(57)【要約】【課題】フィードバック駆動からオープンループ駆動に切り替えずにロータの減速停止を行うことで、より短時間かつ正確に目標位置で停止させることが可能なモータ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ駆動装置１００は、所定の時間間隔でモータ１０４ａのコイルへの通電を切り替えることでオープンループ駆動を行う第１の制御と、ロータの位置を検出するセンサの出力に応じてモータ１０４ａのコイルへの通電を切り替えることでフィードバック駆動を行う第２の制御を行う。制御部はロータを定常速度（Ｖ１参照）から減速して目標停止位置ＴＰで停止させる際、第２の制御にてロータの位置が第１の位置に到達した時に定常駆動時の進角θ１から減速時の進角θ２へ変更し、ロータの位置が第２の位置に到達した時に進角θ３へ変更する。進角θ３による駆動時の速度Ｖ２に対応するロータ速度は、オープンループ駆動の際の自起動領域内である。【選択図】  図８
2020089094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された周波数の駆動波形にしたがってモータをオープンループ制御で駆動する第１の制御と、前記モータのロータの位置を検出する検出手段による検出信号を取得して、前記モータのステータとロータとの位相関係を表す進角を決定して前記モータをフィードバック制御で駆動する第２の制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は前記第２の制御にて、前記ロータを目標停止位置で停止させる際、前記ロータが前記目標停止位置に対して予め決められた第１の位置に到達したときに、前記ロータの定常駆動の際の第１の進角よりも小さい第２の進角で減速制御を行い、さらに前記ロータが前記目標停止位置に対して予め決められた第２の位置に到達したときに第３の進角で駆動を行い、前記第３の進角による駆動時の前記ロータの速度は前記第１の制御によるモータ駆動の際の自起動領域内である
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記第２の進角をθ２と表記し、前記第３の進角をθ３と表記するとき、
前記制御手段は、θ２≦θ３の条件を満たす進角を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１の進角が設定される場合の前記ロータの回転を正回転とするとき、
前記制御手段は、前記第２の進角として逆回転の方向へ駆動力を発生させる進角を設定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記第１の進角、前記第２の進角をそれぞれθ１、θ２と表記し、前記第１の位置、前記第２の位置をそれぞれＮ１、Ｎ２と表記し、前記制御手段が進角をθ１からθ２へ変化させたときに前記ロータが停止するまでの距離をＤ１と表記するとき、
前記第１および第２の位置は、Ｎ２−Ｎ１≦Ｄ１の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記第３の進角をθ３と表記し、Ｎ２と目標停止位置との差をＤ２と表記するとき、
前記Ｄ２は、前記制御手段が進角をθ１からθ２へ変化させたのちに、Ｎ２で進角をθ３に変化させて駆動制御を行い、前記ロータの速度が前記自起動領域内に収まるまでの距離である
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記第１の進角で駆動されるときの前記ロータの速度は自起動領域外である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御手段は前記第３の進角による駆動の後、前記ロータが前記目標停止位置に到達したときに保持通電を行って停止させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ロータを減速して目標停止位置で停止させる際、前記第３の進角で駆動制御を行うとともに、前記モータへの駆動電圧を制御することにより前記ロータの速度の変動を抑制する制御を行う
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記ロータを減速して目標停止位置で停止させる際、前記第３の進角を制御することにより前記ロータの速度の変動を抑制する制御を行う
