(57)【要約】【課題】駆動負荷が変動しても所望の回転速度でスムーズにモータを駆動する。【解決手段】モータ１とその駆動を制御する制御回路２０とを備えるモータ駆動装置１００において、制御回路２０は、モータ１のロータ３の回転位置を検出する磁気センサの出力信号を判別する出力判別回路２１と、磁気センサの出力信号が切り替わる時間を計測する通電時間計測回路２２と、出力判別回路２１が検出した磁気センサの出力信号と、通電時間計測回路２２が計測した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとを比較した結果と、に基づいて、モータ１の第１コイル４及び第２コイル５への通電を切り替えるコイル通電切替回路２３を備える。【選択図】図７
2019103335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御回路とを備えるモータ駆動装置であって、
前記制御回路は、
前記ステッピングモータのロータの回転位置を検出する検出手段の出力信号を判別する判別手段と、
前記検出手段の出力信号が切り替わる時間を計測する第１の計測手段と、
前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号と、前記第１の計測手段が計測した計測時間と予め設定された基準時間とを比較した結果とに基づいて、前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第１の通電切替を行う通電切替手段と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記通電切替手段は、前記計測時間が前記基準時間よりも短い場合に前記コイルへの通電を停止し、前記計測時間が前記基準時間よりも長い場合に前記コイルへの通電を維持し、前記計測時間が前記基準時間と同じとなった場合に、前記コイルへの通電方向を切り替え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】
前記制御回路は、
前記ステッピングモータを駆動したときの任意のタイミングから前記出力信号が切り替わったと前記判別手段が判別した時間までを経過時間として計測する第２の計測手段と、
予め前記任意のタイミングから前記検出手段の出力信号が切り替わるまでの駆動時間を設定する設定手段と、
前記通電切替手段は、前記第１の通電切替と、前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号に基づいて前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第２の通電切替とを、前記第２の計測手段が計測した経過時間と前記設定手段により設定された駆動時間とを比較した結果に応じて切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
ステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御回路とを備えるモータ駆動装置であって、
前記制御回路は、
前記ステッピングモータのロータの位置を検出する検出手段の出力信号を判別する判別手段と、
前記検出手段の出力信号が切り替わる時間を計測する第１の計測手段と、
前記第１の計測手段が計測した計測時間を通電時間として記憶する記憶手段と、
前記第１の計測手段が計測した最新の計測時間と前記記憶手段に記憶されている最も新しい通電時間とを比較した結果、及び、前記判別手段が判別した前記出力信号に基づいて、前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第１の通電切替を行う通電切替手段と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項５】
前記通電切替手段は、前記最新の計測時間が予め設定された基準時間よりも短い場合に前記コイルへの通電を維持し、前記最も新しい通電時間が前記基準時間よりも長い場合に前記コイルへの通電を停止し、前記最新の計測時間が前記最も新しい通電時間と同じとなった場合に前記コイルへの通電方向を切り替え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】
前記制御回路は、
前記ステッピングモータを駆動したときの任意のタイミングから前記出力信号が切り替わったと前記判別手段が判別した時間までを経過時間として計測する第２の計測手段と、
予め前記任意のタイミングから前記検出手段の出力信号が切り替わるまでの駆動時間を設定する設定手段と、
前記通電切替手段は、前記第１の通電切替と、前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号に基づいて前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第２の通電切替とを、前記第２の計測手段が計測した経過時間と前記設定手段により設定された駆動時間とを比較した結果に応じて切り替えることを特徴とする請求項４又は５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記任意のタイミングは、前記ステッピングモータの駆動開始のタイミングであることを特徴とする請求項３又は６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記通電切替手段は、前記ステッピングモータの駆動を開始する際に前記第１の通電切替を選択し、前記第１の通電切替を実行しているときに前記経過時間が前記駆動時間よりも長くなると、前記ステッピングモータのコイルへの通電を前記第１の通電切替から前記第２の通電切替に変更することを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記通電切替手段は、前記第１の通電切替を実行しているときに前記駆動時間が前記経過時間と等しくなるか又は前記駆動時間が前記経過時間より長くなると、前記ステッピングモータのコイルへの通電を前記第２の通電切替から前記第１の通電切替に変更することを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記判別手段は、前記検出手段の出力信号が電圧値の異なる２つの信号のいずれであるかを判別した信号を前記通電切替手段へ送り、
前記通電切替手段は、前記ステッピングモータのコイルへ印加する駆動電圧の通電方向を前記信号に応じて切り替えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
回動可能に支持されたミラーと、
前記ミラーと係合する移動部材と、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のモータ駆動装置と、
前記モータ駆動装置での前記ステッピングモータの回転駆動力を前記移動部材の直線的な動作に変換する変換手段と、を備え、
前記移動部材の動作に応じて第１の位置と第２の位置との間で回動することを特徴とするミラー駆動装置。
【請求項１２】
前記第１の位置と前記第２の位置のそれぞれに設けられて前記ミラーと当接することで前記ミラーの位置を規制するストッパを備え、
前記変換手段は、前記ステッピングモータにより回転駆動されるリードスクリューと、前記移動部材を移動可能に保持するガイドバーとを有し、
前記移動部材は、前記リードスクリューのリード溝と係合する係合部を有し、
前記リード溝は、第１のリード角を有する第１のリード溝と、前記第１のリード角より大きい第２のリード角を有する第２のリード溝とを有し、
前記ミラーが前記第１の位置と前記第２の位置との間で回動する際に、前記係合部は、前記第１のリード溝に沿って移動した後に前記第２のリード溝と係合して移動し、続いて前記第１のリード溝に沿って移動することを特徴とする請求項１１に記載のミラー駆動装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のミラー駆動装置と、
前記ミラー駆動装置を通過した光の光学像を画像データに変換する撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置、モータ駆動装置を備えるミラー駆動装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、小型、高トルク、長寿命等の特徴を有しており、開ループで制御することによりデジタル的な位置決め動作を容易に実現することができる。そのため、ステッピングモータは、カメラ（撮像装置）や光ディスク装置等の情報家電、プリンタやプロジェクタ等のＯＡ機器等に広く用いられている。
【０００３】
ステッピングモータをオープンループ制御とフィードバック制御とを切り替えて駆動するモータ駆動装置では、一般的に、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は位置センサが検出したロータの回転周波数が所定値に達したときに行われる。そして、オープンループ制御とフィードバック制御を切り替える際に、ロータの回転位置をマイクロステップ駆動で電磁気的に安定して静止する位置に一致させることで、振動の発生を抑制した駆動が可能になる。
【０００４】
しかし、例えば、ステッピングモータに大きな負荷が掛かっているときにロータの高速回転を行おうとした場合には、ステッピングモータに脱調が生じてしまうおそれがある。また、ロータの回転加速度が急変した場合には、ロータの回転慣性のために衝撃振動が生じるおそれがある。このような問題を解決する技術として、ステッピングモータにエンコーダを取り付け、ロータの回転角度に合わせてモータのコイルへの通電（以下「コイル通電」という）を切り替えることにより脱調を防ぐ方法が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、第１駆動手段、第２駆動手段、演算手段、制御手段を備えるモータ駆動装置が記載されている。第１駆動手段は、所定の時間間隔に従ってコイル通電を切り替えることで、モータをオープンループ制御する。第２駆動手段は、ロータの回転角度を検出するセンサの出力に応じてコイル通電を切り替えることで、モータをフィードバック制御する。演算手段は、位置センサの出力からロータの回転周波数と回転角加速度を算出する。制御手段は、第２駆動手段でロータの加速駆動、定速駆動及び減速駆動を行った後、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て、第１駆動手段でロータの減速駆動を更に行う制御を行う。更に制御手段は、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る際に、演算手段により算出された第２駆動手段による駆動の際の回転周波数と回転角加速度が第１駆動手段による駆動の際の初期回転周波数と初期回転角加速度に近付くように制御する。これにより、ロータの回転加速度が急変しても、ロータの回転慣性に起因して衝撃振動が生じるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術は、例えば、一眼レフカメラのミラー駆動装置のように主ミラーを高速回動させた後に減速させてストッパに当接させることで主ミラーを定位置に停止させる機構の駆動源に用いた場合に、以下の問題が生じる。すなわち、主ミラーがストッパに当接する際に衝突音が発生し、主ミラーをストッパへの当接後にストッパへ押し付けている間は高負荷の状態となる。そこで、コイル通電を所定の時間間隔で切り替える駆動制御で低速駆動を行う対処方法が考えられるが、この方法ではモータの脱調が起こりやすいという新たな問題が生じる。また、ミラー駆動装置の姿勢位置や温度環境により駆動負荷が変動することでモータに掛かる負荷が増大した場合、主ミラーが所定位置の手前で止まってしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、ステッピングモータを駆動する際に負荷が変動しても所望の回転速度でスムーズに駆動することを可能とするモータ駆動装置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】
