
図5(g)の状態からロータ3が左回りに回転して図5(h)の状態になると、右回り方向において中心Q1のS極に隣接するN極の中心Q3と第1磁極部6aの中心が対向する。図5(h)の状態からロータ3が左回りに回転して図5(i)の状態になると、N極の中心Q3と第1磁極部6aとの距離が、中心Q3から第2磁極部7aとの距離と同じになる。ここで、第3磁気センサ10の出力電圧に基づいて第1磁極部6aに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ3の回転位置に対する第1磁極部6aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第3磁気センサ10が配置されている。そのため、第3磁気センサ10は、図5(h)の状態から図5(i)の状態へ遷移する間にマグネット2のN極を検出し、これに応じて、第1磁極部6aがN極に励磁されるように第1コイル4に通電が行われる。また、第4磁気センサ11はマグネット2のN極を検出しているので、第2磁極部7aがS極に励磁されるように第2コイル5に通電が行われている。これにより、ロータ3(マグネット2)には、左回りの回転力が発生する。こうして、順次、第1コイル4と第2コイル5に対する通電が切り替えられることで、左回りの回転方向にロータ3(マグネット2)を回転させることができる。
モータ1では上述の通り、第3磁気センサ10の出力電圧に基づいて第1磁極部6aに励磁する磁極を切り替える際にロータ3の回転位置に対する第1磁極部6aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第3磁気センサ10が配置されている。且つ、第4磁気センサ11の出力電圧に基づいて第2磁極部7aに励磁する磁極を切り替える際にロータ3の回転位置に対する第2磁極部7aの励磁切替タイミングが電気進角0°〜45°の間となるように第4磁気センサ11が配置されている。そのため、各磁気センサの出力電圧に応じて各コイルの通電方向を切り替えても、通電方向を切り替えずに励磁を維持した状態と比較して、位相のずれが少ない。つまり、通常のステップ駆動でモータ1を駆動する場合と、各磁気センサの出力電圧に応じてコイル通電を切り替えてモータ1を駆動する場合とで、ロータ3(マグネット2)の位相に大きな差はない。よって、ステップ駆動と磁気センサの出力電圧に基づいてフィードバック制御するブラシレス駆動とを切り替えても、振動や発振が生じ難く、スムーズな動作切り替えを行うことができる。特に、停止状態から駆動を開始する場合や駆動状態から停止状態にする場合には、上記説明の通りの電気進角で駆動することが望ましい。
次に、モータ駆動装置100でのフィードバック通電切替モードでの動作について説明する。図6(a)は、ロータ3が正転方向に減速しながら進む動作を説明する図(タイミングチャート)である。図6(a)中、第1磁気センサ8が検出した磁極とは、第1磁気センサ8が検出したマグネット2の磁極を表しており、同様に、第2磁気センサ9が検出した磁極とは、第2磁気センサ9が検出したマグネット2の磁極を表している。第1磁気センサ8の出力電圧VH1は、第1磁気センサ8が検出したマグネット2の磁極に応じて出力する出力電圧(Hi,Lo)を示している。第2磁気センサ9の出力電圧VH2は、第2磁気センサ9が検出したマグネット2の磁極に応じて出力する出力電圧(Hi,Lo)を示している。第1磁気センサ8の出力電圧VH1と第2磁気センサ9の出力電圧VH2はそれぞれ、検出したマグネット2の磁極が切り替わるとHiとLoとで切り替わる。
制御回路20は、第1磁気センサ8の出力電圧VH1と第2磁気センサ9の出力電圧VH2に基づき、第1コイル4と第2コイル5への通電切替処理を行う。第1コイル4へ駆動電圧VL1が通電され、第2コイル5へ駆動電圧VL2が通電されることにより、ロータ3が回転する。なお、図6(a)中の駆動電圧VL1と駆動電圧VL2に示している矢印は、コイル端子間に流れる電流の向きを示しており、A+,A−及びB+,B−はそれぞれ、コイル線の巻き始めと巻き終わりを表している。
図5(a)〜(e)を参照して説明した第1通電モードは、図6(a)中に示す(a)〜(c)〜(e)に対応する。図6(a)では、第1磁気センサ8は、マグネット2のS極を検出すると出力電圧VH1としてLoを出力し、マグネット2のN極を検出すると出力電圧VH1としてHiを出力する。同様に、第2磁気センサ9は、マグネット2のS極を検出すると出力電圧VH2としてLoを出力し、マグネット2のN極を検出すると出力電圧VH2としてHiを出力する。第1磁気センサ8の出力電圧VH1と第2磁気センサ9の出力電圧VH2に基づき、制御回路20は、定められたコイル通電処理を行う。具体的には、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がLoになると、第1コイル4にA−からA+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1が通電される。第2磁気センサ9の出力電圧VH2がLoになると、第2コイル5にB+からB−の方向に電流が流れるように駆動電圧VL2が通電される。
図5に当て嵌めると、第1磁気センサ8がマグネット2のS極を検出した際に第1磁極部6aがN極に励磁され、第1磁気センサ8がマグネット2のN極を検出した際に第1磁極部6aがS極に励磁される。また、第2磁気センサ9がマグネット2のS極を検出した際に第2磁極部7aがS極に励磁され、マグネット2のN極を検出した際に第2磁極部7aがN極に励磁される。図5(a)の状態では、第1磁気センサ8と第2磁気センサ9が共にマグネット2のS極を検出しているため、第1磁極部6aがN極に励磁され、第2磁極部7aがS極に励磁されることで、ロータ3に右回りの回転力が発生する。
図6(b)は、ロータ3が逆回転方向に減速しながら進む動作を説明する図(タイミングチャート)である。図6(b)中、第3磁気センサ10が検出した磁極とは、第3磁気センサ10が検出したマグネット2の磁極を表しており、第4磁気センサ11が検出した磁極とは、第4磁気センサ11が検出したマグネット2の磁極を表している。第3磁気センサ10の出力電圧VH3は、第3磁気センサ10が検出したマグネット2の磁極に応じて出力する出力電圧(Hi,Lo)を示している。第4磁気センサ11の出力電圧VH4は、第4磁気センサ11が検出したマグネット2の磁極に応じて出力する出力電圧(Hi,Lo)を示している。第3磁気センサ10の出力電圧VH3と第4磁気センサ11の出力電圧VH4はそれぞれ、検出したマグネット2の磁極が切り替わるとHiとLoとで切り替わる。
制御回路20は、第3磁気センサ10の出力電圧VH3と第4磁気センサ11の出力電圧VH4に基づき、第1コイル4と第2コイル5への通電切替処理を行う。第1コイル4へ駆動電圧VL1が通電され、第2コイル5へ駆動電圧VL2が通電されることにより、ロータ3が回転する。
図5(a),(f)〜(i)を参照して説明した第2通電モードは、図6(b)中に示す(a)〜(g)〜(i)に対応する。図6(b)では、第3磁気センサ10は、マグネット2のS極を検出すると出力電圧VH3としてLoを出力し、マグネット2のN極を検出すると出力電圧VH3としてHiを出力する。第4磁気センサ11は、マグネット2のS極を検出すると出力電圧VH4としてLoを出力し、マグネット2のN極を検出すると出力電圧VH4としてHiを出力する。第3磁気センサ10の出力電圧VH3と第4磁気センサ11の出力電圧VH4に基づき、制御回路20は、定められたコイル通電処理を行う。具体的には、第3磁気センサ10の出力電圧VH3がLoになると、第1コイル4にA+からA−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1が通電される。第4磁気センサ11の出力電圧VH4がLoになると、第2コイル5にB−からB+の方向に電流が流れるように駆動電圧VL2が通電される。
図5に当て嵌めると、第3磁気センサ10がマグネット2のS極を検出した際に第1磁極部6aがS極に励磁され、第3磁気センサ10がマグネット2のN極を検出した際に第1磁極部6aがN極に励磁される。また、第4磁気センサ11がマグネット2のS極を検出した際に第2磁極部7aがN極に励磁され、マグネット2のN極を検出した際に第2磁極部7aがS極に励磁される。図5(a)の状態では、第3磁気センサ10と第4磁気センサ11が共にマグネット2のS極を検出しているため、第1磁極部6aがS極に励磁され、第2磁極部7aがN極に励磁されることで、ロータ3に左回りの回転力が発生する。
