(57)【要約】【課題】オープンループ制御とフィードバック制御との切り替えの際のモータ回転速度の差異を低減することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】  ステッピングモータを制御する制御装置であって、制御信号を用いて、第１の制御方式または第２の制御方式によりステッピングモータを制御する制御手段（２１０）と、制御信号の波形ごとに、ステッピングモータの回転位置に対応する位相と制御信号の位相との位相差である進角と、ステッピングモータの回転速度との関係を示す複数の軌跡データを記憶する記憶手段（２０５）とを有し、制御手段は、第１の制御方式と第２の制御方式とを切り替える際に、記憶手段に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択する。【選択図】図２
2018191461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータを制御する制御装置であって、
制御信号を用いて、第１の制御方式または第２の制御方式により前記ステッピングモータを制御する制御手段と、
前記制御信号の波形ごとに、前記ステッピングモータの回転位置に対応する位相と前記制御信号の位相との位相差である進角と、該ステッピングモータの回転速度との関係を示す複数の軌跡データを記憶する記憶手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第１の制御方式と前記第２の制御方式とを切り替える際に、前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択する、ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の制御方式と前記第２の制御方式との切り替えの際に発生する前記回転速度の変動が小さくなるように、前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の制御方式から前記第２の制御方式へ切り替える際に、
前記第１の制御方式による制御中に前記進角および前記回転速度を取得し、
前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から、該第１の制御方式による制御中に取得した前記進角と前記回転速度との組み合わせに基づいて前記一つの軌跡データを選択し、
前記一つの軌跡データに基づいて前記第２の制御方式による制御を開始する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記第２の制御方式から前記第１の制御方式へ切り替える前に、前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から、前記第１の制御方式で用いられる前記制御信号の前記波形に基づいて、前記一つの軌跡データを選択し、
前記一つの軌跡データを選択した後に前記第１の制御方式による制御を開始する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第１の制御方式から前記第２の制御方式へ切り替えた後に、前記複数の軌跡データの中から選択された前記一つの軌跡データが前記ステッピングモータの目標回転速度に適した軌跡データでないと判定した場合、前記進角を変更しながら前記回転速度が一定となるように前記制御信号の前記波形を調整し、
前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から、調整後の前記制御信号の前記波形に基づいて前記一つの軌跡データを選択し、
前記一つの軌跡データに基づいて、前記第２の制御方式による制御を開始する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記第２の制御方式から前記第１の制御方式へ切り替える前に、前記進角を変更しながら前記回転速度が一定となるように前記制御信号の前記波形を調整し、
前記制御信号の前記波形が前記第１の制御方式で用いられる該制御信号の波形に調整された場合、前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から、調整後の前記制御信号の前記波形に基づいて前記一つの軌跡データを選択し、
前記一つの軌跡データを選択した後に前記第１の制御方式による制御を開始する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項７】
前記第１の制御方式は、オープンループ制御であり、
前記第２の制御方式は、フィードバック制御であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記記憶手段は、前記軌跡データとして、前記進角と前記回転速度との関係を測定して得られたパラメータを記憶していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記軌跡データとして、測定して得られた前記進角と前記回転速度との関係に基づく近似式の係数データを記憶していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記ステッピングモータの制御中に検出された前記進角と前記回転速度との関係に基づく特定の軌跡データが前記記憶手段に記憶されていない場合、該記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から、該特定の軌跡データに最も近い軌跡データを選択することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記ステッピングモータの制御中に検出された進角と回転速度との関係に基づく特定の係数データが前記記憶手段に記憶されていない場合、該記憶手段に記憶された前記係数データを補正することを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記軌跡データは、前記進角と前記回転速度との対応関係が直線的に近似される範囲内であって、前記ステッピングモータの目標回転速度を含む軌跡データであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記ステッピングモータの前記回転速度が第２の制御方式による制御で制御可能な回転数である第１の閾値に到達した場合、前記第１の制御方式から前記第２の制御方式へ切り替えることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記第２の制御方式へ切り替えられた場合における前記ステッピングモータの前記目標回転速度が前記第１の閾値よりも大きいと判定した場合、前記進角を変更しながら前記回転速度が一定となるように前記制御信号の前記波形を制御する処理を実施しないことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記制御信号の前記波形は、該制御信号の振幅であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記制御信号は、ＰＷＭ信号であり、
前記制御信号の前記振幅は、前記ＰＷＭ信号のデューティ差に相当することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１７】
ステッピングモータと、
前記ステッピングモータにより駆動される被駆動部材と、
前記ステッピングモータを制御する請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の制御装置と、を有することを特徴する光学機器。