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記ロータを減速して目標停止位置で停止させる際、前記第３の進角で駆動を行い、前記自起動領域内で前記ロータの速度を一定に制御し、または、目標停止位置に向かって前記ロータを徐々に減速させる制御を行う
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータ駆動装置を備え、
前記モータによって光学部材を移動させる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
予め設定された周波数の駆動波形にしたがってモータをオープンループ制御で駆動する第１の制御工程と、
前記モータのロータの位置を検出する検出手段から検出信号を取得して、前記モータのステータとロータとの位相関係を表す進角を決定して前記モータをフィードバック制御で駆動する第２の制御工程と、を有し、
前記第２の制御工程では、前記ロータを目標停止位置で停止させる際、
前記ロータが前記目標停止位置に対して予め決められた第１の位置に到達したときに、前記ロータの定常駆動の際の第１の進角よりも小さい第２の進角で減速制御が行われ、
さらに前記ロータが前記目標停止位置に対して予め決められた第２の位置に到達したときに第３の進角で駆動が行われ、
前記第３の進角による駆動時の前記ロータの速度は前記第１の制御工程によるモータ駆動の際の自起動領域内である
ことを特徴とするモータ駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの回転検出センサを利用したフィードバック駆動による、減速停止の制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動制御方法には、同期運転後にフィードバック駆動（以下、ＦＢ駆動とも記す）を行う方法がある。起動の際に決められた駆動周波数で同期運転が行われた後、ロータの回転位相を検出するセンサの検出信号に基づいてＦＢ駆動が行われ、必要に応じて加速、定速、減速の運転が行われる。停止の際には、まずＦＢ駆動において減速制御が行われた後、同期運転モードによるオープンループ駆動（以下、ＯＬ駆動とも記す）の後に目標位置への停止制御が行われる。
【０００３】
特許文献１には、ＦＢ駆動からＯＬ駆動へ切り替える際に生じる振動を低減するモータ駆動装置が開示されている。モータ駆動装置は、モータのＯＬ駆動とＦＢ駆動をそれぞれ行う駆動手段を備え、演算手段は位置センサの出力からロータ磁石の回転周波数および角加速度を算出する。制御手段はＦＢ駆動でロータ磁石の加速、定速、減速の制御を行った後、ＦＢ駆動からＯＬ駆動に切り替えて、ロータ磁石の減速制御を更に行う。ＦＢ駆動からＯＬ駆動に切り替える際には、演算手段で算出された回転周波数および角加速度がＦＢ駆動の際の初期回転周波数および初期角加速度にそれぞれ近づくように制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９７７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、ＦＢ駆動からＯＬ駆動への移行前のＦＢ制御が複雑化して、さらにその制御を高速で行う必要がある場合、所期の制御が困難になる。ＦＢ駆動から円滑にＯＬ駆動へ切り替えることができないと、モータの脱調が発生する可能性がある。またＯＬ駆動での減速時に、自起動領域外の高速回転領域から急停止を行うと脱調を引き起こす可能性があった。
