(57)【要約】【課題】  電源の瞬断が発生した際に、その時の位置に応じて初期化動作を抑制することが出来るモータの制御装置を提供する【解決手段】  非通電時に可動子が安定して停止する安定点を複数有するモータの駆動の制御を行うモータ制御装置は、前記モータへの電源の供給状態を監視する監視部と、前記制御の目標値を記憶する記憶部と、前記監視部により前記供給状態の異常が検知された場合、その場合に前記記憶部に記憶された前記目標値に基づいて、前記制御の目標値として、前記記憶部に記憶された前記目標値と前記安定点に対応する目標値とのうちのいずれかを設定して前記制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2019022280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非通電時に可動子が安定して停止する安定点を複数有するモータの駆動の制御を行うモータ制御装置であって、
前記モータへの電源の供給状態を監視する監視部と、
前記制御の目標値を記憶する記憶部と、
前記監視部により前記供給状態の異常が検知された場合、その場合に前記記憶部に記憶された前記目標値に基づいて、前記制御の目標値として、前記記憶部に記憶された前記目標値と前記安定点に対応する目標値とのうちのいずれかを設定して前記制御を行う制御部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記安定点に対応する予め定められた目標値の範囲内に前記記憶部に記憶された前記目標値が収まっている場合は、前記制御の目標値として、前記安定点に関する前記目標値を設定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記安定点に対応する予め定められた目標値の範囲内に前記記憶部に記憶された前記目標値が収まっていない場合は、前記制御の目標値として、前記記憶部に記憶された前記目標値を設定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータは、永久磁石を含むロータを有するステッピングモータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、複数の前記安定点のうち隣り合う２つの安定点にそれぞれ対応する２つの目標値の間の目標値により前記制御を行うマイクロステップ駆動制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記目標値の変化量に基づいて前記駆動の速度を得、前記速度に基づいて前記範囲を変更することを特徴とする請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
振動を検出する振動検出部を有し、
前記制御部は、前記振動検出部により検出された振動に基づいて前記範囲を変更する、を有することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記目標値の変化量に基づいて前記駆動の速度を得、
前記制御部は、前記速度が閾値以下であり、かつ前記記憶部に記憶された前記目標値が前記範囲内に収まっていない場合は、該目標値から最も近い前記範囲の内において前記目標値を設定する、ことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記異常は、前記モータへ前記電源の供給がされないことであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記異常は、前記モータへ前記電源から供給される電圧が閾値より低いことであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
可動光学部材と、該可動光学部材を動かすための請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のモータ制御装置とを有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項１２】
前記可動光学部材は、絞りであることを特徴とする請求項１１に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のレンズ装置と、該レンズ装置によって形成された光学像の光を受ける撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
動画を得ることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
非通電時に可動子が安定して停止する安定点を複数有するモータの駆動の制御を行うモータ制御方法であって、
前記モータへの電源の供給状態を監視し、
前記制御の目標値を記憶し、
