JP3332598B2 - 振動波モータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動波モータ制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動波モータは、低回転、高トルクで、
駆動音が殆ど発生せず、なおかつ、起動停止の応答性が
極めて早い等の特長を持っている為に、カメラ等のオー
トフォーカス駆動に実用化されている。一方、ビデオレ
ンズでは、いわゆるパワーズームと呼ばれるズーム駆動
をモータで行う事が広く行われており、この駆動にも振
動波モータの応用が可能である事は言うまでもない。

【０００３】ビデオ等の動画の場合は、連続した画角変
化の効果が重要である為にモータを用いてスムーズに駆
動できるパワーズームは必須機能となっている。また、
ビデオ撮影の場合は一般的に録画と同時に録音も行う為
に、ズーム駆動に作動音の殆どしない振動波モータを用
いる事は非常にメリットが大きいと言える。そして、最
近は銀塩フィルムを用いたスティルカメラにもパワーズ
ームレンズは広く用いられる様になってきた。

【０００４】ここで、ズームレンズの構造を簡単に説明
すると、ズームレンズは複数のレンズを複雑に動かして
焦点距離の変動に伴う収差補正とピント移動補正を行う
必要がある為に、一般的には円筒に各移動レンズの軌跡
を切り欠いた円筒状のカムを用いて、カムを回転させる
事により各レンズを所望の位置に移動させて補正を行っ
ている。

【０００５】しかし、高倍率のズームレンズになる程、
機械的に収差やピント移動を補正する事が難しくなり、
特にズーミングによるピント移動は従来からの問題点と
なっている。

【０００６】一方、昨今フォーカシングレンズをモータ
により駆動するオートフォーカスが一般化した為に、ズ
ーミングによるピント移動の補正の考えをさらに発展さ
せて、複雑なズームカムを簡略化して、そこで発生する
収差変動とピント移動をフォーカシングレンズや収差補
正レンズを電気的に駆動する事により補正する事も行わ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、機械的
なカムを電気的にトレースするには、非常に細かな制御
を行う必要があり、またズーミングの途中でフォーカシ
ングレンズの駆動方向が逆転する事も発生する。図７は
この様子を示す図であり、図７の横軸は焦点距離を示
し、同図に於いて左が長焦点側（ｔｅｌｅ）、右が短焦
点側（ｗｉｄｅ）を示し、縦軸はフォーカシングレンズ
の移動量を示し、同図において上が無限方向（ｆａ
ｒ）、下が至近方向（ｎｅａｒ）をしめす。例えばｔｅ
ｌｅからｗｉｄｅにズーミングする場合のフォーカシン
グレンズの移動は、最初は至近距離側に移動しつつその
変化量は減少し、丁度中間のズーム位置にて移動方向が
逆転しさらにｗｉｄｅ側に行くにつれて無限側に移動す
る事を示している。

【０００８】同図の実線はフォーカシングレンズの理想
的な追従位置を示している。一方、モータを用いてフォ
ーカシングレンズを追従させる場合には、最終的には目
的位置にて駆動が終了するものの、図中点線で示した様
に、駆動中は理想駆動曲線に対してわずかながら追従遅
れが発生し、これを補正する動作が常に行われている。
特に駆動開始時はモータの起動に時間がかかる為に、最
初に動き出すａ点や、駆動方向反転後のｂ点での追従が
悪くなってしまい、ファインダにて像がボケるのが判
り、見苦しいと言う問題があった。これは追従性の良い
振動波モータを用いた場合でも発生してしまう。

【０００９】なお同図において、上のトレース軌跡はフ
ォーカシングレンズが無限スタートの場合のフォーカシ
ングレンズのトレース軌跡を示しており、下のトレース
軌跡はフォーカシングレンズが至近スタートの場合のト
レース軌跡を示している。

【００１０】従来振動波モータの起動特性を改善するた
めの提案として、特開昭５９−１０６８８６号公報にお
いて、起動前に振動波モータを定在波駆動する事が提案
されているが、この先行技術でも駆動方向が頻繁に反転
する場合や一旦停止した後にすぐ起動する場合などには
適応できないという問題があった。

【００１１】［発明の目的］ 本発明の目的は、駆動方向が連続的に反転する場合や、
繰り返して起動が行われる場合においても駆動信号に対
して高い応答性で振動波モータを追従させることができ
る振動波モータ制御装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するために請求項１の発明は、電気―機械エネルギー変
換素子により進行波振動を生じる振動子を具備している
振動波モータを制御するための振動波モータ制御装置に
おいて、モータの初回の駆動時に際しては、前記電気―
機械エネルギー変換素子を振動させていない状態から進
行波振動を発生させ駆動を行い、その状態からの駆動を
停止に際して定在波振動に切り替え該定在波振動を所定
時間維持し該時間経過後前記電気―機械エネルギー変換
素子を振動させて いない状態に移行させるとともに、前
記時間内にモータを再度駆動する時には前記定在波振動
から進行波振動に切り替える振動切り替え手段を設けた
ことを特徴とする振動波モータ制御装置を提供する。