以上のようにしてマグネット2の磁極を検知し、第1コイル4と第2コイル5への通電を交互に切り替えることにより、ロータ3をスムーズに回転させることができる。しかしながら、上述した駆動制御では、モータ1の駆動対象物の姿勢、環境温度等の負荷変動に起因して、各磁気センサでHiとLoが切り替わるタイミングが不規則に変化してしまうことがある。上記駆動制御では、第1コイル4と第2コイル5に印加される駆動電圧は、各磁気センサでHiとLoが切り替わるタイミングに同期して切り替わるため、モータ1の回転速度が変動しやすい。この問題を解消する駆動方法について次に説明する。
図7は、モータ駆動装置100による本発明に係るモータ駆動方法を説明する模式図である。なお、図7では、コイル駆動電圧を切り換えるタイミングについて一般化した説明としており、コイル駆動電圧C+,C−はそれぞれ、コイルにおけるコイル線の巻き始めと巻き終わりを表している。
図6を参照して説明したフィードバック通電切替モードでは、ロータ3を正回転させる場合、第1磁気センサ8の出力電圧VH1と第2磁気センサ9の出力電圧VH2がHiとLoとで切り替わるタイミングで第1コイル4と第2コイル5の駆動を切り替えている。図7では、このような従来のコイル駆動の切り替えを「従来のコイル駆動電圧」で示しており、第2磁気センサ9の出力電圧VH2のHiとLoの切り替わりのタイミングでコイルの駆動を切り替える態様を示している。図7(a),(b)に示すように、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がHiからLoへ切り替わったタイミングから第2磁気センサ9の出力電圧VH2が次にHiからLoに切り替わるタイミングまでの時間を計測時間taとする。計測時間taは、通電時間計測回路22により計測される。そして、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がHiからLoへ切り替わったタイミングを基準として予め基準時間tbを設定する。
ta=tbの場合とは、設定された回転速度と実際の回転速度とが一致していることを示している。よって、ta=tbの場合には、従来と同様に、第1磁気センサ8と第2磁気センサ9のそれぞれの出力電圧VH1,VH2でのHiとLoの切り替わりのタイミングでコイルへの通電方向を切り替える。図7(a)に示すようにta<tbとなる場合とは、実際の回転速度が設定速度よりも速くなっている場合である。そこで、ta<tbの場合には、減速制御を行うことによって計測時間taを基準時間tbに合わせ込む。この減速制御には、例えば、所定のタイミングでコイル通電をオフする方法を用いることができる。一方、図7(b)に示すように、ta>tbとなる場合とは、ロータ3への負荷が増大している等の理由によって、実際の回転速度が設定速度よりも遅くなっている場合である。そこで、ta>tbとなった場合には、加速制御を行うことにより、計測時間taを基準時間tbに合わせ込む。この加速制御には、コイル駆動電圧の周波数を変えずに、コイル通電を維持(継続)する方法を用いることができる。なお、ロータ3の回転速度の減速制御には、コイル駆動電圧の周波数を下げる方法を用いてもよく、加速制御には、コイル駆動電圧の周波数を上げる方法を用いてもよい。
本実施形態でのモータ駆動方法では、ロータ3の位置検出、つまり、ロータ3の回転角度の検出を行いながら移動距離毎(ステップ毎)に所定の時間でコイル通電を制御することによりロータ3の回転速度を制御する。その際、連続した所定の時間を設定することにより一定速度での回転制御が可能となり、負荷変動に対する回転速度の変動を抑制することができ、ステッピングモータ特有の脱調を起こり難くすることができる。
図8を参照して後述するように、正転の場合、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がLoからHiに切り替わるタイミングから第2磁気センサ9の出力電圧VH2が次にLoからLoに切り替わるタイミングまでの時間も計測時間taとして計測される。また、第2磁気センサ9の出力電圧VH2がHiからLoに切り替わるタイミングから第1磁気センサ8の出力電圧VH1が次にLoからHiに切り替わるタイミングまでの時間も計測時間taとして計測される。更に、第2磁気センサ9の出力電圧VH2がLoからHiに切り替わるタイミングから第1磁気センサ8の出力電圧VH1が次にHiからLoに切り替わるタイミングまでの時間も計測時間taとして計測される。図7を参照して説明したモータ1の正転でのモータ駆動方法は、そのまま図6(b)を参照して説明したロータ3の逆回転でのモータ駆動方法に適用することができる。その場合、第1磁気センサ8を第4磁気センサ11に、第2磁気センサ9を第3磁気センサ10にそれぞれ置換して考えればよいので、詳細な説明は省略する。
図8は、図7を参照して説明したモータ駆動方法によるモータ1の回転駆動制御のフローチャートである。図8のフローチャートの各ステップ(S)は、設定された条件にしたがって制御回路20がモータ1の駆動を制御することにより実現される。駆動回転量Nが設定されると、S1では制御回路20は、指示されたロータ3の回転方向が正転か否かを判定する。制御回路20は正転であると判定した場合(S1でYES)、処理をS2へ進め、逆回転であると判定した場合(S1でNO)、処理を図9のフローチャートに示すS101へ進める。なお、S101以降の処理については、図9を参照して後述する。
S2では制御回路20は、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がHiからLoに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH1がHiからLoに切り替わっていないと判定した場合(S2でNO)、処理をS3へ進め、出力電圧VH1がHiからLoに切り替わったと判定した場合(S2でYES)、処理をS4へ進める。S3では制御回路20は、第1コイル4にA+からA−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し(図6(a)参照)、その後、処理をS2へ戻す。S4では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第1磁気センサ8の出力電圧VH1のHiからLoへの切り替わりから第2磁気センサ9の出力電圧VH2の次のHiからLoへの切り替わりまでの時間である。S5では制御回路20は、第1コイル4にA−からA+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1の通電方向を切り替える(図6(a)。
S6では制御回路20は、第2磁気センサ9の出力電圧VH2がHiからLoに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH2がHiからLoに切り替わっていないと判定した場合(S6でNO)、処理をS7へ進め、出力電圧VH2がHiからLoに切り替わったと判定した場合(S6でYES)、処理をS8へ進める。S7では制御回路20は、第2コイル5にB−からB+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL2を通電し(図6(a)参照)、その後、処理をS6へ戻す。S8では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第2磁気センサ9の出力電圧VH2のHiからLoへの切り替わりから第1磁気センサ8の出力電圧VH1の次のLoからHiへの切り替わりまでの時間である。
S9では制御回路20は、S4で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S9でNO)、処理をS10へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S9でYES)、処理をS11へ進める。S10では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS9へ戻す。S11では制御回路20は、第2コイル5にB+からB−の方向に電流が流れるように駆動電圧VL2の通電方向を切り替える。ここまでの第2コイル5への通電の態様を「駆動通電1」とする。