前記供給状態の異常が検知された場合、前記場合に記憶された前記目標値に基づいて、前記制御の目標値として、前記場合に記憶された前記目標値と前記安定点に対応する目標値とのうちのいずれかを設定して前記制御を行う、
ことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１６】
前記安定点に対応する予め定められた目標値の範囲内に前記場合に記憶された前記目標値が収まっている場合は、前記制御の目標値として、前記安定点に関する前記目標値を設定することを特徴とする請求項１５に記載のモータ制御方法。
【請求項１７】
前記安定点に対応する予め定められた目標値の範囲内に前記場合に記憶された前記目標値が収まっていない場合は、前記制御の目標値として、前記場合に記憶された前記目標値を設定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、レンズ装置、撮像装置及びモータ制御方法に関するものである。例えば、非通電時にロータが安定して停止する複数の安定点を有するモータの駆動を制御するモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オープンループで位置制御が可能なステッピングモータは、位置検出手段を別途用意する必要がないため低コストであり、様々な装置で使用されている。中でもＰＭ型（Permanent Magnet Type）をはじめとする、一般的に使用されるステッピングモータでは、ロータに永久磁石を用い、ステータに構成されたコイルの励磁を適切に切り替えることで駆動制御を行っている。
【０００３】
ここで、モータへの通電を切ると、ステータ内のコイルが非励磁状態になり、ロータの永久磁石がコイル内の磁性体に引き寄せられるため、ロータがある位置で安定して停止する。このモータが非通電時に安定して停止する位置を安定点と呼ぶ。また、非通電時に、右方向に回転して安定点に移動するか、左方向に回転して安定点に移動するかが分からない不安定な位置が存在する。そのため、この不安定な位置で電源の瞬断が発生した場合、ロータが左右どちらに回転して安定点へと移動したか分からないため、電源が復帰した際に初期化動作を行う必要がある。
【０００４】
そこで、以下のようなステッピングモータ制御装置が提案されている。特許文献１では、停電等により駆動電源電圧が低下した場合にステッピングモータを所定の位置に駆動させるステッピングモータが提案されている。また、特許文献２では、停止指示を受け付けた場合に、より近い安定点へと駆動させるステッピングモータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７５３９８号公報
【特許文献２】特開２０１５−４７０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に開示された従来技術では、駆動電源電圧が低下したことを検知してから駆動電源電圧が喪失してしまう前に当該駆動を行う必要がある。しかし、駆動電源電圧が低下したことを検知してから駆動電源電圧が喪失するまでの時間が短い場合、当該駆動を完了できない。特に、低電圧で動作する装置の場合、駆動電源電圧が低下したと判断する電圧と、駆動させるために最低限必要な電圧との差が小さいため、駆動を完了することが難しい。また、駆動を行う時間を確保するために容量の大きいコンデンサを搭載すると、装置は、大型化し、そのコストも増大してしまう。また、特許文献２に開示された従来技術では、停止位置を安定点のみとする制御しか行えなくなるため、位置決めの分解能の点で不利である。
【０００７】
そこで、本発明は、例えば、電源を喪失した場合の初期化動作の回避に有利なモータ制御装置、レンズ装置、撮像装置及びモータ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】
上記目的を達成するために、非通電時に可動子が安定して停止する安定点を複数有するモータの駆動の制御を行う本発明のモータ制御装置は、前記モータへの電源の供給状態を監視する監視部と、前記制御の目標値を記憶する記憶部と、前記監視部により前記供給状態の異常が検知された場合、その場合に前記記憶部に記憶された前記目標値に基づいて、前記制御の目標値として、前記記憶部に記憶された前記目標値と前記安定点に対応する目標値とのうちのいずれかを設定して前記制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、電源を喪失した場合の初期化動作の回避に有利なモータ制御装置、レンズ装置、撮像装置及びモータ制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１におけるモータ制御装置の構成図。
【図２】実施例１におけるモータの内部構造を示す図。
【図３】実施例１におけるモータの制御について示す図。
【図４】実施例１におけるモータの制御について示す図。
