JP4764679B2

JP4764679B2 - 超音波モータ駆動制御装置、方法及びプログラム

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Publication number: JP4764679B2
Application number: JP2005246551A
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Inventors: 寛西川
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Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2011-09-07
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Also published as: JP2007060876A

Description

本発明は、超音波モータの駆動を制御するのに好適な超音波モータ駆動制御装置、方法及びプログラムに関する。

監視カメラやテレビカメラ等において、パン・チルトモータを用い、撮影方向を自在に変えることのできるものが普及してきている。

市販されているパルスモータを使用したカメラでは、最高回転速度が９０°／秒程度であり、比較的低速の回転速度となっている。

しかしながら、不審者を監視して追尾する場合や、巡回しながら複数の指定場所に素早く回転させて監視するには、７２０°／秒程度の回転速度、さらにはレスポンスの速いことが要求される。この要求を満たすモータとして、超音波モータが最適なものとして利用されている。

超音波モータを駆動する場合、図１０の速度カーブに示すように、４ターム、すなわち、駆動開始から目標回転速度まで加速する加速期間２０１、目標回転速度で回転する定速期間２０２、目標回転速度から減速する減速期間２０３、目標回転速度の１／１０程度の低速で目標回転角度まで回転する低速回転期間２０４、といった４つの期間で駆動する。

しかしながら、モータトルクのばらつきや、カメラ機構の摩擦負荷等の負荷変動により、モータが設定した加速度で駆動できず、同じモータ駆動パラメータであっても、図１０に示すような理想的な速度カーブにならない場合がある。

また、カメラのチルト動作において、カメラヘッドの重い部分が持ち上がる場合と、下がっていく（お辞儀動作をする）場合とで、負荷に差が生じ、同じモータやカメラ機構であっても、図１０に示すような理想的な速度カーブにならない場合がある。

さらに、超音波モータにおいては、放置時間によりモータトルクが変動してしまう現象があり、放置時間が長いと、図１０に示すような理想的な速度カーブにならない場合がある。

図１１は、上記のような要因により加速度が低下した場合の速度カーブの例を示す。加速期間２１１に要する時間が長くなり、定速期間２１２がその分短くなっている。加えて、減速期間２１３の加速度量が低下（ゆっくり）しており、所定の回転期間で低速回転にならない。そのため、減速期間２１３中に目標回転角度に到達してしまい、回転位置２１４で急激に停止処理を行う必要があり、急ブレーキ状態となってしまう。急ブレーキ状態とすることで、超音波モータから大きな駆動音が発生し、超音波モータの特徴である静音性が損なわれるばかりでなく、超音波モータの耐久性にも影響を与えてしまうおそれがある。

一方、図１２は、上記のような要因により加速度が増加した場合の速度カーブの例を示す。加速期間２２１に要する時間が短くなり、定速期間２２２が長くなっている。加速期間２２１と定速期間２２２との合計動作時間は短くなっており、その点は良好であるが、減速期間２２３の加速度量が増加しており、図１０と比較して急速減速することになる。そのため、低速回転期間２２４の速度に早く到達してしまい、目標回転角度までの低速回転での移動角度が増大して、目標回転角度に達するまでに要する時間が長くなってしまう。

上述したようなモータトルクのばらつきや負荷変動による不具合に対処する方法として、下記の先行例がある。例えば回転速度を求める方法として、特許文献１、２に開示されたものが知られている。特許文献１では、モータが定速制御されているときに、所定のタイミングで、所定の回数以上、モータの動作状態を監視し、監視情報に基づき、動作制御回路の制御ゲインを設定する制御方法が提案されている。また、特許文献２では、モータを回転する前に、予め設定されたパラメータに従って、駆動の理想的なプロファイルを作成し、駆動終了の際に、パラメータを評価し、変更する制御方法が提案されている。

また、上述した以外に、公知の技術として、位置サーボによる駆動方法がある。減速を開始した後、モータ回転を監視し、減速の加速度が早すぎる場合は、制御ゲインが緩やかになるよう制御し、減速の加速度が遅すぎる場合は、制御ゲインが急峻になるように変更する方法である。

特開２０００−２８７４６９号公報特開２００４−８６６１０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたものは、基本的に定速駆動中に、監視情報に基づいて制御ゲインを設定する方法であるのに対して、図１１や図１２で説明した問題は、減速処理に関する課題であり、定速処理中の制御では対策とならない。

