JP5885419B2 - Motor driving device and control method of motor driving device - Google Patents

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Description

本発明は、位置検出手段を備えたモータのモータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a motor driving device of a motor provided with position detection means and a method for controlling the motor driving device.

ステッピングモータは小型、高トルク、高寿命といった特徴を有し、開ループ制御により容易にデジタル的な位置決め動作が実現できる。このため、カメラや光ディスク装置などの情報家電、プリンタやプロジェクタ等のOA機器などに広く用いられている。   The stepping motor has features such as small size, high torque, and long life, and digital positioning operation can be easily realized by open loop control. For this reason, it is widely used in information home appliances such as cameras and optical disk devices, and office automation equipment such as printers and projectors.

しかし、モータへの負荷が多いときや高速回転を行おうとしたときに、モータが脱調してしまうという問題があった。   However, there was a problem that the motor stepped out when there was a lot of load on the motor or when high-speed rotation was attempted.

この問題を解決するためにステッピングモータにエンコーダを取り付け、ロータの位置にあわせて通電を切り替える、いわゆるブラシレスDCモータの動作を行わせることで脱調を防ぐ方法が従来から行なわれている。   In order to solve this problem, a method of preventing a step-out by attaching an encoder to a stepping motor and switching the energization in accordance with the position of the rotor, that is, a so-called brushless DC motor is conventionally performed.

このブラシレスDCモータの動作を行わせるとき、エンコーダの取り付け位置が物理的に設計値からずれるという問題がある。この設計値からのずれ量によって、同じ制御を行っても、スピード、トルクなどが異なってしまう。   When this brushless DC motor is operated, there is a problem that the attachment position of the encoder is physically deviated from the design value. Even if the same control is performed due to the deviation from the design value, the speed, torque, and the like are different.

例えば、特許文献1では、ブラシレスモータにおいてモータのロータを外部から別の動力をもって回転させ、ブラシレスモータのコイルに発生する起電力信号とエンコーダ出力信号との位相差によりエンコーダの物理的な位置ずれを検出する方法が提案されている。   For example, in Patent Document 1, in a brushless motor, the rotor of the motor is rotated from the outside with different power, and the physical position shift of the encoder is caused by the phase difference between the electromotive force signal generated in the coil of the brushless motor and the encoder output signal. A detection method has been proposed.

特開2005−12955号公報JP 2005-12955 A

しかしながら、特許文献1に開示された従来技術では、ブラシレスモータを駆動目的の機器に組み込んだあとに調整することが不可能になってしまう。外部の動力に接続するためには、モータのロータ部を露出させることが必要になるからである。   However, with the conventional technique disclosed in Patent Document 1, it becomes impossible to adjust the brushless motor after it is incorporated into a device intended for driving. This is because it is necessary to expose the rotor portion of the motor in order to connect to external power.

そこで、本発明の目的は、モータを駆動装置に組み込んだ後でも、ロータ位置検出部の位置ずれ量を特定することを可能にしたモータ駆動装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor drive device that can specify the amount of positional deviation of the rotor position detection unit even after the motor is incorporated in the drive device.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのモータ駆動装置は、ロータマグネットを備えたモータと、前記ロータマグネットの位置を検出するロータ位置検出部と、前記モータのコイルへの励磁信号を所定時間間隔で切り換えるオープンループ駆動と前記モータのコイルへの励磁信号を前記ロータ位置検出部の出力信号に基づいて切り換えるフィードバック駆動とを行う制御部と、前記モータのコイルに与える励磁信号の切り換わりタイミングと前記ロータ位置検出部の出力信号の切り換わりタイミングとの時間差を測定する時間差測定部と、前記モータにより駆動される被駆動部材と、を有し、前記被駆動部材には、カムおよび前記カムをトレースするカムフォロワによって駆動力が伝達され、前記カムには、カムリフトが略ゼロに設定される第1の領域および前記第1の領域よりも大きなカムリフトが設定される第2の領域が形成され、前記制御部が前記モータを前記オープンループ駆動することで、前記モータが前記被駆動部材を駆動し、前記カムフォロワが前記カムの前記第1の領域をトレースする際に、前記時間差測定部の出力に基づいて、前記制御部は前記ロータ位置検出部の位置ずれ量を特定し、前記制御部は前記位置ずれ量に基づいて前記モータを前記フィードバック駆動する際の遅延位相角を補正することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a motor driving apparatus according to one aspect of the present invention includes a motor including a rotor magnet, a rotor position detection unit that detects the position of the rotor magnet, and an excitation signal to a coil of the motor. A control unit that performs open-loop driving for switching the motor at predetermined time intervals and feedback driving for switching the excitation signal to the coil of the motor based on the output signal of the rotor position detection unit, and switching of the excitation signal applied to the coil of the motor A time difference measuring unit that measures a time difference between the switching timing and the switching timing of the output signal of the rotor position detecting unit, and a driven member driven by the motor, and the driven member includes a cam and Driving force is transmitted by a cam follower that traces the cam, and the cam lift is substantially zero. A first region to be set and a second region to be set with a cam lift larger than the first region are formed, and the control unit drives the motor to the open loop, so that the motor is driven When the cam follower traces the first region of the cam, the control unit identifies the amount of positional deviation of the rotor position detection unit based on the output of the time difference measurement unit , The control unit corrects a delay phase angle when the motor is feedback-driven based on the positional deviation amount.

本発明によれば、モータを駆動装置組み込んだ後でも、ロータ位置検出部の位置ずれ量を特定することを可能にするモータ駆動装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor drive device which makes it possible to specify the amount of positional deviation of a rotor position detection part even after incorporating a drive device into a motor can be provided.

本発明の実施形態に係るステッピングモータの外観図である。1 is an external view of a stepping motor according to an embodiment of the present invention. 図1のステッピングモータを、磁気センサの感磁極を通る平面で破断した断面図である。It is sectional drawing which fractured | ruptured the stepping motor of FIG. 1 in the plane which passes along the magnetic sensitive pole of a magnetic sensor. 図1のステッピングモータの駆動回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the drive circuit of the stepping motor of FIG. 本実施例における駆動用パルス発生ヨークとセンサとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the drive pulse generation yoke in a present Example, and a sensor. 本実施例におけるセンサの取り付け位置のずれ量を示す図である。It is a figure which shows the deviation | shift amount of the attachment position of the sensor in a present Example. 本実施例におけるセンサ出力、駆動パルス出力のタイミング差を説明する図である。It is a figure explaining the timing difference of the sensor output in this example, and a drive pulse output. 磁気センサ6の位置バラツキのずれ量特定の処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of processing for specifying a positional deviation amount of the magnetic sensor 6; 本実施例における駆動対象である撮像装置のレンズ鏡筒の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the lens barrel of the imaging device which is a drive object in a present Example. 本実施例におけるレンズ鏡筒の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the lens barrel in a present Example. モータに対する負荷トルクと、センサ出力駆動パルス出力との遅れ量を示す図である。It is a figure which shows the delay amount of the load torque with respect to a motor, and a sensor output drive pulse output. 本実施例の2種類の駆動パルス変化タイミングに対応するTNカーブの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the TN curve corresponding to two types of drive pulse change timings of a present Example. 負荷量特定の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a load amount specific process. レンズ鏡筒の負荷測定方法を示す図である。It is a figure which shows the load measuring method of a lens-barrel. 本実施例のフィードバック駆動の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the feedback drive of a present Example.

以下に、本発明のモータ駆動装置を実施した形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form which implemented the motor drive device of this invention is described in detail based on an accompanying drawing.

図1は、本発明におけるステッピングモータの外観斜視図である。   FIG. 1 is an external perspective view of a stepping motor according to the present invention.

なお、説明のために一部の部品を破断して示している。   For the sake of explanation, some parts are shown broken away.