本発明の目的は、ＦＢ駆動からＯＬ駆動に切り替えずにロータの減速停止を行うことで、より短時間かつ正確に目標位置で停止させることが可能なモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態のモータ駆動装置は、予め設定された周波数の駆動波形にしたがってモータをオープンループ制御で駆動する第１の制御と、前記モータのロータの位置を検出する検出手段による検出信号を取得して、前記モータのステータとロータとの位相関係を表す進角を決定して前記モータをフィードバック制御で駆動する第２の制御を行う制御手段を有する。前記制御手段は前記第２の制御にて、前記ロータを目標停止位置で停止させる際、前記ロータが前記目標停止位置に対して予め決められた第１の位置に到達したときに、前記ロータの定常駆動の際の第１の進角よりも小さい第２の進角で減速制御を行い、さらに前記ロータが前記目標停止位置に対して予め決められた第２の位置に到達したときに第３の進角で駆動を行う。前記第３の進角による駆動時の前記ロータの速度は前記第１の制御によるモータ駆動の際の自起動領域内である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＦＢ駆動からＯＬ駆動に切り替えずにロータの減速停止を行うことで、より短時間かつ正確に目標位置で停止させることが可能なモータ駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を表す図である。
【図２】回転角度検出手段とロータ磁石とステータの構成を表す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシステム構成の概要を示すブロック図である。
【図４】ロータ磁石位相と駆動波形位相とが安定停止関係にある状態を表す図である。
【図５】ロータ磁石位相と駆動波形位相との関係（正転トルク発生時）を表す図である。
【図６】ロータ磁石位相と駆動波形位相との関係（逆転トルク発生時）を表す図である。
【図７】トルクと進角との関係を表す図である。
【図８】第１実施形態にて減速停止時のレンズホルダの移動速度と進角の関係を表す図である。
【図９】第２実施形態にて減速停止時のレンズホルダの移動速度と進角の関係を表す図である。
【図１０】第３実施形態にて減速停止時のレンズホルダの移動速度と進角の関係を表す図である。
【図１１】第４実施形態にて減速停止時のレンズホルダの移動速度と進角の関係を表す図である。
【図１２】第５実施形態にて減速停止時のレンズホルダの移動速度と進角の関係を表す図である。
【図１３】第６実施形態にて減速停止時のレンズホルダの移動速度と進角の関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係るモータ駆動装置は、例えば撮像装置や交換レンズ等の光学機器が備える光学部材を駆動するモータの駆動に適用可能である。
【００１０】
［第１実施形態］
図１から図３を参照して、本実施形態に係るモータ駆動装置１００の構成について説明する。図１はモータ駆動装置１００の要部を示す分解斜視図である。レンズホルダ１０１はフォーカスレンズ１０１ｃを保持する保持部材であり、ガイドバー１０２および１０３によって光軸方向にて摺動自在に支持されている。図１では、フォーカスレンズ１０１ｃの光軸方向をｚ軸方向と定義し、ｚ軸と、ｚ軸に直交するｘ軸およびｙ軸をそれぞれ示す。
【００１１】
対をなすガイドバー１０２および１０３は光軸方向に沿って配置されたガイド部材であり、不図示の鏡筒に組み込まれて撮像光学系の一部を構成する。レンズホルダ１０１はｚ軸方向の前後の２か所に嵌合孔部１０１ａが形成されており、嵌合孔部１０１ａにガイドバー１０２が嵌合される。またレンズホルダ１０１は切欠き形状のＵ字状溝部１０１ｂを有し、ガイドバー１０３と係合される。この構成により、レンズホルダ１０１はガイドバー１０２および１０３に案内されて移動可能であり、ガイドバー１０３により、ガイドバー１０２を中心としたレンズホルダ１０１の回転が規制され、安定した光軸方向の移動が可能である。本実施形態では、フォーカスレンズ１０１ｃを保持するレンズホルダ１０１が光軸方向に移動することで、被写体の所望の位置に焦点を合わせる焦点調節動作が行われる。
【００１２】
ステッピングモータユニット１０４は、ステッピングモータ（以下、単にモータともいう）１０４ａと、外径部にねじが形成された送りねじ１０４ｂと、送りねじ１０４ｂのねじ先端部１０４ｄを支持する支持部が形成されたフランジ部１０４ｃを有する。モータ１０４ａの駆動方向は光軸方向と一致する。
【００１３】
ナット１０５は雌ねじ１０５ａが形成された連結部材であり、雌ねじ１０５ａは送りねじ１０４ｂと噛合する。ナット１０５は、フランジ部１０４ｃがモータ１０４ａに取り付けられる際、先に送りねじ１０４ｂに噛合された状態にされ、モータユニット１０４の一部として構成される。