また、特許文献２に開示されたものは、駆動終了後、パラメータを評価し変更する方法であるので、モータトルクのばらつきやカメラ機構による負荷変動に対しては効果があるが、チルト動作時の負荷変動や放置時間によるモータトルクの変動等で、減速処理が図１１や図１２で説明したようになる場合には効果がない。

また、位置サーボによる制御においては、減速期間中、常時位置を監視して、制御ゲインを頻繁に変更する必要があるため、処理速度の速いＣＰＵが必要となり、装置のコストアップとなってしまう。また、頻繁に制御ゲインを変更するために、速度変化が駆動音として発生してしまうおそれがある。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、簡単な処理により、理想的な速度カーブとなるようにモータ駆動制御を行うようにすることを目的とする。

本発明による超音波モータ駆動制御装置は、超音波モータを目標回転速度まで加速駆動させてから前記目標回転速度で定速駆動させ、定速駆動後に減速駆動させることで、前記超音波モータを目標回転角度まで駆動する超音波モータ駆動制御装置であって、前記超音波モータの前記目標回転角度から、前記超音波モータの加速駆動における駆動パラメータ、及び、減速駆動における駆動パラメータを計算する演算手段と、前記演算手段にて計算された駆動パラメータに従って、前記超音波モータを駆動する制御手段と、前記超音波モータの回転状況を検出する検出手段とを備え、前記減速駆動における駆動パラメータは減速開始位置を含み、前記検出手段は、前記超音波モータの加速駆動によって前記超音波モータが目標回転速度に達するまでの前記超音波モータの回転角度を検出し、前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記回転角度に定数を乗じた値を前記目標回転角度から減算した値に応じて、前記超音波モータの減速駆動の開始位置を修正するものであって、前記制御手段は、駆動対象物の動きによる負荷変動に基づいて、前記定数を選択することを特徴とする。
本発明による超音波モータ駆動制御方法は、超音波モータを目標回転速度まで加速駆動させてから前記目標回転速度で定速駆動させ、定速駆動後に減速駆動させることで、前記超音波モータを目標回転角度まで駆動する超音波モータ駆動制御方法であって、前記超音波モータの前記目標回転角度から、前記超音波モータの加速駆動における駆動パラメータ、及び、減速駆動における駆動パラメータを計算する演算手順と、前記超音波モータの回転状況を検出する検出手順と、前記演算手順にて計算された駆動パラメータに従って、前記超音波モータを駆動する制御手順とを有し、前記減速駆動における駆動パラメータは減速開始位置を含み、前記検出手順で、前記超音波モータの加速駆動によって前記超音波モータが目標回転速度に達するまでの前記超音波モータの回転角度を検出し、前記制御手順で、前記検出手順にて検出された前記回転角度に定数を乗じた値を前記目標回転角度から減算した値に応じて、前記超音波モータの減速駆動の開始位置を修正するものであって、前記制御手順で、駆動対象物の動きによる負荷変動に基づいて、前記定数を選択することを特徴とする。
本発明によるプログラムは、超音波モータを目標回転速度まで加速駆動させてから前記目標回転速度で定速駆動させ、定速駆動後に減速駆動させることで、前記超音波モータを目標回転角度まで駆動する超音波モータ駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記超音波モータの前記目標回転角度から、前記超音波モータの加速駆動における駆動パラメータ、及び、減速駆動における駆動パラメータを計算する演算処理と、前記超音波モータの回転状況を検出する検出処理と、前記演算処理にて計算された駆動パラメータに従って、前記超音波モータを駆動する制御処理とをコンピュータに実行させ、前記減速駆動における駆動パラメータは減速開始位置を含み、前記検出処理で、前記超音波モータの加速駆動によって前記超音波モータが目標回転速度に達するまでの前記超音波モータの回転角度を検出し、前記制御処理で、前記検出処理にて検出された前記回転角度に定数を乗じた値を前記目標回転角度から減算した値に応じて、前記超音波モータの減速駆動の開始位置を修正するものであって、前記制御処理で、駆動対象物の動きによる負荷変動に基づいて、前記定数を選択することを特徴とする。