図1において、ステッピングモータ1は、マグネット(ロータマグネット)2を有するロータ(出力軸)3、第1のコイル4a、第2のコイル4b、第1のヨーク5a、第2のヨーク5b、第1の磁気センサ(ロータ位置検出部)6を備える。   In FIG. 1, a stepping motor 1 includes a rotor (output shaft) 3 having a magnet (rotor magnet) 2, a first coil 4a, a second coil 4b, a first yoke 5a, a second yoke 5b, and a first coil. The magnetic sensor (rotor position detector) 6 is provided.

このうち、第1のコイル4a、第2のコイル4b、第1のヨーク5a、第2のヨーク5b、第1の磁気センサ6でステータを構成している。   Among these, the first coil 4a, the second coil 4b, the first yoke 5a, the second yoke 5b, and the first magnetic sensor 6 constitute a stator.

マグネット2は、外周がn極に多極励磁された円筒上の永久磁石である。角度位置に対し、径方向の磁力の強さが正弦波状に変化するパターンを有する。なお、本実施の形態ではn=8極に着磁されている。   The magnet 2 is a permanent magnet on a cylinder whose outer periphery is multipolar excited to n poles. It has a pattern in which the strength of the magnetic force in the radial direction changes sinusoidally with respect to the angular position. In this embodiment, n = 8 poles are magnetized.

ロータ3は、ステータに対して回転可能に支持され、マグネット2と一体に固定されている。   The rotor 3 is rotatably supported with respect to the stator, and is fixed integrally with the magnet 2.

コイル4a及びコイル4bは、導線を多数巻きつけたものであり、ロータ回転中心軸を中心として、ボビンに巻き回されている。   The coil 4a and the coil 4b are each formed by winding a large number of conductive wires, and are wound around a bobbin around the rotor rotation center axis.

ヨーク5a及びヨーク5bは、それぞれコイル4a、4bに励磁される磁極歯を複数有している。励磁される極を切り換えることで、ロータ3に与えるトルクを変化させることができる。   The yoke 5a and the yoke 5b each have a plurality of magnetic pole teeth that are excited by the coils 4a and 4b. By switching the excited pole, the torque applied to the rotor 3 can be changed.

磁気センサ6は、ホール素子など、マグネット2の磁束を検出する非接触方式の磁気検出手段である。1つのセンサの中に、第1の感磁極6a及び第2の感磁極6bを備えている。第1及び第2の感磁極6a及び6bは、マグネット2の回転に伴う磁界変化を感知する。   The magnetic sensor 6 is a non-contact type magnetic detecting means for detecting the magnetic flux of the magnet 2 such as a Hall element. One sensor includes the first sensitive magnetic pole 6a and the second sensitive magnetic pole 6b. The first and second magnetic sensitive poles 6 a and 6 b sense a magnetic field change accompanying the rotation of the magnet 2.

磁気センサ6は、2つの出力端子を持ち、それぞれの感磁極を貫く磁束密度に応じて電圧を出力する。感磁極を通り磁束密度がN極ならば正の電圧出力を、S極であれば負の電圧を出力する。なお、本実施例では、磁気センサ6の出力は2値化された出力とし、N極の場合はHigh信号を、S極の場合はLow信号を出力するものとし、これらの値を元にデジタル制御を行う。ただし、磁気センサ6がアナログ出力を行うセンサであって、磁力出力を正弦波状で行い、その信号を元にアナログ制御でモータを制御するようにしても良い。   The magnetic sensor 6 has two output terminals and outputs a voltage according to the magnetic flux density penetrating each of the magnetic sensitive poles. If the magnetic flux density passes through the magnetic pole and the magnetic pole density is N pole, a positive voltage output is output. In the present embodiment, the output of the magnetic sensor 6 is a binarized output, a high signal is output in the case of the N pole, and a low signal is output in the case of the S pole. Take control. However, the magnetic sensor 6 may be an analog output sensor that outputs a magnetic force in a sine wave form and controls the motor by analog control based on the signal.

図2は、図1のステッピングモータを、ロータ中心軸と垂直であり磁気センサの感磁極の通る平面で破断した断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the stepping motor of FIG. 1 taken along a plane perpendicular to the central axis of the rotor and passing through the magnetic pole of the magnetic sensor.

なお、図の簡素化のためにマグネット2、ロータ3、磁気センサ6のみの位置関係を示している。磁気センサ内の感磁極6a、6bは一定の距離にセンサパッケージ内で離れた距離におり、モータ内に配置されたとき一定の角度αで離れた位置に存在することになる。   For simplification of the drawing, only the positional relationship of the magnet 2, the rotor 3, and the magnetic sensor 6 is shown. The magnetically sensitive magnetic poles 6a and 6b in the magnetic sensor are at a certain distance away from each other in the sensor package, and are located at a certain angle α when placed in the motor.

図3は、モータの内部と制御部の全体構成を示すブロック図である。ステッピングモータ1内にある磁気センサ6の第1及び第2の感磁極6a及び6bからは、直下にあるマグネットの状態によって、High、Lowのセンサ矩形波が出力される。センサ矩形波は制御部7に入り、エンコーダ部701、周期カウント部702、駆動パルス制御部703にそれぞれ入る。駆動パルス制御部703は、所定時間間隔でコイルに与える励磁信号を切り換えるオープンループ駆動と、磁気センサ6の出力信号に基づいてコイルに与える励磁信号を切り換えるフィードバック駆動とを行うことができる。エンコーダ部701は、磁気センサ6a、6bの出力信号が入力されて、エンコーダ位置を駆動パルス制御部703に出力する。周期カウント部702は、磁気センサ6a、6bの出力が切り換わる周期をそれぞれカウントする。駆動パルス制御部703は、信号時刻差算出部703aと補正部703bを有する。信号時刻差算出部703aは、センサ矩形波、エンコーダ部701のエンコーダ位置、周期カウント部702の周期カウント値を用い、コイルに与える励磁信号の切り換わりタイミングと磁気センサ6の信号切り換わりタイミングとの時間差を算出する。すなわち、信号時刻差算出部703aは、時間差測定部として機能する。そして、駆動パルス制御部703は、信号時刻差算出部703aの算出値と記憶部705に記憶されている算出結果の設計値とにより、磁気センサ6の位置ずれ量を特定する。補正部703bは、特定した磁気センサ6の位置ずれ量を補正する補正値を算出する。ブリッジ回路8では、駆動パルス制御部703による励磁信号に従い、コイル4a、4bに対して励磁を行う。本実施例では、周期カウント部702から得られる周期時間を360°相当の電気位相とみなす。駆動パルス制御部703は、現状の周期時間に対して予め設定された位相差に相当する時間が経過すると、ブリッジ回路8に励磁信号を送ることでブラシレス回転動作を行う。低速な速度領域で使用する分には脱調危険性が無いので、駆動パルス制御部703は、磁気センサ6のセンサ出力を元にせず、駆動パルス制御部703からオープン制御でブリッジ回路8に駆動パルスを送って回転させる、ステッピング回転動作も行うことができる。 FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the motor and the control unit. High and low sensor rectangular waves are output from the first and second sensitive magnetic poles 6a and 6b of the magnetic sensor 6 in the stepping motor 1 depending on the state of the magnet immediately below. The sensor rectangular wave enters the control unit 7 and enters the encoder unit 701, the cycle count unit 702, and the drive pulse control unit 703, respectively. The drive pulse control unit 703 can perform open loop driving for switching excitation signals to be applied to the coils at predetermined time intervals and feedback driving to switch excitation signals to be applied to the coils based on the output signal of the magnetic sensor 6. The encoder unit 701 receives the output signals of the magnetic sensors 6 a and 6 b and outputs the encoder position to the drive pulse control unit 703. The period counting unit 702 counts the period when the outputs of the magnetic sensors 6a and 6b are switched. The drive pulse control unit 703 includes a signal time difference calculation unit 703a and a correction unit 703b. The signal time difference calculation unit 703a uses the sensor rectangular wave, the encoder position of the encoder unit 701, and the cycle count value of the cycle count unit 702 to determine the switching timing of the excitation signal applied to the coil and the signal switching timing of the magnetic sensor 6. Calculate the time difference. That is, the signal time difference calculation unit 703a functions as a time difference measurement unit. Then, the drive pulse control unit 703 specifies the positional deviation amount of the magnetic sensor 6 based on the calculated value of the signal time difference calculation unit 703a and the design value of the calculation result stored in the storage unit 705. Correcting unit 703b is that to calculate the correction value for correcting the positional deviation of the magnetic sensor 6 identified. In the bridge circuit 8, the coils 4 a and 4 b are excited in accordance with the excitation signal from the drive pulse control unit 703. In this embodiment, the period time obtained from the period count unit 702 is regarded as an electrical phase corresponding to 360 °. The drive pulse control unit 703 performs a brushless rotation operation by sending an excitation signal to the bridge circuit 8 when a time corresponding to a preset phase difference has elapsed with respect to the current cycle time. Since there is no risk of step-out when used in a low speed region, the drive pulse control unit 703 drives the bridge circuit 8 from the drive pulse control unit 703 by open control without using the sensor output of the magnetic sensor 6. A stepping rotation operation in which a pulse is sent for rotation can also be performed.