S12では制御回路20は、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がLoからHiに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH1がLoからHiに切り替わっていないと判定した場合(S12でNO)、処理をS13へ進め、出力電圧VH1がLoからHiに切り替わったと判定した場合(S12でYES)、処理をS14へ進める。S13では制御回路20は、第1コイル4にA−からA+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し(図6(a)参照)、その後、処理をS12へ戻す。S14では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第1磁気センサ8の出力電圧VH1のLoからHiへの切り替わりから第2磁気センサ9の出力電圧VH2の次のLoからHiへの切り替わりまでの時間である。
S15では制御回路20は、S8で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S15でNO)、処理をS16へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S15でYES)、処理をS17へ進める。S16では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い。その後、処理をS15へ戻す。S17では制御回路20は、第1コイル4にA+からA−の方向に電流が流れるように駆動電圧VL1の通電方向を切り替える。駆動通電1の終了後からここまでの第1コイル4への通電の態様を「駆動通電2」とする。
S18では制御回路20は、第2磁気センサ9の出力電圧VH2がLoからHiに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH2がLoからHiに切り替わっていないと判定した場合(S18でNO)、処理をS19へ進め、出力電圧VH2がLoからHiに切り替わったと判定した場合(S18でYES)、処理をS20へ進める。S19では制御回路20は、第2コイル5にB+からB−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL2を通電し(図6(a)参照)、その後、処理をS18へ戻す。S20では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第2磁気センサ9の出力電圧VH2のLoからHiへの切り替わりから第1磁気センサ8の出力電圧VH1の次のHiからLoへの切り替わりまでの時間である。
S21では制御回路20は、S14で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S21でNO)、処理をS22へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S21でYES)、処理をS23へ進める。S22では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS21へ戻す。S23では制御回路20は、第2コイル5にB−からB+の方向に電流が流れるように駆動電圧VL2の通電方向を切り替える。駆動通電2の終了後からここまでの第2コイル5への通電の態様を「駆動通電3」とする。
S24では制御回路20は、第1磁気センサ8の出力電圧VH1がHiからLoに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH1がHiからLoに切り替わっていないと判定した場合(S24でNO)、処理をS25へ進め、出力電圧VH1がHiからLoに切り替わったと判定した場合(S24でYES)、処理をS26へ進める。S25では制御回路20は、第1コイル4にA+からA−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し、その後、処理をS24へ戻す。S26では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第1磁気センサ8の出力電圧VH1のHiからLoへの切り替わりから第2磁気センサ9の出力電圧VH2の次のHiからLoへの切り替わりまでの時間である。
S27では制御回路20は、S20で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S27でNO)、処理をS28へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S27でYES)、処理をS29へ進める。S28では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS27へ戻す。S29では制御回路20は、第1コイル4にA−からA+の方向に電流が流れるように駆動電圧VL1の通電方向を切り替える。駆動通電3の終了後からここまでの第1コイル4の通電の態様を「駆動通電4」とする。
S30では制御回路20は、駆動回転量Nに到達したか否かを判定する。制御回路20は、駆動回転量Nに到達していないと判定した場合(S30でNO)、処理をS31へ進め、駆動回転量Nに到達したと判定した場合(S30でYES)、処理をS32へ進める。S31では制御回路20は、上述した駆動通電1〜4を、順次、繰り返す。つまり、S30で最初に判定がNOとなった場合にはS31において駆動通電1が実行された後に処理がS30へ戻され、S30で判定が再びNOとなった場合にはS31において駆動通電2が実行された後に処理がS30へ戻される。再度、S30で判定が再度NOとなった場合にはS31において駆動通電3が実行された後に処理がS30へ戻され、S30で判定が再びNOとなった場合にはS31において駆動通電4が実行された後に処理がS30へ戻される。このように、S30での判定がNOとなる度に駆動通電1,2,3,4,1,2・・の順に駆動通電1〜4が繰り返される。S32では制御回路20は、ロータ3の駆動を停止し、これにより本処理を終了させる。
図9は、S1の判定がNOとなった場合の処理(ロータ3を逆回転させると判定された場合の処理)のフローチャートである。S101では制御回路20は、第4磁気センサ11の出力電圧VH4がLoからHiに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH4がLoからHiに切り替わっていないと判定した場合(S101でNO)、処理をS102へ進め、出力電圧VH4がLoからHiに切り替わったと判定した場合(S101でYES)、処理をS103へ進める。S102では制御回路20は、第2コイル5にB−からB+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL2を通電し(図6(b)参照)、その後、処理をS101へ戻す。S103では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第4磁気センサ11の出力電圧VH4のLoからHiへの切り替わりから第3磁気センサ10の出力電圧VH3の次のLoからHiへの切り替わりまでの時間である。S104では制御回路20は、第2コイル5にB+からB−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL2の通電方向を切り替える(図6(b)参照)。
S105では制御回路20は、第3磁気センサ10の出力電圧VH3がLoからHiに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH3がLoからHiに切り替わっていないと判定した場合(S105でNO)、処理をS106へ進め、出力電圧VH3がLoからHiに切り替わったと判定した場合(S105でNO)、処理をS107へ進める。S106では制御回路20は、第1コイル4にA+からA−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し(図6(b)参照)、その後、処理をS105へ戻す。S107では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第3磁気センサ10の出力電圧VH3のLoからHiへの切り替わりから第4磁気センサ11の出力電圧VH4の次のHiからLoへの切り替わりまでの時間である。
S108では制御回路20は、S103で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S108でNO)、処理をS109へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S108でYES)、処理をS110へ進める。S109では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS108へ戻す。S110では制御回路20は、第1コイル4にA−からA+の方向に電流が流れるように駆動電圧VL1の通電方向を切り替える。ここまでの第1コイル4への通電の態様を駆動通電5とする。