【００１３】本発明による振動波モータ制御装置では、
停止状態からの初回の駆動に際しては振動波駆動を行
い 、 駆動をすぐに行うようにし、停止に対しては定在波
振動で停止させ 、 その状態を所定時間維持させその間に
再起度しない場合は振動停止させて無駄な電力を消費さ
せないようし、一方時間内に再起動する場合は定在波振
動から進行波振動に移行させスムーズに駆動を開始させ
た。

【００１４】

【実施例】以下に図を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１５】以下に示す実施例は、一眼レフカメラ用の
レンズ鏡筒に搭載された振動波モータの制御装置として
本発明を適用した場合であるが、本発明を他の機器の振
動波モータに適用できることは当然である。

【００１６】〈実施例〉 図１および図２は本発明の特長を最も良く表す図面であ
り、図１は交換レンズ、図２はカメラ本体を表す。

【００１７】図１において１はレンズ側マイコン、２、
３はフォトインタラプタで、２はフォーカスレンズの移
動量を計測し、３は変倍レンズの移動量を計測する。
４、５は振動波モータ駆動回路で、図３において詳細に
説明する。６、７、８、９は抵抗で、７と９はフォトイ
ンタラプタ２、３の投光側ＬＥＤの電流設定用であり、
６、８は受光側のフォトトランジスタのエミッタとグラ
ンドを接続する。

【００１８】１０はＤＣ／ＤＣコンバータで、カメラか
ら供給される電池電圧を振動波モータ（ＵＳＭ）を駆動
できる電圧に昇圧する。１１はトランジスタで、カメラ
からＩＣ回路用電源として供給される電圧をアナログ系
の回路に供給するためのコントロールスイッチの働きを
し、マイコン１により制御される。１２、１３はパルス
板で、１２はフォーカス駆動系の移動量すなわちフォー
カス調整筒３８の回転量を前記のフォトインタラプタ２
で検出する為に、円板状の板に放射状のスリットを明け
てある。１３は同様の構成でカム筒２７に取付られ、変
倍光学系の移動量検出に用いる。２０はレンズ固定筒で
マウント４３によりカメラボディに接続される。２１は
変倍用振動波モータ加圧リング、２２は振動波モータを
加圧するバネ、２３は圧電素子、２４は変倍用振動波モ
ータのステータ、２５は変倍用振動波モータのロータ、
２６は振動吸収用のフェルト、２７は前述のカム筒で、
カム筒後方ボール２８、カム筒前方ボール２９と共に、
変倍用振動波モータの加圧を受けると同時にカム筒２７
を回転可能に保持する。

【００１９】３０はズームピン、３１は変倍光学系保持
筒であり、カム筒２７の回転によりカム筒の溝にかん合
したズームピン３０が前後動し、それに伴い変倍光学系
保持筒３１も前後動する。

【００２０】３２はフォーカス用振動波モータ加圧リン
グ、３３は振動波モータを加圧するバネ、３４は圧電素
子、３５はフォーカス用振動波モータのステータ、３６
はフォーカス用振動波モータのロータ、３７は振動吸収
用のフェルト、３８はフォーカス用回転筒で、フォーカ
ス回転筒後群ボール３９、フォーカス回転筒前群ボール
４０と共に、フォーカス用振動波モータの加圧を受ける
と同時にフォーカス回転筒３８を回転可能に保持する。

【００２１】４１はフォーカスピン、４２はフォーカス
光学系保持筒であり、フォーカス回転筒３８の回転によ
りフォーカス回転筒の溝にかん合したフォーカスピン４
１が前後動し、それに伴いフォーカス光学系保持筒４２
が前後動する。

【００２２】４３はフォーカスブラシであり、フォーカ
ス回転軸３８に取り付けられ、固定筒周上に取付けられ
たフォーカス位置エンコーダＦＥＮＣの上を摺動し、フ
ォーカス回転筒の至近端部、無限端部を検出する。なお
フォーカス位置エンコーダＦＥＮＣのＦ０およびＦ１は
マイコン１の入力ポートＦ０及びＦ１に接続されて、Ｃ
ＯＭ０はマイコン１の出力ポートＣＯＭ０に接続され
る。

【００２３】４４はズームブラシであり、カム筒２７に
取り付けられ、固定筒周上に取り付けられたズームエン
コーダＺＥＮＣの上を摺動し、カム筒２７のワイド端
部、テレ端部を検出すると同時にワイド端、テレ端の間
を分割し、特定の焦点距離を示すズームエンコーダを構
成する。なお、ズームエンコーダＺＮＥＣのＺ０〜Ｚ３
はマイコン１の入力ポートＺ０〜Ｚ３に接続されて、Ｃ
ＯＭ０はマイコン１の出力ポートＣＯＭ０に接続され
る。