次に、図4〜図7を用いて、センサ2値化出力信号によって、どのようにステッピングモータ1を駆動させるかを説明する。   Next, how the stepping motor 1 is driven by the sensor binarized output signal will be described with reference to FIGS.

図4は、本実施例におけるステッピングモータ1内における磁気センサ6の第1及び第2の感磁極6a及び6bと第1及び第2のヨーク5a及び5bのそれぞれ一つの磁極歯の配置を示す図である。磁気センサ6の第1及び第2の感磁極6a及び6bは物理角で22.5°離れた位置に配置される。第1の感磁極6aから67.5°離れた位置に第2のヨーク5bの磁極歯が存在し、第2のヨーク5bの磁極歯から22.5°離れた位置に第1のヨーク5aの磁極歯が存在する。22.5°はセンサ出力の1波長を360°とした電気角に直すと90°に相当する。第1及び第2のヨーク5a及び5bの磁極歯は物理角で90°毎(電気角で360°毎)に4つずつ存在する。   FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of one magnetic pole tooth of each of the first and second magnetic sensitive poles 6a and 6b and the first and second yokes 5a and 5b of the magnetic sensor 6 in the stepping motor 1 in this embodiment. It is. The first and second magnetic sensitive poles 6a and 6b of the magnetic sensor 6 are disposed at positions separated by 22.5 ° in physical angle. The magnetic pole teeth of the second yoke 5b are present at a position 67.5 ° away from the first magnetic sensitive pole 6a, and the first yoke 5a is located at a position 22.5 ° away from the magnetic pole teeth of the second yoke 5b. There are magnetic pole teeth. 22.5 ° corresponds to 90 ° when converted to an electrical angle where one wavelength of the sensor output is 360 °. There are four magnetic pole teeth of the first and second yokes 5a and 5b every 90 ° in physical angle (every 360 ° in electrical angle).

図5は、本実施例におけるステッピングモータ1内における磁気センサ6の取り付け位置のずれ量について図解したものである。図5(a)における磁気センサ6の位置を設計値とする。図5中でCWと書かれた方向を本実施例でのモータ回転の正転方向とする。図5(a)の磁気センサ6の位置に対して、物理角で位置ずれ量βだけCW方向にずれた位置に磁気センサ6が配置された状態を図5(b)に示す。逆に、図5(a)の磁気センサ6の位置に対してCW方向とは逆に物理角で位置ずれ量γだけずれた位置に磁気センサ6が配置された状態を図5(c)に示す。   FIG. 5 illustrates the amount of displacement of the mounting position of the magnetic sensor 6 in the stepping motor 1 in this embodiment. The position of the magnetic sensor 6 in FIG. The direction written as CW in FIG. 5 is defined as the normal rotation direction of the motor rotation in this embodiment. FIG. 5B shows a state in which the magnetic sensor 6 is disposed at a position shifted in the CW direction by a positional shift amount β at a physical angle with respect to the position of the magnetic sensor 6 in FIG. On the other hand, FIG. 5C shows a state in which the magnetic sensor 6 is disposed at a position shifted by a physical shift angle γ with respect to the position of the magnetic sensor 6 in FIG. Show.

図6は、第1及び第2のヨーク5a及び5bにかける駆動パルスをそれぞれA相パルス、B相パルスとして表し、磁気センサの第1及び第2の感磁極6a及び6bそれぞれの出力電圧をセンサa、センサbと表して時間関係を示したものである。   FIG. 6 shows the drive pulses applied to the first and second yokes 5a and 5b as A-phase pulses and B-phase pulses, respectively, and the output voltages of the first and second magnetic poles 6a and 6b of the magnetic sensor are shown as sensors. The time relationship is shown as a and sensor b.

ステッピングモータ1をオープンループで駆動、すなわちA相パルス信号をセンサaの出力を元にせず、B相パルス信号をセンサbの出力を元にせずに回している場合を考える。この場合、その回転時の負荷に応じたロータの位置が反映されたタイミングでの出力が磁気センサ6より出力され、図6のセンサa、センサbとして検出される。センサa及びbの出力変化タイミングと、駆動パルスの出力変化タイミングの時間差t1、t2を算出することでモータの駆動状態の情報を得ることができる。   Consider a case where the stepping motor 1 is driven in an open loop, that is, the A-phase pulse signal is rotated without using the output of the sensor a and the B-phase pulse signal is rotated without using the output of the sensor b. In this case, an output at a timing at which the position of the rotor corresponding to the load at the time of rotation is reflected is output from the magnetic sensor 6 and detected as sensors a and b in FIG. By calculating the time difference t1, t2 between the output change timing of the sensors a and b and the output change timing of the drive pulse, it is possible to obtain information on the motor drive state.

また、ステッピングモータ1を磁気センサ6の出力をもとにフィードバック駆動させる、すなわちブラシレス駆動動作をさせる場合を考える。この場合、周期カウント部702が、センサa、センサbの出力の切り換わりタイミングから図6中のT1、T2で表されるセンサ周期を算出する。そして予め設定された遅延位相角度に応じて、磁気センサ6の出力タイミングから一定の遅延時間経過をもって駆動パルス信号を変化させる。   Further, consider a case where the stepping motor 1 is feedback driven based on the output of the magnetic sensor 6, that is, a brushless driving operation is performed. In this case, the cycle count unit 702 calculates sensor cycles represented by T1 and T2 in FIG. 6 from the switching timing of the outputs of the sensors a and b. Then, the drive pulse signal is changed with a certain delay time from the output timing of the magnetic sensor 6 according to a preset delay phase angle.

具体例を図6で示す。センサaの出力の切り換わりタイミングからA相駆動パルスの切り換わり時刻を設定し、センサbの出力の切り換わりタイミングからB相駆動パルスの切り換わり時刻を設定している。図6に示すように、センサaの出力の切り換わりタイミングのうち、2回目の立下りタイミングが検出される。このとき、1回目のセンサaの立下りタイミングからの時刻差を算出して周期T1を決定する。次に周期T1に対して、予め設定されている遅延位相角度に応じて時間差t1を算出する。そしてセンサaの2回目の立下りタイミングからt1の時間が経過した時刻にA相駆動パルスが立ち下がるよう設定を行う。センサbとB相駆動パルスに関しても同様の処理を行い、周期T2と、予め設定されている遅延位相角度に応じてt2の時間量を算出している。   A specific example is shown in FIG. The switching time of the A-phase driving pulse is set from the switching timing of the output of the sensor a, and the switching time of the B-phase driving pulse is set from the switching timing of the output of the sensor b. As shown in FIG. 6, the second falling timing is detected from the output switching timing of the sensor a. At this time, the period T1 is determined by calculating the time difference from the first falling timing of the sensor a. Next, for the period T1, a time difference t1 is calculated according to a preset delay phase angle. A setting is made so that the A-phase drive pulse falls at the time when the time t1 has elapsed from the second fall timing of the sensor a. The same processing is performed for the sensor b and the B-phase drive pulse, and the amount of time t2 is calculated according to the period T2 and the preset delay phase angle.