本発明によれば、加速に関するパラメータに従った加速駆動が終了した後、減速に関するパラメータを決定するといった簡単な処理により、理想的な速度カーブとなるようにモータ駆動制御を行うことができ、特に超音波モータに適用する場合には、その高速性、静音性を損なうことがない。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、超音波モータを使用した監視カメラの構成を示すブロック図である。同図において、５１は光学系であり、レンズ、ズーム機構、露出機構等により構成される。

５２はカメラ制御部であり、映像を取得するためのＣＣＤ、ズーム、露出等を制御する回路を具備する。

５３はメインＣＰＵであり、カメラ制御部５２から受信した映像による追尾処理や、センサからの信号をトリガとした処理、巡回処理等の処理を実行する共に、モータ駆動制御のために、サブＣＰＵ５６に回転方向、目標回転角度、駆動開始命令を送信する。

５４はメモリであり、メインＣＰＵ５３での処理に使用される変数やフラグを記憶すると共に、ネットワークを介してＰＣ（パーソナルコンピュータ）やサーバ等から受信した巡回時の移動角度や、ズーム倍率等を記憶する。

５５はネットワーク制御部であり、カメラ制御部５２から受け取った映像データを圧縮してパケット化し、ネットワーク６２に出力する制御を行う。また、ネットワーク６２を介して受信したコマンドをメインＣＰＵ５３に伝達する。

５６はサブＣＰＵであり、メインＣＰＵ５３から受け取った回転方向、目標回転角度に基づいて、目標回転速度、加速時間、減速時間、減速開始位置等のモータ駆動用パラメータを計算し、モータ制御部５７に送出する制御を行う。また、駆動開始命令をメインＣＰＵ５３から受け取り、モータ制御部５７に伝達する。

５７はモータ制御部であり、サブＣＰＵ５６から受け取ったモータ駆動用パラメータに基づいて駆動信号を生成する。また、駆動信号の周波数を徐々に低周波にする制御をモータ駆動用パラメータに従い実行する。

５８はドライバ回路であり、モータ制御回路５７から受け取った駆動信号を、電流増幅、昇圧、及び波形整形して、超音波モータ５９に供給する。

５９は超音波モータであり、供給された駆動信号の周波数に応じた回転数で回転する。本実施形態において、超音波モータ５９は、光学系５１、カメラ制御部５２により構成されるカメラヘッドを水平回転するパンモータとして使用している。なお、本実施形態では、超音波モータ５９をパンモータとしてのみ使用しているが、例えば別の超音波モータをカメラヘッドを上下方向に駆動するチルトモータとして追加してもよい。

６０はエンコーダであり、超音波モータ５９の回転状況をモニタして、超音波モータ５９の回転位置信号をモータ制御部５７に供給する。

６１は電源回路であり、ロジック回路用電圧、ＣＣＤ用の電圧、超音波モータ用の電圧等を発生し、各ブロックに供給する。

図２は、図１に示したサブＣＰＵ５６及びモータ制御部５７で実行されるモータ駆動制御処理を示すステートチャートである。ステート１では、サブＣＰＵ５６がメインＣＰＵ５３から目標回転角度と駆動開始命令を受け取る。

ステート２では、ステート１で受け取った目標回転角度に基づいて、定速時の回転速度である目標回転速度、加速時の加速度、減速時の加速度、加速時間、減速時間、低速回転駆動時の回転速度等のモータ駆動用パラメータを計算する。

ステート３では、ステート２により計算したモータ駆動用パラメータのうち加速に関するパラメータ（加速用パラメータ）に従って加速処理を行う（図１０の加速期間２０１）。

ステート４では、ステート２により計算したモータ駆動用パラメータのうち減速に関するパラメータ（減速用パラメータ）の修正処理を行う。既述したように、超音波モータを駆動する際、一定のパラメータで駆動すると、図１１に示したように、減速時の加速度が緩やかになってしまい、十分減速する前に目標位置（目標回転角度）に到達してしまう場合や、図１２に示したように、減速時の加速度が急峻になってしまい、低速回転期間が長くなってしまう場合が発生する。そこで、ステート４では、図１１、１２で示した減速時の不具合の対策として、減速用パラメータを修正するものである。

ステート５では、ステート２により計算したモータ駆動用パラメータのうち定速に関するパラメータ（定速用パラメータ）に従って定速処理を行う（図１０の定速期間２０２）。

ステート６では、ステート４により修正された減速用パラメータに従って減速処理を行う（図１０の減速期間２０３）。

ステート７では、ステート２により計算したモータ駆動用パラメータのうち低速回転に関するパラメータ（低速回転用パラメータ）に従って低速処理を行う（図１０の低速回転期間２０４）。