【図５】実施例１におけるモータの非通電状態について示す図。
【図６】実施例１におけるモータの安定領域について示す図。
【図７】実施例１におけるモータ制御装置の動作を示すフローチャート。
【図８】実施例１におけるモータ制御装置の動作を示す図。
【図９】実施例２におけるモータの内部構造を示す図。
【図１０】実施例２におけるモータの内部構造を示す図。
【図１１】実施例２におけるモータの制御について示す図。
【図１２】実施例２におけるモータの非通電状態について示す図。
【図１３】実施例２におけるモータ制御装置の動作を示す図。
【図１４】実施例３における撮像装置の構成図。
【図１５】実施例３における絞り機構とモータの関係を示す図。
【図１６】実施例３における絞り機構とモータの関係を示す図。
【図１７】実施例３における絞り制御の動作を示すフローチャート。
【図１８】実施例３における絞り制御の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下、図１〜８を参照して、本発明の第１の実施例による、ステッピングモータ制御装置及びステッピングモータ制御方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施例であるステッピングモータ制御装置１０の構成ブロック図である。
【００１３】
ステッピングモータ１０１は永久磁石を用いたＰＭ型のステッピングモータであって、本発明のステッピングモータ制御装置１０によって駆動が制御される。詳細な内部構造については後述する。制御部１０２はステッピングモータ１０１を制御する制御部であり、本実施例においてはＣＰＵで構成される。ステッピングモータ１０１の制御方法については後述する。電源検知部（電源監視部）１０３はステッピングモータ１０１を駆動する駆動系の電源（駆動電源）の供給状態を監視し、電源が瞬断されたか検知する検知部である。本実施例では制御部１０２のＣＰＵにおいてリセットが発生した場合、瞬断されたと検知する。なお、電源検知部１０３は駆動系の電源が瞬断されたか否かを検知するものとして説明するが、本発明はこれに限定されることはない。ステッピングモータ１０１を駆動できない閾値以下の電圧に下がるなどの異常通電状態になる場合も、以下の説明中の瞬断した場合と同様に扱うことができる。記憶部１０４は電源が瞬断される直前の制御部１０２における制御位置（目標値）を記憶する記憶部であり、本実施例においてはＣＰＵ内部に構成された不揮発メモリである。本実施例では瞬断される前に瞬断されることを検知しない構成であるため、制御位置が変化した際に常に記憶を行うようにしている。
【００１４】
次に、図２を用いて、ステッピングモータ１０１の内部構造について説明を行う。
図２はステッピングモータ１０１の内部構造を示す。ステータ（固定子）２０１はステッピングモータ１０１の固定子であり、４つのコイル２０１１〜２０１４を有している。ロータ（可動子）２０２はステッピングモータの回転子であり、２極の永久磁石である。
【００１５】
続いて、図３、図４を用いて、制御部１０２による通常時のモータ制御について説明を行う。
図３は制御部１０２における、ステッピングモータ１０１の１−２相励磁駆動の制御方法について示した図である。
なお、（ａ）でのコイル２０１１のように、Ｓと書かれているコイルにおいてはＳ極となるよう励磁していることを示し、（ａ）でのコイル２０１３のように、Ｎと書かれているコイルにおいてはＮ極となるよう励磁していることを示す。そして、（ａ）でのコイル２０１２や２０１４のように何も書かれていないコイルにおいては、励磁していないことを示す。
【００１６】
図３（ａ）をロータ２０２の角度０°とした時、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）はそれぞれ４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の位置に制御している状態を示している。
図３（ａ）において、コイル２０１１がＳ極、コイル２０１３がＮ極となるよう励磁している（１相励磁）。この時、ロータ２０２のＮ極がコイル２０１１に、Ｓ極がコイル２０１３に引き寄せられている。
【００１７】
続いて、（ｂ）では、コイル２０１１及びコイル２０１２がＳ極、コイル２０１３及びコイル２０１４がＮ極となるように励磁する（２相励磁）。すると、ロータ２０２のＮ極がコイル２０１１とコイル２０１２の間に、Ｓ極がコイル２０１３とコイル２０１４の間に引き寄せられ、ロータ２０２が（ａ）から時計回りに４５°回転し、４５°の位置に駆動する。
【００１８】
さらに、（ｃ）に示すように、コイル２０１２がＳ極、コイル２０１４がＮ極となるように励磁する（１相励磁）。すると、ロータ２０２のＮ極がコイル２０１２に、Ｓ極がコイル２０１４側に引き寄せられ、ロータ２０２が（ｂ）からさらに時計回りに４５°回転し、９０°の位置に駆動する。