【００１４】
モータユニット１０４は、送りねじ１０４ｂの端部に短い円筒状のＥＮＣ（エンコード）磁石１０４ｅを備える。ＥＮＣ磁石１０４ｅは円周上に発生する磁場として、回転角度に応じて正弦波状の磁場を発生するように着磁されている。モータユニット１０４にはＥＮＣ磁石１０４ｅの磁場を検出可能な位置にホール素子パッケージ１０４ｆが配置されている。本実施形態では、後述するホール素子１０４ｆａと１０４ｆｂが使用される。ホール素子１０４ｆａと１０４ｆｂはそれぞれに配置された位置で、ＥＮＣ磁石１０４ｅの回転による磁場変化を検出して検出信号を出力する。ＥＮＣ磁石１０４ｅとホール素子パッケージ１０４ｆにより、送りねじ１０４ｂの回転角度情報を取得することができる。
【００１５】
付勢部材１０６は、ねじ１０７により、レンズホルダ１０１の取り付け部１０１ｘに固定される。付勢部材１０６には、ナット１０５を光軸方向に付勢する押圧部１０６ａと、ナット１０５を径方向（ｙ軸に平行な方向）に付勢する、径方向付勢ばね１０６ｂが一体で形成されている。レンズホルダ１０１にはナット１０５の取り付け部１０１ｆが形成されており、押圧部１０６ａによって、レンズホルダ１０１に対してナット１０５が付勢される。また送りねじ１０４ｂとナット１０５の雌ねじ１０５ａとの間に生じる嵌合ガタに関しては、径方向付勢ばね１０６ｂによってナット１０５を径方向に付勢することで嵌合ガタを抑制することができる。
【００１６】
モータ駆動装置１００では、付勢部材１０６を用いて、ナット１０５とレンズホルダ１０１とを連結しつつ、送りねじ１０４ｂとナット１０５との嵌合ガタを抑えている。この構成によりレンズホルダ１０１を光軸に沿って移動させて正確な位置決めを行うことができる。
【００１７】
図２を参照してモータ１０４ａの構成を説明する。図２（Ａ）はＥＮＣ磁石１０４ｅとホール素子１０４ｆａと１０４ｆｂとの位置関係を示す模式図である。ＥＮＣ磁石１０４ｅは１０極の磁石である。Ｎ極とＳ極の領域がそれぞれ５極であり、３６度の領域にそれぞれ着磁されている。ホール素子１０４ｆａ，１０４ｆｂはＥＮＣ磁石１０４ｅの中心位置から見た場合、中心位置から等距離に配置されている。ホール素子１０４ｆａ，１０４ｆｂがＥＮＣ磁石１０４ｅの中心に対してなす物理的な角度は１８度である。ホール素子パッケージ１０４ｆにより検出される信号位相としては、９０度の位相差となる。なお、ロータとステータとの位置関係については、図２（Ｂ）を用いて後述する。
【００１８】
図３はモータ駆動装置１００の駆動用の電気回路を含めたシステム構成を示す図である。アンプ１０８はホール素子パッケージ１０４ｆ（１０４ｆａ，１０４ｆｂ）からの微弱な信号を取得して増幅し、ＡＤ変換回路１０９へ信号を伝送する。ＡＤ変換回路１０９は入力された電圧信号のＡＤ変換を行って、変換結果であるデジタル数値信号を位置ＥＮＣ回路１１０へ出力する。位置ＥＮＣ回路１１０は入力された２つの信号のオフセット、ゲインの調整を行う。位置ＥＮＣ回路１１０は調整後に２つの信号からＴＡＮ（正接）値を生成した後で逆ＴＡＮ演算を行い、積分することで回転角度情報を生成する。生成された回転角度情報は駆動波形生成回路１１１に送られる。駆動波形生成回路１１１はモータ１０４ａのＡ相用コイル１１９とＢ相用コイル１２０に印加する駆動波形を決定する。駆動波形生成回路１１１はＣＰＵ（中央演算処理装置）１１２の指令にしたがってＯＬ駆動とＦＢ駆動とを切り替える。ＯＬ駆動では予め設定された周波数で駆動用の位相の異なる正弦波信号が出力される。またＦＢ駆動では位置ＥＮＣ回路１１０と連動させた駆動波形の信号が出力される。
【００１９】
駆動波形生成回路１１１により生成された駆動波形信号は、モータドライバ１１３に送られる。モータドライバ１１３は駆動波形信号からＡ相用コイル１１９とＢ相用コイル１２０に印加する正弦波形状の電圧を生成してモータ１０４ａへ出力する。この電圧は駆動用の通電電圧（図１０から図１３：Ｅ１参照）に対応し、正弦波形状の電圧の場合には平均電圧や最大電圧として表される。
【００２０】
このように、アンプ１０８、ＡＤ変換回路１０９、位置ＥＮＣ回路１１０、駆動波形生成回路１１１、ＣＰＵ１１２、モータドライバ１１３によりモータ駆動回路が構成される。モータ１０４ａのステータＡ＋１１４、ステータＡ−１１５はそれぞれＡ相用コイルの両端の発生する磁場を集中して放出する働きをする。ステータＢ＋１１６、ステータＢ−１１７はそれぞれＢ相用コイルの両端の発生する磁場を集中して放出する働きをする。図２（Ｂ）を参照して、具体例を説明する。
