JP4130970B2

JP4130970B2 - 超音波モータ駆動制御装置

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Publication number: JP4130970B2
Application number: JP2000332465A
Authority: JP
Inventors: 哲明加藤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP2002142474A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、磁気抵抗素子を利用してモータの駆動量を検出し、超音波モータの駆動を制御する超音波モータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
円環または円盤タイプ超音波モータは、位相の異なる２つの交流電圧を振動子（ステータ）に印加して振動子の表面に弾性振動の進行波を励起させることにより、振動子の表面に加圧接触させた移動子（ロータ）に進行波と逆の方向に回転する円運動を生じさせ、振動子と移動子間の摩擦力により移動子を移動させる。このような超音波モータは、回転速度が低速であるが駆動トルクが大きいため、減速用ギヤを設けずに被駆動体をモータで直接駆動できるという利点がある。
【０００３】
一方、超音波モータ駆動制御装置としては、モータの駆動量（回転数、回転角）を検出し、この検出値に基づいてモータの駆動周波数または駆動電圧レベルを制御するものが知られている。このタイプの駆動制御装置では、超音波モータの駆動量が少ないことを考慮して、回転制御精度を高める必要がある。
【０００４】
そのため、例えば磁気抵抗素子からなるＭＲセンサを使用する高分解能のエンコーダ等が必要である。この場合、位相を９０°の整数倍ずらして多数個のＭＲセンサを配置し、各ＭＲセンサの出力を信号処理することにより制御精度を高めることも可能であるが、搭載する回路等の部品数が増えてコストアップや装置の大型化を招くため、好ましくなかった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、簡易な構成で制御精度を高めることができる超音波モータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、移動子と振動子を備えた超音波モータと；所定のピッチで着磁された多極着磁層を有する磁気部材、及びこの磁気部材に対して相対的に平行移動して前記超音波モータの駆動状態に対応する電圧をアナログ信号として出力する磁気センサを有するセンサ手段と；該出力されたアナログ信号をパルス信号に変換する波形変換手段と；前記パルス信号を入力して該立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの両エッジをカウントし、該カウント値に基づいて前記超音波モータを駆動制御する制御手段と；前記パルス信号のデューティ比が５０％または可及的に５０％に近似するスレッショルド電圧に関する調整値が書き込まれるメモリと；前記超音波モータを起動させる場合には、前記メモリから前記調整値を読み込み、該読み込んだ調整値に基づいて前記波形変換手段のスレッショルド電圧を設定する設定手段と；前記超音波モータを作動させて前記パルス信号のデューティ比を算出し、前記デューティ比が５０％に満たない場合または５０％を超えている場合には、前記スレッショルド電圧を所定の増減値だけ増減する処理を繰り返し実行して、前記デューティ比が５０％または可及的に５０％に近似したときの前記スレッショルド電圧を前記調整値として前記メモリに書き込まれる調整手段とを備えたことに特徴を有している。