ステート８では、低速回転後の停止処理を行う。

ここで、図５及び図６に、減速時の不具合の対策後での速度カーブを示す。図５において、破線で示す速度カーブ２０は、図１１と同様、減速期間中に、回転位置２１で停止処理を行っている。これは、減速開始位置２３が遅すぎるためである。

そこで、実線で示す速度カーブ２２のように、加速時の移動角度を参照して、減速用パラメータである減速開始位置を早くするように修正して設定する。

また、加速時の加速時間３０を参照して、減速用パラメータである減速時間を修正して設定する。

これにより、図５に示すように、減速開始位置２４から減速を開始し、低速回転期間３１が十分得られるような速度カーブ２２で超音波モータ５９を駆動することが可能となる。

図６において、破線で示す速度カーブ２５は、図１２と同様、低速回転期間２９が長く、全体の動作時間が長くなっている。これは、減速開始時間２８が早すぎるためである。

そこで、実線で示す速度カーブ２６のように、加速時の移動角度を参照して、減速用パラメータである減速開始位置を遅くするように修正して設定する。

また、加速時の加速時間３１を参照して、減速用パラメータである減速時間を修正して設定する。

これにより、図６に示すように、減速開始位置２７から減速を開始し、低速回転期間３１が長くなりすぎないような速度カーブ２６で超音波モータ５９を駆動することが可能となる。

図５、６で説明したように、図２に示したステート４において、加速用パラメータを参照して、減速用パラメータである減速開始位置及び減速時間を決定するものである。

以下、図３、４のフローチャートを参照して、サブＣＰＵ５６におけるモータ駆動制御処理を説明する。ステップＳ７１では、サブＣＰＵ５６がメインＣＰＵ５３から目標回転角度と駆動開始命令を受け取ると、受け取った目標回転角度をレジスタＰ１にセットし、移動角度カウント値を記憶するカウンタＣＮＴをクリアする。

ステップＳ７２では、受け取った目標回転角度に基づいて、定速時の回転速度である目標回転速度、加速時の加速度、減速時の加速度、加速時間、減速時間、低速回転駆動時の回転速度等のモータ駆動用パラメータを計算する。

ステップＳ７３では、タイマＭによる時間カウントを開始し、ステップＳ７４では、駆動開始して、ステップＳ７２において計算された加速用パラメータに従って加速処理を開始する。

ここで、図４に示すステップＳ７５、７６は、エンコーダ割り込みの割り込みルーチンである。エンコーダ６０が超音波モータ５９の回転を検出し、エンコーダパルスを発生すると、サブＣＰＵ５６に割り込みが発生して、ステップＳ７５、７６を実行する。すなわち、カウンタＣＮＴに１を加算して、インクリメント処理を行う（ステップＳ７５）。そして、エンコーダ信号の周期を計測して、超音波モータ５９の回転速度を計算する（ステップＳ７６）。

図３に説明を戻すと、ステップＳ７７では、加速が終了して、超音波モータ５９の回転速度が目標回転速度となったか否かを判別する。加速が終了したと判別されると、ステップＳ７８以降の処理に進む。上述したように、超音波モータ５９の回転速度は、エンコーダ割り込みルーチンでのステップＳ７６で計算される。

ステップＳ７８、７９の処理は、図２のステート４の処理である。ステップＳ７８では、減速用パラメータのひとつである減速開始位置Ｐ３の修正処理を行う。ここでは、加速時に回転した角度（移動角度）ＣＮＴに定数Ｋ１を乗じた値を目標回転角度Ｐ１から減算し、減速開始位置Ｐ３としている。なお、減速処理後に低速回転処理を行うので、低速回転処理分の移動角度を付加するため、定数Ｋ１は、負荷が変動しない場合、１．１程度に設定する。

続いて、ステップＳ７９では、減速用パラメータのひとつである減速時間Ｔ１の修正処理を行う。ここでは、加速時に計測した加速時間である、タイマＭの時間に定数Ｋ２を乗じた値を、減速時間Ｔ１としている。なお、低速回転処理の移動角度を考慮し、定数Ｋ２は、負荷が変動しない場合、０．９程度に設定する。