【請求項１８】
ステッピングモータを制御するための制御信号を生成するステップと、
前記制御信号を用いて、第１の制御方式または第２の制御方式により前記ステッピングモータを制御するステップと、を有し、
前記ステッピングモータを制御するステップは、前記第１の制御方式と前記第２の制御方式とを切り替える際に、記憶手段に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択するステップを含み、
前記複数の軌跡データは、前記制御信号の波形ごとに、前記ステッピングモータの回転位置に対応する位相と前記制御信号の位相との位相差である進角と、該ステッピングモータの回転速度との関係を示す、ことを特徴とする制御方法。
【請求項１９】
ステッピングモータを制御するための制御信号を生成するステップと、
前記制御信号を用いて、第１の制御方式または第２の制御方式により前記ステッピングモータを制御するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記ステッピングモータを制御するステップは、前記第１の制御方式と前記第２の制御方式とを切り替える際に、記憶手段に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択するステップを含み、
前記複数の軌跡データは、前記制御信号の波形ごとに、前記ステッピングモータの回転位置に対応する位相と前記制御信号の位相との位相差である進角と、該ステッピングモータの回転速度との関係を示す、ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンループ制御およびフィードバック制御の２つの制御方式を用いてステッピングモータを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、オープンループ制御により高精度な位置決め動作を容易に行うことができるため、種々のモータ制御分野で広く採用されている。しかしながら、オープンループ制御の実行中において、ステッピングモータは高負荷時や高速回転時に脱調する可能性がある。
【０００３】
特許文献１には、位置センサから得られるステッピングモータの回転位相と回転速度とに基づいて回転位相に対する駆動波形の進角と回転速度に対する駆動電圧とを制御するフィードバック制御により、脱調を回避する制御装置が開示されている。特許文献２には、目標位置までの距離に応じてフィードバック制御とオープンループ制御とを切り替えることにより、高速かつ高精度に回転制御を行うステッピングモータ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６００４８３０号公報
【特許文献２】特許第４１６５９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている制御装置では、位置センサに高い分解能が要求され、高い分解能を得るための構造が複雑化するとともにコストが増加する。すなわち、位置センサの検出分解能が低いと、モータの起動開始時から位置センサによる検出時までの期間にタイムラグが生じるため、この期間中にフィードバック制御を行うことができない。また、低速域においては、位置センサの検出周期が長くなり、フィードバック制御の性能が得られず、または、目標位置に対する位置精度が十分に得られない。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されているステッピングモータ制御装置は、目標位置までの距離に応じてフィードバック制御とオープンループ制御とを切り替えるように構成されている。このため、このような構成によれば、モータの起動直後や目標位置への位置出し時、および、低速回転時においてオープンループ制御を用いることにより、前述の課題を解決することができる。しかしながら、特許文献２のステッピングモータ制御装置は、オープンループ制御とフィードバック制御との切り替え時に関する課題について考慮されていない。このため、オープンループ制御とフィードバック制御との切り替えの際に速度段差が発生する。
【０００７】
そこで本発明は、オープンループ制御とフィードバック制御との切り替えの際に発生するモータ回転速度の変動を低減することが可能な制御装置、光学機器、および、制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての制御装置は、ステッピングモータを制御する制御装置であって、制御信号を用いて、第１の制御方式または第２の制御方式により前記ステッピングモータを制御する制御手段と、前記制御信号の波形ごとに、前記ステッピングモータの回転位置に対応する位相と前記駆動信号の位相との位相差である進角と、該ステッピングモータの回転速度との関係を示す複数の軌跡データを記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の制御方式と前記第２の制御方式とを切り替える際に、前記記憶手段に記憶された前記複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択する。
【０００９】
本発明の他の側面としての光学機器は、ステッピングモータと、前記ステッピングモータにより駆動される被駆動部材と、前記前記制御装置とを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としての制御方法は、ステッピングモータを制御するための制御信号を生成するステップと、前記制御信号を用いて、第１の制御方式または第２の制御方式により前記ステッピングモータを制御するステップとを有し、前記ステッピングモータを制御するステップは、前記第１の制御方式と前記第２の制御方式とを切り替える際に、記憶手段に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択するステップを含み、前記複数の軌跡データは、前記制御信号の波形ごとに、前記ステッピングモータの回転位置に対応する位相と前記制御信号の位相との位相差である進角と、該ステッピングモータの回転速度との関係を示す。
【００１１】
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。
【００１２】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、オープンループ制御とフィードバック制御との切り替えの際に発生するモータ回転速度の変動を低減することが可能な制御装置、光学機器、および、制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各実施形態におけるモータユニットの概略構成図である。
【図２】各実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。
【図３】各実施形態におけるステッピングモータの回転位相とＰＩ信号とモータ制御信号との関係図である。
【図４】各実施形態における進角とモータ回転速度との関係図である。
【図５】各実施形態における進角とモータ回転速度の関係式の説明図である。
【図６】各実施形態における進角制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】各実施形態におけるパワーレート制御部の動作を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態における制御方式選択部の動作を示すフローチャートである。