この構成によれば、回路部品数を増やすことなくパルス信号の分解能を高くし、制御精度の向上を可能としている。しかも、デューティ比が５０％でない場合はスレッショルド電圧を上下動させてデューティ比が５０％または５０％に最近似するスレッショルド電圧を検出し、その値を調整値としてメモリに書き込むので、使用環境が変化するなどによりデューティ比が５０％から外れても、デューティ比を簡単に５０％に調整することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明を適用した超音波モータ駆動制御装置により制御される超音波モータがカメラのズームレンズを駆動する実施形態を示すブロック図である。本装置は、超音波モータ１０の駆動を制御する制御手段としてＣＰＵ３０を備えている。ＣＰＵ３０は、制御用プログラム等を格納したＲＯＭ、制御用データを一時的に記憶するＲＡＭ、デジタル値をアナログ値に変換して出力するＤ／Ａ出力ポート「D/A out」、パルス信号を入力する入力ポート「PULSE IN」、「HI COUNTER」、「LO COUNTER」、及びカウンタ３０ａ、３０ｂ、３０ｃを備え、電源ラインＶｃｃから電力供給を受けて動作する。なお詳細は後述するが、カウンタ３０ａは、入力ポート「PULSE IN」から入力したパルス信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジを計数する。また、カウンタ３０ｂは入力ポート「HI COUNTER」から入力したパルス信号のハイパルス時間を計時するハイカウンタであり、カウンタ３０ｃは入力ポート「LO COUNTER」から入力したパルス信号のローパルス時間を計時するローカウンタである。
【０００８】
ＣＰＵ３０には、書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ３１、超音波モータ駆動回路３２が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ３１は各種データを格納するメモリ手段であって、ＣＰＵ３０は必要に応じてＥＥＰＲＯＭ３１に対してデータの読み出し／書き込みを行う。超音波モータ駆動回路３２は、ＣＰＵ３０の指令に基づいて超音波モータ１０に駆動電圧を供給する回路である。
【０００９】
超音波モータ１０は、互いに圧接する振動子（ステータ）１１と移動子（ロータ）１２を備えている。これら振動子１１と移動子１２は円環状に形成されていて、振動子１１には圧電体１１ａが周設されている。この超音波モータ１０は、超音波モータ駆動回路３２を介して圧電体１１ａに９０°位相の異なる駆動電圧が印加されると、振動子１１が振動して弾性振動の進行波が励起される結果、振動子１１に圧接する移動子１２が前記進行波の進行方向と逆向きに移動し、被駆動体を駆動する。
【００１０】
ズームレンズ２０のズーム鏡筒２１外周には磁気スケール２２が設けられている。この磁気スケール２２は、詳細は図示しないが、一定のピッチでＮ−Ｓ極に着磁されている。一方、ズームレンズ２０の固定鏡筒（不図示）には、磁気スケール２２に対向する位置に、磁束の増減に伴い抵抗値が変化するＭＲ素子（磁気抵抗素子）を複数備えたＭＲセンサ２３が固定されている。
本実施形態のＭＲセンサ２３は、磁気スケール２２の長手方向に沿って、磁気スケール２２の磁極ピッチの１／２ピッチで配置された４個のＭＲ素子２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを備えている。このＭＲセンサ２３は、ＭＲ素子２３ａ〜２３ｄが磁気スケール２２に対して所定の間隔で対向するように固定されている。これらＭＲ素子２３ａ〜２３ｄは、直列接続されたＭＲ素子２３ａ、２３ｂと、直列接続されたＭＲ素子２３ｃ、２３ｄとが並列接続されていて、ＭＲ素子２３ａ、２３ｃの接続点が電源ラインＶｃｃに接続され、ＭＲ素子２３ｂ、２３ｄの接続点がグランドに接続されている。さらに、ＭＲ素子２３ａ、２３ｂの接続点はオペアンプ３３の反転入力端子（−）に接続され、ＭＲ素子２３ｃ、２３ｄの接続点はオペアンプ３３の非反転入力端子（＋）に接続されていて、これら接続点はＭＲセンサ２３の出力端子として機能する。
【００１１】
超音波モータ１０によりズームレンズ２０が回転されると、これに伴ってＭＲセンサ２３に対する磁気スケール２２の位置が変化し、ＭＲセンサ２３に作用する磁束が変化する。この磁束変化によりＭＲ素子２３ａ〜２３ｄの抵抗値が変化し、ＭＲセンサ素子２３ａ、２３ｂの接続点電圧及びＭＲ素子２３ｃ、２３ｄの接続点電圧が変化する。つまり、超音波モータ１０が作動すると、その回転（回転量、回転角）に対応する電圧（アナログ信号）がＭＲセンサ２３から出力され、オペアンプ３３に入力する。
【００１２】