ステップＳ７８、７９において減速用パラメータの修正設定を行った後、ステップＳ８０では、定速処理を行う。

ステップＳ８１では、カウンタＣＮＴでカウントされる超音波モータ５９の回転量（回転位置）が、減速開始位置Ｐ３に到達したか否か判別を行う。その結果、減速開始位置Ｐ３に到達していないと判別されると、ステップＳ８０の定速処理を継続し、到達したと判別されると、ステップＳ８２に進む。

ステップＳ８２では、タイマＭを再度スタートし、ステップＳ８３では、減速処理を行う。ステップＳ８４では、タイマＭの値と、ステップＳ７９において計算した減速時間Ｔ１との比較を行い、タイマＭの値が減速時間Ｔ１と等しくなった場合、減速処理を終了して、ステップＳ８５に進む。

ステップＳ８５では、低速回転処理を行い、ステップＳ８６では、カウンタＣＮＴがカウントする超音波モータ５９の回転量（回転角度）が、目標回転角度Ｐ１に到達したか否かの判別を行う。その結果、目標回転角度Ｐ１に到達したと判別されると、ステップＳ８７に進み、停止処理を行う。

以上述べたように、加速駆動が終了した後に、加速用パラメータを参照して減速用パラメータを修正するという簡単な処理により、十分減速する前に目標位置（目標回転角度）に到達してしまったり、低速回転期間が長くなってしまったりする不具合を避け、理想的な速度カーブとなるようにモータ駆動制御を行うことができる。

なお、本実施形態では、減速用パラメータとして、減速開始位置と減速時間を変更する例を説明したが、積分ゲインや比例ゲインといったゲインパラメータを修正するようにしてもよい。

また、位置サーボ等の技術と組み合わせて、処理を進めるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ステート２にて減速用パラメータを含むモータ駆動用パラメータをいったん計算し、ステート４にて減速用パラメータを修正して決定するようにしたが、ステート４ではじめて減速用パラメータを決定するようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、図７〜９を参照して、第２の実施形態を説明する。本実施形態は、図１に示した超音波モータ５９をチルトモータとして使用した場合の例であり、加速時の移動角度だけでなく、監視カメラのチルト動作での負荷変動を検出し、減速用パラメータを修正するものである。

既述したように、監視カメラのチルト動作において、カメラヘッドの重い部分が持ち上がる場合（図９を参照）と、下がっていく（お辞儀動作をする）場合（図８を参照）とで、負荷の変動に差が生じる。

図８は、監視カメラが下がっていくチルト動作を示す図である。１３１はベースユニットであり、図２に示した電源回路６１、メインＣＰＵ５３、メモリ５４、ネットワーク制御部５５等を内蔵する。１３２は支柱であり、チルトモータとしての超音波モータ５９を内蔵する。１３３（１３４）は駆動対象物であるカメラヘッドであり、光学系５１及びカメラ制御部５２を内蔵する。

超音波モータ５９を駆動して、カメラヘッド１３３を破線で示す状態１３４まで下げる際、加速域１３５では、カメラヘッド１３３が下降する方向に駆動されるので、負荷が軽くなり加速しやすくなる。そのため、加速時の移動角度は少なく、加速時間も短くなる。

定速域１３６の後、減速域１３７では、負荷が軽いため、減速しづらくなり、したがって減速時の移動角度は長く、減速時間も長く取る必要がある。減速開始位置としては、位置１４０に示すように、早めの位置から減速を開始する必要がある。

減速時の回転位置に配慮せず、加速時の移動角度と同じ量だけ減速しようとし、位置１４２から減速開始した場合、速い速度で減速している間に、目標位置１４１まで到達してしまう。そのため、急激に停止処理を行う必要があり、駆動音が発生し、オーバーランすることになってしまう。

一方、図９は、監視カメラが持ち上がるチルト動作を示す図である。図８と同じく、１３１はベースユニット、１３２、１３３（１３４）はカメラヘッドである。

超音波モータ５９を駆動して、カメラヘッド１３４を破線で示す状態１３３まで持ち上げる際、加速域１５０では、カメラヘッドが上昇する方向に駆動されるので、負荷が大きく加速しづらくなる。そのため、加速時の移動角度は多くなり、加速時間も長くなる。