【００２１】
図２（Ｂ）は、ステータＡ＋１１４、ステータＡ−１１５、ステータＢ＋１１６、ステータＢ−１１７、ロータ磁石１１８の配置を示す。例えばＣＷ方向をモータ１０４ａの正転方向とする。ステータＡ＋１１４、ステータＡ−１１５、ステータＢ＋１１６、ステータＢ−１１７は互い物理角が１８度の位置関係にあり、合計５組配置されている。ロータ磁石１１８はステータ群の中央に位置し、Ｎ極とＳ極とがそれぞれ５極であって、合計１０極の磁極を持つ。駆動波形の正弦波が１波出力されるごとに、ロータは物理角で７２度分回転する。
【００２２】
ＣＰＵ１１２によってＦＢ駆動に切り替えられた場合、駆動波形生成回路１１１は、位置ＥＮＣ回路１１０から得られるロータ磁石１１８の回転角度情報に対して任意の位相差を与えたモータ１０４ａの駆動波形を生成する。任意の位相差については駆動条件に応じて設定され、ＣＰＵ１１２は駆動条件と照らし合わせて位相差を決定する。
【００２３】
次に図４から図６を参照して、モータ駆動装置１００の動作について説明する。図４（Ａ）は、図２（Ｂ）に示されるステータ群を展開して横方向に並べて示す模式図である。図４（Ｂ）は、ステータ群に対して周方向にどのような電圧印加が行われているかを模式的に示す図である。図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の電圧印加によってステータ群が発生させている周方向位置に対応した磁場の強さを示す図である。図４（Ｄ）は、図２（Ｂ）に示されるロータ磁石１１８の着磁位相を示す図である。図４（Ｂ）から（Ｄ）の横軸はいずれもロータの回転位置を表す。図４に示す状態にて、ステータ群が発生させている磁場のＮＳ磁極位相と、ロータ磁石１１８のＮＳ磁極位相とは、ロータ磁石１１８が安定に停止する関係にある。
【００２４】
これに対し、図５はロータ磁石１１８に正転トルクが発生した状態を示す。図５（Ａ）から（Ｄ）は、図４（Ａ）から（Ｄ）にそれぞれ対応しており、図５（Ｃ）に示すように、ロータ磁石１１８の着磁位相に対して、図４（Ｃ）と比べて９０度位相が進んだ磁場が発生している。これによって、図５（Ｄ）に示されるロータ磁石１１８には右側に引っ張られる引力、つまり正転方向の回転トルクが発生する。
【００２５】
以下では、ステータ群の発生する磁場とロータ磁石１１８の磁場との位相関係を示す位相差を進角で表現する。図４に示す安定停止状態での位相関係のときの進角値を０度とし、図５に示す位相関係のときの進角値を＋９０度とする。図６は、ロータ磁石１１８に逆転トルク、つまり正転方向とは逆方向のトルクが発生した状態を示しており、この位相関係での進角値を−９０度とする。図６（Ａ）から（Ｄ）は、図４（Ａ）から（Ｄ）にそれぞれ対応しており、図６（Ｄ）に示されるロータ磁石１１８には左側への力が発生する。
【００２６】
ＣＰＵ１１２はＦＢ駆動に切り替えた場合、任意の進角を設定することで回転トルクを発生させてモータ１０４ａの駆動制御を行うことができる。後述するように正転中に進角値を０度または負値に設定することで、より急激な減速力を発生させて短時間に減速を行うことができる。
【００２７】
図７は、進角と回転トルクとの関係を表したグラフである。横軸は進角（αと記す）を表し、縦軸は回転トルク（Ｔと記す）を表す。安定停止状態での位相関係を表す進角値である０度から、９０度に向かって回転トルクＴが正方向に増加し、ステータ群とロータ磁石１１８とが反発しあって停止する進角値である１８０度に向かって回転トルクＴが減少する。また進角値が１８０度を超えると、反転方向の回転トルク（負値のトルク）が発生する。
【００２８】
図８を参照して、モータ１０４ａの駆動によるレンズホルダ１０１の減速停止方法について説明する。横軸はロータ磁石１１８の回転位置に対応するレンズホルダ１０１の位置を表す。縦軸はレンズホルダ１０１の移動速度、および進角を表す。図８は、レンズホルダ１０１が定常速度Ｖ１から減速して目標停止位置ＴＰで停止するまでのレンズホルダ１０１の移動速度の変化と、進角の変化の例を示す。Ｎ１、Ｎ２、ＴＰはレンズホルダ１０１の位置を示す（Ｎ１＜Ｎ２＜ＴＰ）。Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は移動速度を示し（Ｖ１＞Ｖ３≧Ｖ２）、θ１、θ２、θ３は進角を示している（θ１＞θ３≧θ２）。