【０００９】
本発明に係るモータ駆動装置は、ステッピングモータと、該ステッピングモータの駆動を制御する制御回路とを備えるモータ駆動装置であって、前記制御回路は、前記ステッピングモータのロータの回転位置を検出する検出手段の出力信号を判別する判別手段と、前記検出手段の出力信号が切り替わる時間を計測する第１の計測手段と、前記判別手段が判別した前記検出手段の出力信号と、前記第１の計測手段が計測した計測時間と予め設定された基準時間とを比較した結果とに基づいて、前記ステッピングモータのコイルへの通電を切り替える第１の通電切替を行う通電切替手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステッピングモータを駆動負荷が変動しても所望の回転速度でスムーズに駆動することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１のモータ駆動装置を構成するモータの外観斜視図である。
【図３】ロータの回転角とモータトルクとの関係を説明する図である。
【図４】ヨークとマグネットの位相関係を説明する図である。
【図５】モータの回転駆動方法を説明する図である。
【図６】図１のモータ駆動装置での一般的なフィードバック通電切替モードでの動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】図１のモータ駆動装置でのモータ駆動方法を説明する模式図である。
【図８】図７のモータ駆動方法を説明する第１のフローチャートである。
【図９】図７のモータ駆動方法を説明する第２のフローチャートである。
【図１０】デジタル一眼レフカメラの断面図及びミラー駆動装置の斜視図である。
【図１１】図１０（ｂ）のミラー駆動装置の側面図である。
【図１２】図１１のミラー駆動装置を駆動したときの回転速度とメインミラーの回動区間との関係を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１４】図１３のモータ駆動装置でのモータ駆動方法を説明する模式図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係るモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１６】図１５のモータ駆動装置でのモータ駆動方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置１００の概略構成を示すブロック図である。図２は、モータ駆動装置１００を構成するステッピングモータ１（以下「モータ１」と記す）の外観斜視図である。なお、図２は、モータ１の構造を明示するために、一部の部品を破断させた状態で描画されている。
【００１４】
モータ駆動装置１００は、大略的に、モータ１、制御回路２０及び駆動ドライバ２８により構成されている。ここでは、制御回路２０と駆動ドライバ２８とを別体として説明するが、駆動ドライバ２８は制御回路２０に組み込まれていてもよい。制御回路２０は、出力判別回路２１、通電時間計測回路２２、コイル通電切替回路２３及び通電時間設定回路２４を備える。モータ１は、マグネット２を有するロータ３、第１コイル４、第２コイル５、第１ヨーク６及び第２ヨーク７を備える。また、モータ１は、第１磁気センサ８（第１の検出素子）、第２磁気センサ９（第２の検出素子）、第３磁気センサ１０（第３の検出素子）、第４磁気センサ１１（第４の検出素子）及びモータカバー１２を備える。
【００１５】
制御回路２０は、例えば、ハードウェアとソフトウェアが協働して各回路の機能を実現するマイクロコンピュータであるが、これに限定されるものではない。出力判別回路２１は、第１磁気センサ８、第２磁気センサ９、第３磁気センサ１０及び第４磁気センサ１１（以下「第１磁気センサ８〜第４磁気センサ１１」と記す）のそれぞれから出力される信号を判別する。具体的には、出力判別回路２１は、第１磁気センサ８〜第４磁気センサ１１のそれぞれの出力信号である出力電圧がＨｉ（Ｈ信号）であるかＬｏ（Ｈ信号より電圧値の小さいＬ信号）であるかを判別し、判別した結果をコイル通電切替回路２３へ送る。なお、本実施形態では、第１磁気センサ８〜第４磁気センサ１１はそれぞれ、ホール素子であるとする。
【００１６】
通電時間計測回路２２は、第１磁気センサ８〜第４磁気センサ１１の出力電圧が切り替わる時間を計測し、計測した情報（以下「計測時間ｔａ」という）をコイル通電切替回路２３へ送る。計測時間ｔａの具体例については、図７を参照して後述する。通電時間設定回路２４は、予め設定された基準時間ｔｂをコイル通電切替回路２３へ情報として送る。コイル通電切替回路２３は、第１コイル４と第２コイル５の通電を切り替える。具体的には、コイル通電切替回路２３は、出力判別回路２１、通電時間計測回路２２及び通電時間設定回路２４から取得した情報に基づき、第１コイル４と第２コイル５の駆動電圧の切替タイミングを駆動ドライバ２８に指令する。駆動ドライバ２８は、コイル通電切替回路２３からの情報に基づき、第１コイル４と第２コイル５の駆動電圧を切り替える。
【００１７】
マグネット２を有するロータ３の回転駆動は、制御回路２０によって制御される。マグネット２は、円筒形状を有し、外周面が周方向に分割されて異なる磁極に交互に多極着磁されている。本実施形態では、８分割（８極）に着磁されている構成を取り上げるが、これに限らず、４極や１２極に着磁されていてもよい。マグネット２とロータ３は一体的に回転する。よって、マグネット２が回転するということは、ロータ３が回転することと同義である。
【００１８】
第１コイル４は、マグネット２の軸方向の一端に配置されている。第１ヨーク６は、軟磁性材料で構成されており、マグネット２の外周面との間に隙間が形成されるようにしてマグネット２の外周面と対向している。第１ヨーク６には、円環状の本体部から軸方向に延出する第１磁極部６ａが、周方向に所定の間隔で複数形成されている。第１磁極部６ａは、第１コイル４に通電が行われることにより励磁される。なお、第１コイル４と第１ヨーク６（複数の第１磁極部６ａ）によって、第１のステータユニットが構成される。
【００１９】
第２コイル５は、マグネット２の軸方向の、第１コイル４が取り付けられた一端の反対側（他端）に配置されている。第２ヨーク７は、軟磁性材料で構成されており、マグネット２の外周面との間に隙間が形成されるようにしてマグネット２の外周面と対向している。第２ヨーク７には、円環状の本体部から軸方向に延出する第２磁極部７ａが、周方向に所定の間隔で複数形成されている。第２磁極部７ａは、第２コイル５に通電が行われることにより励磁される。なお、第２コイル５と第２ヨーク７（複数の第２磁極部７ａ）によって、第２のテータユニットが構成される。第１磁極部６ａと第２磁極部７ａに励磁される磁極（Ｎ極とＳ極）を切り替えることにより、ロータ３に与えるトルクを変化させることができる。
【００２０】
モータカバー１２は、第１磁極部６ａと第２磁極部７ａがマグネット２の着磁位相に対して電気角で略９０度（°）ずれて配置されるように、第１ヨーク６と第２ヨーク７を固定（保持）している。なお、電気角とは、マグネット２の磁力の１周期を３６０°として表したものであり、マグネット２の極数をＭ、機械角をθ０とすると、電気角θは、θ＝θ０×Ｍ／２、の通りに表される。本実施形態では、マグネット２は８極で着磁されているため、電気角９０°は機械角で２２．５°となる。
【００２１】
続いて、モータ駆動装置１００でのフィードバック通電切替モードによる制御について、電気角θを用いて説明する。図３は、第１コイル４と第２コイル５へ一定電流を流したときのロータ３の回転角度とモータ１のトルクとの関係を示す図であり、横軸に電気角が取られ、縦軸にモータトルクが取られている。なお、モータトルクについて、ロータ３を時計まわりに回転させるトルクを正とする。図４は、第１ヨーク６及び第２ヨーク７とマグネット２との位相関係を説明する図であり、モータ１（ロータ３）の軸方向と直交する断面で示している。
【００２２】
第１コイル４に正方向の電流を流すと第１磁極部６ａがＮ極に磁化され、第２コイル５に正方向の電流を流すと第２磁極部７ａがＮ極に磁化されるものとする。図４（ａ）の位相状態は図３中のＡ点に対応しており、図４（ａ）は、マグネット２の着磁された極の中心から第１磁極部６ａまで距離と、マグネット２の着磁された極の中心から第２磁極部７ａまでの距離とが同じとなっている状態を示している。この状態では、回転位相を保持する力は発生しているが、マグネット２のＳ極がＮ極に励磁された第１磁極部６ａと第２磁極部７ａに引き付けられて釣り合った状態であるため、回転駆動力は発生していない。
【００２３】
図４（ａ）の状態で第２磁極部７ａにＳ極を励磁すると、ロータ３は図４（ａ）の状態から時計まわりに回転して図４（ｂ）に示す状態となる。図４（ｂ）の状態では、図４（ａ）の状態と同様に、回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。すなわち、マグネット２のＳ極が第１磁極部６ａに引き付けられ、マグネット２のＮ極が第２ヨーク７の第２磁極部７ａに引き付けられて、釣り合った状態である。以後、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へと遷移させた手法で第１コイル４と第２コイル５の通電方向を順番に切り替えて、第１磁極部６ａと第２磁極部７ａの極性を切り替えることで、ロータ３を回転させることができる。
【００２４】
本実施形態では、回転駆動力が発生しないタイミングで第１磁極部６ａと第２磁極部７ａに励磁する磁極を切り替えることを、電気進角０度での通電切替、と定義する。また、回転駆動力が発生しないタイミングよりも早いタイミングで第１磁極部６ａおよび第２磁極部７ａに励磁する磁極を切り替えることを、電気進角γ度での磁極部の励磁切替、と定義する。
【００２５】
図５は、モータ１の駆動方法を説明する図である。図５（ａ）は、モータ１の初期状態を示しているものとする。本実施形態では、モータ１でのロータ３（マグネット２）の回転方向について、図５でのマグネット２の右回り（時計まわり）の回転を正転とし、左回り（反時計まわり）の回転を逆回転と定義する。
【００２６】
先ず、第１磁気センサ８の出力電圧に基づいて第１磁極部６ａの励磁を切り替え、第２磁気センサ９の出力電圧に基づいて第２磁極部７ａの励磁を切り替えることによりロータ３を正転させる第１通電モードについて説明する。第１通電モードでは、第１磁気センサ８がマグネット２のＳ極を検出したときに第１磁極部６ａがＮ極に励磁され、第１磁気センサ８がマグネット２のＮ極を検出したときに第１磁極部６ａがＳ極に励磁される。また、第２磁気センサ９がマグネット２のＳ極を検出したときに第２磁極部７ａがＳ極に励磁され、第２磁気センサ９がマグネット２のＮ極を検出したときに第２磁極部７ａがＮ極に励磁される。
【００２７】