オペアンプ３３は、該出力端子と反転入力端子間に抵抗帰還がかけられていて、ＭＲセンサ２３から入力したアナログ信号を差動増幅する増幅回路として機能する。オペアンプ３３で増幅されたアナログ信号はコンパレータ３４の反転入力端子（−）に入力する。一方、コンパレータ３４の非反転入力端子には、ＣＰＵ３０のＤ／Ａ出力端子から出力されたスレッショルド電圧が入力する。このスレッショルド電圧は、ＥＥＰＲＯＭ３１に予め格納されたデータに基づく値である。
コンパレータ３４の出力端子には、電源Ｖｃｃに接続されたプルアップ抵抗３５が接続されている。コンパレータ３４は、入力されるアナログ信号電圧とスレッショルド電圧を比較し、アナログ信号電圧がスレッショルド電圧以上であれば“０”（ローレベル電圧）を出力し、アナログ信号電圧がスレッショルド電圧未満であれば“１”（ハイレベル電圧）を出力する。即ちコンパレータ３４は、オペアンプ３３から入力されたアナログ信号を、論理値“０”、“１”の２値に変化するパルス信号に変換する波形整形回路として機能する。
【００１３】
コンパレータ３４の出力信号は、ＣＰＵ３０の３つの入力ポート「PULSE IN」、「HI COUNTER」、「LO COUNTER」にそれぞれ入力される。ＣＰＵ３０は、ポート「PULSE IN」に入力されるパルス信号において、“０”から“１”への切換点と、“１”から“０”への切換点の両方を検出し、これら切換点をカウンタ３０ａにて計数したカウント値に基づき超音波モータ１０の駆動量を検出する。別言すると、ＣＰＵ３０は、入力されるパルス信号の立ち上がりエッジと立下りエッジとを検出し、検出したエッジ数に基づき超音波モータ１０の駆動量を検出する。この立ち上がりエッジと立下りエッジを両方検出することにより、本実施形態では回路部品数を増やすことなくパルス信号の分解能を高くし、検出精度の向上を可能としている。この場合、立ち上がりエッジか立下りエッジのいずれか一方だけを検出していた従来に対して、分解能は２倍となる。
ＣＰＵ３０は、検出した駆動量に基づいて超音波モータ１０の駆動（駆動周波数、駆動電圧）を制御する。そのため、上記パルス信号の分解能が高くなれば、超音波モータ１０を高精度で駆動制御できるようになる。
さらにＣＰＵ３０は、入力ポート「HI COUNTER」に入力される信号が“１”となっている時間（ハイパルス時間）をカウンタ（ハイカウンタ）３０ｂで計測するとともに、入力ポート「LO COUNTER」に入力される信号が“０”となっている時間（ローパルス時間）をカウンタ（ローカウンタ）３０ｃで計測する機能を有している。
【００１４】
ところで、ＭＲセンサ２３の出力波形は、ＭＲセンサ２３と磁気スケール２２との取り付け位置によって変化するため、取り付け位置が厳密でない場合には、図２に示すように、ＭＲセンサ２３の出力波形が不安定となる。このため、アナログ信号に基づいて生成したパルス信号のデューティ比が異なってしまう。この場合には、パルス信号の分解能を高くしても、ハイパルス間（立ち上がりエッジから立下りエッジ間）とローパルス間（立下りエッジから立ち上がりエッジ間）で超音波モータ１０の駆動量が異なるため、超音波モータ１０を正確に駆動制御することが困難になる。
【００１５】
そこで本実施形態においてＣＰＵ３０は、上述した入力ポート「LO COUNTER」および「HI COUNTER」に入力されるパルス信号に基づいて、コンパレータ３４から出力されるパルス信号のローパルス時間とハイパルス時間とをそれぞれ計測し、これら計測時間に基づいて、パルス信号のデューティ比が可及的に５０％となるように、コンパレータ３４の非反転入力端子に入力するスレッショルド電圧を調整する。
【００１６】
以下では、図３、図４に示されるフローチャートを参照し、デューティ比調整処理について詳細に説明する。この処理は、ＣＰＵ３０によって制御される処理であり、本実施形態では製造工程内で実行される。
【００１７】
この処理に入ると先ず、初期設定を行う（Ｓ１１）。この初期設定では、変数ｎに０をセットし、スレッショルド電圧値を格納するＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎの初期値ＲＥＧ₀には、Ｄ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎに設定可能な最大値ＭＡＸを１／２倍した値をセットする。また、スレッショルド電圧を調整するための増減値ΔＲＥＧｎの初期値ΔＲＥＧ₀には、増減値ΔＲＥＧｎに設定可能な最大値ＭＡＸを１／２倍した値をセットする。但し、増減値ΔＲＥＧｎの最大値ＭＡＸは２以上とし、増減値ΔＲＥＧｎに設定可能な最小値を１とし、またＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎに設定可能な最小値を０としている。