【００２９】
先ず定速制御では、レンズホルダ１０１が光軸に沿って定常速度Ｖ１で移動するようにモータ１０４ａが回転する。この時には、正転トルクを発生させる為の進角θ１でステータ群に対して電圧印加が行われる。進角θ１は定常駆動時の進角であり、進角θ１で駆動されるときのロータの速度は自起動領域外である。自起動領域とはステッピングモータに対して、ある周波数の駆動パルスを印加した際、脱調を起こすことなく起動および停止を行える範囲に対応する周波数領域を意味する。当該領域は、同一のモータであっても駆動電圧や負荷により異なる。
【００３０】
レンズホルダ１０１が予め決められた第１の位置Ｎ１に到達すると、定速制御から減速制御へと移行する。この場合、ＣＰＵ１１２は進角をθ１からθ２に急激に変化させることで、モータ１０４ａが減速を開始する。進角θ２は減速時の進角である。図８においてθ２の値はゼロであり、ステータ群の発生する磁場とロータ磁石１１８の磁場との位相関係は図４で表される状態となる。
【００３１】
ロータ磁石１１８に回転トルクが発生しない状態が保たれたままでレンズホルダ１０１が減速を続ける。減速時には、レンズホルダ１０１とこれに嵌合するガイドバー１０２との間の摺動負荷や、ナット１０５と送りねじ１０４ｂとの回転摺動負荷をはじめとする様々な負荷（以下、各種負荷という）により制動力が発生する。この制動力によってレンズホルダ１０１の移動速度が徐々に遅くなる。この状態が続くとレンズホルダ１０１は自然に停止してしまうが、その停止位置はその時々の負荷条件（環境温度、湿度、姿勢等）によってバラつきが発生する。このため、レンズホルダ１０１を正確な位置に停止させることは難しい。そこで本実施形態では、減速を続けるレンズホルダ１０１が予め決められた第２の位置Ｎ２に到達したときに、進角をθ２からθ３へ変化させて停止前の駆動制御が行われる。進角θ３で発生する回転トルクによりモータ１０４ａが回転し、レンズホルダ１０１は速度Ｖ２に収束して移動を続けるが、この時のモータ１０４ａの回転速度は自起動領域内である速度以下（境界速度Ｖ３参照）となるように設定されている。つまりモータ１０４ａにおいて、Ｖ２に対応する速度は図８に示すレンズホルダ１０１の移動速度Ｖ３に対応するモータ回転速度以下となるように設定される。
【００３２】
モータ１０４ａの回転速度が移動速度Ｖ３に対応する回転速度以下に設定された状態でさらにモータ駆動が続けられて、レンズホルダ１０１が目標停止位置ＴＰに到達すると保持通電が行われる。つまり、目標位置への到達時点での通電位相状態を保つための保持通電が行われて、モータ駆動が停止する。この時のモータ１０４ａの回転速度は自起動領域内であるので、急激に保持通電に移行しても脱調を起こすことはなく、正確な目標停止位置にレンズホルダ１０１を停止させることが可能となる。
【００３３】
目標停止位置ＴＰに対して予め決められた第１の位置Ｎ１と第２の位置Ｎ２との距離差については、進角をθ１からθ２に急激に変化させて停止するまでの距離をＤ１と表記するとき、Ｎ２−Ｎ１≦Ｄ１となるように設定される。これは実際にモータ１０４ａの駆動を行って実験的に決定可能である。また、予め決められた第２の位置Ｎ２と目標停止位置ＴＰとの距離差をＤ２と表記する。Ｄ２については進角をθ１からθ２に急激に変化させたのちＮ２−Ｎ１≦Ｄ１を満足する位置で進角をθ３に変化させて駆動を行い、モータ１０４ａの回転速度が自起動領域内に収まるまでの距離として実験的に決定可能である。
【００３４】
本実施形態によれば、減速停止時にフィードバック制御からオープンループ制御へ移行することなく、より短時間かつ正確に目標位置でロータを停止させることができる。
【００３５】
［第２実施形態］
図９を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。図９はレンズホルダ１０１の移動速度および進角のプロファイルを示すグラフであり、横軸および縦軸の設定については図８と同じである。本実施形態では第１実施形態との相違点を説明し、第１実施形態と同様の事項についての詳細な説明を省略する。このような説明の省略方法は後述する実施形態でも同じである。