図５（ａ）の状態では、第１磁気センサ８、第２磁気センサ９は共にマグネット２のＳ極を検出している。よって、第１磁極部６ａがＮ極に励磁されると共に第２磁極部７ａがＳ極に励磁されることにより、マグネット２（ロータ３）に右回りの回転力が発生する。図５（ａ）の状態からロータ３が右回りに回転して図５（ｂ）の状態になると、マグネット２の１つのＳ極の中心Ｑ１と第１磁極部６ａの中心が対向する。図５（ｂ）の状態からロータ３が右回りに回転して図５（ｃ）の状態になると、マグネット２の１つのＳ極の中心Ｑ１と第１磁極部６ａとの距離が、左回り方向において中心Ｑ１のＳ極に隣接するＮ極の中心Ｑ２と第２磁極部７ａとの距離と同じになる。ここで、第１磁気センサ８の出力電圧に基づいて第１磁極部６ａに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ３の回転位置に対する第１磁極部６ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第１磁気センサ８が配置されている。そのため、図５（ｂ）の状態から図５（ｃ）の状態へ遷移する間に、第１磁気センサ８はマグネット２のＮ極を検出し、これに応じて、第１磁極部６ａがＳ極に励磁されるように第１コイル４に通電が行われる。また、第２磁気センサ９はマグネット２のＳ極を検出しているので、第２磁極部７ａがＳ極に励磁されるように第２コイル５に通電が行われている。これによりロータ３（マグネット２）には右回りの回転力が発生する。
【００２８】
図５（ｃ）の状態からロータ３が右回りに回転して図５（ｄ）の状態になると、マグネット２のＮ極の中心Ｑ２と第２磁極部７ａの中心が対向する。図５（ｄ）の状態からロータ３が右回りに回転して図５（ｅ）の状態になると、マグネット２のＮ極の中心Ｑ２と第１磁極部６ａとの距離が、中心Ｑ２から第２磁極部７ａとの距離と同じになる。ここで、第２磁気センサ９の出力電圧に基づいて第２磁極部７ａに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ３の回転位置に対する第２磁極部７ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第２磁気センサ９が配置されている。そのため、図５（ｄ）の状態から図５（ｅ）へ遷移する間に、第２磁気センサ９はマグネット２のＮ極を検出し、これに応じて、第２磁極部７ａがＮ極に励磁されるように第２コイル５に通電が行われる。また、第１磁気センサ８はマグネット２のＮ極を検出しているので、第１磁極部６ａがＳ極に励磁されるように第１コイル４に通電が行われている。これにより、ロータ３（マグネット２）には右回りの回転力が発生する。こうして、順次、第１コイル４と第２コイル５に対する通電が切り替えられることで、右回りの回転方向にロータ３（マグネット２）を回転させることができる。
【００２９】
モータ１では上述の通り、第１磁気センサ８の出力電圧に基づいて第１磁極部６ａに励磁する磁極を切り替える際にロータ３の回転位置に対する第１磁極部６ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第１磁気センサ８が配置されている。且つ、第２磁気センサ９の出力に基づいて第２磁極部７ａに励磁する磁極を切り替える際にロータ３の回転位置に対する第２磁極部７ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜ら４５°の間となるように第２磁気センサ９が配置されている。そのため、各磁気センサの出力電圧に応じて各コイルの通電方向を切り替えても、通電方向を切り替えずに励磁を維持した場合と比較して、位相のずれが少ない。つまり、通常のステップ駆動でモータ１を駆動する場合と、各磁気センサの出力電圧に応じてコイル通電を切り替えてモータ１を駆動する場合とで、ロータ３（マグネット２）の位相に大きな差はない。よって、ステップ駆動と各磁気センサの出力電圧に基づいてフィードバック制御するブラシレス駆動とを切り替えても、振動や発振が生じ難く、スムーズな動作切り替えを行うことができる。特に、停止状態から駆動を開始する場合や駆動状態から停止状態にする場合には、上記説明の通りの電気進角で駆動することが望ましい。
【００３０】
続いて、第３磁気センサ１０の出力電圧に基づいて第１磁極部６ａの励磁を切り替え、第４磁気センサ１１の出力電圧に基づいて第２磁極部７ａの励磁を切り替えて、ロータ３を逆回転させる第２通電モードに関して説明する。第２通電モードでは、第３磁気センサ１０がマグネット２のＳ極を検出したときに第１磁極部６ａをＳ極に励磁し、第３磁気センサ１０がマグネット２のＮ極を検出したときに第１磁極部６ａをＮ極に励磁する。また、第２磁気センサ９がマグネット２のＳ極を検出したときに第２磁極部７ａをＮ極に励磁し、第２磁気センサ９がマグネット２のＮ極を検出したときに第２磁極部７ａをＳ極に励磁する。
【００３１】
図５（ａ）の初期状態では、第３磁気センサ１０と第４磁気センサ１１は共にマグネット２のＳ極を検出している。よって、第１磁極部６ａがＳ極に励磁されると共に第２磁極部７ａがＮ極に励磁されることにより、ロータ３（マグネット２）に左回りの回転力が発生する。図５（ａ）の状態からロータ３が左回りに回転して図５（ｆ）の状態になると、マグネット２の１つのＳ極の中心Ｑ１と第２磁極部７ａの中心が対向する。ここで、第４磁気センサ１１の出力電圧に基づいて第２磁極部７ａに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ３の回転位置に対する第２磁極部７ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第４磁気センサ１１が配置されている。そのため、第４磁気センサ１１は、図５（ｆ）の状態から図５（ｇ）の状態へ遷移する間にマグネット２のＮ極を検出し、これに応じて、第２磁極部７ａがＳ極に励磁されるように第２コイル５に通電が行われる。また、第３磁気センサ１０はマグネット２のＳ極を検出しているので、第１磁極部６ａがＳ極に励磁されるように第１コイル４に通電が行われている。これにより、ロータ３（マグネット２）には、左回りの回転力が発生する。
【００３２】
図５（ｇ）の状態からロータ３が左回りに回転して図５（ｈ）の状態になると、右回り方向において中心Ｑ１のＳ極に隣接するＮ極の中心Ｑ３と第１磁極部６ａの中心が対向する。図５（ｈ）の状態からロータ３が左回りに回転して図５（ｉ）の状態になると、Ｎ極の中心Ｑ３と第１磁極部６ａとの距離が、中心Ｑ３から第２磁極部７ａとの距離と同じになる。ここで、第３磁気センサ１０の出力電圧に基づいて第１磁極部６ａに励磁する磁極を切り替えるとき、ロータ３の回転位置に対する第１磁極部６ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第３磁気センサ１０が配置されている。そのため、第３磁気センサ１０は、図５（ｈ）の状態から図５（ｉ）の状態へ遷移する間にマグネット２のＮ極を検出し、これに応じて、第１磁極部６ａがＮ極に励磁されるように第１コイル４に通電が行われる。また、第４磁気センサ１１はマグネット２のＮ極を検出しているので、第２磁極部７ａがＳ極に励磁されるように第２コイル５に通電が行われている。これにより、ロータ３（マグネット２）には、左回りの回転力が発生する。こうして、順次、第１コイル４と第２コイル５に対する通電が切り替えられることで、左回りの回転方向にロータ３（マグネット２）を回転させることができる。
【００３３】
モータ１では上述の通り、第３磁気センサ１０の出力電圧に基づいて第１磁極部６ａに励磁する磁極を切り替える際にロータ３の回転位置に対する第１磁極部６ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第３磁気センサ１０が配置されている。且つ、第４磁気センサ１１の出力電圧に基づいて第２磁極部７ａに励磁する磁極を切り替える際にロータ３の回転位置に対する第２磁極部７ａの励磁切替タイミングが電気進角０°〜４５°の間となるように第４磁気センサ１１が配置されている。そのため、各磁気センサの出力電圧に応じて各コイルの通電方向を切り替えても、通電方向を切り替えずに励磁を維持した状態と比較して、位相のずれが少ない。つまり、通常のステップ駆動でモータ１を駆動する場合と、各磁気センサの出力電圧に応じてコイル通電を切り替えてモータ１を駆動する場合とで、ロータ３（マグネット２）の位相に大きな差はない。よって、ステップ駆動と磁気センサの出力電圧に基づいてフィードバック制御するブラシレス駆動とを切り替えても、振動や発振が生じ難く、スムーズな動作切り替えを行うことができる。特に、停止状態から駆動を開始する場合や駆動状態から停止状態にする場合には、上記説明の通りの電気進角で駆動することが望ましい。
【００３４】
次に、モータ駆動装置１００でのフィードバック通電切替モードでの動作について説明する。図６（ａ）は、ロータ３が正転方向に減速しながら進む動作を説明する図（タイミングチャート）である。図６（ａ）中、第１磁気センサ８が検出した磁極とは、第１磁気センサ８が検出したマグネット２の磁極を表しており、同様に、第２磁気センサ９が検出した磁極とは、第２磁気センサ９が検出したマグネット２の磁極を表している。第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１は、第１磁気センサ８が検出したマグネット２の磁極に応じて出力する出力電圧（Ｈｉ，Ｌｏ）を示している。第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２は、第２磁気センサ９が検出したマグネット２の磁極に応じて出力する出力電圧（Ｈｉ，Ｌｏ）を示している。第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１と第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２はそれぞれ、検出したマグネット２の磁極が切り替わるとＨｉとＬｏとで切り替わる。
【００３５】
制御回路２０は、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１と第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２に基づき、第１コイル４と第２コイル５への通電切替処理を行う。第１コイル４へ駆動電圧ＶＬ１が通電され、第２コイル５へ駆動電圧ＶＬ２が通電されることにより、ロータ３が回転する。なお、図６（ａ）中の駆動電圧ＶＬ１と駆動電圧ＶＬ２に示している矢印は、コイル端子間に流れる電流の向きを示しており、Ａ＋，Ａ−及びＢ＋,Ｂ−はそれぞれ、コイル線の巻き始めと巻き終わりを表している。
【００３６】
図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明した第１通電モードは、図６（ａ）中に示す（ａ）〜（ｃ）〜（ｅ）に対応する。図６（ａ）では、第１磁気センサ８は、マグネット２のＳ極を検出すると出力電圧ＶＨ１としてＬｏを出力し、マグネット２のＮ極を検出すると出力電圧ＶＨ１としてＨｉを出力する。同様に、第２磁気センサ９は、マグネット２のＳ極を検出すると出力電圧ＶＨ２としてＬｏを出力し、マグネット２のＮ極を検出すると出力電圧ＶＨ２としてＨｉを出力する。第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１と第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２に基づき、制御回路２０は、定められたコイル通電処理を行う。具体的には、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＬｏになると、第１コイル４にＡ−からＡ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１が通電される。第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２がＬｏになると、第２コイル５にＢ＋からＢ−の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２が通電される。