低速域１５１の後、減速域１５２では、負荷が重いため、減速しやすくなり、したがって減速時の移動角度は短く、減速時間も短く取る必要がある。減速開始位置としては、位置１５５に示すように、遅めの位置から減速を開始する必要がある。

減速時の回転位置に配慮せず、加速時の移動角度と同じ量だけ減速しようとし、位置１５５から減速開始した場合、目標位置１５６に達する手前で低速になってしまう。そのため、低速回転動作の時間が長くなり、駆動時間全体が長くなってしまう。

そこで、本実施形態では、図８、９で説明したようなチルト動作による不具合を避けるため、加速時の移動角度と減速時の回転位置に応じて、減速開始位置及び減速時間を設定するものである。

以下、図７のフローチャートを参照して、サブＣＰＵ５６におけるモータ駆動制御処理を説明する。なお、本実施形態では、図３に示したステップＳ７７〜Ｓ７９の処理に替えて、図７に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０９までの処理を行うものであり、図３に示したステップＳ７１〜Ｓ７４、及び、ステップＳ８０〜Ｓ８７についての図示及びその説明は省略する。

ステップＳ１０１では、加速が終了して、超音波モータ５９の回転速度が目標回転速度となったか否かを判別する。加速が終了したと判別されると、ステップＳ１１１以降の処理に進む。

ステップＳ１１１では、超音波モータ５９の回転位置により、負荷状態を判断する。図８に示したように、減速時の負荷が軽い場合、減速しづらくなるので、ステップＳ１０２での判断でステップＳ１０８に進む。また、図９に示したように、減速時の負荷が重い場合、減速しやすくなるので、ステップＳ１０３での判断でステップＳ１０６に進む。また、負荷が軽くもなく、重くもない場合、例えば図７においてカメラヘッド１３３が垂直位置１３８あたりで少しだけ回転する場合、ステップＳ１０３の判断でステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０８では、減速時の負荷が軽い場合の減速開始位置Ｐ３の修正処理を行う。
ここでは、加速時に回転した角度ＣＮＴに定数１．３を乗じた値を目標回転角度Ｐ１から減算し、減速開始位置Ｐ３としている。負荷が軽いので、減速を早めに開始するように定数１．３を乗じている。

続いて、ステップＳ１０９では、減速時間Ｔ１の修正処理を行う。タイマＭの時間に定数１．１を乗じた値を、減速時間Ｔ１としている。負荷が軽く、減速しづらくなることから、減速時間も長い値に設定する。

また、ステップＳ１０６では、減速時の負荷が重い場合の減速開始位置Ｐ３の修正処理を行う。加速時に回転した角度ＣＮＴに定数０．９を乗じた値を目標回転角度Ｐ１から減算し、減速開始位置Ｐ３としている。負荷が重く、減速しやすくなることから、減速時の回転角度を少なくするようにしたいので、定数０．９を乗じている。

続いて、ステップＳ１０７では、減速時間Ｔ１の修正処理を行う。タイマＭの時間に定数０．７を乗じた値を、減速時間Ｔ１としている。負荷が重く、減速しやすくなることから、減速時間も短く設定する。

また、ステップＳ１０４では、減速時の負荷が、軽くもなく、重くもない場合、いわば標準的な場合の減速開始位置Ｐ３の修正処理を行う。加速時に回転した角度ＣＮＴに定数１．１を乗じた値を目標回転角度Ｐ１から減算し、減速開始位置Ｐ３としている。これは上述した第１の実施形態におけるステップＳ７８と同じであり、標準値として定数１．１を乗じている。

続いて、ステップＳ１０５で、減速時間Ｔ１の修正処理を行う。タイマＭの時間に定数０．９を乗じた値を、減速時間Ｔ１としている。これは上述した第１の実施形態におけるステップＳ７９と同じであり、標準値として定数０．９を乗じている。

このようにステップＳ１０４、１０５、又は、ステップＳ１０６、１０７、又は、ステップＳ１０８、１０９において、減速開始位置Ｐ３，減速時間Ｔ１を計算した後、第１の実施形態で説明したように図３のステップＳ８０以降の処理を行う。

以上述べたように、加速パラメータ（加速時の移動角度、加速時間）だけでなく、チルト動作の回転位置も加味して、減速用パラメータである減速開始位置、減速時間を加速処理後に計算し、減速用パラメータの修正を可能としている。

なお、本発明の目的は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（基本システム或いはオペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