同様に４つのコイル２０１１〜２０１４の励磁を切り替えることで、図３に示すようにロータを回転させることが出来る。
【００１９】
図４は制御部１０２における、ステッピングモータ１０１のマイクロステップ駆動の制御方法について示した図である。
図４（ａ）は図３（ａ）と同様の１相励磁の状態である。この時のロータ２０２の角度を０°とする。また、図４（ｃ）は図３（ｂ）と同様の２相励磁の状態であり、コイル２０１１とコイル２０１２に等しく電流をかけることで、ロータ２０２のＮ極がコイル２０１１とコイル２０１２の中間に引き寄せられる。ロータのＳ極側も同様とすることで、ロータ２０２を４５°回転させることが出来る。
【００２０】
ここで、図４（ｂ）ではコイル２０１１とコイル２０１２を励磁しているが、コイル２０１１にかける電流をコイル２０１２にかける電流よりも多くしている。すると、コイル２０１１の磁力がコイル２０１２の磁力よりも大きくなり、結果ロータ２０２のＮ極がコイル２０１１とコイル２０１２の中間よりもコイル２０１１に寄った角度まで回転することになる。ロータ２０２のＳ極側も同様に、コイル２０１３とコイル２０１４の電流を制御することで、ロータ２０２の角度を０°と４５°の間で連続的に制御することができる。なお、４５°〜３６０°においても同様に制御することで、全域でステッピングモータ１０１のマイクロステップ駆動を実現している。
【００２１】
制御部１０２は、ステッピングモータ１０１を高速で回転させる必要がある場合は１−２相励磁駆動制御を、細かい分解能で制御したい場合はマイクロステップ駆動制御を行うことで、ステッピングモータ１０１を制御している。
以上のステッピングモータ制御装置において、電源検知部によりステッピングモータを駆動できない異常通電状態（瞬断）の検知後にステッピングモータの駆動制御を開始する際の、モータ制御装置の制御フローについて説明する。
【００２２】
まず、図５を用いて、非通電状態におけるロータ２０２とステータ２０１の関係について説明を行う。図５は図３の各状態で全てのコイルを非励磁状態とした場合を示している。
【００２３】
４つのコイルへの通電を切り、非励磁状態となった時、コイル内の磁性体にロータ２０２の磁石が引き寄せられるため、図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）の位置で安定して停止する。この非通電状態で安定して停止する位置を安定点と呼ぶ。
一方、図５（ｂ）に示す位置の場合、（ａ）に示す安定点に移動するか、（ｃ）に示す安定点に移動するか分からない、不安定な位置となる。同様に、図５（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）が不安定な位置となる。
【００２４】
次に、図６を用いて、ロータの角度と安定領域について説明する。
安定領域とは、非通電状態に変化した時に複数有する安定点のうち、どの安定点に移動するか保証が出来る位置の範囲であり、制御部（設定部）１０２は複数の安定点それぞれを中心とした幅δ（所定の範囲）の領域を安定領域として設定する。すなわち、安定領域以外では、左右どちらの安定点に移動するか保証できない、不安定な位置となる。なお、幅δはステッピングモータの構成に加え、個体のばらつきにも影響されるため、個体調整を行い決定することが望ましい。
【００２５】
続いて、図７のフローチャートを用いて、制御部１０２によるステッピングモータ制御について説明する。なお、ステッピングモータ制御は制御部１０２により定期的に開始される。
【００２６】
Ｓ７０１は電源検知部１０３により瞬断が発生したかを判断し、発生していない場合はＳ７０２へ、発生した場合はＳ７０４へと進む。なお、Ｓ７０１において、瞬断が発生していない場合は、ステッピングモータ１０１は通電状態であるが、瞬断が発生した場合は、瞬断の影響で、ステッピングモータ１０１は非通電状態となっている。
Ｓ７０２では制御部１０２によりステッピングモータ１０１に対し、通常時の制御により制御位置を更新し、Ｓ７０３へと進む。なお、通常時の制御については既に説明したとおりである。
Ｓ７０３では記憶部１０４に制御位置（制御の目標値）を記憶し、処理を終了する。
【００２７】
Ｓ７０４では、記憶部１０４に記憶された制御位置である記憶位置が安定領域内かどうかを判別し、安定領域外である場合はＳ７０５へ、安定領域内である場合はＳ７０６へと進む。
Ｓ７０５では制御部１０２の制御位置を、非通電状態のまま、記憶位置（記憶された目標値）へと更新し、Ｓ７０８へと進む。
Ｓ７０６では、制御部１０２の制御位置を、非通電状態のまま、記憶位置がある安定領域内の安定点（安定点に対応する目標値）へと更新し、Ｓ７０７へと進む。
Ｓ７０７では記憶部１０４に制御位置を記憶し、Ｓ７０８へと進む。
Ｓ７０８では制御部１０２によりステッピングモータに通電を開始し、処理を終了する。
【００２８】
以上の処理フローによる瞬断時の動作について、図８、図９を用いて説明を行う。