【００３７】
図５に当て嵌めると、第１磁気センサ８がマグネット２のＳ極を検出した際に第１磁極部６ａがＮ極に励磁され、第１磁気センサ８がマグネット２のＮ極を検出した際に第１磁極部６ａがＳ極に励磁される。また、第２磁気センサ９がマグネット２のＳ極を検出した際に第２磁極部７ａがＳ極に励磁され、マグネット２のＮ極を検出した際に第２磁極部７ａがＮ極に励磁される。図５（ａ）の状態では、第１磁気センサ８と第２磁気センサ９が共にマグネット２のＳ極を検出しているため、第１磁極部６ａがＮ極に励磁され、第２磁極部７ａがＳ極に励磁されることで、ロータ３に右回りの回転力が発生する。
【００３８】
図６（ｂ）は、ロータ３が逆回転方向に減速しながら進む動作を説明する図（タイミングチャート）である。図６（ｂ）中、第３磁気センサ１０が検出した磁極とは、第３磁気センサ１０が検出したマグネット２の磁極を表しており、第４磁気センサ１１が検出した磁極とは、第４磁気センサ１１が検出したマグネット２の磁極を表している。第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３は、第３磁気センサ１０が検出したマグネット２の磁極に応じて出力する出力電圧（Ｈｉ，Ｌｏ）を示している。第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４は、第４磁気センサ１１が検出したマグネット２の磁極に応じて出力する出力電圧（Ｈｉ，Ｌｏ）を示している。第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３と第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４はそれぞれ、検出したマグネット２の磁極が切り替わるとＨｉとＬｏとで切り替わる。
【００３９】
制御回路２０は、第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３と第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４に基づき、第１コイル４と第２コイル５への通電切替処理を行う。第１コイル４へ駆動電圧ＶＬ１が通電され、第２コイル５へ駆動電圧ＶＬ２が通電されることにより、ロータ３が回転する。
【００４０】
図５（ａ），（ｆ）〜（ｉ）を参照して説明した第２通電モードは、図６（ｂ）中に示す（ａ）〜（ｇ）〜（ｉ）に対応する。図６（ｂ）では、第３磁気センサ１０は、マグネット２のＳ極を検出すると出力電圧ＶＨ３としてＬｏを出力し、マグネット２のＮ極を検出すると出力電圧ＶＨ３としてＨｉを出力する。第４磁気センサ１１は、マグネット２のＳ極を検出すると出力電圧ＶＨ４としてＬｏを出力し、マグネット２のＮ極を検出すると出力電圧ＶＨ４としてＨｉを出力する。第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３と第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４に基づき、制御回路２０は、定められたコイル通電処理を行う。具体的には、第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３がＬｏになると、第１コイル４にＡ＋からＡ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１が通電される。第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４がＬｏになると、第２コイル５にＢ−からＢ＋の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２が通電される。
【００４１】
図５に当て嵌めると、第３磁気センサ１０がマグネット２のＳ極を検出した際に第１磁極部６ａがＳ極に励磁され、第３磁気センサ１０がマグネット２のＮ極を検出した際に第１磁極部６ａがＮ極に励磁される。また、第４磁気センサ１１がマグネット２のＳ極を検出した際に第２磁極部７ａがＮ極に励磁され、マグネット２のＮ極を検出した際に第２磁極部７ａがＳ極に励磁される。図５（ａ）の状態では、第３磁気センサ１０と第４磁気センサ１１が共にマグネット２のＳ極を検出しているため、第１磁極部６ａがＳ極に励磁され、第２磁極部７ａがＮ極に励磁されることで、ロータ３に左回りの回転力が発生する。
【００４２】
以上のようにしてマグネット２の磁極を検知し、第１コイル４と第２コイル５への通電を交互に切り替えることにより、ロータ３をスムーズに回転させることができる。しかしながら、上述した駆動制御では、モータ１の駆動対象物の姿勢、環境温度等の負荷変動に起因して、各磁気センサでＨｉとＬｏが切り替わるタイミングが不規則に変化してしまうことがある。上記駆動制御では、第１コイル４と第２コイル５に印加される駆動電圧は、各磁気センサでＨｉとＬｏが切り替わるタイミングに同期して切り替わるため、モータ１の回転速度が変動しやすい。この問題を解消する駆動方法について次に説明する。
【００４３】
図７は、モータ駆動装置１００による本発明に係るモータ駆動方法を説明する模式図である。なお、図７では、コイル駆動電圧を切り換えるタイミングについて一般化した説明としており、コイル駆動電圧Ｃ＋，Ｃ−はそれぞれ、コイルにおけるコイル線の巻き始めと巻き終わりを表している。
【００４４】
図６を参照して説明したフィードバック通電切替モードでは、ロータ３を正回転させる場合、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１と第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２がＨｉとＬｏとで切り替わるタイミングで第１コイル４と第２コイル５の駆動を切り替えている。図７では、このような従来のコイル駆動の切り替えを「従来のコイル駆動電圧」で示しており、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２のＨｉとＬｏの切り替わりのタイミングでコイルの駆動を切り替える態様を示している。図７（ａ），（ｂ）に示すように、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏへ切り替わったタイミングから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２が次にＨｉからＬｏに切り替わるタイミングまでの時間を計測時間ｔａとする。計測時間ｔａは、通電時間計測回路２２により計測される。そして、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏへ切り替わったタイミングを基準として予め基準時間ｔｂを設定する。
【００４５】
ｔａ＝ｔｂの場合とは、設定された回転速度と実際の回転速度とが一致していることを示している。よって、ｔａ＝ｔｂの場合には、従来と同様に、第１磁気センサ８と第２磁気センサ９のそれぞれの出力電圧ＶＨ１，ＶＨ２でのＨｉとＬｏの切り替わりのタイミングでコイルへの通電方向を切り替える。図７（ａ）に示すようにｔａ＜ｔｂとなる場合とは、実際の回転速度が設定速度よりも速くなっている場合である。そこで、ｔａ＜ｔｂの場合には、減速制御を行うことによって計測時間ｔａを基準時間ｔｂに合わせ込む。この減速制御には、例えば、所定のタイミングでコイル通電をオフする方法を用いることができる。一方、図７（ｂ）に示すように、ｔａ＞ｔｂとなる場合とは、ロータ３への負荷が増大している等の理由によって、実際の回転速度が設定速度よりも遅くなっている場合である。そこで、ｔａ＞ｔｂとなった場合には、加速制御を行うことにより、計測時間ｔａを基準時間ｔｂに合わせ込む。この加速制御には、コイル駆動電圧の周波数を変えずに、コイル通電を維持（継続）する方法を用いることができる。なお、ロータ３の回転速度の減速制御には、コイル駆動電圧の周波数を下げる方法を用いてもよく、加速制御には、コイル駆動電圧の周波数を上げる方法を用いてもよい。
【００４６】
本実施形態でのモータ駆動方法では、ロータ３の位置検出、つまり、ロータ３の回転角度の検出を行いながら移動距離毎（ステップ毎）に所定の時間でコイル通電を制御することによりロータ３の回転速度を制御する。その際、連続した所定の時間を設定することにより一定速度での回転制御が可能となり、負荷変動に対する回転速度の変動を抑制することができ、ステッピングモータ特有の脱調を起こり難くすることができる。
【００４７】
図８を参照して後述するように、正転の場合、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＬｏからＨｉに切り替わるタイミングから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２が次にＬｏからＬｏに切り替わるタイミングまでの時間も計測時間ｔａとして計測される。また、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２がＨｉからＬｏに切り替わるタイミングから第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１が次にＬｏからＨｉに切り替わるタイミングまでの時間も計測時間ｔａとして計測される。更に、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２がＬｏからＨｉに切り替わるタイミングから第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１が次にＨｉからＬｏに切り替わるタイミングまでの時間も計測時間ｔａとして計測される。図７を参照して説明したモータ１の正転でのモータ駆動方法は、そのまま図６（ｂ）を参照して説明したロータ３の逆回転でのモータ駆動方法に適用することができる。その場合、第１磁気センサ８を第４磁気センサ１１に、第２磁気センサ９を第３磁気センサ１０にそれぞれ置換して考えればよいので、詳細な説明は省略する。
【００４８】
図８は、図７を参照して説明したモータ駆動方法によるモータ１の回転駆動制御のフローチャートである。図８のフローチャートの各ステップ（Ｓ）は、設定された条件にしたがって制御回路２０がモータ１の駆動を制御することにより実現される。駆動回転量Ｎが設定されると、Ｓ１では制御回路２０は、指示されたロータ３の回転方向が正転か否かを判定する。制御回路２０は正転であると判定した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、処理をＳ２へ進め、逆回転であると判定した場合（Ｓ１でＮＯ）、処理を図９のフローチャートに示すＳ１０１へ進める。なお、Ｓ１０１以降の処理については、図９を参照して後述する。
【００４９】
Ｓ２では制御回路２０は、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ２でＮＯ）、処理をＳ３へ進め、出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏに切り替わったと判定した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、処理をＳ４へ進める。Ｓ３では制御回路２０は、第１コイル４にＡ＋からＡ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し（図６（ａ）参照）、その後、処理をＳ２へ戻す。Ｓ４では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１のＨｉからＬｏへの切り替わりから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２の次のＨｉからＬｏへの切り替わりまでの時間である。Ｓ５では制御回路２０は、第１コイル４にＡ−からＡ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１の通電方向を切り替える（図６（ａ）。