【００３６】
本実施形態では、レンズホルダ１０１が予め決められた第１の位置Ｎ１に到達すると、進角がθ１からθ２に急激に変化する。モータ１０４ａが減速を開始する時点の進角θ２は負値に設定されている。ロータ磁石１１８は正回転を続けるが、ステータ群からはロータ磁石１１８を逆回転させる回転トルクが発生し、第１実施形態よりもさらに減速効果を高めることが可能である。
【００３７】
第１の進角θ１で駆動されるときのロータの速度は自起動領域外であり、第１の位置Ｎ１で進角がθ１（正値）からθ２（負値）へと急激に変化し、第２の位置Ｎ２で進角がθ３（正値）となる。進角θ３による駆動時の速度Ｖ２に対応するロータの速度はモータの自起動領域内である。本実施形態によれば、第１実施形態よりもさらに短時間でレンズホルダ１０１を停止させることができる。
【００３８】
［第３実施形態］
次に図１０を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図１０はモータ駆動装置１００において、レンズホルダ１０１が定常駆動時の速度Ｖ１から減速して目標停止位置ＴＰで停止するまでの状況を示すグラフであり、横軸および縦軸の設定については図８と同じである。レンズホルダ１０１の移動速度、進角、モータ駆動電圧Ｅ１を示している。
【００３９】
モータドライバ１１３の駆動電圧Ｅ１において、定常速度Ｖ１でレンズホルダ１０１が光軸に沿って移動するようにモータ１０４ａが回転する。この時、正回転トルクを発生させる進角θ１でステータ群に対して電圧印加が行われる。レンズホルダ１０１が第１の位置Ｎ１に到達すると、進角をθ１からθ２に急激に変化させることで、モータ１０４ａが減速を開始する。進角θ２の値はゼロであり、ステータ群の発生する磁場とロータ磁石１１８の磁場との位相関係は図４で表された状態となる。ロータ磁石１１８は回転トルクが発生しない状態に保たれてレンズホルダ１０１が減速を続ける。
【００４０】
レンズホルダ１０１には、各種負荷により制動力が発生し、移動速度が徐々に遅くなる。この状態が続くとレンズホルダ１０１は自然に停止してしまうが、その停止位置はその時々の負荷条件（環境温度、湿度、姿勢等）によりバラつきが発生する。レンズホルダ１０１を正確な位置に停止させるために、減速を続けるレンズホルダ１０１が第２の位置Ｎ２に到達したときに、進角をθ２からθ３へ変化させて停止前の駆動制御が行われる。
【００４１】
進角θ３で発生する回転トルクによりモータ１０４ａが回転し、レンズホルダ１０１は理想的にはＶ２（Ｐｆ１）で示される一定速度に収束して移動を続ける。この時の速度Ｖ２は、各種負荷による力と、進角θ３によりモータ１０４ａが発生する駆動力との差によって規定される。進角θ３の値が小さいので発生する回転トルクは小さく、速度Ｖ２は図１０にＶ２ａ，Ｖ２ｂで示すように大きく影響を受けて変動する。例えば、レンズホルダ１０１の位置によっては各種負荷が小さくなり、速度が上昇し、自起動領域（Ｖ３参照）を超える可能性がある（Ｖ２ａ参照）。また、逆に各種負荷が大きくなって速度が著しく低下すると、回転トルクが摺動負荷に屈して目標停止位置ＴＰの手前で停止する可能性がある（Ｖ２ｂ参照）。
【００４２】
そこで本実施形態では、図１０にＶ２（Ｐｆ２）で示すプロファイルのように目標停止位置ＴＰに向かって徐々に速度を減少させる速度制御をＣＰＵ１１２が行って、より正確に目標停止位置ＴＰでの停止を行うことができる。つまり、停止前の速度Ｖ２（Ｐｆ１）が一定値であるのに対し、速度Ｖ２（Ｐｆ２）は目標停止位置ＴＰに向かって次第に小さくなり、所定速度値に漸近していく変化を示す。
【００４３】
［第４実施形態］
図１１は第４実施形態のモータ駆動装置１００において、レンズホルダ１０１が定常駆動時の速度Ｖ１から減速して目標停止位置ＴＰで停止するまでの状況を示すグラフであり、横軸および縦軸の設定については図８と同じである。レンズホルダ１０１の移動速度、進角、駆動電圧Ｅ１を示している。
【００４４】
減速を続けるレンズホルダ１０１が第２の位置Ｎ２に到達すると、進角をθ２からθ３へ変化させて停止前の駆動制御が行われる。前述の通り、様々な負荷要因により速度Ｖ２にはバラつきが発生する（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ参照）。