S111では制御回路20は、第4磁気センサ11の出力電圧VH4がHiからLoに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH4がHiからLoに切り替わっていないと判定した場合(S111でNO)、処理をS112へ進め、出力電圧VH4がHiからLoに切り替わったと判定した場合(S111でYES)、処理をS113へ進める。S112では制御回路20は、第2コイル5にB+からB−の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し(図6(b)参照)、その後、処理をS111へ戻す。S113では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第4磁気センサ11の出力電圧VH4のHiからLoへの切り替わりから第3磁気センサ10の出力電圧VH3の次のHiからLoへの切り替わりまでの時間である。
S114では制御回路20は、S107で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S114でNO)、処理をS115へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S114でYES)、処理をS116へ進める。S115では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS114へ戻す。S116では制御回路20は、第2コイル5にB−からB+の方向に電流が流れるように駆動電圧VL2の通電方向を切り替える。駆動通電5の終了後からここまでの第2コイル5への通電の態様を「駆動通電6」とする。
S117では制御回路20は、第3磁気センサ10の出力電圧VH3がHiからLoに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH3がHiからLoに切り替わっていないと判定した場合(S117でNO)、処理をS118へ進め、出力電圧VH3がHiからLoに切り替わったと判定した場合(S117でYES)、処理をS119へ進める。S118では制御回路20は、第1コイル4にA−からA+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し(図6(b)参照)、その後、処理をS117へ戻す。S119では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第3磁気センサ10の出力電圧VH3のHiからLoへの切り替わりから第4磁気センサ11の出力電圧VH4の次のLoからHiへの切り替わりまでの時間である。
S120では制御回路20は、S113で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S120でNO)、処理をS121へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S120でYES)、処理をS122へ進める。S121では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS120へ戻す。S122では制御回路20は、第1コイル4にA+からA−の方向に電流が流れるように駆動電圧VL1の通電方向を切り替える。駆動通電6の終了後からここまでの第1コイル4への通電の態様を「駆動通電7」とする。
S123では制御回路20は、第4磁気センサ11の出力電圧VH4がLoからHiに切り替わったか否かを判定する。制御回路20は、出力電圧VH4がLoからHiに切り替わっていないと判定した場合(S123でNO)、処理をS124へ進め、出力電圧VH4がLoからHiに切り替わったと判定した場合(S123でYES)、処理をS125へ進める。S124では制御回路20は、第2コイル5にB−からB+の方向へ電流が流れるように駆動電圧VL1を通電し、その後、処理をS123へ戻す。S125では制御回路20は、計測時間taの計測を開始する。ここでの計測時間taは、第4磁気センサ11の出力電圧VH4のLoからHiへの切り替わりから第3磁気センサ10の出力電圧VH3の次のLoからHiへの切り替わりまでの時間である。
S126では制御回路20は、S119で計測を開始した計測時間taと予め設定された基準時間tbとがta=tbの関係を満たすか否かを判定する。制御回路20は、ta<tb又はta>tbであると判定した場合(S126でNO)、処理をS127へ進め、ta=tbの関係が満たされていると判定した場合(S126でYES)、処理をS128へ進める。S127では制御回路20は、ta<tbの場合には図7(a)を参照して説明したように減速制御を行い、ta>tbの場合には図7(b)を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をS126へ戻す。S128では制御回路20は、第2コイル5にB+からB−の方向に電流が流れるように駆動電圧VL2の通電方向を切り替える。駆動通電7の終了後からここまでの第2コイル5への通電の態様を「駆動通電8」とする。
S129では制御回路20は、駆動回転量Nに到達したか否かを判定する。制御回路20は、駆動回転量Nに到達していないと判定した場合(S129でNO)、処理をS130へ進め、駆動回転量Nに到達したと判定した場合(S129でYES)、処理をS131へ進める。S130では制御回路20は、上述した駆動通電5〜8を、順次、繰り返す。つまり、S129で最初に判定がNOとなった場合にはS130において駆動通電5が実行された後に処理がS129へ戻され、S129で判定が再びNOとなった場合にはS130において駆動通電6が実行された後に処理がS30へ戻される。再度、S129で判定が再度NOとなった場合にはS130において駆動通電7が実行された後に処理がS30へ戻され、S129で判定が再びNOとなった場合にはS130において駆動通電8が実行された後に処理がS30へ戻される。このように、S129での判定がNOとなる度に駆動通電5,6,7,8,5,6・・の順に駆動通電5〜8が繰り返される。S131では制御回路20は、ロータ3の駆動を停止し、これにより本処理を終了させる。
次に、上記のモータ駆動装置100をデジタル一眼レフカメラのミラー駆動装置に適用した構成について説明する。図10(a)は、デジタル一眼レフカメラ200の断面図である。デジタル一眼レフカメラ200は、撮像装置本体であるカメラボディ201と、カメラボディ201に対して着脱自在な撮影レンズ202(レンズ鏡筒)を有する。撮影レンズ202は、フォーカスレンズ群やズームレンズ群等のレンズ部203を有する。カメラボディ201の内部において撮影レンズ202から導かれた光束が結像する予定結像面付近には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ、CMOSセンサ等の光電変換素子を含む撮像素子218が配置されている。撮影レンズ202と撮像素子218の間にはミラー駆動装置300が配置されている。撮像素子218は、撮影レンズ202とミラー駆動装置300を通過して結像した光学像を電気信号からなる画像データへ変換する。ミラー駆動装置300は、メインミラー301、サブミラー302、アップストッパ303、ダウンストッパ304及びサブミラーダウンストッパ305を備える。なお、ミラー駆動装置300以外のカメラボディ201の構成については本発明とは直接的な関係はないため、説明を省略する。
図10(b)は、ミラー駆動装置300の概略構成を示す斜視図である。図11(a),(b)はそれぞれミラー駆動装置300の側面図であり、図11(a)はメインミラー301がミラーアップ位置(第1の位置)にある状態を示しており、図11(b)はメインミラー301がミラーダウン位置(第2の位置)にある状態を示している。なお、図10(b)及び図11では、サブミラー302の図示を省略している。ミラーアップ状態では、メインミラー301は、撮影光路外に退避し、撮像光路(光軸)と略平行に配置される。メインミラー301は、ミラーダウン位置にあるとき、撮像光路内においてミラー表面が撮像光路(光軸)と45度の角度で交差するように配置される。