【００５０】
Ｓ６では制御回路２０は、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２がＨｉからＬｏに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ２がＨｉからＬｏに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ６でＮＯ）、処理をＳ７へ進め、出力電圧ＶＨ２がＨｉからＬｏに切り替わったと判定した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、処理をＳ８へ進める。Ｓ７では制御回路２０は、第２コイル５にＢ−からＢ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２を通電し（図６（ａ）参照）、その後、処理をＳ６へ戻す。Ｓ８では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２のＨｉからＬｏへの切り替わりから第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１の次のＬｏからＨｉへの切り替わりまでの時間である。
【００５１】
Ｓ９では制御回路２０は、Ｓ４で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ９でＮＯ）、処理をＳ１０へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ９でＹＥＳ）、処理をＳ１１へ進める。Ｓ１０では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ９へ戻す。Ｓ１１では制御回路２０は、第２コイル５にＢ＋からＢ−の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２の通電方向を切り替える。ここまでの第２コイル５への通電の態様を「駆動通電１」とする。
【００５２】
Ｓ１２では制御回路２０は、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＬｏからＨｉに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ１がＬｏからＨｉに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１２でＮＯ）、処理をＳ１３へ進め、出力電圧ＶＨ１がＬｏからＨｉに切り替わったと判定した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、処理をＳ１４へ進める。Ｓ１３では制御回路２０は、第１コイル４にＡ−からＡ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し（図６（ａ）参照）、その後、処理をＳ１２へ戻す。Ｓ１４では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１のＬｏからＨｉへの切り替わりから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２の次のＬｏからＨｉへの切り替わりまでの時間である。
【００５３】
Ｓ１５では制御回路２０は、Ｓ８で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ１５でＮＯ）、処理をＳ１６へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、処理をＳ１７へ進める。Ｓ１６では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い。その後、処理をＳ１５へ戻す。Ｓ１７では制御回路２０は、第１コイル４にＡ＋からＡ−の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１の通電方向を切り替える。駆動通電１の終了後からここまでの第１コイル４への通電の態様を「駆動通電２」とする。
【００５４】
Ｓ１８では制御回路２０は、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２がＬｏからＨｉに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ２がＬｏからＨｉに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１８でＮＯ）、処理をＳ１９へ進め、出力電圧ＶＨ２がＬｏからＨｉに切り替わったと判定した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、処理をＳ２０へ進める。Ｓ１９では制御回路２０は、第２コイル５にＢ＋からＢ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２を通電し（図６（ａ）参照）、その後、処理をＳ１８へ戻す。Ｓ２０では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２のＬｏからＨｉへの切り替わりから第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１の次のＨｉからＬｏへの切り替わりまでの時間である。
【００５５】
Ｓ２１では制御回路２０は、Ｓ１４で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ２１でＮＯ）、処理をＳ２２へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、処理をＳ２３へ進める。Ｓ２２では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ２１へ戻す。Ｓ２３では制御回路２０は、第２コイル５にＢ−からＢ＋の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２の通電方向を切り替える。駆動通電２の終了後からここまでの第２コイル５への通電の態様を「駆動通電３」とする。
【００５６】
Ｓ２４では制御回路２０は、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ２４でＮＯ）、処理をＳ２５へ進め、出力電圧ＶＨ１がＨｉからＬｏに切り替わったと判定した場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、処理をＳ２６へ進める。Ｓ２５では制御回路２０は、第１コイル４にＡ＋からＡ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し、その後、処理をＳ２４へ戻す。Ｓ２６では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１のＨｉからＬｏへの切り替わりから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２の次のＨｉからＬｏへの切り替わりまでの時間である。
【００５７】
Ｓ２７では制御回路２０は、Ｓ２０で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ２７でＮＯ）、処理をＳ２８へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ２７でＹＥＳ）、処理をＳ２９へ進める。Ｓ２８では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ２７へ戻す。Ｓ２９では制御回路２０は、第１コイル４にＡ−からＡ＋の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１の通電方向を切り替える。駆動通電３の終了後からここまでの第１コイル４の通電の態様を「駆動通電４」とする。
【００５８】
Ｓ３０では制御回路２０は、駆動回転量Ｎに到達したか否かを判定する。制御回路２０は、駆動回転量Ｎに到達していないと判定した場合（Ｓ３０でＮＯ）、処理をＳ３１へ進め、駆動回転量Ｎに到達したと判定した場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、処理をＳ３２へ進める。Ｓ３１では制御回路２０は、上述した駆動通電１〜４を、順次、繰り返す。つまり、Ｓ３０で最初に判定がＮＯとなった場合にはＳ３１において駆動通電１が実行された後に処理がＳ３０へ戻され、Ｓ３０で判定が再びＮＯとなった場合にはＳ３１において駆動通電２が実行された後に処理がＳ３０へ戻される。再度、Ｓ３０で判定が再度ＮＯとなった場合にはＳ３１において駆動通電３が実行された後に処理がＳ３０へ戻され、Ｓ３０で判定が再びＮＯとなった場合にはＳ３１において駆動通電４が実行された後に処理がＳ３０へ戻される。このように、Ｓ３０での判定がＮＯとなる度に駆動通電１，２，３，４，１，２・・の順に駆動通電１〜４が繰り返される。Ｓ３２では制御回路２０は、ロータ３の駆動を停止し、これにより本処理を終了させる。
【００５９】
図９は、Ｓ１の判定がＮＯとなった場合の処理（ロータ３を逆回転させると判定された場合の処理）のフローチャートである。Ｓ１０１では制御回路２０は、第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４がＬｏからＨｉに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ４がＬｏからＨｉに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１０１でＮＯ）、処理をＳ１０２へ進め、出力電圧ＶＨ４がＬｏからＨｉに切り替わったと判定した場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、処理をＳ１０３へ進める。Ｓ１０２では制御回路２０は、第２コイル５にＢ−からＢ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２を通電し（図６（ｂ）参照）、その後、処理をＳ１０１へ戻す。Ｓ１０３では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４のＬｏからＨｉへの切り替わりから第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３の次のＬｏからＨｉへの切り替わりまでの時間である。Ｓ１０４では制御回路２０は、第２コイル５にＢ＋からＢ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２の通電方向を切り替える（図６（ｂ）参照）。
【００６０】