【００２４】ｔ０１〜ｔ０７はカメラ側とレンズを接続
するターミナルである。ｔ０１はＩＣ用電源であるＶＤ
Ｄ供給端子、ｔ０２はカメラレンズ間のシリアル通信の
同期を取る為のクロック端子、ｔ０３は同シリアル通信
のレンズ側へのデータの入力端子、ｔ０４は同シリアル
通信のレンズ側からのデータの出力端子、ｔ０５はＩＣ
系のグランド端子、ｔ０６はＵＳＭ等の駆動系に電源を
供給する端子、ｔ０７はＵＳＭ等の駆動系のグランド端
子である。

【００２５】Ｓ１はオートフォーカス／マニュアルフォ
ーカス切り換えスイッチ、Ｓ２はマニュアルフォーカス
時の至近方向駆動指示スイッチ、Ｓ３はマニュアルフォ
ーカス時の無限方向駆動指示スイッチ、Ｓ４はズーム駆
動の広角側駆動指示スイッチ、Ｓ５はズーム駆動の無限
側駆動指示スイッチである。

【００２６】次に図１のレンズマイコン１の各端子を説
明する。

【００２７】ＶＤＤは電源端子、ＣＬＫはカメラレンズ
間のシリアル通信の同期を取る為のクロック入力端子、
ＳＢＩは同シリアル通信のレンズ側へのデータの入力端
子、ＳＢＯは同シリアル通信のレンズ側からのデータの
出力端子、ＤＧＮＤはＩＣ系のグランド端子、ＣＮＴＬ
はＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力電圧ＯＮ／ＯＦＦ制
御端子、ＣＯＭ０は各ＳＷ（スイッチ）のグランドレベ
ルに相当する出力端子、ＷＩＤＥは広角側ズーム駆動指
示スイッチ入力端子、ＴＥＬＥは望遠側ズーム駆動指示
スイッチ入力端子、ＦＡＲはマニュアルフォーカス時の
無限方向駆動指示スイッチ入力端子、ＮＥＡＲは至近方
向駆動指示スイッチ入力端子、Ａ／Ｍはオートフォーカ
ス／マニュアルフォーカスを指示スイッチ入力端子、Ｆ
１、Ｆ０はフォーカスエンコーダ入力端子、Ｚ３、Ｚ
２、Ｚ１、Ｚ０はズームエンコーダ入力端子、ＰＣ１は
フォーカスパルスエンコーダ入力端子、ＰＣ２はズーム
パルスエンコーダ入力端子、後述の回路ＵＳＭＢＬＫ１
に接続するＡｉｎは後述の振動波モータのＡ相信号入力
端子、Ｓｉｎは振動波モータの駆動状態モニタ電極すな
わちＳ相信号の入力端子、Ａは振動波モータのＡ相駆動
信号出力端子、Ｂは振動波モータのＢ相信号出力端子、
後述の回路ＵＳＭＢＬＫ２に接続するＳｉｎ、Ａｉｎ、
Ａ、Ｂも同様である。Ｅ１ＯＮはトランジスタ１１のＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御出力端子である。

【００２８】次に図２を参照してカメラ側の概略構成を
説明する。

【００２９】図２において、１００はカメラ側マイコ
ン、１０１はカメラ本体およびレンズのＩＣ系の電圧を
安定化させる為のＤＣ／ＤＣコンバータ、１０２、１０
３はモータドライバ、１０４はミラーアップ、シャッタ
ーチャージおよび巻き上げ用モータ、１０５は巻戻し用
モータである。

【００３０】１０６は複数の光電変換素子を持つ測距用
センサで、センサ制御回路１０７により蓄積、読出し等
の制御が行われる。１０８はメインミラーで、レンズか
らの光線をファインダ側に反射する。またメインミラー
の中央部は一部がハーフミラーとなっており、メインミ
ラーを透過した光はサブミラー１０９により反射され
て、前述の測距用センサに光束を導く。１１０はフォー
カシングスクリーン、１１１はコンデンサレンズ、１１
２はペンタプリズム、１１３はアイピース、１１４は測
光用光電変換素子である。

【００３１】１１５は表示素子であり、プリズム１１６
により直角方向に光束が折り曲げられ、前述のアイピー
ス１１３側よりファインダ下部に表示される。

【００３２】１１７はシャッタ、１１８はシャッタ駆動
回路であり、シャッタ先幕駆動用マグネット及びシャッ
タ後幕駆動用マグネットを制御する事によりシャッタ開
時間を制御できる。１１９はレンズ電源制御用スイッチ
ング用素子、１２０は電池、１２１はカメラマウント、
である。