メインミラー301は、回転軸RXを中心としてミラーアップ位置とミラーダウン位置との間で回動可能に支持されている。不図示であるが、サブミラー302は、メインミラー301の回動に同期してミラーアップ位置とミラーダウン位置との間で回動する。モータ1は、モータ駆動装置100(図10及び図11に不図示)により、正転と逆回転とを選択的に駆動制御される。モータ1の出力軸にはリードスクリュー312が取り付けられており、リードスクリュー312はモータ1によって回転駆動される。リードスクリュー312は、回転可能に、モータフレーム313に保持されている。また、モータフレーム313には、リードスクリュー312と平行にガイドバー314が固定されている。モータフレーム313は、モータ1、リードスクリュー312及びガイドバー314を保持して、カメラボディ201の所定位置に固定されている。
ガイドバー314には、移動部材としての駆動ラック315がガイドバー314に移動可能に嵌合している。駆動ラック315はリードスクリュー312のリード溝(第1リード溝312a、第2リード溝312b、第3リード溝312c)と係合する係合部としてのボール部315aを備えている。リードスクリュー312のリード溝とボール部315aとが係合しているため、リードスクリュー312の回転に合わせて、駆動ラック315がガイドバー314の軸方向に直線的に移動する。つまり、リードスクリュー312は、モータ1の回転駆動力を駆動ラック315の直線的な移動動作に変換する役割を担う。
トーションスプリング316は、その内径部が駆動ラック315の軸部315bと嵌合することにより、軸部315bに保持されている。トーションスプリングの2つの腕部316a,306bはそれぞれ、メインミラー301に設けられた駆動ダボ301b及び駆動ラック315に設けられた駆動ダボ315eを挟むように構成されている。これにより、駆動ラック315とメインミラー301とが所定の弾性を持って連結される。アップストッパ303はメインミラー301のミラーアップ位置を規制し、ダウンストッパ304はメインミラー301のミラーダウン位置を規制し、サブミラーダウンストッパ305はサブミラー302のミラーダウン位置を規制する。
メインミラー301を図11(b)に示すミラーダウン位置から図11(a)に示すミラーアップ位置へ回動させる際のミラー駆動装置300の動作について以下に説明する。説明の便宜上、モータ1の正転駆動によりメインミラー301をミラーアップ位置からミラーダウン位置へ回動させることができ、モータ1の逆回転駆動によりメインミラー301をミラーダウン位置からミラーアップ位置へ回動させることができるものとする。なお、メインミラー301の回動に伴うサブミラー302の動作についての説明は省略する。
メインミラー301がミラーダウン位置にあるとき、駆動ラック315のボール部315aは第2リード溝312bと係合している。また、トーションスプリング316の腕部316aはメインミラー301の駆動ダボ301bと、腕部316bは駆動ラック315の駆動ダボ315eと、それぞれ当接している。このとき、メインミラー301は、トーションスプリング316の腕部316aによってダウンストッパ304に押し付けられて、位置規制されている。
この状態からモータ1を逆回転駆動してリードスクリュー312を回転させると、駆動ラック315のボール部315aがリード角β(第1のリード角)の第2リード溝312b(第1のリード溝)に沿って移動を開始する。これにより、駆動ラック315がガイドバー314に沿って軸方向に移動を開始する。駆動ラック315の移動に伴って、駆動ラック315と結合されたメインミラー301は、図11(b)において時計まわりに回動し始め、メインミラー301のダウンストッパ304に対する当接が解除される。モータ1を更に駆動してリードスクリュー312を回転させると、ボール部315aは第1リード溝312aと係合する。このとき、駆動ラック315は、リード角βよりも大きなリード角α(第2のリード角)の第1リード溝312a(第2のリード溝)に沿って高速で駆動され、これによりメインミラー301の回動速度も速くなる。
メインミラー301がミラーアップ位置に到達する前に、駆動ラック315はボール部315aがリード角βの第3リード溝312cと係合した状態で移動し、メインミラー301はミラーアップ位置に到達する。このとき、図11(a)に示すように、トーションスプリング316の腕部316aは駆動ラック315の駆動ダボ315eと、腕部316bはメインミラー301の駆動ダボ301bと、それぞれ当接する。こうして、メインミラー301は、トーションスプリング316の腕部316bによってアップストッパ303に押し付けられて位置規制される。
メインミラー301がミラーアップ位置又はミラーダウン位置に位置するときには、駆動ラック315のボール部315aは、第1リード溝312aのリード角αより小さいリード角βの第2リード溝312b又は第3リード溝312cに係合している。そのため、仮にメインミラー301に衝撃力が外部から加わったとしても、駆動ラック315を含む移動部を介してリードスクリュー312を回転させる力は小さくなる。また、移動部がトーションスプリング316のチャージ力を開放する側に駆動力を受けた場合も、リードスクリュー312のリード角βが小さいためにモータ1を回転させる力は小さい。したがって、モータ1の無通電時の保持トルクのみで、メインミラー301をミラーアップ位置又はミラーダウン位置に保持することができる。また、メインミラー301がミラーダウン位置とミラーアップ位置との間を回動している間は、ボール部315aは、リード角βよりも大きいリード角αの第1リード溝312aと係合しているため、モータ1の少ない回転で素早く回動させることができる。
続いて、メインミラー301を図11(a)に示すミラーアップ位置から図11(b)に示すミラーダウン位置へ回動させる際のミラー駆動装置300の動作について以下に説明する。モータ1を先フィードとは逆方向に駆動(つまり、正転駆動)してリードスクリュー312を回転駆動させると、駆動ラック315が第3リード溝312cに沿って移動を開始する。駆動ラック315の移動に伴って、メインミラー301は図11(a)において反時計まわりに回転し始め、これによりメインミラー301のアップストッパ303に対する当接が解除される。
モータ1を更に駆動してリードスクリュー312を回転させると、駆動ラック315のボール部315aは第1リード溝312aと係合し、これにより駆動ラック315は第1リード溝312aに沿って高速駆動される。メインミラー301がミラーダウン位置に到達する前に、ボール部315aは第2リード溝312bと係合し、この状態で駆動ラック315が移動して、メインミラー301がミラーダウン位置に到達する。このとき、図11(b)に示すように、トーションスプリング316の腕部316aはメインミラー301の駆動ダボ301bと、腕部316bは駆動ラック315の駆動ダボ315eと、それぞれ当接する。こうして、メインミラー301は、トーションスプリング316の腕部316aによってダウンストッパ304に押し付けられて位置規制される。
図12は、ミラー駆動装置300を駆動したときの回転速度とメインミラーの回動区間(ステップ数)との関係を示す図である。図12中の実線はモータ1が図8のフローチャートにしたがって速度制御された場合のモータ1の回転速度とメインミラー301の回動区間との関係を示している。図12中の1つの破線は、従来のセンサ出力に基づくブラシレス駆動によりモータ1の回転速度を制御した場合のモータ1の回転速度とメインミラー301の回動区間との関係を示している。また、図12中の別の破線は、コイル通電を所定の時間間隔で切り替える駆動制御によりモータ1の回転速度を制御した場合のモータ1の回転速度とメインミラー301の回動区間との関係を示している。ここでは、メインミラー301がミラーアップ位置からミラーダウン位置へ向けて回動し、メインミラー301がミラーダウン位置で停止するまでの区間を3つの区間P,Q,Rに分けて、モータ1の駆動を制御する形態について説明する。区間Pは、メインミラー301がミラーアップ位置で停止している状態から回動して、ダウンストッパ304に当接する手前までの区間である。区間Qは、メインミラー301がダウンストッパ304の手前から回動してダウンストッパ304に当接するまでの区間である。区間Rは、メインミラー301がダウンストッパ304に当接してから定位置で保持されるまでの区間である。
従来のセンサ出力に基づくブラシレス駆動によりロータ3の回転速度を制御した場合、メインミラー301の姿勢の変化等に応じてロータ3に掛かる負荷が変動することにより、駆動速度が安定しない事態が起こりえる。また、コイル通電を所定の時間間隔で切り替える駆動制御を行った場合には、脱調によりロータ3が停止してしまい、メインミラー301をダウンストッパ304に当接させることができない事態が生じ得る。