Ｓ１０５では制御回路２０は、第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３がＬｏからＨｉに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ３がＬｏからＨｉに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理をＳ１０６へ進め、出力電圧ＶＨ３がＬｏからＨｉに切り替わったと判定した場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理をＳ１０７へ進める。Ｓ１０６では制御回路２０は、第１コイル４にＡ＋からＡ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し（図６（ｂ）参照）、その後、処理をＳ１０５へ戻す。Ｓ１０７では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３のＬｏからＨｉへの切り替わりから第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４の次のＨｉからＬｏへの切り替わりまでの時間である。
【００６１】
Ｓ１０８では制御回路２０は、Ｓ１０３で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ１０８でＮＯ）、処理をＳ１０９へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、処理をＳ１１０へ進める。Ｓ１０９では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ１０８へ戻す。Ｓ１１０では制御回路２０は、第１コイル４にＡ−からＡ＋の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１の通電方向を切り替える。ここまでの第１コイル４への通電の態様を駆動通電５とする。
【００６２】
Ｓ１１１では制御回路２０は、第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４がＨｉからＬｏに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ４がＨｉからＬｏに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１１１でＮＯ）、処理をＳ１１２へ進め、出力電圧ＶＨ４がＨｉからＬｏに切り替わったと判定した場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、処理をＳ１１３へ進める。Ｓ１１２では制御回路２０は、第２コイル５にＢ＋からＢ−の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し（図６（ｂ）参照）、その後、処理をＳ１１１へ戻す。Ｓ１１３では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４のＨｉからＬｏへの切り替わりから第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３の次のＨｉからＬｏへの切り替わりまでの時間である。
【００６３】
Ｓ１１４では制御回路２０は、Ｓ１０７で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ１１４でＮＯ）、処理をＳ１１５へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、処理をＳ１１６へ進める。Ｓ１１５では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ１１４へ戻す。Ｓ１１６では制御回路２０は、第２コイル５にＢ−からＢ＋の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２の通電方向を切り替える。駆動通電５の終了後からここまでの第２コイル５への通電の態様を「駆動通電６」とする。
【００６４】
Ｓ１１７では制御回路２０は、第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３がＨｉからＬｏに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ３がＨｉからＬｏに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１１７でＮＯ）、処理をＳ１１８へ進め、出力電圧ＶＨ３がＨｉからＬｏに切り替わったと判定した場合（Ｓ１１７でＹＥＳ）、処理をＳ１１９へ進める。Ｓ１１８では制御回路２０は、第１コイル４にＡ−からＡ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し（図６（ｂ）参照）、その後、処理をＳ１１７へ戻す。Ｓ１１９では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３のＨｉからＬｏへの切り替わりから第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４の次のＬｏからＨｉへの切り替わりまでの時間である。
【００６５】
Ｓ１２０では制御回路２０は、Ｓ１１３で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ１２０でＮＯ）、処理をＳ１２１へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ１２０でＹＥＳ）、処理をＳ１２２へ進める。Ｓ１２１では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ１２０へ戻す。Ｓ１２２では制御回路２０は、第１コイル４にＡ＋からＡ−の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１の通電方向を切り替える。駆動通電６の終了後からここまでの第１コイル４への通電の態様を「駆動通電７」とする。
【００６６】
Ｓ１２３では制御回路２０は、第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４がＬｏからＨｉに切り替わったか否かを判定する。制御回路２０は、出力電圧ＶＨ４がＬｏからＨｉに切り替わっていないと判定した場合（Ｓ１２３でＮＯ）、処理をＳ１２４へ進め、出力電圧ＶＨ４がＬｏからＨｉに切り替わったと判定した場合（Ｓ１２３でＹＥＳ）、処理をＳ１２５へ進める。Ｓ１２４では制御回路２０は、第２コイル５にＢ−からＢ＋の方向へ電流が流れるように駆動電圧ＶＬ１を通電し、その後、処理をＳ１２３へ戻す。Ｓ１２５では制御回路２０は、計測時間ｔａの計測を開始する。ここでの計測時間ｔａは、第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ４のＬｏからＨｉへの切り替わりから第３磁気センサ１０の出力電圧ＶＨ３の次のＬｏからＨｉへの切り替わりまでの時間である。
【００６７】
Ｓ１２６では制御回路２０は、Ｓ１１９で計測を開始した計測時間ｔａと予め設定された基準時間ｔｂとがｔａ＝ｔｂの関係を満たすか否かを判定する。制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂ又はｔａ＞ｔｂであると判定した場合（Ｓ１２６でＮＯ）、処理をＳ１２７へ進め、ｔａ＝ｔｂの関係が満たされていると判定した場合（Ｓ１２６でＹＥＳ）、処理をＳ１２８へ進める。Ｓ１２７では制御回路２０は、ｔａ＜ｔｂの場合には図７（ａ）を参照して説明したように減速制御を行い、ｔａ＞ｔｂの場合には図７（ｂ）を参照して説明したように加速制御を行い、その後、処理をＳ１２６へ戻す。Ｓ１２８では制御回路２０は、第２コイル５にＢ＋からＢ−の方向に電流が流れるように駆動電圧ＶＬ２の通電方向を切り替える。駆動通電７の終了後からここまでの第２コイル５への通電の態様を「駆動通電８」とする。
【００６８】
Ｓ１２９では制御回路２０は、駆動回転量Ｎに到達したか否かを判定する。制御回路２０は、駆動回転量Ｎに到達していないと判定した場合（Ｓ１２９でＮＯ）、処理をＳ１３０へ進め、駆動回転量Ｎに到達したと判定した場合（Ｓ１２９でＹＥＳ）、処理をＳ１３１へ進める。Ｓ１３０では制御回路２０は、上述した駆動通電５〜８を、順次、繰り返す。つまり、Ｓ１２９で最初に判定がＮＯとなった場合にはＳ１３０において駆動通電５が実行された後に処理がＳ１２９へ戻され、Ｓ１２９で判定が再びＮＯとなった場合にはＳ１３０において駆動通電６が実行された後に処理がＳ３０へ戻される。再度、Ｓ１２９で判定が再度ＮＯとなった場合にはＳ１３０において駆動通電７が実行された後に処理がＳ３０へ戻され、Ｓ１２９で判定が再びＮＯとなった場合にはＳ１３０において駆動通電８が実行された後に処理がＳ３０へ戻される。このように、Ｓ１２９での判定がＮＯとなる度に駆動通電５，６，７，８，５，６・・の順に駆動通電５〜８が繰り返される。Ｓ１３１では制御回路２０は、ロータ３の駆動を停止し、これにより本処理を終了させる。
【００６９】
次に、上記のモータ駆動装置１００をデジタル一眼レフカメラのミラー駆動装置に適用した構成について説明する。図１０（ａ）は、デジタル一眼レフカメラ２００の断面図である。デジタル一眼レフカメラ２００は、撮像装置本体であるカメラボディ２０１と、カメラボディ２０１に対して着脱自在な撮影レンズ２０２（レンズ鏡筒）を有する。撮影レンズ２０２は、フォーカスレンズ群やズームレンズ群等のレンズ部２０３を有する。カメラボディ２０１の内部において撮影レンズ２０２から導かれた光束が結像する予定結像面付近には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ、ＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子を含む撮像素子２１８が配置されている。撮影レンズ２０２と撮像素子２１８の間にはミラー駆動装置３００が配置されている。撮像素子２１８は、撮影レンズ２０２とミラー駆動装置３００を通過して結像した光学像を電気信号からなる画像データへ変換する。ミラー駆動装置３００は、メインミラー３０１、サブミラー３０２、アップストッパ３０３、ダウンストッパ３０４及びサブミラーダウンストッパ３０５を備える。なお、ミラー駆動装置３００以外のカメラボディ２０１の構成については本発明とは直接的な関係はないため、説明を省略する。
【００７０】
図１０（ｂ）は、ミラー駆動装置３００の概略構成を示す斜視図である。図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれミラー駆動装置３００の側面図であり、図１１（ａ）はメインミラー３０１がミラーアップ位置（第１の位置）にある状態を示しており、図１１（ｂ）はメインミラー３０１がミラーダウン位置（第２の位置）にある状態を示している。なお、図１０（ｂ）及び図１１では、サブミラー３０２の図示を省略している。ミラーアップ状態では、メインミラー３０１は、撮影光路外に退避し、撮像光路（光軸）と略平行に配置される。メインミラー３０１は、ミラーダウン位置にあるとき、撮像光路内においてミラー表面が撮像光路（光軸）と４５度の角度で交差するように配置される。
【００７１】
メインミラー３０１は、回転軸ＲＸを中心としてミラーアップ位置とミラーダウン位置との間で回動可能に支持されている。不図示であるが、サブミラー３０２は、メインミラー３０１の回動に同期してミラーアップ位置とミラーダウン位置との間で回動する。モータ１は、モータ駆動装置１００（図１０及び図１１に不図示）により、正転と逆回転とを選択的に駆動制御される。モータ１の出力軸にはリードスクリュー３１２が取り付けられており、リードスクリュー３１２はモータ１によって回転駆動される。リードスクリュー３１２は、回転可能に、モータフレーム３１３に保持されている。また、モータフレーム３１３には、リードスクリュー３１２と平行にガイドバー３１４が固定されている。モータフレーム３１３は、モータ１、リードスクリュー３１２及びガイドバー３１４を保持して、カメラボディ２０１の所定位置に固定されている。
【００７２】