【００４５】
本実施形態では、ＣＰＵ１１２により駆動電圧Ｅ１の可変制御が行われる（駆動電圧Ｅ１ａ参照）。つまり、速度Ｖ２（Ｐｆ１）が一定となるようにフィードバック制御が行われるので、レンズホルダ１０１の移動速度に対応するモータ速度が自起動領域（Ｖ３参照）を超えることがなく、また目標停止位置ＴＰの手前でロータが停止することはない。
本実施形態によれば、停止前における駆動電圧Ｅ１の可変制御により、ロータの速度変動を抑制することができる。
【００４６】
［第５実施形態］
図１２は第５実施形態のモータ駆動装置１００において、レンズホルダ１０１が定常駆動時の速度Ｖ１から減速して目標停止位置ＴＰで停止するまでの状況を示すグラフであり、横軸および縦軸の設定については図８と同じである。レンズホルダ１０１の移動速度、進角、駆動電圧Ｅ１を示している。
【００４７】
本実施形態では、様々な負荷要因により速度Ｖ２に発生するバラつき（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ参照）への対策として、ＣＰＵ１１２が進角θ３の可変制御を行う（進角θ３ａ参照）。つまり、速度Ｖ２（Ｐｆ１）が一定となるように進角θ３のフィードバック制御を行うことで、レンズホルダ１０１の移動速度に対応するモータ速度が自起動領域（Ｖ３参照）を超えることがなく、また目標停止位置ＴＰの手前でロータが停止することはない。
本実施形態によれば、停止前における進角θ３の可変制御により、ロータの速度変動を抑制することができる。
【００４８】
［第６実施形態］
図１３は第６実施形態のモータ駆動装置１００において、レンズホルダ１０１が定常駆動時の速度Ｖ１から減速して目標停止位置ＴＰで停止するまでの状況を示すグラフであり、横軸および縦軸の設定については図８と同じである。レンズホルダ１０１の移動速度、進角、駆動電圧Ｅ１を示している。
【００４９】
本実施形態では、様々な負荷要因により速度Ｖ２に発生するバラつき（Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ参照）への対策として、ＣＰＵ１１２が進角θ３および駆動電圧Ｅ１の可変制御を行う（駆動電圧Ｅ１ａ、進角θ３ａ参照）。つまり、速度Ｖ２（Ｐｆ１）が一定となるように進角θ３および駆動電圧Ｅ１のフィードバック制御が行われる。よって、レンズホルダ１０１の移動速度に対応するモータ速度が自起動領域（Ｖ３参照）を超えることがなく、また目標停止位置ＴＰの手前でロータが停止することはない。
本実施形態によれば、停止前における駆動電圧Ｅ１および進角θ３の可変制御により、ロータの速度変動を抑制することができる。
【００５０】
第４乃至第６実施形態では、速度Ｖ２（Ｐｆ１）が一定となるようにモータ駆動を続け、レンズホルダ１０１が目標停止位置ＴＰに到達するとその時の通電位相状態を保つための保持通電が行われて駆動が停止する。この時、モータ１０４ａの回転速度は自起動領域内であるので、急激に保持通電に移行しても脱調を起こすことはなく、レンズホルダ１０１を正確に目標位置で停止させることが可能となる。
【００５１】
［その他の実施形態］
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば前記実施形態では進角をθ１からθ２へ、さらにθ３へと変化させたが、θ２とθ３との間でさらに段階的または連続的に進角を変更する制御が可能である。また、減速時の進角θ２と進角θ３とを同じ値にして、よりシンプルな制御を実現可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１００  モータ駆動装置
１０１  レンズホルダ
１０２，１０３  ガイドバー
１０４ａ  モータ
１０４ｅ  ＥＮＣ磁石
１０４ｆ  ホール素子パッケージ
１１１    駆動波形生成回路
１１２    ＣＰＵ
１１４〜１１７  ステータ
１１８    ロータ磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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