これに対して、図8のフローチャートにしたがって速度制御を行うことで、これらの問題を解消することができる。すなわち、区間Pでは、モータ1のマグネット2の磁極が切り替わると、磁気センサの出力電圧がHiとLoとで切り替わるタイミングに合わせて第1コイル4と第2コイル5への駆動電圧を切り替えた駆動制御が行われることにより、ロータ3が回転する。モータ駆動装置100において、先述の通り、制御回路20は、予め設定された基準時間tbを用いてロータ3の回転速度を制御されている。よって、高速駆動させたい場合には、通電時間計測回路22をオフ状態として、図8のフローチャートにあるS4,S9,S15,S21の処理をパス(省略)するとよい。
区間Qでは、基準時間tbで減速駆動を行うことが望ましい。急減速させたい場合には、制御回路20の通電時間計測回路22をオフ状態とし、図8のフローチャートで示されるS4、S9、S15、S21をパスするとよい。区間Rでは、メインミラー301がダウンストッパ304に当接する直前から、磁気センサの出力電圧がHiとLoとで切り替わるのに合わせて第1コイル4又は第2コイル5への駆動電圧を切り替える。これと共に、ロータ3の回転方向に合わせて用いる2つの磁気センサの出力電圧に基づき、予め設定した基準時間tbと計測時間taが合致したときに第1コイル4又は第2コイル5への駆動電圧を切り替える。メインミラー301をミラーダウン位置からミラーアップ位置へ回動させる場合も、これと同様の手法での駆動制御を行えばよい。
以上の説明の通り、図8及び図9のフローチャートにしたがってメインミラー301の回動を制御することにより、メインミラー301の姿勢や温度環境等に起因して駆動負荷が増大してモータ負荷が増加しても、一定速度でロータ3を回転させることができる。また、モータ1での脱調の発生を抑制することもできる。更に、メインミラー301をストッパ(アップストッパ303、ダウンストッパ304)の手前で減速させて低速度でストッパに当接させることができるため、ミラー衝突音を低減させると共に速やかにメインミラー301を定位置に停止させることができる。
<第2実施形態>
図13は、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動装置100Aの概略構成を示すブロック図である。モータ駆動装置100Aは、制御回路20A、駆動ドライバ28及びモータ1を備える。モータ1の構成は第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成するモータ1と同じであり、そのため、モータ1の構成についての説明は省略する。制御回路20Aは、第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成する制御回路20と比較すると、通電時間記憶回路25を備え、通電時間設定回路24を備えていない点で、制御回路20と相違する。よって、制御回路20Aが備える出力判別回路21及び通電時間計測回路22については、第1実施形態で説明済みのため、ここでの説明を省略する。なお、制御回路20Aでは、コイル通電切替回路23は、出力判別回路21、通電時間計測回路22及び通電時間記憶回路25から取得した情報に基づき、第1コイル4と第2コイル5の駆動電圧の切替タイミングを駆動ドライバ28に指令する。
図13は、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動装置100Aの概略構成を示すブロック図である。モータ駆動装置100Aは、制御回路20A、駆動ドライバ28及びモータ1を備える。モータ1の構成は第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成するモータ1と同じであり、そのため、モータ1の構成についての説明は省略する。制御回路20Aは、第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成する制御回路20と比較すると、通電時間記憶回路25を備え、通電時間設定回路24を備えていない点で、制御回路20と相違する。よって、制御回路20Aが備える出力判別回路21及び通電時間計測回路22については、第1実施形態で説明済みのため、ここでの説明を省略する。なお、制御回路20Aでは、コイル通電切替回路23は、出力判別回路21、通電時間計測回路22及び通電時間記憶回路25から取得した情報に基づき、第1コイル4と第2コイル5の駆動電圧の切替タイミングを駆動ドライバ28に指令する。
図14は、モータ駆動装置100Aによるモータ駆動方法を説明する模式図である。通電時間記憶回路25は、通電時間計測回路22により計測された計測時間ta(n)を通電時間tc(n)として記憶する。図14に示すように、例えば、通電時間計測回路22は、第1磁気センサ8の出力電圧VH1のLoからHiへの切り替わりから第2磁気センサ9の出力電圧VH2のLoからHiへの切り替わりまでの時間を計測時間ta(1)として計測する。通電時間記憶回路25は、計測時間ta(1)を通電時間tc(1)として記憶する。通電時間記憶回路25は、記憶した通電時間tc(1)をコイル通電切替回路23へ送る。続いて、通電時間計測回路22は、第2磁気センサ9の出力電圧VH2のLoからHiへの切り替わりから第1磁気センサ8の出力電圧VH1のHiからLoへの切り替わりまでの時間を計測時間ta(2)として計測する。通電時間記憶回路25は、計測時間ta(2)を通電時間tc(2)として記憶し、記憶した通電時間tc(2)をコイル通電切替回路23へ送る。こうして、計測時間ta(n)の計測、通電時間tc(n)の記憶、通電時間tc(n)のコイル通電切替回路23へ送信が繰り返される。
なお、通電時間記憶回路25は、複数の通電時間tc(n)を記憶することが可能であってもよいが、記憶していた通電時間tc(n−1)を次の通電時間tc(n)を記憶する際に消去する(通電時間を最新のものに書き換える)構成とすることが望ましい。これにより、通電時間記憶回路25に記憶される通電時間tc(n)は常に最新の情報に更新され、新たに記憶された通電時間tc(n)がコイル通電切替回路23へ送られる構成となる。
第1実施形態では、例えば、第1磁気センサ8の出力電圧VH1のHiとLoが切り替わるタイミングから第2磁気センサ9の出力電圧VH2が次にHiとLoとで切り替わるまでの計測時間taを計測し、計測時間taを予め設定した基準時間tbと比較した。そして、ta=tbとなったときに第2コイル5の駆動電圧VL2の通電を切り替えた。これに対して本実施形態では、予め設定された基準時間tbに対して、通電時間計測回路22が計測した最新の計測時間ta(n+1)と、通電時間記憶回路25に記憶されている最も新しい通電時間tc(n)を比較する。その結果、tc(n)=ta(n+1)の関係となったときにコイル通電を切り替える。tc(n)>tbの関係となっている場合には、コイル通電をオフする等して減速制御を行い、ta(n+1)<tbの関係となっている場合には、コイル通電を維持する等して加速制御を行う。これにより、マグネット2の磁極を検出した各磁気センサの出力電圧に基づくコイル通電を、モータ1の負荷変動に応じてスムーズに切り替えることが可能になる。なお、コイル通電の切り替えがスムーズに行われることでコイル通電切替時に貫通電流が発生することを抑制して、回転速度の変動を小さくすることができる。
ところで、図10乃至図12を参照して説明したミラー駆動装置300の区間Rでの駆動にモータ駆動装置100Aでのモータ駆動方法を適用した場合には、以下の通りとすることが望ましい。すなわち、メインミラー301がアップストッパ303又はダウンストッパ304に当接する直前から、磁気センサの出力電圧がHiとLoとで切り替わるのに合わせてその磁気センサに対応する第1コイル4又は第2コイル5への駆動電圧を切り替える。そして、通電時間tc(n)と計測時間ta(n+1)とを比較する。その結果、tc(n)=ta(n+1)であればコイル通電を切り替え、tc(n)>tbであればコイル通電をオフする等して減速制御を行い、ta<tbであればコイル通電を維持する等して加速制御を行う。これにより、上述した制御による効果が得られることで、安定した回動速度でメインミラー301を駆動することが可能になる。
<第3実施形態>