ガイドバー３１４には、移動部材としての駆動ラック３１５がガイドバー３１４に移動可能に嵌合している。駆動ラック３１５はリードスクリュー３１２のリード溝（第１リード溝３１２ａ、第２リード溝３１２ｂ、第３リード溝３１２ｃ）と係合する係合部としてのボール部３１５ａを備えている。リードスクリュー３１２のリード溝とボール部３１５ａとが係合しているため、リードスクリュー３１２の回転に合わせて、駆動ラック３１５がガイドバー３１４の軸方向に直線的に移動する。つまり、リードスクリュー３１２は、モータ１の回転駆動力を駆動ラック３１５の直線的な移動動作に変換する役割を担う。
【００７３】
トーションスプリング３１６は、その内径部が駆動ラック３１５の軸部３１５ｂと嵌合することにより、軸部３１５ｂに保持されている。トーションスプリングの２つの腕部３１６ａ，３０６ｂはそれぞれ、メインミラー３０１に設けられた駆動ダボ３０１ｂ及び駆動ラック３１５に設けられた駆動ダボ３１５ｅを挟むように構成されている。これにより、駆動ラック３１５とメインミラー３０１とが所定の弾性を持って連結される。アップストッパ３０３はメインミラー３０１のミラーアップ位置を規制し、ダウンストッパ３０４はメインミラー３０１のミラーダウン位置を規制し、サブミラーダウンストッパ３０５はサブミラー３０２のミラーダウン位置を規制する。
【００７４】
メインミラー３０１を図１１（ｂ）に示すミラーダウン位置から図１１（ａ）に示すミラーアップ位置へ回動させる際のミラー駆動装置３００の動作について以下に説明する。説明の便宜上、モータ１の正転駆動によりメインミラー３０１をミラーアップ位置からミラーダウン位置へ回動させることができ、モータ１の逆回転駆動によりメインミラー３０１をミラーダウン位置からミラーアップ位置へ回動させることができるものとする。なお、メインミラー３０１の回動に伴うサブミラー３０２の動作についての説明は省略する。
【００７５】
メインミラー３０１がミラーダウン位置にあるとき、駆動ラック３１５のボール部３１５ａは第２リード溝３１２ｂと係合している。また、トーションスプリング３１６の腕部３１６ａはメインミラー３０１の駆動ダボ３０１ｂと、腕部３１６ｂは駆動ラック３１５の駆動ダボ３１５ｅと、それぞれ当接している。このとき、メインミラー３０１は、トーションスプリング３１６の腕部３１６ａによってダウンストッパ３０４に押し付けられて、位置規制されている。
【００７６】
この状態からモータ１を逆回転駆動してリードスクリュー３１２を回転させると、駆動ラック３１５のボール部３１５ａがリード角β（第１のリード角）の第２リード溝３１２ｂ（第１のリード溝）に沿って移動を開始する。これにより、駆動ラック３１５がガイドバー３１４に沿って軸方向に移動を開始する。駆動ラック３１５の移動に伴って、駆動ラック３１５と結合されたメインミラー３０１は、図１１（ｂ）において時計まわりに回動し始め、メインミラー３０１のダウンストッパ３０４に対する当接が解除される。モータ１を更に駆動してリードスクリュー３１２を回転させると、ボール部３１５ａは第１リード溝３１２ａと係合する。このとき、駆動ラック３１５は、リード角βよりも大きなリード角α（第２のリード角）の第１リード溝３１２ａ（第２のリード溝）に沿って高速で駆動され、これによりメインミラー３０１の回動速度も速くなる。
【００７７】
メインミラー３０１がミラーアップ位置に到達する前に、駆動ラック３１５はボール部３１５ａがリード角βの第３リード溝３１２ｃと係合した状態で移動し、メインミラー３０１はミラーアップ位置に到達する。このとき、図１１（ａ）に示すように、トーションスプリング３１６の腕部３１６ａは駆動ラック３１５の駆動ダボ３１５ｅと、腕部３１６ｂはメインミラー３０１の駆動ダボ３０１ｂと、それぞれ当接する。こうして、メインミラー３０１は、トーションスプリング３１６の腕部３１６ｂによってアップストッパ３０３に押し付けられて位置規制される。
【００７８】
メインミラー３０１がミラーアップ位置又はミラーダウン位置に位置するときには、駆動ラック３１５のボール部３１５ａは、第１リード溝３１２ａのリード角αより小さいリード角βの第２リード溝３１２ｂ又は第３リード溝３１２ｃに係合している。そのため、仮にメインミラー３０１に衝撃力が外部から加わったとしても、駆動ラック３１５を含む移動部を介してリードスクリュー３１２を回転させる力は小さくなる。また、移動部がトーションスプリング３１６のチャージ力を開放する側に駆動力を受けた場合も、リードスクリュー３１２のリード角βが小さいためにモータ１を回転させる力は小さい。したがって、モータ１の無通電時の保持トルクのみで、メインミラー３０１をミラーアップ位置又はミラーダウン位置に保持することができる。また、メインミラー３０１がミラーダウン位置とミラーアップ位置との間を回動している間は、ボール部３１５ａは、リード角βよりも大きいリード角αの第１リード溝３１２ａと係合しているため、モータ１の少ない回転で素早く回動させることができる。
【００７９】
続いて、メインミラー３０１を図１１（ａ）に示すミラーアップ位置から図１１（ｂ）に示すミラーダウン位置へ回動させる際のミラー駆動装置３００の動作について以下に説明する。モータ１を先フィードとは逆方向に駆動（つまり、正転駆動）してリードスクリュー３１２を回転駆動させると、駆動ラック３１５が第３リード溝３１２ｃに沿って移動を開始する。駆動ラック３１５の移動に伴って、メインミラー３０１は図１１（ａ）において反時計まわりに回転し始め、これによりメインミラー３０１のアップストッパ３０３に対する当接が解除される。
【００８０】
モータ１を更に駆動してリードスクリュー３１２を回転させると、駆動ラック３１５のボール部３１５ａは第１リード溝３１２ａと係合し、これにより駆動ラック３１５は第１リード溝３１２ａに沿って高速駆動される。メインミラー３０１がミラーダウン位置に到達する前に、ボール部３１５ａは第２リード溝３１２ｂと係合し、この状態で駆動ラック３１５が移動して、メインミラー３０１がミラーダウン位置に到達する。このとき、図１１（ｂ）に示すように、トーションスプリング３１６の腕部３１６ａはメインミラー３０１の駆動ダボ３０１ｂと、腕部３１６ｂは駆動ラック３１５の駆動ダボ３１５ｅと、それぞれ当接する。こうして、メインミラー３０１は、トーションスプリング３１６の腕部３１６ａによってダウンストッパ３０４に押し付けられて位置規制される。
【００８１】
図１２は、ミラー駆動装置３００を駆動したときの回転速度とメインミラーの回動区間（ステップ数）との関係を示す図である。図１２中の実線はモータ１が図８のフローチャートにしたがって速度制御された場合のモータ１の回転速度とメインミラー３０１の回動区間との関係を示している。図１２中の１つの破線は、従来のセンサ出力に基づくブラシレス駆動によりモータ１の回転速度を制御した場合のモータ１の回転速度とメインミラー３０１の回動区間との関係を示している。また、図１２中の別の破線は、コイル通電を所定の時間間隔で切り替える駆動制御によりモータ１の回転速度を制御した場合のモータ１の回転速度とメインミラー３０１の回動区間との関係を示している。ここでは、メインミラー３０１がミラーアップ位置からミラーダウン位置へ向けて回動し、メインミラー３０１がミラーダウン位置で停止するまでの区間を３つの区間Ｐ，Ｑ，Ｒに分けて、モータ１の駆動を制御する形態について説明する。区間Ｐは、メインミラー３０１がミラーアップ位置で停止している状態から回動して、ダウンストッパ３０４に当接する手前までの区間である。区間Ｑは、メインミラー３０１がダウンストッパ３０４の手前から回動してダウンストッパ３０４に当接するまでの区間である。区間Ｒは、メインミラー３０１がダウンストッパ３０４に当接してから定位置で保持されるまでの区間である。
【００８２】
従来のセンサ出力に基づくブラシレス駆動によりロータ３の回転速度を制御した場合、メインミラー３０１の姿勢の変化等に応じてロータ３に掛かる負荷が変動することにより、駆動速度が安定しない事態が起こりえる。また、コイル通電を所定の時間間隔で切り替える駆動制御を行った場合には、脱調によりロータ３が停止してしまい、メインミラー３０１をダウンストッパ３０４に当接させることができない事態が生じ得る。
【００８３】
これに対して、図８のフローチャートにしたがって速度制御を行うことで、これらの問題を解消することができる。すなわち、区間Ｐでは、モータ１のマグネット２の磁極が切り替わると、磁気センサの出力電圧がＨｉとＬｏとで切り替わるタイミングに合わせて第１コイル４と第２コイル５への駆動電圧を切り替えた駆動制御が行われることにより、ロータ３が回転する。モータ駆動装置１００において、先述の通り、制御回路２０は、予め設定された基準時間ｔｂを用いてロータ３の回転速度を制御されている。よって、高速駆動させたい場合には、通電時間計測回路２２をオフ状態として、図８のフローチャートにあるＳ４，Ｓ９，Ｓ１５，Ｓ２１の処理をパス（省略）するとよい。
【００８４】
区間Ｑでは、基準時間ｔｂで減速駆動を行うことが望ましい。急減速させたい場合には、制御回路２０の通電時間計測回路２２をオフ状態とし、図８のフローチャートで示されるＳ４、Ｓ９、Ｓ１５、Ｓ２１をパスするとよい。区間Ｒでは、メインミラー３０１がダウンストッパ３０４に当接する直前から、磁気センサの出力電圧がＨｉとＬｏとで切り替わるのに合わせて第１コイル４又は第２コイル５への駆動電圧を切り替える。これと共に、ロータ３の回転方向に合わせて用いる２つの磁気センサの出力電圧に基づき、予め設定した基準時間ｔｂと計測時間ｔａが合致したときに第１コイル４又は第２コイル５への駆動電圧を切り替える。メインミラー３０１をミラーダウン位置からミラーアップ位置へ回動させる場合も、これと同様の手法での駆動制御を行えばよい。
【００８５】
以上の説明の通り、図８及び図９のフローチャートにしたがってメインミラー３０１の回動を制御することにより、メインミラー３０１の姿勢や温度環境等に起因して駆動負荷が増大してモータ負荷が増加しても、一定速度でロータ３を回転させることができる。また、モータ１での脱調の発生を抑制することもできる。更に、メインミラー３０１をストッパ（アップストッパ３０３、ダウンストッパ３０４）の手前で減速させて低速度でストッパに当接させることができるため、ミラー衝突音を低減させると共に速やかにメインミラー３０１を定位置に停止させることができる。
【００８６】
＜第２実施形態＞
図１３は、本発明の第２実施形態に係るモータ駆動装置１００Ａの概略構成を示すブロック図である。モータ駆動装置１００Ａは、制御回路２０Ａ、駆動ドライバ２８及びモータ１を備える。モータ１の構成は第１実施形態で説明したモータ駆動装置１００を構成するモータ１と同じであり、そのため、モータ１の構成についての説明は省略する。制御回路２０Ａは、第１実施形態で説明したモータ駆動装置１００を構成する制御回路２０と比較すると、通電時間記憶回路２５を備え、通電時間設定回路２４を備えていない点で、制御回路２０と相違する。よって、制御回路２０Ａが備える出力判別回路２１及び通電時間計測回路２２については、第１実施形態で説明済みのため、ここでの説明を省略する。なお、制御回路２０Ａでは、コイル通電切替回路２３は、出力判別回路２１、通電時間計測回路２２及び通電時間記憶回路２５から取得した情報に基づき、第１コイル４と第２コイル５の駆動電圧の切替タイミングを駆動ドライバ２８に指令する。
【００８７】