なお増減値ΔＲＥＧｎは、Ｄ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎ（スレッショルド電圧値）を変更する毎に、１／２倍されて段階的に小さくなる値であり、最小値１に達した以降は最小値１のまま変更されない。
【００１８】
初期設定を行ったら、超音波モータ駆動回路３２を介して圧電体１１ａに駆動電圧を印加し、超音波モータ１０を起動する（Ｓ１３）。超音波モータ１０が起動すると、ズームレンズ２０が回転を開始し、その回転状態に対応するアナログ信号がＭＲセンサ２３から出力される。このアナログ信号はオペアンプ３３で増幅され、コンパレータ３４でパルス信号に変換され、パルス入力端子からＣＰＵ３０に入力する。
【００１９】
パルス信号を入力したら、最初に（または回転が安定するまで数パルス待った後に）立下がりエッジを入力した時から立ち上がりエッジを入力するまでのローパルス時間をローカウンタにて測定し（Ｓ１５）、立ち上がりエッジを入力した時から立ち下がりエッジを入力するまでのハイパルス時間をハイカウンタにて測定する（Ｓ１７）。そして測定したローパルス時間とハイパルス時間に基づいてデューティ比ＤＵＴＹｎを算出し（Ｓ１９）、算出したデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％未満か否かをチェックする（Ｓ２１）。
なお、デューティ比ＤＵＴＹｎは下式により求められる。

【００２０】
以下では、先ず最初に、デューティ比が５０％未満であった場合を説明する。
デューティ比が５０％未満であったときは（Ｓ２１；Ｙ）、Ｄ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎがその最小値０以下か否かをチェックし（Ｓ２３）、最小値０以下でないときは増減値ΔＲＥＧｎがその最小値１以下か否かをチェックする（Ｓ２３；Ｎ、Ｓ２５）。Ｄ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎが最小値０以下でなく、且つ増減値ΔＲＥＧｎが１以下でなかったときは（Ｓ２５；Ｎ）、現在（ｎ番目）の増減値ΔＲＥＧｎを１／２倍して増減値ΔＲＥＧ（ｎ＋１）にセットし、増減値を変更する（Ｓ２７）。増減値を変更したら、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎから更新後の増減値ΔＲＥＧ（ｎ＋１）を減算した値をＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧ（ｎ＋１）にセットしてＤ／Ａレジスタ値を変更し、スレッショルド電圧を下げる（Ｓ２９）。そして、変数ｎに＋１加算してＳ１５へ戻り（Ｓ３１）、上記Ｓ１５〜Ｓ３１の処理を繰り返してデューティ比ＤＵＴＹｎを５０％に近づける。
【００２１】
ただし、上記Ｓ１５〜Ｓ３１の処理を繰り返し実行している間に、増減値ΔＲＥＧｎが最小値１以下になった場合には（Ｓ２５；Ｙ）、前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）が５０％より高かったか否かをチェックし（Ｓ３３）、前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）が５０％よりも高くなかった場合は、増減値ΔＲＥＧｎを更新せず、現在の増減値ΔＲＥＧｎを増減値ΔＲＥＧ（ｎ＋１）にセットして（Ｓ３３；Ｎ、Ｓ３５）、Ｓ２９へ進む。一方、前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）が５０％より高かった場合は（Ｓ３３；Ｙ）、超音波モータ駆動回路３２を介して超音波モータ１０の駆動を停止し（Ｓ５３）、５０（％）から現在のデューティ比ＤＵＴＹｎ（％）を減算した値の絶対値｜５０−ＤＵＴＹｎ｜と５０（％）から前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）を減算した値の絶対値｜５０−ＤＵＴＹ（ｎ−１）｜とを比較する（Ｓ５５）。