図８は瞬断前の制御位置である記憶位置に応じた、ロータ２０２の角度とコイルへの励磁状態について示した図である。
【００２９】
記憶位置Ａは安定領域外であるため、非通電状態となった際に、ロータ２０２は記憶位置Ａの左側の安定点である０°の位置に移動するか、右側の安定点である９０°の位置に移動するか分からない。そこで、Ｓ７０５により非通電状態のまま制御位置を記憶位置Ａとし、Ｓ７０８で通電を開始することで、瞬断時に左右どちらの安定点に移動していたとしても、コイルが瞬断前の励磁状態になるため、瞬断前の位置にロータ２０２を駆動させることが出来る。この駆動を初期化駆動と呼ぶ。
【００３０】
一方、記憶位置Ｂは安定領域内であるため、非通電状態となった際に、ロータ２０２は記憶位置Ｂがある安定領域内の安定点である０°の位置へと移動する。そこで、Ｓ７０６により非通電状態のまま制御位置を安定点である０°の位置とすることで、Ｓ７０８で通電を開始した際にステッピングモータ１０１が駆動することを防ぐことが出来る。すなわち、初期化駆動を抑制することが出来る。勿論、記憶位置Ｂに駆動させたい場合は安定点で通電を開始した後に、通常時の制御において記憶位置Ｂに駆動させることで、なめらかに記憶位置Ｂへの駆動を行うことが出来る。
【００３１】
以上説明したとおり、安定領域内で瞬断が発生した際に初期化駆動を抑制することができ、瞬断の影響を最小限に抑えることが出来る。
なお、図３と図５を比較すると分かる通り、本実施例におけるステッピングモータ１０１の構成では、１相励磁状態が安定点で、２相励磁状態では不安定な位置となるが、安定点、不安定な位置と励磁状態の関係はステッピングモータの構造により異なる。異なる構造のステッピングモータにおける例を実施例２にて説明する。
【実施例２】
【００３２】
図９〜１３を参照して、本発明の第２の実施例による、ステッピングモータ制御装置について説明する。本実施例はクローポール型のステッピングモータ９００を用いたステッピングモータ制御装置についてである。
ステッピングモータ制御装置の構成ブロック図については実施例１と同等であるため省略する。
【００３３】
次に、図９、図１０を用いて、ステッピングモータ９００の内部構造について説明を行う。
図９はクローポール型のステッピングモータの断面図であり、（ａ）がステータ９０１、（ｂ）がロータ９０８の断面図である。
【００３４】
ステータ９０１はコイル９０２及びコイル９０３を有している。コイルはそれぞれリング状に構成され、バイファイラ巻となっている。
誘導子９０４及び誘導子９０５はコイル９０２に通電することで磁化する部分であり、クロー、もしくはインダクタとも呼ばれる。上部から構成されている誘導子９０４が５個、下部から構成されている誘導子９０５が５個、交互に等間隔に計１０個の誘導子が構成されている。誘導子９０４がＮ極となるようコイル９０２に通電すると、誘導子９０５はＳ極となる。
【００３５】
誘導子９０６及び誘導子９０７はコイル９０３に対する誘導子であり、誘導子９０４及び誘導子９０５と１／４周期だけ周方向にずれた形で配置されている。詳細は後述する。
ロータ９０８は計１０極の永久磁石であり、リング状のステータ９０１の内側に配置される。
【００３６】
図１０は、ステータ９０１及びロータ９０８の展開図であり、ステータ９０１とロータ９０８の回転方向の位置関係を示す。
誘導子９０６は誘導子９０４から１／４周期だけ周方向にずれた形で配置されている。すなわち、１周３６０°のうち誘導子９０４は５個あるため、誘導子９０４同士の幅（周期）は７２°である。誘導子９０６は誘導子９０４から１周期７２°の１／４周期である１８°だけずれた形で配置されている。すなわち、１８°の間隔で、誘導子９０４、誘導子９０６、誘導子９０５、誘導子９０７の順に構成され、ステータ９０１には全２０個の誘導子が構成されている。
ロータ９０８は計１０極の永久磁石であり、１つの極の幅は３６°となっている。
【００３７】
続いて、図１１を用いて、クローポール型のステッピングモータにおける１−２相励磁駆動の制御方法について説明する。図１１は１−２相励磁を行った時のステータ９０１及びロータ９０８の展開図であり、１−２相励磁の２周期分である１４４°の範囲を抜粋している。
なお、（ａ）での誘導子９０４のように、Ｓと書かれている誘導子においてはＳ極となるよう励磁していることを示し、（ａ）での誘導子９０５のように、Ｎと書かれている誘導子においてはＮ極となるよう励磁していることを示す。そして、（ａ）での誘導子９０６や９０７のように何も書かれていない誘導子においては、励磁していないことを示す。
【００３８】
図１１（ａ）を基準とした時、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）はそれぞれ１−２相励磁における１／８周期、２／８周期、３／８周期、４／８周期、５／８周期、６／８周期、７／８周期の位置に制御している状態を示している。