図8、図9は、本実施例においてステッピングモータ1の駆動対象となる撮像装置のレンズ鏡筒ユニットの概要を示すものである。   8 and 9 show an outline of the lens barrel unit of the image pickup apparatus that is a driving target of the stepping motor 1 in this embodiment.

図8は、本実施例における被駆動部材としてのレンズ鏡筒ユニット8の外観図である。図8(a)は、沈胴状態でありレンズ鏡筒ユニット8は収納された状態となっている。図8(b)は、鏡筒が繰り出した状態である。本実施例におけるレンズ鏡筒ユニット8は3段構成となっており、図8(b)に示す筒部材801、筒部材802、筒部材803の3段の筒で構成される。   FIG. 8 is an external view of the lens barrel unit 8 as a driven member in the present embodiment. FIG. 8A shows a retracted state in which the lens barrel unit 8 is housed. FIG. 8B shows a state where the lens barrel is extended. The lens barrel unit 8 in the present embodiment has a three-stage configuration, and includes a three-stage cylinder of a cylinder member 801, a cylinder member 802, and a cylinder member 803 shown in FIG.

図9は、レンズ鏡筒ユニット8の構造を説明する図である。図9(a)は、筒部材801の円筒面の展開図である。筒部材801の円筒面905には、カム902が形成されている。カム902には、筒部材803の円筒面に形成されるカムピン901が係合している。カムピン901はカム902をトレースするカムフォロワとして機能し、カムピン901がカム902をトレースすることで、駆動力が伝達される。図9(b)は、筒部材802の円筒面907の展開図である。筒部材802の円筒面には、カム906が形成されている。カム906には、筒部材803の円筒面に形成されるカムピン901が係合している。図9(c)は、筒部材801の円筒面905、筒部材802の円筒面907、筒部材803のカムピン901を重ねて描いたものである。   FIG. 9 is a diagram illustrating the structure of the lens barrel unit 8. FIG. 9A is a development view of the cylindrical surface of the cylindrical member 801. A cam 902 is formed on the cylindrical surface 905 of the cylindrical member 801. A cam pin 901 formed on the cylindrical surface of the cylindrical member 803 is engaged with the cam 902. The cam pin 901 functions as a cam follower that traces the cam 902, and the driving force is transmitted by the cam pin 901 tracing the cam 902. FIG. 9B is a development view of the cylindrical surface 907 of the cylindrical member 802. A cam 906 is formed on the cylindrical surface of the cylindrical member 802. A cam pin 901 formed on the cylindrical surface of the cylindrical member 803 is engaged with the cam 906. FIG. 9C illustrates the cylindrical surface 905 of the cylindrical member 801, the cylindrical surface 907 of the cylindrical member 802, and the cam pin 901 of the cylindrical member 803.

図9(c)に図示する状態でステッピングモータ1を駆動させると、ステッピングモータ1によって筒部材802が回転駆動され、筒部材802の円筒面907が矢印908の方向に駆動される。筒部材802が矢印908の方向に駆動されると、カム906の縁がカムピン901に当接して、筒部材802は筒部材803と一体となって、矢印908の方向に駆動される。筒部材801はモータによって駆動されないので、筒部材801の円筒面905は筒部材802の円筒面907に対して、静止している。したがって、ステッピングモータ1が筒部材802を回転駆動すると、筒部材803のカムピン901が筒部材801のカム902をトレースする。   When the stepping motor 1 is driven in the state illustrated in FIG. 9C, the cylindrical member 802 is rotationally driven by the stepping motor 1, and the cylindrical surface 907 of the cylindrical member 802 is driven in the direction of the arrow 908. When the cylindrical member 802 is driven in the direction of the arrow 908, the edge of the cam 906 comes into contact with the cam pin 901, and the cylindrical member 802 is integrated with the cylindrical member 803 and is driven in the direction of the arrow 908. Since the cylindrical member 801 is not driven by the motor, the cylindrical surface 905 of the cylindrical member 801 is stationary with respect to the cylindrical surface 907 of the cylindrical member 802. Therefore, when the stepping motor 1 rotates the cylindrical member 802, the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the cam 902 of the cylindrical member 801.

筒部材801のカム902には、光軸方向910のカムリフトが略ゼロに設定されるカム領域904の区間(第1の領域)と、光軸方向910のカムリフトがカム領域904の区間より大きく設定されるカム領域903の区間(第2の領域)とが形成されている。カム領域904の区間では、光軸方向910のカムリフトが略ゼロに設定されるので、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域904の区間をトレースするとき、筒部材803は光軸方向910に繰り出されない。   The cam 902 of the cylindrical member 801 has a cam region 904 section (first region) where the cam lift in the optical axis direction 910 is set to substantially zero and a cam lift in the optical axis direction 910 larger than the cam region 904 section. An area (second area) of the cam area 903 to be formed is formed. In the section of the cam region 904, the cam lift in the optical axis direction 910 is set to substantially zero. Therefore, when the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 904 of the cam 902, the cylindrical member 803 moves in the optical axis direction 910. Not drawn out.

ここからさらに、筒部材802の円筒面907が矢印908の方向に駆動されると、筒部材803のカムピン901がカム902をトレースして矢印909の方向に移動する。カム領域903の区間では、光軸方向910のカムリフトがカム領域904の区間より大きく設定されるので、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースするとき、筒部材803は光軸方向910に繰り出される。筒部材803のカムピン901がカム領域903の区間をトレースするとき、カム906はカムピン901の光軸方向910の移動をガイドする。   When the cylindrical surface 907 of the cylindrical member 802 is further driven in the direction of the arrow 908 from here, the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the cam 902 and moves in the direction of the arrow 909. In the section of the cam region 903, the cam lift in the optical axis direction 910 is set larger than the section of the cam region 904. Therefore, when the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 903 of the cam 902, the cylindrical member 803 It is drawn out in the optical axis direction 910. When the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 903, the cam 906 guides the movement of the cam pin 901 in the optical axis direction 910.

筒部材803のカムピン901がカム領域903の区間をトレースすることで、レンズ鏡筒ユニット8は図8(a)に図示する沈胴状態から図8(b)に図示する繰り出した状態となる。   When the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 903, the lens barrel unit 8 is changed from the retracted state illustrated in FIG. 8A to the extended state illustrated in FIG. 8B.

筒部材803のカムピン901がカム領域904の区間をトレースするときのステッピングモータ1の駆動負荷は、筒部材803のカムピン901がカム領域903の区間をトレースするときのステッピングモータ1の駆動負荷よりも小さくなる。
(カムピン901がカム領域904の区間をトレースするときに、センサ位置のずれ量の特定を行う)
以下、図7のフローチャートの処理の流れを参照して、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域904の区間をトレースするときに、磁気センサ6の位置のずれ量特定について説明する。
The driving load of the stepping motor 1 when the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam area 904 is larger than the driving load of the stepping motor 1 when the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam area 903. Get smaller.
(When the cam pin 901 traces the section of the cam area 904, the sensor position deviation amount is specified)
Hereinafter, with reference to the processing flow of the flowchart of FIG. 7, the description will be given of how to specify the displacement amount of the magnetic sensor 6 when the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 904 of the cam 902.

ステップS701より開始し、ステップS702の沈胴端検索にまず移行する。ステップS702ではステッピングモータ1で駆動される対象の駆動領域の一端を検出し、その端をスタート位置とする。本実施例で検出したい一端は図9に示す筒部材803のカムピン901が筒部材801のカム902の右端に位置する状態となる。   Starting from step S701, the process first proceeds to the retracted end search in step S702. In step S702, one end of the target drive region driven by the stepping motor 1 is detected, and that end is set as the start position. One end desired to be detected in this embodiment is a state where the cam pin 901 of the cylindrical member 803 shown in FIG. 9 is positioned at the right end of the cam 902 of the cylindrical member 801.