【００３３】Ｓ１０１は測光用測距開始スイッチ、Ｓ１
０２はレリーズ開始スイッチであり、Ｓ１０３はレンズ
電源制御スイッチであり、図１のレンズマウント４３が
カメラマウント１２１に正しく装着されるとスイッチＳ
１０３が閉じ、レンズ側に電源を供給する。

【００３４】ｔ０１〜ｔ０７は前述のカメラ側とレンズ
を接続するカメラ側のターミナルである。

【００３５】次に図２のカメラマイコン１００の各端子
の説明をする。

【００３６】ＶＤＤは電源端子、ＣＬＫはカメラレンズ
間のシリアル通信の同期を取る為のクロック入力端子、
ＳＢＯは同シリアル通信のカメラ側から見たデータ出力
端子、ＳＢＩは同シリアル通信のカメラ側から見たデー
タ入力端子、ＤＧＮＤはＩＣ系のグランド端子、ＣＮＴ
０はレンズにパワー系電源を供給制御するスイッチング
素子１１９のＯＮ／ＯＦＦ制御端子、ＣＮＴ１はＤＣ／
ＤＣコンバータ１０１のＯＮ／ＯＦＦ制御端子、Ｓ１は
測光測距開始スイッチの入力端子、Ｓ２はレリーズスイ
ッチの入力端子、ＭＣ２、ＭＣ３は巻き戻しモータ１０
５の制御端子、ＭＣ０、ＭＣ１は巻き上げモータ１０４
の制御端子、ＳＩＮは測光センサ１１４の入力端子、Ｄ
Ｏは表示素子１１５への表示データ出力端子、ＭＧ０は
シャッタ１１７の先幕駆動開始信号出力端子、ＭＧ１は
シャッタ１１７の後幕駆動開始信号出力端子、Ｃｌは測
光センサ１０６のデータ入力端子、ＣＯは測光センサ１
０６の制御信号出力端子である。

【００３７】次に図１のレンズマイコン１内の回路ＵＳ
ＭＢＬＫ１およびＵＳＭＢＬＫ２の内容を図３を用いて
説明する。同図において、２０１はＤ／Ａコンバータ
で、その入力をレンズ用マイクロコンピュータ１の不図
示の内部８ｂｉｔポートＰ００〜Ｐ０７に接続し、８ｂ
ｉｔのディジタル出力を電圧に変換する。２０２は電圧
周波数変換器（ＶＣＯ）でＤ／Ａコンバータ２０１の出
力電圧に応じた周波数（本実施例では振動波モータの駆
動周波数の３２倍の周波数）を発生する。

【００３８】２０３はＤフリップフロップを５段直列に
接続した分周回路であり、内部構成を図４に示す。２０
４、２０７は電力増幅器であり、内部構成を図６に示
す。２０５は１５段のシフトレジスタであり、内部構成
を図５に示す。２０６はマルチプレクサであり、レンズ
マイコン１の不図示の内部出力ポートＰ１０〜Ｐ１３を
入力してＱ０〜Ｑ１５迄の入力を選択する。２０８、２
０９はコンパレータであり、２０８は振動波モータのＡ
相信号を所定のレベルでコンパレートし、２０９はＳ相
信号を所定レベルでコンパレートする。２１０は位相検
出器であり、Ａ相コンパレート信号と、Ｓ相コンパレー
ト信号間の位相差を計測する。

【００３９】２１１はＥＸＯＲゲートで、レンズマイコ
ン１の不図示の内部出力ポートＰ１４に接続され、振動
波モータの駆動方向を設定する。本実施例ではＨでフォ
ーカスは至近方向、ズームはワイド方向、Ｌでフォーカ
スは無限方向、ズームはテレ方向にそれぞれ振動波モー
タが回転する。２１２、２１３はＡＮＤゲートで、同様
にレンズマイコン１の不図示の出力ポートに接続され、
Ｈで振動波モータ駆動、Ｌで振動波モータ駆動停止とな
る。

【００４０】図４は前述の分周器２０３の内部構成図で
あり、Ｄフリップフロップを５段シリーズに接続する事
によりＣＫＩＮ端子への入力を３２分周してＯＵＴ端子
に出力する。

【００４１】図５は前述のシフトレジスタ２０５の内部
構成図であり、Ｄフリップフロップ１５段をクロック同
期でシリーズに接続している。

【００４２】図６は前述の電力増幅器ＤＲＶの内部構成
図であり、２２１、２２２はＦＥＴ、２２３はＮＰＮト
ランジスタ、２２４はＰＮＰトランジスタ、２２５、２
２６、２２７は抵抗、２２８、２２９は保護ダイオー
ド、２３０はマッチングコイルである。