図15は、第3実施形態に係るモータ駆動装置100Bの概略構成を示すブロック図である。モータ駆動装置100Bは、制御回路20B、駆動ドライバ28及びモータ1を備える。モータ1の構成は第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成するモータ1と同じであり、そのため、モータ1の構成についての説明は省略する。制御回路20Bは、第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成する制御回路20と比較すると、駆動時間設定回路26と駆動時間計測回路27を更に備える点で、制御回路20と相違する。制御回路20Bが備える出力判別回路21、通電時間計測回路22及び通電時間設定回路24については、第1実施形態で説明済みのため、ここでの説明を省略する。
図15は、第3実施形態に係るモータ駆動装置100Bの概略構成を示すブロック図である。モータ駆動装置100Bは、制御回路20B、駆動ドライバ28及びモータ1を備える。モータ1の構成は第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成するモータ1と同じであり、そのため、モータ1の構成についての説明は省略する。制御回路20Bは、第1実施形態で説明したモータ駆動装置100を構成する制御回路20と比較すると、駆動時間設定回路26と駆動時間計測回路27を更に備える点で、制御回路20と相違する。制御回路20Bが備える出力判別回路21、通電時間計測回路22及び通電時間設定回路24については、第1実施形態で説明済みのため、ここでの説明を省略する。
通電時間計測回路22が計測した計測時間taの情報は、駆動時間計測回路27へ送られる。駆動時間設定回路26は、ロータ3を正転させる場合、モータ1の駆動開始から第1磁気センサ8と第2磁気センサ9のそれぞれの出力電圧VH1,VH2がHiとLoとで切り替わるごとに、予め設定された駆動時間tdをコイル通電切替回路23に送る。また、駆動時間設定回路26は、ロータ3を逆回転させる場合、モータ1の駆動開始から第3磁気センサ10と第4磁気センサ11の出力電圧のそれぞれの出力電圧VH3,VH4がHiとLoとで切り替わるごとに駆動時間tdをコイル通電切替回路23に送る。
駆動時間計測回路27は、ロータ3を正転させる場合、モータ1の駆動開始から第1磁気センサ8と第2磁気センサ9のそれぞれの出力電圧VH1,VH2がHiとLoとで切り替わるまでの時間(以下「経過時間te」という)を計測する。同様に、駆動時間計測回路27は、ロータ3を逆回転させる場合、モータ1の駆動開始から第3磁気センサ10と第4磁気センサ11のそれぞれの出力電圧VH3,VH4がHiとLoとで切り替わるまでの経過時間teを計測する。そして、駆動時間計測回路27は、計測した経過時間teをコイル通電切替回路23に送る。コイル通電切替回路23は、出力判別回路21、駆動時間計測回路27及び通電時間設定回路24及び駆動時間設定回路26から取得した情報に基づき、第1コイル4と第2コイル5の駆動電圧切替タイミングを駆動ドライバ28に指令する。
図16は、モータ駆動装置100Bでのモータ駆動方法のフローチャートである。図16のフローチャートの各ステップ(S)は、設定された条件にしたがって制御回路20Bがモータ1の駆動を制御することにより実現される。駆動回転量Nが設定されると、S201では制御回路20Bは、第1実施形態又は第2実施形態で説明したモータ1の本発明に係る駆動制御(以下「第1の駆動制御」という)を開始する。S202では制御回路20Bは、総回転量Mの計測を開始する。S203では制御回路20Bは、回転方向が正転の場合には、モータ1の駆動開始から第1磁気センサ8及び第2磁気センサ9の出力電圧VH1,VH2がHiとLoとで切り替わるまでの経過時間teの計測を開始する。回転方向が逆回転の場合は、モータ1の駆動開始から第3磁気センサ10及び第4磁気センサ11の出力電圧VH3,VH4がHiとLoとで切り替わるまでの経過時間teの計測を開始する。以後、制御回路20Bは、総回転量Mが駆動回転量Nに到達するまで、磁気センサの出力電圧のHiとLoとが切り替わる度に計測を行う。
S204では制御回路20Bは、計測した経過時間teが駆動時間td以下か否か(td≧teの関係が成立するか否か)を判定する。制御回路20Bは、td≧teの関係が成立していないと判定した場合(S204でNO)、処理をS205へ進め、td≧teの関係が成立していると判定した場合(S204でYES)、処理をS209へ進める。
S205では制御回路20Bは、出力判別回路21からの情報に基づいてフィードバック制御を行うブラシレス駆動によるモータ1の駆動制御(以下「第2の駆動制御」という)を開始する。つまり、モータ1の駆動制御は、第1の駆動制御から第2の駆動制御へ変更される。S206では制御回路20Bは、S204と同様に、td≧teの関係が成立するか否かを判定する。制御回路20Bは、td≧teの関係が成立していないと判定した場合(S206でNO)、処理をS207へ進め、td≧teの関係が成立していると判定した場合(S206でYES)、処理をS208へ進める。S207では制御回路20Bは、総回転量Mが駆動回転量Nに到達したか否か(M≧Nの関係が成立するか否か)を判定する。制御回路20Bは、M≧Nの関係が成立していないと判定した場合(S207でNO)、処理をS206へ戻し、M≧Nの関係が成立していると判定した場合(S207でYES)、処理をS210へ進める。S208では制御回路20Bは、モータ1の駆動制御方法を第1の駆動制御に変更し、その後、処理をS209へ進める。
S209では制御回路20Bは、S207と同様に、M≧Nの関係が成立するか否かを判定する。制御回路20Bは、M≧Nの関係が成立していないと判定した場合(S209でNO)、処理をS204へ戻し、M≧Nの関係が成立していると判定した場合(S209でYES)、処理をS210へ進める。S210では制御回路20Bは、経過時間teの計測を終了する。S211では制御回路20Bは、モータ1の駆動を終了し、ロータ3の回転を停止させて、これにより本処理を終了させる。
このように、本実施形態では、第1の駆動制御により発生した駆動時間tdに対する駆動時間の遅れを、第1の駆動制御から第2の駆動制御へ切り替えることによって低減させることができ、遅れが解消すると再び第1の駆動制御に切り替えてモータ1を駆動する。つまり、ロータ3(マグネット2)の位置を検出しながら移動距離毎(ステップ毎)に任意の所定時間でコイル通電制御が可能な速度制御を行う。これにより、ステッピングモータ特有の脱調が起こり難く、総駆動時間の遅れを軽減することが可能となる。
<その他の実施形態>
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、上記実施形態に係るモータ駆動装置は、一眼レフカメラのミラー駆動機構に限らず、モータ1による駆動対象物を高速駆動させ、且つ、高い精度で停止位置に停止させる必要のある各種機構に適用することができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、上記実施形態に係るモータ駆動装置は、一眼レフカメラのミラー駆動機構に限らず、モータ1による駆動対象物を高速駆動させ、且つ、高い精度で停止位置に停止させる必要のある各種機構に適用することができる。
1 モータ(ステッピングモータ)
8 第1磁気センサ
9 第2磁気センサ
20,20A,20B 制御回路
21 出力判別回路
22 通電時間計測回路
23 コイル通電切替回路
24 通電時間設定回路
25 通電時間記憶回路
26 駆動時間設定回路
27 駆動時間計測回路
100,100A,100B モータ駆動装置
200 デジタル一眼レフカメラ
300 ミラー駆動装置
312 リードスクリュー
315 駆動ラック
8 第1磁気センサ
9 第2磁気センサ
20,20A,20B 制御回路
21 出力判別回路
22 通電時間計測回路
23 コイル通電切替回路
24 通電時間設定回路
25 通電時間記憶回路
26 駆動時間設定回路
27 駆動時間計測回路
100,100A,100B モータ駆動装置
200 デジタル一眼レフカメラ
300 ミラー駆動装置
312 リードスクリュー
315 駆動ラック
Claims (13)
- ステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御回路とを備えるモータ駆動装置であって、
前記制御回路は、
前記ステッピングモータのロータの回転位置を検出する検出手段の出力信号を判別する判別手段と、
前記検出手段の出力信号が切り替わる時間を計測する第1の計測手段と、