この位置を検出するための方法として、沈胴方向にステッピングモータ1を動作させ、センサ出力から停止を検知した場所を沈胴端とする方法やレンズ鏡筒内にフォトカプラなどの検出機構を持ち、沈胴端に達していることを検出できるようにする方法などがある。   As a method for detecting this position, the stepping motor 1 is operated in the retracted direction, and the position where the stop is detected from the sensor output is used as the retracted end, or a detection mechanism such as a photocoupler is provided in the lens barrel. There is a method to make it possible to detect that the end has been reached.

ステップS702で沈胴端探索を行い、レンズ鏡筒が沈胴端となることを検出したら、ステッピングモータ1を停止しステップS703に移る。   In step S702, a retracted end search is performed, and if it is detected that the lens barrel is at the retracted end, the stepping motor 1 is stopped and the process proceeds to step S703.

ステップS703においては、駆動パルス制御部703が予め決められた調整用スピードのオープンループ制御でステッピングモータ1を駆動して、図9に示すように、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域904の区間をトレースする。筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域904の区間をトレースする間に、信号時刻差算出部703aは、図6に示すセンサ出力の切り替わりタイミングから駆動パルスの切り替わりまでの時間差t1、t2を測定する。この測定はサンプル数が多い方が精度が高いため、信号時刻差算出部703aは、時間差t1、t2のサンプルは可能な限りサンプルを採り、平均値を出すものとする。カム902のカム領域904の区間では、光軸方向910のカムリフトが略ゼロに設定されるので、ステッピングモータ1の駆動負荷が小さくなる。したがって、レンズ鏡筒ユニット8の負荷がステッピングモータ1に直接かからないので、レンズ鏡筒ユニット8の負荷個体差の影響を受けなくて済む。   In step S703, the drive pulse control unit 703 drives the stepping motor 1 with open loop control at a predetermined adjustment speed, and the cam pin 901 of the cylindrical member 803 is cam region of the cam 902 as shown in FIG. Trace 904 interval. While the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 904 of the cam 902, the signal time difference calculation unit 703a calculates the time differences t1 and t2 from the sensor output switching timing shown in FIG. taking measurement. Since this measurement has a higher accuracy when the number of samples is larger, the signal time difference calculation unit 703a takes samples of the time differences t1 and t2 as much as possible and outputs an average value. In the section of the cam region 904 of the cam 902, the cam lift in the optical axis direction 910 is set to substantially zero, so that the driving load of the stepping motor 1 is reduced. Therefore, since the load of the lens barrel unit 8 is not directly applied to the stepping motor 1, it is not necessary to be affected by the individual load difference of the lens barrel unit 8.

ステップS704においては、駆動パルス制御部703が、時間差t1、t2にそれぞれ対応する設計値であるtm1、tm2と、信号時刻差算出部703aによって算出した時間差t1、t2とを比較する。すなわち、駆動パルス制御部703が、信号時刻差算出部703aによって算出した時間差t1、t2が設計値tm1、tm2からどれだけずれているかを特定する。これによって、磁気センサ6の位置ずれ量を特定することができる。そして、ステップS704では、補正部703bにて、特定した磁気センサ6の位置ずれ量を補正する補正値を算出する。ステップS705にて、補正部703bで算出した補正値を記憶部705に記憶する。   In step S704, the drive pulse controller 703 compares tm1 and tm2, which are design values corresponding to the time differences t1 and t2, respectively, with the time differences t1 and t2 calculated by the signal time difference calculator 703a. That is, the drive pulse controller 703 specifies how much the time differences t1 and t2 calculated by the signal time difference calculator 703a deviate from the design values tm1 and tm2. As a result, the amount of positional deviation of the magnetic sensor 6 can be specified. In step S704, the correction unit 703b calculates a correction value for correcting the positional deviation amount of the specified magnetic sensor 6. In step S705, the correction value calculated by the correction unit 703b is stored in the storage unit 705.

駆動パルス制御部703は、記憶部705に記憶された補正値を用いて、ステッピングモータ1をフィードバック駆動する際の遅延位相差を補正する。すなわち、駆動パルス制御部703がステッピングモータ1をフィードバック駆動する際には、磁気センサ6の位置ずれ量補正されることになる。 The drive pulse control unit 703 corrects the delay phase difference when the stepping motor 1 is feedback-driven using the correction value stored in the storage unit 705. That is, when the driving pulse controller 703 feedback drives the stepping motor 1 will Rukoto positional deviation of the magnetic sensor 6 is corrected.

ここで使用する設計値tm1、tm2は、メカ設計値から算出したものや、対象とするモータ組込み装置の多数のサンプルの平均値などから求め、記憶部705に記憶しているものである。   The design values tm1 and tm2 used here are those calculated from the mechanical design values or the average values of a large number of samples of the target motor-embedded device and stored in the storage unit 705.

図5におけるCW方向に回転させた場合が、図6のA相駆動パルス、B相駆動パルスをかけたときの動きに対応する。図5(a)の位置に磁気センサ6があるとき、図6におけるセンサa、センサb、A相駆動パルス、B相駆動パルスの位相関係を持ち、それぞれ周期がそれぞれT1、T2、センサから駆動パルスまでの遅延時間が設計値tm1、tm2であるものとする。   The case of rotating in the CW direction in FIG. 5 corresponds to the movement when the A-phase driving pulse and the B-phase driving pulse in FIG. 6 are applied. When the magnetic sensor 6 is located at the position of FIG. 5A, the phase relationship of the sensor a, the sensor b, the A-phase drive pulse, and the B-phase drive pulse in FIG. The delay time until the pulse is assumed to be the design values tm1 and tm2.

上記前提のもとで、図5(b)の位置に磁気センサ6がある場合に、図6と同じ周期の駆動パルスをかける。するとこのとき、測定されるセンサから駆動パルスまでの遅延時間は短くなることになり、以下の関係式が成立する。   Under the above premise, when the magnetic sensor 6 is located at the position of FIG. 5B, a drive pulse having the same cycle as that of FIG. 6 is applied. Then, at this time, the delay time from the measured sensor to the drive pulse is shortened, and the following relational expression is established.

360×(t1−tm1)/T1 = 4β
360×(t2−tm2)/T2 = 4β
時間差t1、t2は測定によって得る。そしてT1、T2は制御部7がステッピングモータ1に与えている駆動パルスの周期と同等の値である。よって、上記の関係式によって磁気センサ6の物理的な位置ずれ量βが求まり、この位置ずれ量βを用いることで、ロータ3とヨーク5の位置関係を回転時に正確に検知することができる。
360 × (t1− tm1 ) / T1 = 4β
360 × (t2− tm2 ) / T2 = 4β
The time differences t1 and t2 are obtained by measurement. T <b> 1 and T <b> 2 are values equivalent to the period of the driving pulse given to the stepping motor 1 by the control unit 7. Therefore, the physical positional deviation amount β of the magnetic sensor 6 is obtained from the above relational expression, and by using this positional deviation amount β, the positional relationship between the rotor 3 and the yoke 5 can be accurately detected during rotation.

図5(c)の位置に磁気センサ6がある場合も同様に以下の関係式が成立し、算出される磁気センサ6の物理的な位置ずれ量γ用いることで、ロータ3とヨーク5の位置関係を回転時に正確に検知することができる。   Similarly, when the magnetic sensor 6 is located at the position of FIG. 5C, the following relational expression is established, and the position of the rotor 3 and the yoke 5 is determined by using the calculated physical displacement amount γ of the magnetic sensor 6. The relationship can be accurately detected during rotation.

360×(t1−tm1)/T1 = −4γ
360×(t2−tm2)/T2 = −4γ
続くステップS705では、駆動パルス制御部703が、ステップS704で特定した磁気センサ6の位置ずれ量を補正する補正値を算出する。
360 × (t1- tm1) / T1 = -4γ
360 × (t2− tm2 ) / T2 = −4γ
In subsequent step S705, the drive pulse control unit 703 calculates a correction value for correcting the positional deviation amount of the magnetic sensor 6 specified in step S704.