絶対値｜５０−ＤＵＴＹｎ｜が絶対値｜５０−ＤＵＴＹ（ｎ−１）｜よりも小さい場合は（Ｓ５５；Ｙ）、現在のデューティ比ＤＵＴＹｎのほうが５０％により近いので、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎをＥＥＰＲＯＭ３１にメモリしてこの処理を抜ける（Ｓ６１）。一方、絶対値｜５０−ＤＵＴＹｎ｜が絶対値｜５０−ＤＵＴＹ（ｎ−１）｜よりも小さくない場合は（Ｓ５５；Ｎ）、前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）のほうが５０％により近いので、前回のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧ（ｎ−１）をＥＥＰＲＯＭ３１にメモリしてこの処理を抜ける（Ｓ５７）。
【００２２】
また、Ｓ１５〜３１の処理を繰り返し実行している間にＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎが最小値０以下になったときは（Ｓ２３；Ｙ）、超音波モータ１０の駆動を停止し（Ｓ５９）、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎをＥＥＰＲＯＭ３１にメモリしてこの処理から抜ける（Ｓ６１）。
【００２３】
以上はデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％未満であった場合の処理であるが、デューティ比ＤＵＴＹｎが５０％未満でなかった場合は（Ｓ２１；Ｎ）、次に、デューティ比ＤＵＴＹｎが５０％より高いか否かをチェックする（Ｓ３７）。このＳ３７のチェックでデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％以下であった場合、即ちデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％になったときは（Ｓ３７；Ｎ）、超音波モータ駆動回路３２を介して超音波モータ１０を停止し（Ｓ５９）、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎをＥＥＰＲＯＭ３１にメモリしてこの処理を抜ける（Ｓ６１）。
【００２４】
一方、デューティ比ＤＵＴＹｎが５０％より高かった場合には（Ｓ３７；Ｙ）、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎがその最大値ＭＡＸ以上か否かをチェックし（Ｓ３９）、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎが最大値ＭＡＸ以上であったときは（Ｓ３９；Ｙ）、超音波モータ１０の駆動を停止し（Ｓ５９）、現在のＤ／Ａレジスタ値をＥＥＰＲＯＭ３１にメモリしてこの処理から抜ける（Ｓ６１）。
【００２５】
現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎが最大値ＭＡＸ以上でなかったときは、現在の増減値ΔＲＥＧｎが最小値１以下か否かをチェックする（Ｓ３９；Ｎ、Ｓ４１）。現在の増減値ΔＲＥＧｎが最小値１以下でなかったときは（Ｓ４１；Ｎ）、現在の増減値ΔＲＥＧｎを１／２倍して増減値ΔＲＥＧ（ｎ＋１）にセットし（Ｓ４３）、現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎに更新後の増減値ΔＲＥＧ（ｎ＋１）を加算した値をＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧ（ｎ＋１）を設定し、スレッショルド電圧を上げる（Ｓ４５）。そしてスレッショルド電圧を上げたら、変数ｎに＋１加算してＳ１５へ戻る。
【００２６】