【００４３】次に振動波モータについて図８を用いて説
明する。

【００４４】図８は振動波モータのステータ２４または
３５の裏面上に配される電歪素子２３または３４の配置
状態を示す図である。図８中のＡ及びＢはそれぞれ図示
の位相及び分極関係でステータ上に配される第１と第２
の電歪素子群である。Ｓは第１の電歪素子群Ｂに対して
４５°位相がずれた位置に配されるセンサ用の電歪素子
である。これら電歪素子は、それぞれ単独のものを振動
体に付してもよいし、又、一体的に分極処理にて形成し
てもよい。

【００４５】図８において、Ａ1 ，Ｂ1 は第１、第２の
電歪素子群に対する駆動電極を示し、電極Ａに対して周
波電圧が印加されるとともに、電極Ｂに対して位相の異
なる周波電圧が印加されることで、ステータの表面に進
行性の振動波が形成される。

【００４６】又、Ｓはセンサ用電歪素子Ｓ１に対するセ
ンサ電極を示し、前記ステータの表面に前記振動波が形
成されると、この振動波の振動状態に応じてセンサ用電
極Ｓが周波電圧を出力し、センサ電極Ｓにて振動子の振
動が検出される。尚、振動波モータは共振状態Ａ電極へ
の駆動電圧とセンサ電極からの出力電圧との位相関係が
特定の関係をしめす特性を有しており、電極Ａにて周波
信号が印加される第１の電歪素子群Ａとセンサ用電歪素
子Ｓ１との位置関係にて決定される。本実施例の場合は
正転状態では電極Ａ、Ｓの信号波形の位相が１３５°ず
れた時に共振状態を示し、又、逆転の時には４５°ずれ
た時に共振状態を示し、共振からずれる程、上記位相差
関係がずれる。

【００４７】図９は前記振動波モータのＡ相−Ｓ相間の
位相特性を示した図であり、横軸に駆動周波数ｆ、縦軸
にＡ相−Ｓ相間の位相差θを、縦軸２に回転数ｎをとっ
ている。同図に於て、位相差は上方に向かう程小さく、
回転数ｎは、上方に向かうほど高く、周波数ｆは右方が
高くなる。

【００４８】振動波モータは駆動周波数を高い方から低
い方に走査していく事により、回転数は上昇すると同時
に、Ａ相−Ｓ相の位相差θも小さくなる。しかしなが
ら、共振周波数ｆ０を越えてさらに周波数を低くする
と、急激に回転が停止してしまい、位相差θも急激に変
動する。またこの特性は温度、負荷により左右にシフト
し、特に負荷が重くなった場合は図９の右方向にシフト
する特性を持っている。

【００４９】次に前記実施例の作用を図１０以降を用い
て順次説明する。なお本発明は振動波モータの駆動制御
に関するものであるので、レンズ側のマイコン１に於け
る動作を主に説明し、カメラ側のマイコン１００に関す
る動作は省略する。

【００５０】図１０はレンズの初期化処理である。本実
施例のレンズに用いているエンコーダはズーム、フォー
カス共に分割の荒いアブソリュートエンコーダと、分割
の細かいインクリメンタルエンコーダを併用したもので
あるので細かい位置制御はインクリメンタルエンコーダ
により決定される。しかしながらインクリメンタルエン
コーダは相対的な位置しか判らないので、所定タイミン
グ（電池交換時、レンズ装着時、電源スイッチＯＮ時
等）で位置決めを行う必要がある。

【００５１】［ステップ１０１］ズーム駆動モータをワ
イド方向の突き当たりまで駆動し、焦点距離をワイド端
に設定する。

【００５２】［ステップ１０２］フォーカシングレンズ
を無限方向の突き当たりまで駆動し、フォーカシングレ
ンズを無限端に設定する。

【００５３】［ステップ１０３］フォーカス駆動量検出
用インタラプタ２によって検出されるフォーカス駆動パ
ルスをカウントするレンズマイコン１内の不図示のフォ
ーカスパルスカウンタをリセットする。

【００５４】［ステップ１０４］フォーカシングレンズ
の駆動目標位置を示すレンズマイコン１内の不図示のフ
ォーカス駆動目標カウンタをリセットする。

【００５５】［ステップ１０５］ズーム駆動量検出用イ
ンタラプタ３によって検出されるズーム駆動パルスをカ
ウントするレンズマイコン１内の不図示のズームパルス
カウンタをリセットする。