図１１（ａ）において、誘導子９０４がＳ極、誘導子９０５がＮ極となるよう励磁している（１相励磁）。この時、ロータ９０８のＮ極が誘導子９０４に、Ｓ極が誘導子９０５に引き寄せられている。
【００３９】
続いて、（ｂ）では、誘導子９０４及び誘導子９０６がＳ極、誘導子９０５及び誘導子９０７がＮ極となるように励磁する（２相励磁）。すると、ロータ９０８のＮ極が誘導子９０４と誘導子９０６の間に、Ｓ極が誘導子９０５及び誘導子９０７の間に引き寄せられ、ロータ９０８が（ａ）から時計回りに１／８周期分回転する。
同様に２つのコイル９０２、９０３の通電を切り替えることで、誘導子９０４〜９０７の励磁が切り替わり、図３に示すようにロータ９０８を回転させることが出来る。
【００４０】
なお、クローポール型のステッピングモータにおけるマイクロステップ駆動については実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００４１】
以上のステッピングモータ制御装置において、非通電状態での動きについて説明する。
まず、図１２を用いて非通電状態におけるステータ９０１とロータ９０８の関係、及び安定点について説明する。
図１２はロータ９０８の磁束とステータの関係を示した概念図である。
【００４２】
図１２に示すように、円柱型の永久磁石では中央の磁束が最も強くなる。ロータ９０８の磁束が最も強い中央部に磁性体である誘導子が最も多く存在する位置は、図１１の（ａ）を基準としたときの５／８周期の位置であり、その位置にＳ極またはＮ極の中心が来る位置が安定点となる。すなわち、図１１における３／８周期（ｄ）、及び７／８周期（ｈ）で示したステータに対するロータの位置が安定点となり、安定点から最も遠い位置である、図１１における１／８周期（ｂ）、及び５／８周期（ｆ）で示したステータに対するロータの位置が最も不安定な位置となる。
【００４３】
このように、安定点、不安定な位置と励磁状態の関係はステッピングモータ１０１と９００で異なるように、ステッピングモータの構造により決定される。
安定領域については実施例１と同様のため、説明を省略する。
制御部１０２によるステッピングモータ制御についても実施例１の図７と同様のため説明を省略する。
【００４４】
続いて、瞬断時の動作について、図１３を用いて説明を行う。
図１３は瞬断前の制御位置である記憶位置に応じた、ロータ９０８の位置と誘導子の励磁状態について示した図である。
記憶位置Ａは安定領域外であるため、非通電状態となった際に、ロータ９０８は記憶位置Ａの左側の安定点である３／８周期の位置に移動するか、右側の安定点である７／８周期の位置に移動するかわからない。そこで、Ｓ７０５により非通電状態のまま制御位置を記憶位置Ａとし、Ｓ７０８で通電を開始することで、瞬断時に左右どちらの安定点に移動したとしても、瞬断前の位置にロータ９０８を初期化駆動させることが出来る。
【００４５】
一方、記憶位置Ｂは安定領域内であるため、非通電状態となった際に、ロータ９０８は記憶位置Ｂがある安定領域内の安定点である３／８周期の位置へと移動する。そこで、Ｓ７０６により非通電状態のまま制御位置を安定点である３／８周期の位置とすることで、Ｓ７０８で通電を開始した際にステッピングモータ９００が駆動することを防ぐことが出来る。すなわち、初期化駆動を抑制することが出来る。勿論、記憶位置Ｂに駆動させたい場合は安定点で通電を開始した後に、通常時の制御において記憶位置Ｂに駆動させることで、なめらかに記憶位置Ｂへの駆動を行うことが出来る。
【００４６】
以上説明したとおり、クローポール型のステッピングモータにおいても、安定領域内で瞬断が発生した際に初期化駆動を抑制することができ、瞬断の影響を最小限に抑えることが出来る。
なお、その他の構成のモータにおいても、非通電時にモータが安定して停止する安定点を有する構成であれば同様の効果を奏することができる。例えば、ハイブリッド型モータやディスクマグネットモーダ等が挙げられる。
【実施例３】
【００４７】
続いて、図１４〜１８を参照して、本発明の第３の実施例による、ステッピングモータ制御装置１０を有するレンズ装置１４００について説明を行う。レンズ装置１４００は不図示の撮像装置とマウントにて脱着可能なレンズ装置であり、マウントに構成されている電気接点から電源供給を受けて動作する構成であるとする。
【００４８】
図１４は、本発明の第３の実施例であるレンズ装置１４００の構成ブロック図である。
ステッピングモータ制御装置１０及びその構成であるステッピングモータ１０１、電源検知部１０３、記憶部１０４は実施例１で説明したものと同等であるため、説明を省略する。制御部１４０２は実施例１と処理が異なるため別記号を付した。
絞り羽１４０１はレンズ装置の可動光学部材としての絞り羽であり、ステッピングモータ１０１により制御される。原点センサ１４０３は絞り羽の原点を検出するセンサであり、本実施例においてはフォトインタラプタにおいて開放端を検知するよう構成されている。