以上の処理によって、位置エンコーダを備えたステッピングモータ内における位置エンコーダの取り付け位置のずれ量を、被駆動部を有する組み込み装置にステッピングモータを組み込んだ後でも特定することができる。   By the above processing, the displacement amount of the position encoder mounting position in the stepping motor provided with the position encoder can be specified even after the stepping motor is incorporated in the assembling apparatus having the driven part.

この取り付け位置のずれ量を用いることで、位置エンコーダを用いたフィードバック駆動をする場合の制御バラツキを押さえることができる。
(カムピン901がカム領域903の区間をトレースするときに負荷量特定を行う)
以下、図12のフローチャートの処理の流れを参照して、カムピン901がカム領域903の区間をトレースする際の負荷量特定および最適な位相遅延角度の算出について説明する。
By using this amount of displacement of the attachment position, it is possible to suppress control variations when feedback driving using a position encoder is performed.
(When the cam pin 901 traces the section of the cam area 903, the load amount is specified)
Hereinafter, with reference to the processing flow of the flowchart of FIG. 12, the load amount specification and the calculation of the optimum phase delay angle when the cam pin 901 traces the section of the cam region 903 will be described.

図12のフローチャートによる処理はステップS1201より開始され、ステップS1202に続く。ステップS1202では、上述した磁気センサ6の位置ずれ量の特定を行う。説明の簡便化のため、ステップS1202での位置ずれ量が0となる、すなわち、設計値に磁気センサ6が位置するという結果が出たものとする。   The process according to the flowchart of FIG. 12 starts from step S1201 and continues to step S1202. In step S1202, the positional deviation amount of the magnetic sensor 6 described above is specified. For simplicity of explanation, it is assumed that the amount of positional deviation in step S1202 is 0, that is, the result that the magnetic sensor 6 is positioned at the design value is obtained.

次に、ステップS1203においては、駆動パルス制御部703が予め決められた調整用スピードのオープンループ制御でステッピングモータ1を駆動させて、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースする。そして、カムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースする際に、信号時刻差算出部703aが、磁気センサ6のセンサ出力の切り換わりタイミングから駆動パルスの切り換わりタイミングまでの時間差の測定を行う。   Next, in step S1203, the drive pulse control unit 703 drives the stepping motor 1 by open loop control at a predetermined adjustment speed, and the cam pin 901 of the cylindrical member 803 moves the section of the cam region 903 of the cam 902. Trace. When the cam pin 901 traces the section of the cam region 903 of the cam 902, the signal time difference calculation unit 703a measures the time difference from the sensor output switching timing of the magnetic sensor 6 to the driving pulse switching timing. Do.

筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースするときには、ステッピングモータ1に対して負荷がかかる。図13は、ステップS1203において図5(a)に図示した磁気センサ6の位置ずれ量が0となるステッピングモータ1を負荷の軽いレンズ鏡筒ユニット8と、負荷の重いレンズ鏡筒ユニット8に組み込んだ例である。図13(a)がステッピングモータ1を負荷の軽いレンズ鏡筒ユニット8に組み込んだ場合に相当する。図13(b)がステッピングモータ1を負荷の重いレンズ鏡筒ユニット8に組み込んだ場合に相当する。ステッピングモータ1を負荷が重いレンズ鏡筒ユニット8に組み込んだ場合、ロータ3に対して大きな負荷がかかるので、ロータ3の回転位置は負荷が軽いときに比べて、駆動パルスが切り換わってからセンサ出力が切り替わるまでの時間が長くなる。図13の(a)、(b)を比較すると、図13(b)の方が、図13(a)よりも駆動パルスの切り換わりからセンサ出力の切り換わりタイミングが、時間的に遅れていることが見て取れる。   When the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 903 of the cam 902, a load is applied to the stepping motor 1. In FIG. 13, the stepping motor 1 in which the displacement amount of the magnetic sensor 6 illustrated in FIG. 5A is 0 in step S1203 is incorporated in the lightly loaded lens barrel unit 8 and the heavily loaded lens barrel unit 8. This is an example. FIG. 13A corresponds to the case where the stepping motor 1 is incorporated in the lens barrel unit 8 with a light load. FIG. 13B corresponds to the case where the stepping motor 1 is incorporated in the heavy-duty lens barrel unit 8. When the stepping motor 1 is incorporated in the lens barrel unit 8 with a heavy load, a large load is applied to the rotor 3, so that the rotational position of the rotor 3 is changed after the driving pulse is switched as compared to when the load is light. The time until the output is switched becomes longer. Comparing (a) and (b) of FIG. 13, the switching timing of the sensor output from the switching of the drive pulse is delayed in time in FIG. 13 (b) than in FIG. 13 (a). I can see that.

このロータが遅れている場合の図13(b)における、センサaからA相駆動パルスまでの遅延時間をt5、センサbからB相駆動パルスまでの遅延時間をt6とする。図中の周期、T1、T2は制御部7から出しているA相、B相駆動パルスの周期に等しくなるので、この周期情報を用いることで遅延時間t5、t6は遅延位相と同じ扱いをすることができる。   In FIG. 13B when the rotor is delayed, the delay time from the sensor a to the A-phase drive pulse is t5, and the delay time from the sensor b to the B-phase drive pulse is t6. Since the periods T1 and T2 in the figure are equal to the periods of the A-phase and B-phase drive pulses output from the control unit 7, the delay times t5 and t6 are treated the same as the delay phase by using this period information. be able to.

図13(b)に比べてロータの遅れの少ない図13(a)におけるセンサaからA相駆動パルスまでの遅延時間をt3、センサbからB相駆動パルスまでの遅延時間をt4とする。このとき、
t3>t5、 t4>t6
の関係が成り立つ。
The delay time from the sensor a to the A-phase drive pulse in FIG. 13A where the rotor delay is smaller than that in FIG. 13B is t3, and the delay time from the sensor b to the B-phase drive pulse is t4. At this time,
t3> t5, t4> t6
The relationship holds.

ステップS1203で信号時刻差算出部703aがセンサ出力の切り換わりタイミングから駆動パルスの切り換わりタイミングまでの時間差を測定した後、ステップS1204に移り、駆動パルス制御部703がレンズ鏡筒の負荷量の特定を行う。   In step S1203, after the signal time difference calculation unit 703a measures the time difference from the sensor output switching timing to the driving pulse switching timing, the process proceeds to step S1204, and the driving pulse control unit 703 specifies the load amount of the lens barrel. I do.

ステップS1204では、信号時刻差算出部703aにて測定した時間差を記憶部705に記憶される補正値を用いて補正する。これによって、信号時刻差算出部703aにて測定した時間差に含まれる磁気センサ6の位置ずれ量は補正される。そして、磁気センサ6の位置ずれ量補正された信号時刻差算出部703aの出力から得られるデータと、記憶部705制御部に記憶されている負荷量特定データとを比較して、レンズ鏡筒ユニット8の負荷量を特定する。 In step S1204, the time difference measured by the signal time difference calculation unit 703a is corrected using the correction value stored in the storage unit 705. Thereby, the positional deviation amount of the magnetic sensor 6 included in the time difference measured by the signal time difference calculation unit 703a is corrected. Then, the lens barrel is compared by comparing the data obtained from the output of the signal time difference calculation unit 703a in which the positional deviation amount of the magnetic sensor 6 is corrected with the load amount specifying data stored in the storage unit 705 control unit. The load amount of the unit 8 is specified.