【図９】オープンループ制御からフィードバック制御へ切り替える際の課題の説明図である。
【図１０】第１の実施形態における切り替え処理の説明図である。
【図１１】第２の実施形態における制御方式選択部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】フィードバック制御からオープンループ制御へ切り替える際の課題の説明図である。
【図１３】第２の実施形態における切り替え処理の説明図である。
【図１４】第３の実施形態における制御方式選択部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態における制御方式選択部の動作を示すフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態における切り替え処理の説明図である。
【図１７】第４の実施形態における制御方式選択部の動作を示すフローチャートである。
【図１８】第４の実施形態における制御方式選択部の動作を示すフローチャートである。
【図１９】第４の実施形態における切り替え処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１を参照して、本実施形態におけるモータユニットの概略構成に関して説明する。図１は、モータユニット１００の概略構成図である。図１において、１０１はステッピングモータ、１０２はステッピングモータ１０１の回転軸、１０３はラックである。回転軸１０２は、リードスクリューとなっており、ラック１０３と噛み合いながら、回転軸１０２の回転に応じてラック１０３に接続された移動部材（不図示）を軸方向に移動させる。１０４、１０５はそれぞれ、フォトインタラプタのチャネルＣＨ０、ＣＨ１である。以下、フォトインタラプタのチャネルＣＨ０、ＣＨ１をｃｈ０−ＰＩ、ｃｈ１−ＰＩとそれぞれ記す。１０６は、スリット回転板である。スリット回転板１０６は、同じ幅を有する複数の反射部および透過部を備えて構成されている。反射部および透過部のそれぞれの数は、モータの極数に応じて設定される。通常、モータの極数が１０極であれば、反射部および透過部の数は合わせて１０枚に設定される。
【００１７】
次に、図２を参照して、本実施形態におけるモータ制御装置（モータ駆動用の電気回路を含むシステム）に関して説明する。図２は、モータ制御装置２００のブロック図である。１０１、１０４、１０５、１０６はそれぞれ、図１中において同符号で説明したステッピングモータ、ｃｈ０−ＰＩ、ｃｈ１−ＰＩ、スリット回転板である。ステッピングモータ１０１は、被駆動部材３０１を駆動する。被駆動部材３０１は、例えば、レンズ装置や撮像装置などに設けられたレンズである。この場合、ステッピングモータ１０１の回転に伴い、被駆動部材３０１としてのレンズが光軸方向に移動する。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、ステッピングモータ１０１は、レンズ以外の被駆動部材を駆動することもできる。
【００１８】
コンパレータ２０１は、ｃｈ０−ＰＩ１０４とｃｈ１−ＰＩ１０５とを用いて検出された各アナログ入力信号を二値化するコンパレータである。エンコーダ２０２は、コンパレータ２０１により二値化された信号の立ち上がり／立ち下りエッジを検出する。またエンコーダ２０２は、ステッピングモータ１０１の回転速度（モータ回転速度）および回転位相を検出するとともに、ＰＩ検出割込み信号を出力する。
【００１９】
制御方式選択部２０３は、エンコーダ２０２より出力されるＰＩ検出割込み信号に応じて、オープンループ制御（第１の制御方式）またはフィードバック制御（第２の制御方式）のいずれかの制御方式を選択する。なお、制御方式選択部２０３の詳細については後述する。２０４は進角制御部、２０５は進角−速度テーブル２０５ａを記憶するメモリ（記憶手段）、２０６はパワーレート制御部である。なお、進角制御部２０４、進角−速度テーブル２０５ａ、および、パワーレート制御部２０６の詳細については後述する。制御信号生成部２０７は、モータ駆動用のＰＷＭ信号を生成し、制御信号（モータ制御信号）としてモータドライバ２０８に出力する。制御信号生成部２０７は、ＰＷＭ信号のＤＵＴＹ（デューティ）を逐次切り替えることにより、ステッピングモータ１０１のマイクロステップ駆動を実現する。モータドライバ２０８は、制御信号生成部２０７により生成された制御信号を増幅してモータ駆動信号を生成し、ステッピングモータ１０１に供給する。
【００２０】
本実施形態において、制御方式選択部２０３、進角制御部２０４、パワーレート制御部２０６、および、制御信号生成部２０７により、ステッピングモータ１０１を制御する制御部２１０（制御手段）が構成される。制御部２１０は、制御信号（モータ制御信号またはモータ駆動信号）を用いて、オープンループ制御（第１の制御方式）またはフィードバック制御（第２の制御方式）によりステッピングモータ１０１を制御する。メモリ２０５は、制御信号の波形ごとに、ステッピングモータ１０１の回転位置に対応する位相と制御信号の位相との位相差である進角と、ステッピングモータ１０１の回転速度との関係を示す複数の軌跡データ（電圧プロファイル）を記憶する。制御部２１０は、第１の制御方式と第２の制御方式とを切り替える際に、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択する。ここで、制御信号の波形は制御信号の振幅であり、制御信号がＰＷＭ信号である場合には、ＰＷＭ信号のデューティ差に相当する。なお、制御信号（制御信号生成部２０７の出力信号）の波形は、モータ駆動信号（モータドライバ２０８の出力信号）の波形に対応する。
【００２１】
次に、図３を参照して、制御部２１０（進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６）の動作に関して説明する。図３は、ステッピングモータ１０１の回転位相とＰＩ信号とモータ制御信号との関係図である。図３（Ａ）はｃｈ０−ＰＩ１０４の位置から見た場合における、ステッピングモータ１０１のロータ部の回転位相（回転位置）、図３（Ｂ）はｃｈ０−ＰＩ１０４の出力波形（ＰＩ信号）、図３（Ｃ）はモータ制御信号をそれぞれ示している。なお、ここではｃｈ０−ＰＩ１０４を基準として説明しているが、ｃｈ１−ＰＩ１０５を基準とした場合でも同様の関係を有する。この場合、図３（Ａ）はｃｈ１−ＰＩ１０５の位置から見た場合における、ステッピングモータ１０１のロータ部の回転位相（位置）であり、図３（Ｂ）はｃｈ１−ＰＩ１０５の出力波形（ＰＩ信号）、図３（Ｃ）はモータ制御信号をそれぞれ示すことになる。
【００２２】
図３に示されるように、進角α°は、ステッピングモータ１０１のロータ部の回転位相とモータ制御信号の位相との位相差に相当する。進角α°は、進角制御部２０４により制御（補正、調整、または設定）される。また図３に示されるように、パワーレートは、モータ制御信号（制御信号生成部２０７により生成される制御信号）の振幅に相当する。パワーレートは、パワーレート制御部２０６により制御（すなわち補正、調整、または設定）される。なお、便宜のため、モータ制御信号は、ＰＷＭ信号のＤＵＴＹを波形として示す信号で表されている。従って、例えばパワーレートが１００％であるとは、図３（Ｃ）の地点ｍと地点ｎとの間のＰＷＭ信号のＤＵＴＹ差（デューティ差）が１００％（地点ｍでＤＵＴＹが１００％、地点ｎでＤＵＴＹが０％）の状態に相当する。また、例えばパワーレートが５０％であるとは、地点ｍと地点ｎとの間のＤＵＴＹ差が５０％（地点ｍでＤＵＴＹが７５％、地点ｎでＤＵＴＹが２５％）の状態に相当する。
【００２３】