【００５６】［ステップ１０６］ズームレンズの駆動目
標位置を示すレンズマイコン１内の不図示のズーム駆動
目標カウンタをリセットする。

【００５７】［ステップ１０７］フォーカスモータ停止
タイマーおよびズームモータ停止タイマを作動禁止モー
ドに設定する。

【００５８】［ステップ１０８］フォーカス駆動モード
およびズーム駆動モードを停止中に設定する。

【００５９】［ステップ１０９］初期設定処理を終了し
図１１に示すメインルーチンに制御を移す。

【００６０】次にメインルーチンの中に於けるズーミン
グ時の駆動処理を図１１を用いて説明する。

【００６１】［ステップ２０１］ズーム駆動方向設定ス
イッチの設定に応じて、処理を分岐する。すなわち図１
に示すズームスイッチＳ４（ＴＥＬＥ）Ｓ５（ＷＩＤ
Ｅ）の組み合わせに応じて、ＴＥＬＥがオンしていれば
ステップ２０３に分岐し、ＷＩＤＥがオンしていればス
テップ２０４に分岐し、両スイッチ共にオンまたはオフ
している場合はステップ２０２に分岐する。

【００６２】［ステップ２０２］ズーム停止モードの場
合は、ズーム駆動加算量は０を設定する。

【００６３】［ステップ２０３］ＴＥＬＥ方向ズーム駆
動の場合はズーム駆動加算量は所定値＋Ｋを設定する。
なお本発明ではＴＥＬＥ方向にズーム駆動する場合は駆
動量を＋とし、ＷＩＤＥ方向に駆動する場合は駆動量を
−とする。

【００６４】［ステップ２０４］ズーム停止タイマモー
ドおよびフォーカス停止タイマモードをｅｎａｂｌｅに
設定する。

【００６５】［ステップ２０５］ＷＩＤＥ方向ズーム駆
動の場合はズーム駆動加算量として所定値−Ｋを設定す
る。

【００６６】［ステップ２０６］ズーム停止タイマーモ
ードおよびフォーカス停止タイマモードをｅｎａｂｌｅ
に設定する。

【００６７】［ステップ２０７］前述の「ズーム駆動目
標カウンタ」にステップ２０２〜２０４で求めた加算量
を加え、その値を新たな「ズーム駆動目標カウンタ」と
して保存する。

【００６８】［ステップ２０８］現在のズーム位置を示
す「ズームパルスカウンタ」を読み込む。

【００６９】［ステップ２０９］ステップ２０７で求め
た「ズーム駆動目標カウンタ」からステップ２０８で求
めた「ズームパルスカウンタ」を減算し、「ズーム駆動
残量」を算出する。

【００７０】［ステップ２１０］レンズマイコン１内に
は図７で示したズーム位置に対するフォーカシングレン
ズ位置を示す「フォーカシングレンズ位置テーブル」が
記憶されており、同テーブルの中より、ステップ２０８
で求めた「ズームパルスカウンタ」すなわち現在の焦点
距離をパラメータとしてフォーカシングレンズの目標位
置を求め「フォーカス駆動目標カウンタ」に保存する。

【００７１】なお、図７ではフォーカシングレンズのト
レース曲線は、無限スタートの場合と、至近スタートの
場合の２種類のみ記憶しており、その中間位置では、両
テーブルを補間する事により求めている。

【００７２】すなわちフォーカス駆動開始時の焦点距離
と、フォーカシングレンズの位置により図７のＰ点を求
め、無限スタートトレース曲線と至近スタートトレース
曲線との比ｍ対ｎを計算し、以降焦点距離に応じて無限
スタートトレース曲線と至近スタートトレース曲線の間
をｍ対ｎに補間し、フォーカシングレンズの駆動目標位
置を演算する。

【００７３】また、このテーブルは焦点距離の長いレン
ズあるいはズーム比の大きいレンズでは、より多くのト
レース曲線を記憶する事によりフォーカシング追従の精
度を上げる事ができる。

【００７４】［ステップ２１１］現在のフォーカシング
レンズ位置を示す「フォーカスパルスカウンタ」を読み
込む。

【００７５】［ステップ２１２］ステップ２１０で求め
た「フォーカス駆動目標カウンタ」からステップ２０８
で求めた「フォーカスパルスカウンタ」を減算し、「フ
ォーカス駆動残量」を算出する。

【００７６】［ステップ２１３］ズーム駆動制御ルーチ
ンをコールしズーム駆動モータの制御を行う。

【００７７】［ステップ２１４］フォーカス駆動制御ル
ーチンをフォーカス駆動モータの制御を行う。

【００７８】以上のステップ２０１からステップ２１４
の動作を連続して行う事により、ズームとフォーカスモ
ータを制御を行う事ができる。

【００７９】次に図１２と図１３を用いてフォーカス駆
動モータの制御を説明する。

【００８０】［ステップ３００］フォーカス駆動ルーチ
ンでは、先ず前述のステップ２１２で求めたフォーカス
駆動残量にもとずき、駆動残量が０であればステップ３
２０に分岐し、駆動残量が０でなければステップ３０１
に分岐する。