前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号と、前記第1の計測手段が計測した計測時間と予め設定された基準時間とを比較した結果とに基づいて、前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第1の通電切替を行う通電切替手段と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置。 - 前記通電切替手段は、前記計測時間が前記基準時間よりも短い場合に前記コイルへの通電を停止し、前記計測時間が前記基準時間よりも長い場合に前記コイルへの通電を維持し、前記計測時間が前記基準時間と同じとなった場合に、前記コイルへの通電方向を切り替えることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。
- 前記制御回路は、
前記ステッピングモータを駆動したときの任意のタイミングから前記出力信号が切り替わったと前記判別手段が判別した時間までを経過時間として計測する第2の計測手段と、
予め前記任意のタイミングから前記検出手段の出力信号が切り替わるまでの駆動時間を設定する設定手段と、
前記通電切替手段は、前記第1の通電切替と、前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号に基づいて前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第2の通電切替とを、前記第2の計測手段が計測した経過時間と前記設定手段により設定された駆動時間とを比較した結果に応じて切り替えることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ駆動装置。 - ステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御回路とを備えるモータ駆動装置であって、
前記制御回路は、
前記ステッピングモータのロータの位置を検出する検出手段の出力信号を判別する判別手段と、
前記検出手段の出力信号が切り替わる時間を計測する第1の計測手段と、
前記第1の計測手段が計測した計測時間を通電時間として記憶する記憶手段と、
前記第1の計測手段が計測した最新の計測時間と前記記憶手段に記憶されている最も新しい通電時間とを比較した結果、及び、前記判別手段が判別した前記出力信号に基づいて、前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第1の通電切替を行う通電切替手段と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置。 - 前記通電切替手段は、前記最新の計測時間が予め設定された基準時間よりも短い場合に前記コイルへの通電を維持し、前記最も新しい通電時間が前記基準時間よりも長い場合に前記コイルへの通電を停止し、前記最新の計測時間が前記最も新しい通電時間と同じとなった場合に前記コイルへの通電方向を切り替えることを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動装置。
- 前記制御回路は、
前記ステッピングモータを駆動したときの任意のタイミングから前記出力信号が切り替わったと前記判別手段が判別した時間までを経過時間として計測する第2の計測手段と、
予め前記任意のタイミングから前記検出手段の出力信号が切り替わるまでの駆動時間を設定する設定手段と、
前記通電切替手段は、前記第1の通電切替と、前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号に基づいて前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第2の通電切替とを、前記第2の計測手段が計測した経過時間と前記設定手段により設定された駆動時間とを比較した結果に応じて切り替えることを特徴とする請求項4又は5に記載のモータ駆動装置。 - 前記任意のタイミングは、前記ステッピングモータの駆動開始のタイミングであることを特徴とする請求項3又は6に記載のモータ駆動装置。
- 前記通電切替手段は、前記ステッピングモータの駆動を開始する際に前記第1の通電切替を選択し、前記第1の通電切替を実行しているときに前記経過時間が前記駆動時間よりも長くなると、前記ステッピングモータのコイルへの通電を前記第1の通電切替から前記第2の通電切替に変更することを特徴とする請求項7に記載のモータ駆動装置。
- 前記通電切替手段は、前記第1の通電切替を実行しているときに前記駆動時間が前記経過時間と等しくなるか又は前記駆動時間が前記経過時間より長くなると、前記ステッピングモータのコイルへの通電を前記第2の通電切替から前記第1の通電切替に変更することを特徴とする請求項8に記載のモータ駆動装置。
- 前記判別手段は、前記検出手段の出力信号が電圧値の異なる2つの信号のいずれであるかを判別した信号を前記通電切替手段へ送り、
前記通電切替手段は、前記ステッピングモータのコイルへ印加する駆動電圧の通電方向を前記信号に応じて切り替えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 回動可能に支持されたミラーと、
前記ミラーと係合する移動部材と、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載のモータ駆動装置と、
前記モータ駆動装置での前記ステッピングモータの回転駆動力を前記移動部材の直線的な動作に変換する変換手段と、を備え、
前記移動部材の動作に応じて第1の位置と第2の位置との間で回動することを特徴とするミラー駆動装置。 - 前記第1の位置と前記第2の位置のそれぞれに設けられて前記ミラーと当接することで前記ミラーの位置を規制するストッパを備え、
前記変換手段は、前記ステッピングモータにより回転駆動されるリードスクリューと、前記移動部材を移動可能に保持するガイドバーとを有し、
前記移動部材は、前記リードスクリューのリード溝と係合する係合部を有し、
前記リード溝は、第1のリード角を有する第1のリード溝と、前記第1のリード角より大きい第2のリード角を有する第2のリード溝とを有し、
前記ミラーが前記第1の位置と前記第2の位置との間で回動する際に、前記係合部は、前記第1のリード溝に沿って移動した後に前記第2のリード溝と係合して移動し、続いて前記第1のリード溝に沿って移動することを特徴とする請求項11に記載のミラー駆動装置。 - 請求項11又は12に記載のミラー駆動装置と、
前記ミラー駆動装置を通過した光の光学像を画像データに変換する撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017234393A JP2019103335A (ja) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | モータ駆動装置、ミラー駆動装置及び撮像装置 |
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JP2017234393A JP2019103335A (ja) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | モータ駆動装置、ミラー駆動装置及び撮像装置 |
Publications (1)
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JP2019103335A true JP2019103335A (ja) | 2019-06-24 |
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Family Applications (1)
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JP2017234393A Pending JP2019103335A (ja) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | モータ駆動装置、ミラー駆動装置及び撮像装置 |
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JP (1) | JP2019103335A (ja) |
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2017
- 2017-12-06 JP JP2017234393A patent/JP2019103335A/ja active Pending
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