次に、図４を参照して、進角とモータ回転速度との関係を説明する。図４は、進角とモータ回転速度との関係図であり、パワーレートが６０％、５０％のそれぞれの場合を例として示している。パワーレートが６０％の場合、領域（ａ）では進角が大きくなるのに比例してモータ回転速度が上昇する。しかし進角をさらに大きくしていくと、進角に対するモータ回転速度の上昇が次第に飽和してくる。さらに進角を大きくすると、飽和点Ａを境としてモータ回転速度が落ちていく領域（ｃ）に突入していく。また、パワーレートが大きいほど、領域（ａ）での進角−モータ回転速度の傾きが立ってきて、また飽和点Ａは進角が小さい方にシフトしていく。
【００２４】
次に、図５を参照して、進角制御部２０４および進角−速度テーブル２０５ａに関して説明する。図５は、進角とモータ回転速度の関係式の説明図である。前述したように、進角とモータ回転速度との関係は、領域（ａ）の範囲内で比例関係となっている。すなわち、進角と速度との関係は、以下の関係式（１）のように表すことができる。
【００２５】
モータ回転速度  ＝  進角  ×  γ  ＋  β  …  （１）
（γ：傾き、β：オフセット）
そこで、図５に示されるように、進角とモータ回転速度との関係をパワーレートごとに予め測定して測定データを取得する。そして、その測定データに基づいて、パワーレートごとの関係式（１）の傾きγおよびオフセットβ、並びに、関係式（１）の有効エリアＷ（図５に示される領域（ａ））を互いに関連付けて進角−速度テーブル２０５ａとしてメモリ２０５に記憶させる。すなわちメモリ２０５は、進角−速度テーブル２０５ａとして、傾きγ、オフセットβ、および、有効エリアＷの組み合わせをパワーレートごとに記憶する。進角−速度テーブル２０５ａは、制御信号の波形ごとに記憶された、進角とモータ回転速度との関係を示す複数の軌跡データである。後述のように、制御部２１０は、第１の制御方式と第２の制御方式とを切り替える際に、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択する。本実施形態において、軌跡データは、進角と回転速度との対応関係が直線的に近似される範囲内であって、ステッピングモータ１０１の目標速度（目標回転速度）を含む軌跡データである。
【００２６】
本実施形態において、メモリ２０５は、軌跡データとして、進角と回転速度との関係を測定して得られたパラメータを記憶している。またメモリ２０５は、軌跡データとして、測定して得られた進角と回転速度との関係に基づく近似式の係数データを記憶してもよい。制御部２１０は、ステッピングモータ１０１の制御中に検出された進角と回転速度との関係に基づく特定の軌跡データがメモリ２０５に記憶されていない場合、記憶された複数の軌跡データの中から、特定の軌跡データに最も近い軌跡データを選択することができる。また制御部２１０は、ステッピングモータ１０１の制御中に検出された進角と回転速度との関係に基づく特定の係数データがメモリ２０５に記憶されていない場合、メモリ２０５に記憶された係数データを補正してもよい。
【００２７】
次に、図６を参照して、進角制御部２０４の動作に関して説明する。図６は、進角制御部２０４の動作を示すフローチャートである。進角制御部２０４は、エンコーダ２０２からのＰＩ検出割込み信号に基づいて処理を開始する。
【００２８】
まず、ステップＳ６００において、進角制御部２０４は、制御方式選択部２０３によりフィードバック制御が選択されているか否かを判定する。フィードバック制御が選択されていない場合、本処理を終了する。一方、フィードバック制御が選択されている場合、ステップＳ６０１に進む。ステップＳ６０１において、進角制御部２０４は、制御方式選択部２０３により選択されたパワーレートを設定する。続いてステップＳ６０２において、進角制御部２０４は、ステップＳ６０１にて設定されたパワーレートに対応する関係式（１）（傾きγ、オフセットβ）および関係式（１）の有効エリアＷを取得する。
【００２９】
続いてステップＳ６０３において、進角制御部２０４は、ステップＳ６０２にて取得した進角および速度に対応する関係式（１）を用いて、目標速度に応じた進角（目標進角）を算出する。続いてステップＳ６０４において、進角制御部２０４は、エンコーダ２０２により検出されたｃｈ０−ＰＩ信号またはｃｈ１−ＰＩ信号の立ち上がり／立ち下りエッジを検出し、エッジ検出タイミング（ステッピングモータ１０１の回転位相）を計測する。続いてステップＳ６０５において、進角制御部２０４は、計測されたエッジ検出タイミング（回転位相）と制御信号生成部２０７により生成された制御信号（制御信号の位相）との位相差を現在進角（現在の進角量）として設定する。
【００３０】
続いてステップＳ６０５において、進角制御部２０４は、ステップＳ６０３にて算出された目標進角とステップＳ６０５にて設定された現在進角との差に基づいて、補正量（位相補正量）を算出する。このとき進角制御部２０４は、進角の補正による急激な速度変動を回避するため、目標進角と現在進角との差に時定数ｔを乗算して補正量を算出する。進角制御部２０４は、ステップＳ６０６にて算出した補正量を用いて、所定の期間をかけて現在進角から目標進角への移動を完了させる。そしてステップＳ６０７において、進角制御部２０４は、計測されたエッジ検出タイミングを基準として、制御信号生成部２０７により生成される信号（モータ制御信号）の位相を補正（調整）して、本処理を終了する。
【００３１】
次に、図７を参照して、パワーレート制御部２０６の動作に関して説明する。図７は、パワーレート制御部２０６の動作を示すフローチャートである。パワーレート制御部２０６は、エンコーダ２０２からのＰＩ検出割込み信号に基づいて処理を開始する。
【００３２】
まず、ステップＳ７００において、パワーレート制御部２０６は、制御方式選択部２０３によりフィードバック制御が選択されているか否かを判定する。フィードバック制御が選択されていない場合、本処理を終了する。一方、フィードバック制御が選択されている場合、ステップＳ７０１に進む。ステップＳ７０１において、パワーレート制御部２０６は、目標速度に基づいて算出されるＰＩ信号検出の目標周期を設定する。続いてステップＳ７０２において、パワーレート制御部２０６は、ｃｈ０−ＰＩ信号およびｃｈ１−ＰＩ信号で検出される立ち上がり／立ち下りエッジの検出周期を計測する。
【００３３】
続いてステップＳ７０３において、パワーレート制御部２０６は、ステップＳ７０２にて計測された検出周期とステップＳ７０１にて設定された目標周期との差に基づいて、速度エラー（速度誤差）を求める。続いてステップＳ７０４において、パワーレート制御部２０６は、ステップＳ７０３にて求められた速度エラーに変換係数Ｋを乗算して補正量（パワーレート補正量）を算出する。そしてステップＳ７０５において、パワーレート制御部２０６は、ステップＳ７０４にて算出された補正量を用いて、制御信号生成部２０７により生成される制御信号のパワーレートを補正（調整）する。なお、ステップＳ７０３にて算出される速度エラーとして、前述した比例項（検出周期と目標周期との差）に加えて、積分項（前回速度エラーの積み上げを所定割合で合算した値）、微分項（前回速度エラーからの変動量を所定割合で合算した値）を用いてもよい。このように比例項に加えて積分項や微分項を用いることで、より安定したパワーレートの制御が可能となる。
【００３４】