図１４は、モータ駆動装置１００Ａによるモータ駆動方法を説明する模式図である。通電時間記憶回路２５は、通電時間計測回路２２により計測された計測時間ｔａ（ｎ）を通電時間ｔｃ（ｎ）として記憶する。図１４に示すように、例えば、通電時間計測回路２２は、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１のＬｏからＨｉへの切り替わりから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２のＬｏからＨｉへの切り替わりまでの時間を計測時間ｔａ（１）として計測する。通電時間記憶回路２５は、計測時間ｔａ（１）を通電時間ｔｃ（１）として記憶する。通電時間記憶回路２５は、記憶した通電時間ｔｃ（１）をコイル通電切替回路２３へ送る。続いて、通電時間計測回路２２は、第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２のＬｏからＨｉへの切り替わりから第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１のＨｉからＬｏへの切り替わりまでの時間を計測時間ｔａ（２）として計測する。通電時間記憶回路２５は、計測時間ｔａ（２）を通電時間ｔｃ（２）として記憶し、記憶した通電時間ｔｃ（２）をコイル通電切替回路２３へ送る。こうして、計測時間ｔａ（ｎ）の計測、通電時間ｔｃ（ｎ）の記憶、通電時間ｔｃ（ｎ）のコイル通電切替回路２３へ送信が繰り返される。
【００８８】
なお、通電時間記憶回路２５は、複数の通電時間ｔｃ（ｎ）を記憶することが可能であってもよいが、記憶していた通電時間ｔｃ（ｎ−１）を次の通電時間ｔｃ（ｎ）を記憶する際に消去する（通電時間を最新のものに書き換える）構成とすることが望ましい。これにより、通電時間記憶回路２５に記憶される通電時間ｔｃ（ｎ）は常に最新の情報に更新され、新たに記憶された通電時間ｔｃ（ｎ）がコイル通電切替回路２３へ送られる構成となる。
【００８９】
第１実施形態では、例えば、第１磁気センサ８の出力電圧ＶＨ１のＨｉとＬｏが切り替わるタイミングから第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ２が次にＨｉとＬｏとで切り替わるまでの計測時間ｔａを計測し、計測時間ｔａを予め設定した基準時間ｔｂと比較した。そして、ｔａ＝ｔｂとなったときに第２コイル５の駆動電圧ＶＬ２の通電を切り替えた。これに対して本実施形態では、予め設定された基準時間ｔｂに対して、通電時間計測回路２２が計測した最新の計測時間ｔａ（ｎ＋１）と、通電時間記憶回路２５に記憶されている最も新しい通電時間ｔｃ（ｎ）を比較する。その結果、ｔｃ（ｎ）＝ｔａ（ｎ＋１）の関係となったときにコイル通電を切り替える。ｔｃ（ｎ）＞ｔｂの関係となっている場合には、コイル通電をオフする等して減速制御を行い、ｔａ（ｎ＋１）＜ｔｂの関係となっている場合には、コイル通電を維持する等して加速制御を行う。これにより、マグネット２の磁極を検出した各磁気センサの出力電圧に基づくコイル通電を、モータ１の負荷変動に応じてスムーズに切り替えることが可能になる。なお、コイル通電の切り替えがスムーズに行われることでコイル通電切替時に貫通電流が発生することを抑制して、回転速度の変動を小さくすることができる。
【００９０】
ところで、図１０乃至図１２を参照して説明したミラー駆動装置３００の区間Ｒでの駆動にモータ駆動装置１００Ａでのモータ駆動方法を適用した場合には、以下の通りとすることが望ましい。すなわち、メインミラー３０１がアップストッパ３０３又はダウンストッパ３０４に当接する直前から、磁気センサの出力電圧がＨｉとＬｏとで切り替わるのに合わせてその磁気センサに対応する第１コイル４又は第２コイル５への駆動電圧を切り替える。そして、通電時間ｔｃ（ｎ）と計測時間ｔａ（ｎ＋１）とを比較する。その結果、ｔｃ（ｎ）＝ｔａ（ｎ＋１）であればコイル通電を切り替え、ｔｃ（ｎ）＞ｔｂであればコイル通電をオフする等して減速制御を行い、ｔａ＜ｔｂであればコイル通電を維持する等して加速制御を行う。これにより、上述した制御による効果が得られることで、安定した回動速度でメインミラー３０１を駆動することが可能になる。
【００９１】
＜第３実施形態＞
図１５は、第３実施形態に係るモータ駆動装置１００Ｂの概略構成を示すブロック図である。モータ駆動装置１００Ｂは、制御回路２０Ｂ、駆動ドライバ２８及びモータ１を備える。モータ１の構成は第１実施形態で説明したモータ駆動装置１００を構成するモータ１と同じであり、そのため、モータ１の構成についての説明は省略する。制御回路２０Ｂは、第１実施形態で説明したモータ駆動装置１００を構成する制御回路２０と比較すると、駆動時間設定回路２６と駆動時間計測回路２７を更に備える点で、制御回路２０と相違する。制御回路２０Ｂが備える出力判別回路２１、通電時間計測回路２２及び通電時間設定回路２４については、第１実施形態で説明済みのため、ここでの説明を省略する。
【００９２】
通電時間計測回路２２が計測した計測時間ｔａの情報は、駆動時間計測回路２７へ送られる。駆動時間設定回路２６は、ロータ３を正転させる場合、モータ１の駆動開始から第１磁気センサ８と第２磁気センサ９のそれぞれの出力電圧ＶＨ１，ＶＨ２がＨｉとＬｏとで切り替わるごとに、予め設定された駆動時間ｔｄをコイル通電切替回路２３に送る。また、駆動時間設定回路２６は、ロータ３を逆回転させる場合、モータ１の駆動開始から第３磁気センサ１０と第４磁気センサ１１の出力電圧のそれぞれの出力電圧ＶＨ３，ＶＨ４がＨｉとＬｏとで切り替わるごとに駆動時間ｔｄをコイル通電切替回路２３に送る。
【００９３】
駆動時間計測回路２７は、ロータ３を正転させる場合、モータ１の駆動開始から第１磁気センサ８と第２磁気センサ９のそれぞれの出力電圧ＶＨ１，ＶＨ２がＨｉとＬｏとで切り替わるまでの時間（以下「経過時間ｔｅ」という）を計測する。同様に、駆動時間計測回路２７は、ロータ３を逆回転させる場合、モータ１の駆動開始から第３磁気センサ１０と第４磁気センサ１１のそれぞれの出力電圧ＶＨ３，ＶＨ４がＨｉとＬｏとで切り替わるまでの経過時間ｔｅを計測する。そして、駆動時間計測回路２７は、計測した経過時間ｔｅをコイル通電切替回路２３に送る。コイル通電切替回路２３は、出力判別回路２１、駆動時間計測回路２７及び通電時間設定回路２４及び駆動時間設定回路２６から取得した情報に基づき、第１コイル４と第２コイル５の駆動電圧切替タイミングを駆動ドライバ２８に指令する。
【００９４】
図１６は、モータ駆動装置１００Ｂでのモータ駆動方法のフローチャートである。図１６のフローチャートの各ステップ（Ｓ）は、設定された条件にしたがって制御回路２０Ｂがモータ１の駆動を制御することにより実現される。駆動回転量Ｎが設定されると、Ｓ２０１では制御回路２０Ｂは、第１実施形態又は第２実施形態で説明したモータ１の本発明に係る駆動制御（以下「第１の駆動制御」という）を開始する。Ｓ２０２では制御回路２０Ｂは、総回転量Ｍの計測を開始する。Ｓ２０３では制御回路２０Ｂは、回転方向が正転の場合には、モータ１の駆動開始から第１磁気センサ８及び第２磁気センサ９の出力電圧ＶＨ１，ＶＨ２がＨｉとＬｏとで切り替わるまでの経過時間ｔｅの計測を開始する。回転方向が逆回転の場合は、モータ１の駆動開始から第３磁気センサ１０及び第４磁気センサ１１の出力電圧ＶＨ３，ＶＨ４がＨｉとＬｏとで切り替わるまでの経過時間ｔｅの計測を開始する。以後、制御回路２０Ｂは、総回転量Ｍが駆動回転量Ｎに到達するまで、磁気センサの出力電圧のＨｉとＬｏとが切り替わる度に計測を行う。
【００９５】
Ｓ２０４では制御回路２０Ｂは、計測した経過時間ｔｅが駆動時間ｔｄ以下か否か（ｔｄ≧ｔｅの関係が成立するか否か）を判定する。制御回路２０Ｂは、ｔｄ≧ｔｅの関係が成立していないと判定した場合（Ｓ２０４でＮＯ）、処理をＳ２０５へ進め、ｔｄ≧ｔｅの関係が成立していると判定した場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、処理をＳ２０９へ進める。
【００９６】
Ｓ２０５では制御回路２０Ｂは、出力判別回路２１からの情報に基づいてフィードバック制御を行うブラシレス駆動によるモータ１の駆動制御（以下「第２の駆動制御」という）を開始する。つまり、モータ１の駆動制御は、第１の駆動制御から第２の駆動制御へ変更される。Ｓ２０６では制御回路２０Ｂは、Ｓ２０４と同様に、ｔｄ≧ｔｅの関係が成立するか否かを判定する。制御回路２０Ｂは、ｔｄ≧ｔｅの関係が成立していないと判定した場合（Ｓ２０６でＮＯ）、処理をＳ２０７へ進め、ｔｄ≧ｔｅの関係が成立していると判定した場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、処理をＳ２０８へ進める。Ｓ２０７では制御回路２０Ｂは、総回転量Ｍが駆動回転量Ｎに到達したか否か（Ｍ≧Ｎの関係が成立するか否か）を判定する。制御回路２０Ｂは、Ｍ≧Ｎの関係が成立していないと判定した場合（Ｓ２０７でＮＯ）、処理をＳ２０６へ戻し、Ｍ≧Ｎの関係が成立していると判定した場合（Ｓ２０７でＹＥＳ）、処理をＳ２１０へ進める。Ｓ２０８では制御回路２０Ｂは、モータ１の駆動制御方法を第１の駆動制御に変更し、その後、処理をＳ２０９へ進める。
【００９７】
Ｓ２０９では制御回路２０Ｂは、Ｓ２０７と同様に、Ｍ≧Ｎの関係が成立するか否かを判定する。制御回路２０Ｂは、Ｍ≧Ｎの関係が成立していないと判定した場合（Ｓ２０９でＮＯ）、処理をＳ２０４へ戻し、Ｍ≧Ｎの関係が成立していると判定した場合（Ｓ２０９でＹＥＳ）、処理をＳ２１０へ進める。Ｓ２１０では制御回路２０Ｂは、経過時間ｔｅの計測を終了する。Ｓ２１１では制御回路２０Ｂは、モータ１の駆動を終了し、ロータ３の回転を停止させて、これにより本処理を終了させる。
【００９８】
このように、本実施形態では、第１の駆動制御により発生した駆動時間ｔｄに対する駆動時間の遅れを、第１の駆動制御から第２の駆動制御へ切り替えることによって低減させることができ、遅れが解消すると再び第１の駆動制御に切り替えてモータ１を駆動する。つまり、ロータ３（マグネット２）の位置を検出しながら移動距離毎（ステップ毎）に任意の所定時間でコイル通電制御が可能な速度制御を行う。これにより、ステッピングモータ特有の脱調が起こり難く、総駆動時間の遅れを軽減することが可能となる。
【００９９】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、上記実施形態に係るモータ駆動装置は、一眼レフカメラのミラー駆動機構に限らず、モータ１による駆動対象物を高速駆動させ、且つ、高い精度で停止位置に停止させる必要のある各種機構に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１    モータ（ステッピングモータ）
８    第１磁気センサ
９    第２磁気センサ
２０，２０Ａ，２０Ｂ    制御回路
２１    出力判別回路
２２    通電時間計測回路
２３    コイル通電切替回路
２４    通電時間設定回路
２５    通電時間記憶回路
２６    駆動時間設定回路
２７    駆動時間計測回路
１００，１００Ａ，１００Ｂ    モータ駆動装置
２００    デジタル一眼レフカメラ
３００    ミラー駆動装置
３１２    リードスクリュー
３１５    駆動ラック
【図１】
2019103335.tif 000003
【図２】
2019103335.tif 000004
【図３】
2019103335.tif 000005
【図４】
2019103335.tif 000006
【図５】
2019103335.tif 000007
【図６】
2019103335.tif 000008
【図７】
2019103335.tif 000009
【図８】
2019103335.tif 000010
【図９】
2019103335.tif 000011
【図１０】
2019103335.tif 000012
【図１１】
2019103335.tif 000013
【図１２】
2019103335.tif 000014
【図１３】
2019103335.tif 000015
【図１４】
2019103335.tif 000016
【図１５】
2019103335.tif 000017
【図１６】
2019103335.tif 000018