図10は、予め記憶部705に記憶されている負荷量特定データである。これは、一定の速度でオープンループ駆動させたときのセンサ出力の切り換わりタイミングから駆動パルスの切り換わりタイミングまでの時間差を横軸に、ステッピングモータ1に掛かる負荷を縦軸にとったデータである。この負荷量特定データと磁気センサ6の位置ずれ量補正された信号時刻差算出部703aの出力から得られるデータを照らし合わせる。これによって、駆動パルス制御部703は、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースする際にステッピングモータ1にかかる負荷、すなわちレンズ鏡筒ユニット8の負荷量を特定できる。ここでは図13(b)で得られた時間差を1001、図13(a)で得られた時間差を1002とする。負荷特性曲線1005のデータによって、図13(b)の場合の負荷はL1、図13(a)の場合の負荷はL2と同定される。 FIG. 10 shows the load amount specifying data stored in the storage unit 705 in advance. This is data in which the horizontal axis represents the time difference from the sensor output switching timing to the driving pulse switching timing when the open loop driving is performed at a constant speed, and the vertical axis represents the load applied to the stepping motor 1. . The load amount specifying data is compared with the data obtained from the output of the signal time difference calculation unit 703a in which the positional deviation amount of the magnetic sensor 6 is corrected. Thus, the drive pulse control unit 703 can specify the load applied to the stepping motor 1 when the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 903 of the cam 902, that is, the load amount of the lens barrel unit 8. Here, the time difference obtained in FIG. 13B is 1001, and the time difference obtained in FIG. Based on the data of the load characteristic curve 1005, the load in the case of FIG. 13B is identified as L1, and the load in the case of FIG. 13A is identified as L2.

続くステップS1205においては、ステッピングモータ1をフィードバック駆動させるときの負荷に応じて適切なパルス遅延時間を計算するための遅延位相角度を算出し、記憶部705に記憶する。   In the subsequent step S1205, a delay phase angle for calculating an appropriate pulse delay time is calculated according to the load when the stepping motor 1 is feedback-driven, and stored in the storage unit 705.

ここで、フィードバック駆動時の動作の概略を図14によって予め説明する。図14における駆動では、A相駆動パルス、B相駆動パルスはそれぞれ、センサa、センサbの出力切り換わり時刻、及び周期時間を元に変化する。図14中のセンサaの2回目の立下りタイミングが検出される。このとき、1回目のセンサaの立下りタイミングからの時刻差を算出して周期T1を決定する。次に、周期T1に対して予め設定されている遅延位相角度θから、T1×(θ/360)という計算結果を遅延時間とする。そして、センサaの2回目の立ち下がりタイミングからこの遅延時間が経過したらA相駆動パルスが立ち下がるよう設定をする。センサbとB相駆動パルスに関しても同様の処理を行い、周期T2と、予め設定されている遅延位相角度θに応じて、B相パルスの切り換わりまでの遅延時間量を算出している。   Here, the outline of the operation at the time of feedback driving will be described in advance with reference to FIG. In the drive in FIG. 14, the A-phase drive pulse and the B-phase drive pulse change based on the output switching time and the cycle time of the sensor a and the sensor b, respectively. The second falling timing of the sensor a in FIG. 14 is detected. At this time, the period T1 is determined by calculating the time difference from the first falling timing of the sensor a. Next, the calculation result of T1 × (θ / 360) is set as the delay time from the delay phase angle θ set in advance for the period T1. Then, the setting is made so that the A-phase drive pulse falls when this delay time elapses from the second fall timing of the sensor a. Similar processing is performed for the sensor b and the B-phase drive pulse, and the delay time amount until switching of the B-phase pulse is calculated according to the period T2 and the preset delay phase angle θ.

磁気センサ6の出力に基づいて励磁信号を切り換えて駆動を行うフィードバック駆動においては、この遅延位相角度θに応じて、ステッピングモータ1のトルク−回転数特性(TNカーブ特性)が変化する。その概念図を図11に示す。   In feedback driving in which the excitation signal is switched based on the output of the magnetic sensor 6 for driving, the torque-rotation speed characteristic (TN curve characteristic) of the stepping motor 1 changes according to the delay phase angle θ. The conceptual diagram is shown in FIG.

図11において同じステッピングモータ1を使用しても、フィードバック駆動を行うときに遅延位相角度θをθ1、θ2に換えることで異なるTNカーブ特性を持つ。本実施例では、この遅延位相角度θ1、θ2のどちらかの値を選択して、フィードバック駆動時に使用する構成とする。このとき、図に示す目標回転数を超えた回転数で回すことを考える。レンズ鏡筒ユニット8の負荷がL2であった場合、遅延位相角度θ1、θ2ともに目標回転数を超える特性をもつこととなる。よってこの場合、遅延位相角度θ1の方が遅延位相角度θ2に比べ特性がよいので、遅延位相角度θ1を設定することになる。一方、レンズ鏡筒ユニット8の負荷がL1であった場合、遅延位相角度θ1の場合、目標回転数に達することができない。この場合、遅延位相角度θ2であれば目標回転数を超えられることから、遅延位相角度θ2を設定することになる。すなわち図13(a)の測定結果である場合は遅延位相角度θ1を設定し、図13(b)の測定結果である場合は遅延位相角度θ2を設定することに対応する。   Even if the same stepping motor 1 is used in FIG. 11, different TN curve characteristics are obtained by changing the delay phase angle θ to θ1 and θ2 when performing feedback driving. In the present embodiment, either one of the values of the delay phase angles θ1 and θ2 is selected and used in feedback driving. At this time, it is considered to rotate at a rotational speed exceeding the target rotational speed shown in the figure. When the load of the lens barrel unit 8 is L2, both the delay phase angles θ1 and θ2 have characteristics exceeding the target rotational speed. Therefore, in this case, since the delay phase angle θ1 has better characteristics than the delay phase angle θ2, the delay phase angle θ1 is set. On the other hand, when the load of the lens barrel unit 8 is L1, the target rotational speed cannot be reached in the case of the delay phase angle θ1. In this case, since the target rotational speed can be exceeded if the delay phase angle θ2, the delay phase angle θ2 is set. That is, in the case of the measurement result of FIG. 13A, the delay phase angle θ1 is set, and in the case of the measurement result of FIG. 13B, this corresponds to setting the delay phase angle θ2.

ステップS1205において、算出された遅延位相角度を記憶部705に記憶し、ステッピングモータ1をフィードバック駆動する際の最適値として使用する。   In step S1205, the calculated delay phase angle is stored in the storage unit 705 and used as an optimum value when the stepping motor 1 is feedback driven.

駆動パルス制御部703がフィードバック制御でステッピングモータ1を駆動させることで、筒部材803のカムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースする際には、ステップS1205にて、記憶部705に記憶された遅延位相角度を用いる。これによって、駆動パルス制御部703がステッピングモータ1を前記フィードバック駆動することで、カムピン901がカム902のカム領域903の区間をトレースする際には、ステッピングモータ1に対する負荷量が補正されることになる。   When the drive pulse control unit 703 drives the stepping motor 1 by feedback control, and the cam pin 901 of the cylindrical member 803 traces the section of the cam region 903 of the cam 902, it is stored in the storage unit 705 in step S1205. Using the delayed phase angle. As a result, the drive pulse control unit 703 drives the stepping motor 1 in the feedback manner, so that when the cam pin 901 traces the section of the cam region 903 of the cam 902, the load amount on the stepping motor 1 is corrected. Become.

最後に、ステップS1206において調整処理を終了する。   Finally, the adjustment process ends in step S1206.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

また、本実施例では、ステッピングモータ1の組込み駆動対象が撮像装置のレンズ鏡筒であったが、その他の組込み装置、例えば撮像装置の絞りユニットの駆動用に組み込まれる場合も同様のことができる。その場合、モータに対して負荷の軽い駆動領域は絞り羽根の重なりが少ない駆動領域、負荷の重い駆動領域は絞り羽根の重なりが多い駆動領域に対応する。   In this embodiment, the built-in driving target of the stepping motor 1 is the lens barrel of the image pickup apparatus. However, the same can be applied to the case where the stepping motor 1 is incorporated for driving an aperture unit of the image pickup apparatus, for example. . In this case, a drive region with a light load relative to the motor corresponds to a drive region with a small overlap of aperture blades, and a drive region with a heavy load corresponds to a drive region with a large overlap of aperture blades.