（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に関して説明する。本実施形態は、オープンループ制御からフィードバック制御への切り替えの際における制御方式選択部２０３の動作に関する。まず、図８を参照して、本実施形態における制御方式選択部２０３の処理を説明する。図８は、制御方式選択部２０３の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ステップＳ８０１において、制御方式選択部２０３は、現在の制御がオープンループ制御であるか否かを判定する。現在の制御がオープンループ制御である場合、ステップＳ８０２に進む。ステップＳ８０２において、制御方式選択部２０３は、ｃｈ０−ＰＩ信号およびｃｈ１−ＰＩ信号で検出される立ち上がり／立ち下りエッジの検出周期（検出速度）を計測し、計測された検出周期（検出速度）が第１の閾値以上であるか否かを判定する。ここで、第１の閾値は、フィードバック制御で安定的な速度制御が可能なモータ回転速度として設定される。すなわち、回転速度が低速になると、エンコーダ２０２により検出されるｃｈ０−ＰＩ１０４およびｃｈ１−ＰＩ１０５で検出されるＰＩ信号の立ち上がり／立ち下りエッジの検出間隔（検出周期）が長くなる。検出間隔が長くなると制御周期も長くなるため、負荷変動などによる速度変動の補正を適切なタイミングで行うことができず、安定した回転制御が困難となる場合がある。このため、起動時などの第１の閾値以下の低回転域においては、オープンループ制御によりモータ起動（モータ制御）を行うことが必要となる。
【００３６】
ステップＳ８０２にて検出速度が第１の閾値を超えていない場合、本処理を終了する。一方、検出速度が第１の閾値を超えている場合、ステップＳ８０３に進む。ステップＳ８０３において、制御方式選択部２０３は、エンコーダ２０２により検出されるＰＩ信号のエッジ検出タイミング（回転位相）と制御信号生成部２０７により生成された制御信号（制御信号の位相）との位相差を計測する。そして制御方式選択部２０３は、計測した位相差を進角αとして設定する。続いてステップＳ８０４において、制御方式選択部２０３は、ＰＩ信号のエッジ検出周期を計測し、計測したエッジ検出周期を回転速度（ｓ）として設定する。続いてステップＳ８０５において、制御方式選択部２０３は、オープンループ制御からフィードバック制御への切り替え処理中であることを示す「切り替え処理フラグ」をセットする。
【００３７】
ここで、図９を参照して、オープンループ制御からフィードバック制御へ切り替える際の課題を説明する。図９は、オープンループ制御からフィードバック制御へ切り替える際の課題の説明図である。図９（ａ）は、進角αと回転速度との関係図を示し、図９（ｂ）はオープンループ制御からフィードバック制御へ切り替える際の回転速度の経時変化を示している。
【００３８】
以下、オープンループ制御のパワーレートとしては脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定し、フィードバック制御のパワーレートとしては目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートである５０％を選択した場合を例として説明する。なお本実施形態では、目標速度Ｖｔをオープンループ制御からフィードバック制御へ切り替わる際の回転速度として設定するが、これに限定されるものではない。ここで、最適なパワーレートとは、無駄なトルクがなく最適なトルクを得ることが可能なパワーレートである。無駄なトルクを省くことができれば、省電力化を図ることができるだけでなく、低振動化および低騒音化の効果を得ることが可能である。
【００３９】
図９（ａ）において、領域（ａ）はオープンループ制御の速度領域であり、領域（ｂ）はフィードバック制御の速度領域である。ステッピングモータ１０１をオープンループ制御で起動して加速し、やがてポイントＰ１でフィードバック制御領域まで達すると、目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートとして５０％が選択され、フィードバック制御が開始される。しかしながら、オープンループ制御中のパワーレートは、脱調回避のために高めのパワーレートである９０％に設定された状態で回転駆動しており、また進角も不定となっている。この状態でパワーレートを５０％に設定してフィードバック制御を開始すると、フィードバック制御開始時の進角は、ポイントＰ２に対応する目標速度Ｖｔを得るために必要な進角（Ｐ２）とは異なるポイントＰ１に対応する進角（Ｐ１）になっている可能性がある。この場合、図９（ｂ）に示されるように、切り替えから進角の引き込みが終わるまでの期間Ｔ１において、検出速度Ｖｓの変動としての速度段差ΔＶｓが発生する可能性がある。
【００４０】
前述の課題を解決するため、本実施形態では、図８のステップＳ８０６において、オープンループ制御からフィードバック制御へ切り替える前の進角α（ｄｅｇ）と回転速度（ｓ）とに応じたパワーレートを選択する。すなわち制御部２１０は、第１の制御方式と第２の制御方式との切り替えの際に発生する回転速度の変動（速度段差ΔＶｓ）が小さくなるように、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から一つの軌跡データを選択する。
【００４１】
特定の進角および回転速度の組み合わせに対応するパワーレートが進角−速度テーブル２０５ａに存在しない場合、特定の進角および回転速度の組み合わせに最も近いパワーレートが進角−速度テーブル２０５ａから選択される。この場合、進角−速度テーブル２０５ａから取得された傾きγおよびオフセットβに対する補正処理が必要となる。すなわちステップＳ８０７において、制御方式選択部２０３は、傾きγおよびオフセットβに関する関係式（１）を補正する。このように制御方式選択部２０３は、目標速度に合わせて傾きγまたはオフセットβを微調整することにより、目標の進角と回転速度との関係式（１）を得る。
【００４２】
続いてステップＳ８０８において、制御方式選択部２０３は、フィードバック制御の選択状態を進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６に通知する。これにより、進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６の処理がオープンループ制御からフィードバック制御へ切り替えられる。オープンループ制御からフィードバック制御への切り替えが完了すると、ステップＳ８０１からステップＳ８１１へ進む。ステップＳ８１１において、制御方式選択部２０３は、進角αが目標進角に到達したか否かを判定する。進角αが目標進角に到達していない場合、本処理を終了する。一方、進角αが目標進角に到達している場合、ステップＳ８１２に進む。ステップＳ８１２において、制御方式選択部２０３は、目標速度に応じて、前述した最適なパワーレートを選択する。そして進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６は、最適なパワーレートに基づいて、ステッピングモータ１０１のフィードバック制御を継続的に実施する。
【００４３】
次に、図１０を参照して、オープンループ制御からフィードバック制御への切り替え処理の一連の流れを説明する。図１０は、切り替え処理の説明図である。以下、オープンループ制御のパワーレートとしては脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定し、フィードバック制御のパワーレートとしては目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートである５０％を選択した場合を例として説明する。また、オープンループ制御からフィードバック制御へ切り替える前の進角α（ｄｅｇ）と回転速度（ｓ）とに応じたパワーレートとして７０％を選択した場合を例として説明する。
【００４４】