第１の実施形態の超音波モータを使用した監視カメラの構成を示すブロック図である。第１の実施形態のモータ駆動制御処理を示すステートチャートである。第１の実施形態のモータ駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。第１の実施形態のモータ駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。減速時の不具合の対策後での速度カーブの例を示す特性図である。減速時の不具合の対策後での速度カーブの例を示す特性図である。第２の実施形態のモータ駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。監視カメラが下がっていくチルト動作を示す図である。監視カメラが持ち上がるチルト動作を示す図である。理想的な速度カーブを示す特性図である。加速度が低下した場合の速度カーブの例を示す特性図である。加速度が増加した場合の速度カーブの例を示す特性図である。

符号の説明

５１光学系
５２カメラ制御部
５３メインＣＰＵ
５４メモリ
５５ネットワーク制御部
５６サブＣＰＵ
５７モータ制御部
５８ドライバ回路
５９超音波モータ
６０エンコーダ
６１電源回路

Claims

超音波モータを目標回転速度まで加速駆動させてから前記目標回転速度で定速駆動させ、定速駆動後に減速駆動させることで、前記超音波モータを目標回転角度まで駆動する超音波モータ駆動制御装置であって、
前記超音波モータの前記目標回転角度から、前記超音波モータの加速駆動における駆動パラメータ、及び、減速駆動における駆動パラメータを計算する演算手段と、
前記演算手段にて計算された駆動パラメータに従って、前記超音波モータを駆動する制御手段と、
前記超音波モータの回転状況を検出する検出手段とを備え、
前記減速駆動における駆動パラメータは減速開始位置を含み、
前記検出手段は、前記超音波モータの加速駆動によって前記超音波モータが目標回転速度に達するまでの前記超音波モータの回転角度を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記回転角度に定数を乗じた値を前記目標回転角度から減算した値に応じて、前記超音波モータの減速駆動の開始位置を修正するものであって、
前記制御手段は、駆動対象物の動きによる負荷変動に基づいて、前記定数を選択することを特徴とする超音波モータ駆動制御装置。
超音波モータを目標回転速度まで加速駆動させてから前記目標回転速度で定速駆動させ、定速駆動後に減速駆動させることで、前記超音波モータを目標回転角度まで駆動する超音波モータ駆動制御方法であって、
前記超音波モータの前記目標回転角度から、前記超音波モータの加速駆動における駆動パラメータ、及び、減速駆動における駆動パラメータを計算する演算手順と、
前記超音波モータの回転状況を検出する検出手順と、
前記演算手順にて計算された駆動パラメータに従って、前記超音波モータを駆動する制御手順とを有し、
前記減速駆動における駆動パラメータは減速開始位置を含み、
前記検出手順で、前記超音波モータの加速駆動によって前記超音波モータが目標回転速度に達するまでの前記超音波モータの回転角度を検出し、
前記制御手順で、前記検出手順にて検出された前記回転角度に定数を乗じた値を前記目標回転角度から減算した値に応じて、前記超音波モータの減速駆動の開始位置を修正するものであって、
前記制御手順で、駆動対象物の動きによる負荷変動に基づいて、前記定数を選択することを特徴とする超音波モータ駆動制御方法。
超音波モータを目標回転速度まで加速駆動させてから前記目標回転速度で定速駆動させ、定速駆動後に減速駆動させることで、前記超音波モータを目標回転角度まで駆動する超音波モータ駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記超音波モータの前記目標回転角度から、前記超音波モータの加速駆動における駆動パラメータ、及び、減速駆動における駆動パラメータを計算する演算処理と、
前記超音波モータの回転状況を検出する検出処理と、
前記演算処理にて計算された駆動パラメータに従って、前記超音波モータを駆動する制御処理とをコンピュータに実行させ、
前記減速駆動における駆動パラメータは減速開始位置を含み、
前記検出処理で、前記超音波モータの加速駆動によって前記超音波モータが目標回転速度に達するまでの前記超音波モータの回転角度を検出し、
前記制御処理で、前記検出処理にて検出された前記回転角度に定数を乗じた値を前記目標回転角度から減算した値に応じて、前記超音波モータの減速駆動の開始位置を修正するものであって、
前記制御処理で、駆動対象物の動きによる負荷変動に基づいて、前記定数を選択することを特徴とするプログラム。