また本実施例では、図12のフローチャートにおけるステップS1201において磁気センサ6が設計位置に位置するとした。しかし、ここで設計値以外の場所にずれていたとしても、ステップS1201において得られた位置ずれ量を本実施例の最終結果に付け加えることで最適な制御を行うことができる。   In this embodiment, the magnetic sensor 6 is positioned at the design position in step S1201 in the flowchart of FIG. However, even if the position deviates to a place other than the design value here, the optimal control can be performed by adding the positional deviation amount obtained in step S1201 to the final result of the present embodiment.

また本実施例では、図11において目標速度以上の速度を出すように遅延位相角度θを設定したが、この駆動中に電圧値を変更することで目標速度に達するよう制御を行っても良い。   Further, in this embodiment, the delay phase angle θ is set so as to obtain a speed equal to or higher than the target speed in FIG. 11, but control may be performed to reach the target speed by changing the voltage value during this driving.

また本実施例においては、遅延位相角度を2つのうちからしか選択できないとしたが、3つ以上の遅延位相角度から選択する、または測定結果から適当な遅延位相角度を無段階で設定できるようにしてもよい。   In this embodiment, the delay phase angle can be selected from only two. However, the delay phase angle can be selected from three or more delay phase angles, or an appropriate delay phase angle can be set steplessly from the measurement result. May be.

1 ステッピングモータ
2 マグネット
3 ロータ
6 磁気センサ
7 制御部
701 エンコーダ部
702 周期カウント部
703 駆動パルス制御部
703a 信号時刻差算出部
703b 補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stepping motor 2 Magnet 3 Rotor 6 Magnetic sensor 7 Control part 701 Encoder part 702 Period count part 703 Drive pulse control part 703a Signal time difference calculation part 703b Correction part

Claims (5)

ロータマグネットを備えたモータと、
前記ロータマグネットの位置を検出するロータ位置検出部と、
前記モータのコイルへの励磁信号を所定時間間隔で切り換えるオープンループ駆動と前記モータのコイルへの励磁信号を前記ロータ位置検出部の出力信号に基づいて切り換えるフィードバック駆動とを行う制御部と、
前記モータのコイルに与える励磁信号の切り換わりタイミングと前記ロータ位置検出部の出力信号の切り換わりタイミングとの時間差を測定する時間差測定部と、
前記モータにより駆動される被駆動部材と、を有し、
前記被駆動部材には、カムおよび前記カムをトレースするカムフォロワによって駆動力が伝達され、
前記カムには、カムリフトが略ゼロに設定される第1の領域および前記第1の領域よりも大きなカムリフトが設定される第2の領域が形成され、
前記制御部が前記モータを前記オープンループ駆動することで、前記モータが前記被駆動部材を駆動し、前記カムフォロワが前記カムの前記第1の領域をトレースする際に、前記時間差測定部の出力に基づいて、前記制御部は前記ロータ位置検出部の位置ずれ量を特定し
記制御部は前記位置ずれ量に基づいて前記モータを前記フィードバック駆動する際の遅延位相角を補正することを特徴とするモータ駆動装置。
A motor with a rotor magnet;
A rotor position detector for detecting the position of the rotor magnet;
A control unit that performs open loop driving for switching an excitation signal to the motor coil at predetermined time intervals and feedback driving for switching the excitation signal to the motor coil based on an output signal of the rotor position detection unit;
A time difference measuring unit that measures a time difference between a switching timing of an excitation signal applied to the coil of the motor and a switching timing of an output signal of the rotor position detection unit;
A driven member driven by the motor,
The driven force is transmitted to the driven member by a cam and a cam follower that traces the cam.
The cam is formed with a first region in which a cam lift is set to substantially zero and a second region in which a cam lift larger than the first region is set,
When the control unit drives the motor in the open loop, the motor drives the driven member, and the cam follower traces the first region of the cam. Based on the above, the control unit specifies the amount of positional deviation of the rotor position detection unit ,
Before SL controller motor driving device and corrects the delay phase angle when the motor is the feedback driven based on the positional deviation amount.
前記ロータ位置検出部の位置ずれ量がゼロである場合における前記モータのコイルに与える励磁信号の切り換わりタイミングと前記ロータ位置検出部の出力信号の切り換わりタイミングとの時間差を記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶される時間差と前記時間差測定部によって測定される時間差とを比較することで、前記制御部は前記ロータ位置検出部の位置ずれ量を特定することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。
A storage unit for storing a time difference between a switching timing of the excitation signal applied to the motor coil and a switching timing of the output signal of the rotor position detection unit when the displacement amount of the rotor position detection unit is zero; And
The control unit identifies a displacement amount of the rotor position detection unit by comparing a time difference stored in the storage unit and a time difference measured by the time difference measurement unit. The motor drive device described.
前記制御部が前記モータを前記オープンループ駆動することで、前記モータが前記被駆動部材を駆動し、前記カムフォロワが前記カムの前記第2の領域をトレースする際に、前記時間差測定部の出力に基づいて、前記モータに対する負荷量を特定し、
前記制御部が前記モータを前記フィードバック駆動することで、前記モータが前記被駆動部材を駆動し、前記カムフォロワが前記カムの前記第2の領域をトレースする際に、前記制御部は、前記モータに対する負荷量を補正することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ駆動装置。
When the control unit drives the motor in the open loop, the motor drives the driven member, and the cam follower traces the second region of the cam. Based on the amount of load on the motor,
When the control unit drives the motor to feedback the motor, the motor drives the driven member, and the cam follower traces the second region of the cam. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the load amount is corrected.
前記被駆動部材は、撮像装置のレンズ鏡筒に含まれる筒部材であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。   4. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the driven member is a cylinder member included in a lens barrel of the imaging apparatus. 5. ロータマグネットを備えたモータと、
前記ロータマグネットの位置を検出するロータ位置検出部と、
前記モータのコイルへの励磁信号を所定時間間隔で切り換えるオープンループ駆動と前記モータのコイルへの励磁信号を前記ロータ位置検出部の出力信号に基づいて切り換えるフィードバック駆動とを行う制御部と、
前記モータのコイルに与える励磁信号の切り換わりタイミングと前記ロータ位置検出部の出力信号の切り換わりタイミングとの時間差を測定する時間差測定部と、
前記モータにより駆動される被駆動部材と、を有し、
前記被駆動部材には、カムおよび前記カムをトレースするカムフォロワによって駆動力が伝達され、
前記カムには、カムリフトが略ゼロに設定される第1の領域および前記第1の領域よりも大きなカムリフトが設定される第2の領域が形成されているモータ駆動装置の制御方法であって、
前記制御部が前記モータを前記オープンループ駆動することで、前記モータが前記被駆動部材を駆動し、前記カムフォロワが前記カムの前記第1の領域をトレースする際に、前記時間差測定部の出力に基づいて、前記制御部は前記ロータ位置検出部の位置ずれ量を特定し
記制御部は前記位置ずれ量に基づいて前記モータを前記フィードバック駆動する際の遅延位相角を補正することを特徴とするモータ駆動装置の制御方法。
A motor with a rotor magnet;
A rotor position detector for detecting the position of the rotor magnet;
A control unit that performs open loop driving for switching an excitation signal to the motor coil at predetermined time intervals and feedback driving for switching the excitation signal to the motor coil based on an output signal of the rotor position detection unit;
A time difference measuring unit that measures a time difference between a switching timing of an excitation signal applied to the coil of the motor and a switching timing of an output signal of the rotor position detection unit;
A driven member driven by the motor,
The driven force is transmitted to the driven member by a cam and a cam follower that traces the cam.
The method of controlling a motor driving device, wherein the cam is formed with a first region where a cam lift is set to substantially zero and a second region where a cam lift larger than the first region is set,
When the control unit drives the motor in the open loop, the motor drives the driven member, and the cam follower traces the first region of the cam. Based on the above, the control unit specifies the amount of positional deviation of the rotor position detection unit ,
Control method of the preceding Symbol controller motor driving device and corrects the delay phase angle when the motor is the feedback driven based on the positional deviation amount.
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