【００８１】［ステップ３０１］フォーカス駆動モード
に応じて「定在波モード」であればステップ３０２に、
「停止中」であればステップ３０３に、「進行波駆動
中」であればステップ３０９に分岐する。

【００８２】［ステップ３０２］駆動方向すなわち駆動
残量が＞０であれば至近方向駆動であるので、マイコン
１のＰ１４をＨに設定し、駆動残量＜０であれば無限方
向駆動であるので、Ｐ１４をＬに設定する。

【００８３】またＰ１３〜Ｐ１０を、ＭＰＸ２０６の出
力が÷３２分周器２０３の出力に対して９０°位相が遅
れるように設定する。

【００８４】［ステップ３０３］駆動モードが「停止
中」の場合もステップ３０２と同じ処理を行う。

【００８５】［ステップ３０４］図９で説明した振動波
モータの初期起動周波数ｆｍもしくは、幾分高めとなる
周波数を設定する為に、レンズマイコン１のＰ０７〜Ｐ
００に所定値を設定する。なお、温度や負荷により振動
波モータに印加するべき最適周波数は変動するので、初
回起動時は設定可能な最も高い周波数に設定し、次回以
降は実際に振動波モータが駆動できた周波数を設定する
のが好ましい。

【００８６】［ステップ３０５］ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０が現在オンモードであればステップ３０８に分岐
し、オフモードであればステップ３０６に分岐する。

【００８７】［ステップ３０６］レンズマイコン１のＣ
ＮＴＬ端子をＬにセットし、ＤＣ／ＤＣコンバータを起
動する。

【００８８】［ステップ３０７］ＤＣ／ＤＣコンバータ
は動作開始してから所定の電圧を発生するまで遅れがあ
るので、起動完了するまで所定待ち時間をいれる。な
お、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧ＨＶをモニターし
て、所定の電圧になるまで待ち時間をいれる事でも可能
である。

【００８９】［ステップ３０８］レンズマイコン１の内
部ポートＰ１５をＨに設定し振動波モータの駆動を開始
する。

【００９０】［ステップ３０９］位相検出器２１０より
検出されたＡ相−Ｓ相間の位相差信号Ｐ２３〜Ｐ２０を
読み込み、位相差が振動波モータの共振周波数近傍を示
していれば、図９で説明した様に振動波モータが急停止
する危険性があるので、駆動周波数を上げる為にステッ
プ３１３に分岐し、共振周波数より高い状態であればス
テップ３１０に分岐する。

【００９１】［ステップ３１０］現在の駆動残量によ
り、振動波モータの駆動目標速度を算出する。本実施例
ではレンズマイコン１内の不図示のＲＯＭにテーブルと
して持っているが、最適速度を演算して求めてもよい。

【００９２】［ステップ３１１］ステップ３１０で求め
た目標速度と、インタラプタ２より検出されるパルスの
間隔に基ずく現在の振動波モータの速度を比較し、目標
速度よりも早ければ減速する為にステップ３１３に分岐
し、遅ければ加速する為にステップ３１２に分岐し、目
標速度を達成しているもしくは、目標速度近傍の所定幅
にあれば、現在の状態を維持し、メインルーチンに戻
る。

【００９３】［ステップ３１１］駆動周波数を所定値下
げてメインルーチンに戻る。

【００９４】［ステップ３１３］駆動周波数を所定値上
げてメインルーチンに戻る。

【００９５】［ステップ３２０］ステップ３００より分
岐してきて、停止タイマモードがｄｉｓａｂｌｅであれ
ばメインルーチンに戻り、ｅｎａｂｌｅであればステッ
プ３２１に分岐する。

【００９６】［ステップ３２１］駆動停止タイマ起動中
の場合すなわち振動波モータが定在波モードで駆動待機
中の場合は、ステップ３２２に分岐し、停止中の場合定
在波モードを設定する為にはステップ３２９に分岐す
る。

【００９７】［ステップ３２２］駆動停止タイマがカウ
ントアップしている、すなわち駆動終了後の定在波駆動
モードを終了する場合は、ステップ３２３に分岐し、カ
ウントアップしていない、すなわち定在波待機モードが
所定時間以内であれば、定在波待機モードを持続し、メ
インルーチンに戻る。

【００９８】［ステップ３２３］駆動停止タイマを停止
する。

【００９９】［ステップ３２４］レンズマイコン１内の
ポートＰ１５をＬに設定し、振動波モータの定在波駆動
を停止する。

【０１００】［ステップ３２５］他のモータすなわちズ
ームモータが駆動中であればステップ３２７に分岐す
る。

【０１０１】［ステップ３２６］他のモータが駆動して
いない場合はＤＣ／ＤＣコンバータをオフする。

【０１０２】［ステップ３２７］駆動停止タイマモード
をｄｉｓａｂｌｅに設定し、メインルーチンに戻る。

【０１０３】［ステップ３２９］ステップ３２１にて駆
動停止タイマが停止中の場合は定在波待機モードに設定
する為に駆動停止タイマを起動する。

【０１０４】［ステップ３３０］÷３２分周器２０３の
出力とマルチプレクサー２０６の出力信号が同相になる
すなわち定在波駆動モードになる様にレンズマイコン１
のＰ１０〜Ｐ１３に所定値を設定してメインルーチンに
戻る。