図１０において、領域（ａ）はオープンループ制御の速度領域であり、領域（ｂ）はフィードバック制御の速度領域である。ステッピングモータ１０１をオープンループ制御で起動して加速し、ポイントＰ１でフィードバック制御領域に達すると（Ｓ８０２）、フィードバック制御への切り替え前のポイントＰ１に対応する進角（Ｐ１）、回転速度を検出する（Ｓ８０３、Ｓ８０４）。そして、これに対応したパワーレート７０％を設定する（ステップＳ８０６）。続いて、パワーレートを７０％に設定した状態で、フィードバック制御への切り替えを実施する（ステップＳ８０８）。フィードバック制御への切り替え後、目標速度Ｖｔに応じて最適なパワーレート５０％となるポイントＰ２（進角（Ｐ２）、目標速度（Ｖｔ））を選択してフィードバック制御を継続する。
【００４５】
なお本実施形態では、進角−速度テーブル２０５ａとしてメモリ２０５に格納されるデータは、予め測定した各進角に対する回転速度の測定データに基づいて設定されている。また格納されるデータとしては、進角−速度テーブル２０５ａの容量削減のため、測定データに基づいて生成された関係式（１）の傾きγ、オフセットβ、および、関係式（１）の有効エリアＷを採用しているが、測定データそのものを記憶してもよい。この場合、ステップＳ８０７にて実施される関係式（１）の補正は、パラメータデータそのものの補正となる。
【００４６】
このように本実施形態において、制御部２１０は、第１の制御方式から第２の制御方式へ切り替える際に、第１の制御方式による制御中に進角および回転速度を取得する。そして制御部２１０は、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から、第１の制御方式による制御中に取得した進角と回転速度との組み合わせに基づいて一つの軌跡データを選択し、一つの軌跡データに基づいて第２の制御方式による制御を開始する。このため本実施形態によれば、オープンループ制御からフィードバック制御への切り替えの際における速度段差を低減することができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に関して説明する。本実施形態は、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替えの際における制御方式選択部２０３の動作に関する。まず、図１１を参照して、本実施形態における制御方式選択部２０３の処理を説明する。図１１は、制御方式選択部２０３の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
まず、ステップＳ１１０１において、制御方式選択部２０３は、現在の制御がフィードバック制御であるか否かを判定する。現在の制御がフィードバック制御でない場合、本処理を終了する。一方、現在の制御がフィードバック制御である場合、ステップＳ１１０２に進む。ステップＳ１１０２において、制御方式選択部２０３は、ｃｈ０−ＰＩ信号およびｃｈ１−ＰＩ信号で検出される立ち上がり／立ち下りエッジの検出周期（検出速度）を計測し、計測された検出周期（検出速度）が第２の閾値以下であるか否かを判定する。ここで、第２の閾値は、フィードバック制御で安定的な速度制御が可能なモータ回転速度として設定される。すなわち、回転速度が低速になると、エンコーダ２０２により検出されるｃｈ０−ＰＩ１０４およびｃｈ１−ＰＩ１０５で検出されるＰＩ信号の立ち上がり／立ち下りエッジの検出間隔（検出周期）が長くなる。検出間隔が長くなると制御周期も長くなるため、負荷変動などによる速度変動の補正を適切なタイミングで行うことができず、安定した回転制御が困難となる場合がある。一方、目標位置に停止する場合には、低速回転によって精度良く位置出しを行う必要がある。このため、目標位置への停止時など第２の閾値以下の低回転域では、オープンループ制御によりモータ停止（モータ制御）を行うことが必要となる。
【００４９】
ステップＳ１１０２にて検出速度が第２の閾値を超えている場合、本処理を終了する。一方、検出速度が第２の閾値を超えていない場合、ステップＳ１１０３に進む。ステップＳ１１０３において、制御方式選択部２０３は、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替え処理中であるか否か、すなわち切り替え処理フラグがセットされているか否かを判定する。切り替え処理フラグがセットされていない場合、ステップＳ１１０４に進む。ステップＳ１１０４において、制御方式選択部２０３は、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替え処理中であることを示す「切り替え処理フラグ」をセットする。
【００５０】
ここで、図１２を参照して、フィードバック制御からオープンループ制御へ切り替える際の課題を説明する。図１２は、フィードバック制御からオープンループ制御へ切り替える際の課題の説明図である。図１２（ａ）は、進角αと回転速度との関係図を示し、図１２（ｂ）はフィードバック制御からオープンループ制御へ切り替える際の回転速度の経時変化を示している。
【００５１】
以下、オープンループ制御のパワーレートとしては脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定し、フィードバック制御のパワーレートとしては目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートである５０％を選択した場合を例として説明する。ここで、最適なパワーレートとは、無駄なトルクがなく最適なトルクを得ることが可能なパワーレートである。無駄なトルクを省くことができれば、省電力化を図ることができるだけでなく、低振動化および低騒音化の効果を得ることが可能である。
【００５２】
図１２（ａ）において、領域（ａ）はオープンループ制御の速度領域であり、領域（ｂ）はフィードバック制御の速度領域である。ステッピングモータ１０１を減速してポイントＰ１でオープンループ制御領域まで達すると、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替えが行われる。オープンループ制御のパワーレートとしては、脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定する必要がある。その結果、図１２（ｂ）に示されるように、切り替えが発生するタイミングＴ１において、速度段差ΔＶｓが発生する。
【００５３】
前述の課題を解決するため、図１１のステップＳ１１０５では、オープンループ制御への切り替え前に一旦オープンループ制御時のパワーレートである９０％を選択する。一方、ステップＳ１１０３にて切り替え処理中であると判定された場合、ステップＳ１１０６に進む。ステップＳ１１０６において、制御方式選択部２０３は、進角αが目標進角に到達したか否かを判定する。進角αが目標進角に到達していない場合、本処理を終了する。一方、進角αが目標進角に到達した場合、ステップＳ１１０７に進む。ステップＳ１１０７において、制御方式選択部２０３は、切り替え処理中フラグをクリアする。そしてステップＳ１１０８において、オープンループ制御の選択状態を進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６に通知する。これにより、進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６の処理がフィードバック制御からオープンループ制御に切り替えられる。
【００５４】