現在の増減値ΔＲＥＧｎが最小値１以下であったときは（Ｓ４１；Ｙ）、前回のデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％未満であったか否かをチェックし（Ｓ４９）、前回のデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％未満でなかった場合は（Ｓ４９；Ｎ）、増減値ΔＲＥＧｎを更新せず、現在の増減値ΔＲＥＧｎを増減値ΔＲＥＧ（ｎ＋１）にセットして（Ｓ５１）、Ｓ４５へ進む。前回のデューティ比ＤＵＴＹｎが５０％未満であった場合は（Ｓ４９；Ｙ）、超音波モータ１０を停止し（Ｓ５３）、現在のデューティ比ＤＵＴＹｎと前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）を比較する（Ｓ５５）。そして、現在のデューティ比ＤＵＴＹｎのほうが５０％に近い場合には現在のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧｎをＥＥＰＲＯＭ３１にメモリし（Ｓ５５；Ｙ、Ｓ６１）、前回のデューティ比ＤＵＴＹ（ｎ−１）のほうが５０％に近い場合には前回のＤ／Ａレジスタ値ＲＥＧ（ｎ−１）をＥＥＰＲＯＭ３１にメモリし（Ｓ５５；Ｎ、Ｓ５７）、この処理から抜ける。
【００２７】
以上の処理により、ＣＰＵ３０に入力するパルス信号のデューティ比を５０％に調整するスレッショルド電圧（Ｄ／Ａレジスタ値）をＥＥＰＲＯＭ３１にメモリするので、メモリしたＤ／Ａレジスタ値を超音波モータ１０の駆動制御時にＥＥＰＲＯＭ３１から読み出してコンパレータ３４の反転入力端子に出力すれば、デューティ比５０％のパルス信号を得ることができる。
【００２８】
以下では、本装置の駆動制御動作について、図５に示されるフローチャートを参照してより詳細に説明する。
超音波モータ１０を起動させるときは、先ず、スレッショルド電圧を設定する調節値をＥＥＰＲＯＭ３１から読み込み（Ｓ１０１）、読み込んだ値をＤ／Ａレジスタにセットし（Ｓ１０３）、調節値に対応する電圧をＤ／Ａ出力端子を介してコンパレータ３４の反転入力端子へ出力する（Ｓ１０５）。
次に、超音波モータ１０の駆動量を駆動パルス数に換算して算出し、算出した駆動パルス数をダウンカウンタ（不図示）にセットして（Ｓ１０７）、超音波モータ駆動回路３２を介して駆動電圧を超音波モータ１０に印加し、超音波モータ１０を起動させる（Ｓ１０９）。
超音波モータ１０が起動してズームレンズ２０が回転し始めると、該回転状態に対応するアナログ信号がＭＲセンサ２３から出力される。このＭＲセンサ２３の出力はオペアンプ３３、コンパレータ３４、プルアップ抵抗３５を介してパルス信号に変換され、ＣＰＵ３０に入力する。
ＣＰＵ３０は、パルス信号を入力する毎にダウンカウンタ値を−１ダウンカウントし（Ｓ１１１、Ｓ１１３）、ダウンカウンタの残パルス数が０に達したか否かをチェックする（Ｓ１１５）。残パルス数が０に達していないときはＳ１１１へ戻る（Ｓ１１５；Ｙ）。そして残パルス数が０に達したら（Ｓ１１５；Ｎ）、超音波モータ駆動回路３２を介して超音波モータ１０を停止し（Ｓ１１７）、Ｄ／Ａ出力端子からの出力を停止して駆動制御動作を終了する（Ｓ１１９）。
【００２９】
以上の本実施形態によれば、本装置を組み立てた状態でデューティ比を調整することができるので、組立時に磁気スケール２２とＭＲセンサ２３の取り付け位置を厳密に調整しなくても済み、組立容易となる。また、本装置を組み立てた後に磁気スケール２２とＭＲセンサ２３の取り付け位置がずれてしまった場合にも、取り付け位置を調整せずに、ＥＥＰＲＯＭ３１のＤ／Ａレジスタ値を調整するだけで済むので、容易となる。
なお本実施形態では、デューティ比の調整を組立工程内で実施しているが、初期設定の一つとして、例えば、電池が装填されたとき、装置の電源がオンしたとき、特定のスイッチ操作がされたときなどに実行する構成とすることもできる。
【００３０】
以上では、本超音波モータ駆動制御装置により制御される超音波モータがカメラのズームレンズを駆動する実施形態について説明したが、超音波モータの被駆動体としては、カメラのズームレンズに限定されず、他の光学機器にも適用可能であり、また、焦点調節レンズ等の可動レンズにも適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、超音波モータの駆動状態に対応するパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの両エッジをカウントすることにより超音波モータの駆動量を検出するので、回路部品数を増やすことなくパルス信号の分解能を高くし、検出精度の向上を可能としている。