【００４９】
振動検出部１４０４は本体の振動を検出する検出部であり、本実施例においては不図示の手振れ補正装置のための振動検出部であるとする。
通信部１４０５はレンズ装置１４００が不図示のカメラ装置と通信を行う通信部である。本実施例においては、通信のための電気接点がマウントに構成され、情報の授受を行う。なお、本発明のレンズ装置と、該レンズ装置によって形成された光学像を受光する撮像素子を有するカメラ装置とにより、本発明の効果を享受する撮像装置を構成することができる。
なお、本実施例に関係しないレンズ装置１４００の構成については不図示とし、説明を省略する。
【００５０】
続いて、図１５、図１６を用いて、絞り機構の絞り羽とステッピングモータ１０１、及び原点センサ１４０３の関係について説明する。
図１５は絞り羽１４０１の可動範囲全域に対するステッピングモータ１０１及び原点センサ１４０３の関係を示した図である。
【００５１】
ロータ２０２が０°の位置において絞り羽１４０１は開放端であるＦ１．４の開口径となり、Ｆ２２まで、１Ｆごとに１８０°ロータが回転するように構成されている。すなわち、ステッピングモータ１０１を多回転で使用する構成となっている。開放端であるＦ１．４の位置に原点センサ１４０３が構成されており、原点検出動作を行うことでステッピングモータ１０１の回転と絞り羽１４０１との関係を一意に決定する。
【００５２】
また、図１６は絞り羽１４０１の可動範囲の一部に対するステッピングモータ１０１の安定点、安定領域について示した図である。ステッピングモータ１０１は０°の位置から９０°ごとに安定点となるため、絞り羽１４０１においては、Ｆ１．４から１／２Ｆごとに安定点となる。また、安定点を含む範囲で安定領域を設定する。なお、安定領域の設定方法については後述する。
【００５３】
続いて、図１７、図１８のフローチャートを用いて、制御部１０２による絞り制御について説明を行う。
図１７は、制御部１０２による絞り制御についてのフローチャートである。なお、実施例１の図７と同様の処理については同符号を付し、説明を省略する。
【００５４】
Ｓ１７０９は、制御部１０２が、制御部１０２における駆動情報や振動検出部１４０４における振動情報、通信部１４０５による情報等をもとに安定領域を算出し、Ｓ１７０３に進む。なお、安定領域の算出については後述する。
Ｓ１７０３はＳ１７０９で算出した安定領域と、Ｓ７０２で制御を行った制御位置を記憶部１０４に記憶し、処理を終了する。
【００５５】
続いて、図１８を用いて、Ｓ１７０９における安定領域の算出について説明を行う。具体的には、安定領域の中心を安定点からどれだけオフセットするかを示す中心オフセット量と、安定領域の中心からどれだけの範囲を安定領域とするかを示す幅を算出する。
【００５６】
Ｓ１８０１では通信部１４０５より撮像装置の撮影モードを取得し、撮影モードが静止画モードの場合はＳ１８０３へ、動画モードの場合はＳ１８０２へ進む。
Ｓ１８０２では制御部１０２による駆動制御がマイクロステップ駆動かどうかを判断し、マイクロステップ駆動でない場合はＳ１８０３へ、マイクロステップ駆動である場合はＳ１８０４へ進む。
【００５７】
Ｓ１８０３では中心オフセット量を０に、幅を０に設定し、処理を終了する。なお、幅を０に設定することは、瞬断時に実施例１で説明したモータの初期化動作ではなく、原点検出動作を行うことを示すものとする。
Ｓ１８０４では中心オフセット量を０に、幅をδに設定し、Ｓ１８０５へと進む。なお、δは実施例１における幅δと同一である。
【００５８】
Ｓ１８０５では、制御位置の変化量に基づいて制御部（速度導出部）１０２により導出された駆動速度が閾値Ｘより速いか判定し、速い場合はＳ１８０６へ、そうでない場合はＳ１８１０へ進む。
Ｓ１８０６では幅にゲインαを掛け、Ｓ１８０７へと進む。なお、αは０以上１以下の正の実数であり、幅を狭めるように作用する。
【００５９】
Ｓ１８０７では制御部１０２による駆動方向が正の方向か否かを判定し、正の方向である場合はＳ１８０８へ、負の方向である場合はＳ１８０９へと進む。
Ｓ１８０８では中心オフセット量にβを加算し、Ｓ１８１０へと進む。
Ｓ１８０９では中心オフセット量からβを減算し、Ｓ１８１０へと進む。
【００６０】
Ｓ１８１０では振動検出部１４０４による振動情報が閾値Ｙより大きいか判断し、大きい場合はＳ１８１１へ進み、そうでない場合は処理を終了する。
Ｓ１８１１では幅にゲインγを掛け、処理を終了する。なお、γは０以上１以下の実数であり、幅を狭めるように作用する。
以上のフローにより安定領域を算出することが出来る。引き続き、これによる効果について説明を行う。
【００６１】