次に、図１３を参照して、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替え処理の一連の流れを説明する。図１３は、切り替え処理の説明図である。以下、オープンループ制御のパワーレートとしては脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定し、フィードバック制御のパワーレートとしては目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートである５０％を選択した場合を例として説明する。
【００５５】
図１３において、領域（ａ）はオープンループ制御の速度領域であり、領域（ｂ）はフィードバック制御の速度領域である。ステッピングモータ１０１をフィードバック制御で減速し、ポイントＰ１でオープンループ制御領域まで達すると（Ｓ１１０２）、一旦、ポイントＰ２におけるオープンループ制御時に適用されるパワーレートである９０％を設定する（Ｓ１１０５）。そしてパワーレートを９０％に設定した状態でフィードバック制御を継続し、目標進角に到達した場合（Ｓ１１０６）、オープンループ制御への切り替えを実施する（Ｓ１１０８）。
【００５６】
なお本実施形態では、進角−速度テーブル２０５ａに格納されるデータは、予め測定した各進角に対する回転速度の測定データに基づいて設定されている。また格納されるデータとしては、進角−速度テーブル２０５ａの容量削減のため、測定データに基づいて生成された関係式（１）の傾きγ、オフセットβ、および、関係式（１）の有効エリアＷを採用しているが、測定データそのものを記憶してもよい。
【００５７】
このように本実施形態において、制御部２１０は、第２の制御方式から第１の制御方式へ切り替える際に、第１の制御方式で用いられる制御信号の波形を取得する。そして制御部２１０は、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から、第１の制御方式で用いられる制御信号の波形に基づいて一つの軌跡データを選択し、一つの軌跡データを選択した後に第１の制御方式による制御を開始する。このため本実施形態によれば、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替えの際における速度段差を低減することができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に関して説明する。本実施形態は、オープンループ制御からフィードバック制御への切り替えの際における制御方式選択部２０３の動作に関する。本実施形態は、特に、図１０を参照して説明したオープンループ制御からフィードバック制御への切り替えが行われるポイントＰ１から最適なパワーレートとなるポイントＰ２へ制御ポイントを切り替える際の制御方法に関する。
【００５９】
まず、図１４および図１５を参照して、本実施形態における制御方式選択部２０３の処理を説明する。図１４および図１５は、制御方式選択部２０３の動作を示すフローチャートである。図１４において、図８と同符号で示される処理は、第１の実施形態にて説明した処理と同等であり、ここではその説明を省略する。本実施形態は、図８のステップＳ８１２を、「最適なパワーレートへの移動処理」を示すステップＳ１４０１に置き換えた点で、第１の実施形態とは異なる。
【００６０】
以下、図１５を参照して、ステップＳ１４０１の「最適なパワーレートへの移動処理」に関して説明する。まずステップＳ１５０１において、制御方式選択部２０３は、ステップＳ８０６にて選択された現在選択中のパワーレートに対して、メモリ２０５に記憶されたパワーレート（パラメータ）の中から１段低いパワーレートをパワーレート（Ｌｏｗ）として選択する。続いてステップＳ１５０２において、制御方式選択部２０３は、ステップＳ１５０１にて選択されたパワーレート（Ｌｏｗ）に関するパラメータの一つである「関係式（１）の有効エリア」をＷ（Ｌｏｗ）として設定する。続いてステップＳ１５０３において、制御方式選択部２０３は、ステップＳ１５０２にて設定された、１段低いパワーレートに対応する有効エリア（関係式（１））に基づいて、１段低いパワーレートで制御可能な最大回転数ＳＰｍａｘ（Ｌｏｗ）を算出する。
【００６１】
続いてステップＳ１５０４において、制御方式選択部２０３は、最大回転数ＳＰｍａｘ（Ｌｏｗ）が目標速度以上であり、かつ目標速度が切り替え判定における第１の閾値よりも大きい値に変更されていないか否かを判定する。最大回転数ＳＰｍａｘ（Ｌｏｗ）が目標速度未満であるか、または、目標速度が第１の閾値よりも大きい値に変更された場合、本処理を終了する。一方、最大回転数ＳＰｍａｘ（Ｌｏｗ）が目標速度以上であり、かつ目標速度が切り替え判定における第１の閾値よりも大きい値に変更されていない場合、制御方式選択部２０３は、１段低いパワーレートへの遷移が可能であると判定し、ステップＳ１５０５に進む。
【００６２】
ステップＳ１５０５において、制御方式選択部２０３は、目標進角（進角α）を所定のステップ数Ｃだけ進める。所定のステップ数Ｃは、パワーレート（Ｌｏｗ）への遷移を行う期間に基づいて設定されるパラメータであり、進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６でのフィードバック制御の応答性に基づいて決定されるパラメータである。続いてステップＳ１５０６において、制御方式選択部２０３は、制御信号生成部２０７により生成された制御信号のパワーレートとパワーレート（Ｌｏｗ）とを比較し、制御信号のパワーレートがパワーレート（Ｌｏｗ）に到達したか否かを判定する。制御信号のパワーレートがパワーレート（Ｌｏｗ）に到達していない場合、本処理を終了する。一方、制御信号のパワーレートがパワーレート（Ｌｏｗ）に到達した場合、ステップＳ１５０７に進む。ステップＳ１５０７において、制御方式選択部２０３は、現在選択中のパワーレートをパワーレート（Ｌｏｗ）に変更する。以上の処理は、選択中のパワーレートが、選択可能な最も低いパワーレート（すなわち、最適なパワーレート）に到達するまで繰り返し実施される。
【００６３】
ここで、図１６を参照して、「最適なパワーレートへの移動処理」を実施した場合のフィードバック制御状態に関して説明する。図１６は、本実施形態における切り替え処理の説明図である。以下、オープンループ制御のパワーレートとしては脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定し、フィードバック制御のパワーレートとしては目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートである５０％を選択した場合を例として説明する。また、フィードバック制御への切り替え前の進角αおよび回転速度（ｓ）に対応するパワーレートとして７０％を選択した場合を例として説明する。なお本実施形態では、目標速度Ｖｔをオープンループ制御からフィードバック制御へ切り替わる際の回転速度として設定するが、これに限定されるものではない。
【００６４】
ステッピングモータ１０１をオープンループ制御で起動して加速し、ポイントＰ１でフィードバック制御領域に達すると（Ｓ８０２）、一旦、フィードバック制御への切り替え前のポイントＰ１に対応する進角（Ｐ１）、回転速度を検出する（Ｓ８０３、Ｓ８０４）。そして、これに対応したパワーレート７０％を設定する（ステップＳ８０６）。続いて、パワーレートを７０％に設定した状態で、フィードバック制御への切り替えを実施する（ステップＳ８０８）。フィードバック制御への切り替え後、最適なパワーレートとなるポイントＰ２を目指して、移動処理が行われる（Ｓ１５０５、Ｓ１５０６、Ｓ１５０７）。移動可能なパワーレートとは、目標速度に対して回転可能な関係式（１）および関係式（１）の有効エリアを持つパラメータであり、図１６においては、パワーレート７０％、５０％で移動可能、パワーレート４０％では移動不可能と判定される。