また本発明は、上記パルス信号のデューティ比が５０％または５０％に最近似するようにパルス信号のスレッショルド電圧を調整するので、さらに駆動制御精度を向上することができる。しかも、デューティ比を５０％または５０％に最近似させるスレッショルド電圧を予め検出し、その値をメモリに格納してあるので、デューティ比の調整が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した超音波モータ駆動制御装置を示すブロック図である。
【図２】超音波モータの駆動状態に対応する信号波形を示す図である。
【図３】同駆動制御装置のデューティ比調整処理に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図４】同駆動制御装置のデューティ比調整処理に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図５】同駆動制御装置の駆動制御処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０超音波モータ
１１振動子（ステータ）
１１ａ圧電体
１２移動子（ロータ）
２０ズームレンズ
２１ズーム鏡筒
２２磁気スケール
２３ＭＲセンサ
２３ａ〜２３ｄＭＲ素子
３０ＣＰＵ
３０ａカウンタａ
３０ｂカウンタｂ（ハイカウンタ）
３０ｃカウンタｃ（ローカウンタ）
３１ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）
３２超音波モータ駆動回路
３３オペアンプ
３４コンパレータ（波形整形手段）
３５プルアップ抵抗

Claims

移動子と振動子を備えた超音波モータと；
所定のピッチで着磁された多極着磁層を有する磁気部材、及びこの磁気部材に対して相対的に平行移動して前記超音波モータの駆動状態に対応する電圧をアナログ信号として出力する磁気センサを有するセンサ手段と；
該出力されたアナログ信号をパルス信号に変換する波形変換手段と；
前記パルス信号を入力して該立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの両エッジをカウントし、該カウント値に基づいて前記超音波モータを駆動制御する制御手段と；
前記パルス信号のデューティ比が５０％または可及的に５０％に近似するスレッショルド電圧に関する調整値が書き込まれるメモリと；
前記超音波モータを起動させる場合には、前記メモリから前記調整値を読み込み、該読み込んだ調整値に基づいて前記波形変換手段のスレッショルド電圧を設定する設定手段と；
前記超音波モータを作動させて前記パルス信号のデューティ比を算出し、前記デューティ比が５０％に満たない場合または５０％を超えている場合には、前記スレッショルド電圧を所定の増減値だけ増減する処理を繰り返し実行して、前記デューティ比が５０％または可及的に５０％に近似したときの前記スレッショルド電圧を前記調整値として前記メモリに書き込む調整手段と；を備えたことを特徴とする超音波モータ駆動制御装置。
請求項１記載の超音波モータ駆動制御装置において、前記調整手段は、前記スレッショルド電圧を変更する毎に前記増減値を段階的に小さくし、該増減値が所定の最小単位に達した以降は前記増減値を該最小単位として、前記スレッショルド電圧を増減して、前記デューティ比が５０％または可及的に５０％に近似したときのスレッショルド電圧を求める超音波モータ駆動制御装置。
請求項１または２記載の超音波モータ駆動制御装置において、前記調整手段は、今回算出したデューティ比が５０％未満であって前回算出したデューティ比が５０％より高かった場合、または今回算出したデューティ比が５０％より高く前回算出したデューティ比が５０％未満であった場合には、今回のデューティ比と前回のデューティ比のうち、該デューティ比が５０％により近似するほうのスレッショルド電圧が前記調整値として前記メモリに書き込まれる超音波モータ駆動制御装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波モータ駆動制御装置において、前記調整手段は、変更後のスレッショルド電圧が設定可能な最大または最小レベルに達したときは、該スレッショルド電圧が前記調整値として前記メモリに書き込まれる超音波モータ駆動制御装置。