【０１０５】なおズーム駆動制御に関しては、フォーカ
ス駆動制御と同じ方法で制御出来るので説明は省略す
る。

【０１０６】以上説明した様に、本実施例によれば、振
動波モータの駆動終了後の所定時間の間は定在波モード
を維持する事により、連続して振動波モータを起動する
場合に振動波モータの起動特性を改善できる効果を持つ
ものである。

【０１０７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、一度駆動
して停止している場合、定在波振動から進行波振動に移
行させることで応答性のよい駆動を行わせ、一方、初回
の駆動では定在波振動から進行波駆動に移行させるので
はなく、直ちに進行波振動による駆動を行わせること
で、定在波振動をさせる時間を設けることなく直ちに駆
動が開始できるようにし、さらに時間内での再起動が行
なわれないときは振動停止状態とすることで無駄な電力
消費を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の振動波モータ制御装置を装備
したレンズ鏡筒の構成を示した概略図。

【図２】図１のレンズ鏡筒に装着されたカメラ本体の構
成を示した図。

【図３】図１に示した振動波モータ駆動回路ＵＳＭＢＬ
Ｋ１，ＵＳＭＢＬＫ２及びＵＳＭＤＲＶ１，ＵＳＭＤＲ
Ｖ２の内容を示した概略図。

【図４】図３に示した分周回路２０３の構成を示した
図。

【図５】図３に示したシフトレジスタ２０５の構成を示
した図。

【図６】図３に示した電力増幅回路２０４及び２０７の
内容を示した図。

【図７】振動波モータをフォーカスレンズ及びズームレ
ンズの駆動源として使用しているカメラにおいて該振動
波モータの起動特性と該レンズの実際の移動位置との対
応を示した図。

【図８】振動波モータの振動子に取り付けられる圧電素
子の電極配置を示した図。

【図９】振動波モータの振動子に印加する駆動信号の周
波数及び位相差と該モータの回転数との関係を示す振動
波モータ駆動特性図。

【図１０】本発明の実施例の振動波モータ制御装置を装
備したカメラの制御回路の初期動作のフローチャート。

【図１１】図１０の動作に続くメインルーチンを示した
図。

【図１２】該振動波モータ（フォーカスモータ）に対す
る制御動作を示したフローチャート。

【図１３】該振動波モータの停止前後の制御動作を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１…レンズマイコン １００…カメラマイコン ２、３…インタラプタ １０、１０１…ＤＣ／ＤＣコン
バータ １２、１３…パルス板 ４、５…振動波モータ駆動回路 ６〜９…抵抗 １１…トランジスタ ２０…レンズ固定筒 ２１…変倍用振動波モータ加圧リ
ング ２２…皿バネ ２３…圧電素子 ２４…ステータ ２５…ロータ ２６…フェルト ２７…カム筒 ２８、２９…ボール ３０…ズームピン ３１…変倍光学系保持筒 ３２…加圧リング ３３…皿バネ ３４…圧電素子 ３５…ステータ ３６…ロータ ３７…フェルト ３８…フォーカス回転筒 ３９、４０…ボール ４１…フォーカスピン ４２…フォーカス光学系保持筒 ４３…フォーカスブラ
シ ４４…ズームブラシ １０２、１０３…モータドライバ １０４、１０５…モータ １０６…測距用センサ １０７…センサ制御回路 １０８…メインミラー １０９…サブミラー １１０…フォーカシングスクリー
ン １１１…コンデンサレンズ １１２…ペンタプリズム １１３…アイピース １１４…測光用光電変換素子 １１５…表示素子 １１６…プリズム １１７…シャッタ １１８…シャッタ駆動回路 １１９…レンズ電源制御用スイッチング素子 １２０…電池

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気―機械エネルギー変換素子により進
   行波振動を生じる振動子を具備している振動波モータを
   制御するための振動波モータ制御装置において、モータの初回の駆動時に際しては、前記電気―機械エネ
   ルギー変換素子を振動させていない状態から進行波振動
   を発生させ駆動を行い、その状態からの駆動を停止に際
   して定在波振動に切り替え該定在波振動を所定時間維持
   し該時間経過後前記電気―機械エネルギー変換素子を振
   動させていない状態に移行させるとともに、前記時間内
   にモータを再度駆動する時には前記定在波振動から進行
   波振動に切り替える振動切り替え手段を設けたことを特
   徴とする 振動波モータ制御装置。