【００６５】
目標進角（進角α）の移動中において、進角制御部２０４は目標進角（進角α）の移動に追従するように、制御信号の位相を補正する。一方、パワーレート制御部２０６は目標進角（進角α）の移動に伴う回転速度の上昇を抑え、回転速度が一定に保たれるように制御信号のパワーレートを補正する。進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６の処理により、図１６中の矢印Ａで示されるように、回転速度を一体に保ったまま、最適なパワーレートへの遷移が達成される。
【００６６】
このように本実施形態において、制御部２１０は、第１の制御方式から第２の制御方式へ切り替えた後に、複数の軌跡データの中から選択された一つの軌跡データがステッピングモータ１０１の目標回転速度に適した軌跡データであるか否かを判定する。制御部２１０は、選択された一つの軌跡データが目標回転速度に適した軌跡データではないと判定した場合、進角を変更しながら回転速度が一定となるように制御信号の波形を調整する。そして制御部２１０は、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から、調整後の制御信号の波形に基づいて一つの軌跡データを選択し、一つの軌跡データに基づいて第２の制御方式による制御を開始する。好ましくは、制御部２１０は、ステッピングモータ１０１の回転速度が第２の制御方式による制御で制御可能な回転数である第１の閾値に到達した場合、第１の制御方式から第２の制御方式へ切り替える。より好ましくは、制御部２１０は、第２の制御方式へ切り替えられた場合におけるステッピングモータ１０１の目標回転速度が第１の閾値よりも大きいと判定した場合、進角を変更しながら回転速度が一定となるように制御信号の波形を制御する処理を実施しない。このため本実施形態によれば、オープンループ制御からフィードバック制御への切り替えの際における速度段差を低減することができる。
【００６７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に関して説明する。本実施形態は、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替えの際における制御方式選択部２０３の動作に関する。本実施形態は、特に、図１３を参照して説明したフィードバック制御中のポイントＰ１からフィードバック制御からオープンループ制御への切り替えが行われるポイントＰ２へ制御ポイントを切り替える際の制御方法に関する。
【００６８】
まず、図１７および図１８を参照して、本実施形態における制御方式選択部２０３の処理を説明する。図１７および図１８は、制御方式選択部２０３の動作を示すフローチャートである。図１７において、図１１と同符号で示される処理は、第２の実施形態にて説明した処理と同等であり、ここではその説明を省略する。本実施形態は、図１１のステップＳ１１０５を、「オープンループ制御時のパワーレートへの移動処理」を示すステップＳ１７０１に置き換えた点で、第２の実施形態とは異なる。
【００６９】
以下、図１８を参照して、ステップＳ１７０１の「オープンループ制御時のパワーレートへの移動処理」に関して説明する。図１８は、本実施形態における切り替え処理の説明図である。まずステップＳ１８０１において、制御方式選択部２０３は、オープンループ制御時に使用されるパワーレートをパワーレート（Ｏｐｅｎ）として選択する。続いてステップＳ１８０２において、制御方式選択部２０３は、目標進角（進角α）を所定のステップ数Ｃだけ進める。所定のステップ数Ｃは、パワーレート（Ｏｐｅｎ）への遷移を行う期間に基づいて設定されるパラメータであり、進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６でのフィードバック制御の応答性に基づいて設定されるパラメータである。
【００７０】
続いてステップＳ１８０３において、制御方式選択部２０３は、制御信号生成部２０７により生成された制御信号のパワーレートとパワーレート（Ｏｐｅｎ）とを比較し、制御信号のパワーレートがパワーレート（Ｏｐｅｎ）に到達したか否かを判定する。制御信号のパワーレートがパワーレート（Ｏｐｅｎ）に到達していない場合、本処理を終了する。一方、制御信号のパワーレートがパワーレート（Ｏｐｅｎ）に到達した場合、ステップＳ１８０４に進む。ステップＳ１８０４において、制御方式選択部２０３は、現在選択中のパワーレートをパワーレート（Ｏｐｅｎ）に変更する。
【００７１】
ここで、図１９を参照して、「オープンループ制御時のパワーレートへの移動処理」を実施した場合のフィードバック制御状態に関して説明する。図１９は、本実施形態における切り替え処理の説明図である。以下、オープンループ制御のパワーレートとしては脱調回避のために高めのパワーレートである９０％を設定し、フィードバック制御のパワーレートとしては目標速度Ｖｔに対して最適なパワーレートである５０％を選択した場合を例として説明する。
【００７２】
ステッピングモータ１０１をフィードバック制御で減速し、ポイントＰ１でオープンループ制御領域まで達すると（Ｓ１１０２）、オープンループ制御時に適用されるパワーレートとなるポイントＰ２を目指して、移動処理が行われる（Ｓ１８０２）。
【００７３】
目標進角（進角α）の移動中において、進角制御部２０４は目標進角（進角α）の移動に追従するように、制御信号の位相を補正する。一方、パワーレート制御部２０６は目標進角（進角α）の移動に伴う回転速度の下降を抑え、回転速度が一定に保たれるように制御信号のパワーレートを補正する。進角制御部２０４およびパワーレート制御部２０６の処理により、図１９中の矢印Ａで示されるように、回転速度を一体に保ったまま、ポイントＰ２であるオープンループ制御時に使用されるパワーレートへの移動が行われる。ポイントＰ２への移動が完了すると、フィードバック制御からオープンループ制御への遷移が達成される。
【００７４】
このように本実施形態において、制御部２１０は、第２の制御方式から第１の制御方式へ切り替える前に、進角を変更しながら回転速度が一定となるように制御信号の波形を調整する。制御信号の波形が第１の制御方式で用いられる制御信号の波形に調整された場合、制御部２１０は、メモリ２０５に記憶された複数の軌跡データの中から、調整後の制御信号の波形に基づいて一つの軌跡データを選択する。そして制御部２１０は、一つの軌跡データを選択した後に、第１の制御方式による制御を開始する。このため本実施形態によれば、フィードバック制御からオープンループ制御への切り替えの際における速度段差を低減することができる。
【００７５】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００７６】
このように各実施形態によれば、オープンループ制御とフィードバック制御との切り替えの際に発生するモータ回転速度の変動（速度段差）を低減することが可能な制御装置、光学機器、制御方法、および、プログラムを提供することができる。
【００７７】
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。
【符号の説明】
【００７８】
２１０  制御部（制御手段）
２０５  メモリ（記憶手段）
【図１】
2018191461.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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