まず、レンズ装置の絞り制御において、静止画モードの場合は静止画を撮影する瞬間の高速で正確な制御が求められるのに対し、動画モードの場合は低速でのなめらかな制御が重要視される。そのため、Ｓ１８０３により静止画モードの場合は、瞬断時に必ず原点検出動作を行うよう設定することで、常に正確な制御を行うようにすることが出来る。また動画モードの場合は適切に初期化駆動を抑制することで、瞬断時のステッピングモータの高速駆動による絞り変化を目立たなくすることが出来る。
【００６２】
また、マイクロステップ駆動制御を行っていない場合、すなわち１−２相励磁駆動にて制御を行っている場合には必ず原点検出動作を行うようにしている。１−２相励磁では制御位置が粗いため、瞬断時の実際の絞り羽の位置と記憶した制御位置とに大きな乖離がある可能性がある。ここで、瞬断時の実際の絞り羽の位置と記憶した制御位置とに１−２相励磁の１／２周期分以上の乖離がある場合、実施例１で説明したモータの初期化動作を行っても、ステッピングモータ１０１の回転と絞り羽１４０１との関係が１周期分ずれてしまう。そのため、Ｓ１８０３により必ず原点検出動作を行うことで、ステッピングモータ１０１の回転と絞り羽１４０１との関係を設定し直すようにしている。
【００６３】
また、動画モードの際は高速に絞りを変化させる重要性は低いため、動画モードの場合はマイクロステップ駆動のみで制御するようにしても良い。これにより、動画モードにおいては原点検出動作を発生させないようにすることができる。
【００６４】
また、速い駆動速度で駆動している最中に瞬断が発生した場合、実際に瞬断された時の位置が記憶位置からある程度ずれることが考えられる。そのため、Ｓ１８０６により、ずれる可能性のある量をもとに安定領域の幅を狭めることで、適切に安定領域を設定することができる。さらには、駆動速度が速くなるにつれαを小さくするよう変化させても良い。それにより、駆動速度が速くなるにつれ安定領域が狭まり、より適切に安定領域を設定することができる。
【００６５】
また、速い駆動速度で駆動している最中に瞬断が発生した場合、移動する安定点が慣性の法則により駆動方向に応じて変化する。具体的には、開放側に移動している最中に瞬断が発生した場合、開放側への慣性が働き、開放側の安定点へと移動しやすい。そのため、Ｓ１８０８及びＳ１８０９により安定領域の中心をオフセットさせることで、適切に安定領域を設定することができる。さらには、駆動速度が速くなるにつれβを大きくするよう変化させても良い。それにより、慣性力に応じてオフセットを変化させ、より適切に安定領域を設定することができる。
【００６６】
なお、Ｓ１８０６による幅を狭める処理とＳ１８０８及びＳ１８０９による中心オフセット量を変更する処理とを実施するための駆動速度の閾値Ｘを同じ値として説明したが、勿論異なる値としても良い。
【００６７】
また、振動の大きい環境にて瞬断が発生した場合、移動する安定点も振動に影響される。そのため、Ｓ１８１１により、振動による影響も考慮して安定領域の幅を狭めることで、適切に安定領域を設定することができる。さらには、振動の強度が大きくなるにつれγを小さくするよう変化させても良い。それにより、振動が大きくなるにつれ安定領域が狭まり、より適切に安定領域を設定することができる。
また、振動の周波数に応じてステッピングモータへの影響度が変化する。そのため、ステッピングモータが共振する周波数帯では安定領域の幅を狭めるようにしても良い。
【００６８】
また、安定領域外で停止する制御を禁止し、最も近い安定領域にて停止させるようにしても良い。これにより、安定領域内において微細な位置決めが可能なまま、さらに初期化動作を抑制することができる。
【００６９】
加えて、レンズのＣＰＵへの電源と絞り駆動の電源を異なる接点にて供給する撮像装置の場合、さらに高い効果を奏することができる。すなわち、撮像装置は絞りの制御が不要と判断した際に絞り駆動の電源のみ遮断し、再度絞りの制御が必要と判断した際には絞り駆動の電源を投入することで、バッテリの消費を抑える。その際にも初期化動作を適切に抑制することができる。この場合、レンズＣＰＵへの電源は遮断されないため、記憶部として不揮発メモリを別途設ける必要はない。
【００７０】
以上説明したとおり、駆動情報や振動情報、撮影モード等をもとに安定領域を適切に算出し、必要に応じて原点検出動作や初期化動作を抑制することで、映像上の違和感を抑制することができる。
【００７１】
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】
【００７２】
１０２  制御部（速度導出部、設定部）
１０３  電源監視部
１０４  記憶部
【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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【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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