(57)【要約】【課題】複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置において電流供給が短期間に集中するのを回避すること。【解決手段】アクチュエータ駆動装置はモータＡとＢに電流を供給するＨＢ（ハーフブリッジ）回路１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｓを備える。第１ＰＷＭ（パルス幅変調）信号発生部１０６Ａは第１ＨＢ回路１０３Ａの出力端子Ａから周期的な駆動電圧を出力させ、第２ＰＷＭ信号発生部１０６Ｂは第２ＨＢ回路１０３Ｂの出力端子Ｂから周期的な駆動電圧を出力させ、第３ＰＷＭ信号発生部１０６Ｓは第３ＨＢ回路１０３Ｓの出力端子Ｓ（コモン端子）から周期的な駆動電圧を出力させる。タイミング設定部１０５は第１ＰＷＭ信号発生部１０６ＡによるＰＷＭ信号のデューティ比と第２ＰＷＭ信号発生部１０６ＢによるＰＷＭ信号のデューティ比を、コモン端子ＳとＡからモータＡへの通電量またはコモン端子ＳとＢからモータＢへの通電量に応じて決定する。【選択図】図１
2015037374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置であって、
第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路に第１パルス幅変調信号を出力する第１信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路に第２パルス幅変調信号を出力する第２信号発生部と、
前記第３ハーフブリッジ回路に第３パルス幅変調信号を出力する第３信号発生部と、
前記第１ないし第３パルス幅変調信号のタイミングを決定するタイミング設定部を備え、
前記タイミング設定部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動する場合、前記第１パルス幅変調信号のデューティ比および前記第２パルス幅変調信号のデューティ比を、前記第３出力端子および前記第１出力端子から前記第１アクチュエータへの通電量、または前記第３出力端子および前記第２出力端子から前記第２アクチュエータへの通電量により決定することを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
前記タイミング設定部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動する場合、前記第１アクチュエータに電流を供給する第１通電期間、および前記第２アクチュエータに電流を供給する第２通電期間を決定することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
前記タイミング設定部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動する場合、前記第１通電期間と前記第２通電期間とが重複しないタイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
前記タイミング設定部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動する場合、前記第１通電期間と前記第２通電期間とが重複する期間に応じて前記第１パルス幅変調信号および第２パルス幅変調信号のタイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項５】
前記タイミング設定部は、前記第１アクチュエータを含む第１群および前記第２アクチュエータを含む第２群を駆動する場合、前記第１群のアクチュエータの通電期間と前記第２群のアクチュエータの通電期間とが重複しないタイミングを決定することを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項６】
前記タイミング設定部は、前記第１群に含まれる前記第１アクチュエータおよび第３アクチュエータを駆動する場合、前記第１アクチュエータの通電期間と前記第３アクチュエータの通電期間とが重複しないタイミングを決定することを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項７】
複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置であって、
第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路に第１パルス幅変調信号を出力する第１信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路に第２パルス幅変調信号を出力する第２信号発生部と、
前記第３ハーフブリッジ回路に第３パルス幅変調信号を出力する第３信号発生部と、
前記第３パルス幅変調信号に対して前記第１アクチュエータの駆動に割り当てる期間と前記第２アクチュエータの駆動に割り当てる期間を決定する決定部を備え、
前記決定部は、前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータを、前記第３パルス幅変調信号の周期ごとに通電対象として選択することを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記第１アクチュエータおよび第３アクチュエータを含む第１群と、前記第２アクチュエータおよび第４アクチュエータを含む第２群を駆動する場合、前記第１群または前記第２群を、前記第３パルス幅変調信号の周期ごとに通電対象として選択するとともに、前記第１アクチュエータの通電期間と前記第３アクチュエータの通電期間とが重複しないタイミング、および前記第２アクチュエータの通電期間と前記第４アクチュエータの通電期間とが重複しないタイミングを決定することを特徴とする請求項７に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動装置と、
前記アクチュエータにより駆動される光学素子または光学部材を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路に第１パルス幅変調信号を出力する第１信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路に第２パルス幅変調信号を出力する第２信号発生部と、
前記第３ハーフブリッジ回路に第３パルス幅変調信号を出力する第３信号発生部と、
前記第１ないし第３パルス幅変調信号のタイミングを決定するタイミング設定部を備えるアクチュエータ駆動装置にて実行される制御方法であって、
前記タイミング設定部により、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動する場合、前記第１パルス幅変調信号のデューティ比および前記第２パルス幅変調信号のデューティ比を、前記第３出力端子および前記第１出力端子から前記第１アクチュエータへの通電量、または前記第３出力端子および前記第２出力端子から前記第２アクチュエータへの通電量により決定するステップと、
前記第１信号発生部および第２信号発生部により、前記デューティ比に従って前記第１パルス幅変調信号および前記第２パルス幅変調信号をそれぞれ発生させて、前記第１ハーフブリッジ回路および第２ハーフブリッジ回路の出力電圧をそれぞれ前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータに印加するステップを有することを特徴とするアクチュエータ駆動装置の制御方法。
【請求項１１】
第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路に第１パルス幅変調信号を出力する第１信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路に第２パルス幅変調信号を出力する第２信号発生部と、
前記第３ハーフブリッジ回路に第３パルス幅変調信号を出力する第３信号発生部と、
前記第３パルス幅変調信号に対して前記第１アクチュエータの駆動に割り当てる期間と前記第２アクチュエータの駆動に割り当てる期間を決定する決定部を備えるアクチュエータ駆動装置にて実行される制御方法であって、
前記決定部により、前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータを、前記第３パルス幅変調信号の周期ごとに通電対象として選択するステップと、
選択された前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータに対して、前記第１ハーフブリッジ回路および第２ハーフブリッジ回路の出力電圧を印加するステップを有することを特徴とするアクチュエ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、複数のハーフブリッジ回路を用いたアクチュエータ駆動装置において、コモン端子にかかる負担を軽減するための通電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
コスト削減を目的とする、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御によるバイポーラ駆動のモータ駆動装置では、複数のハーフブリッジ回路（以下、ＨＢ回路とも記す）を備える。その１つのＨＢ回路は、モータに電流を供給するための電源として複数のモータ端子の片方を接続して使用し、残りのＨＢ回路をもう一方のモータ端子に接続する。
特許文献１に開示の装置では、電源として使用するＨＢ回路の出力端子、即ちコモン端子の出力のデューティ比が５０％に固定されている。モータコイル側のＨＢ回路の出力について任意のデューティ比を設定することにより、電位差を発生させて電流を流すオン期間、および等電位のため電流の流れないショート期間を生成して電流方向および通電量が決定される。
【０００３】
図７（Ａ）は、従来のバイポーラ駆動による２相ステッピングモータの駆動装置の構成を示すブロック図である。２相ステッピングモータ７００は、Ａ相コイルＬａ７０１、Ｂ相コイルＬｂ７０２、磁化されたロータ７０３を有する。ＨＢ回路７０４Ａ、７０４Ｓおよび７０４Ｂの各出力端子はそれぞれ、端子Ａ、Ｓ、Ｂに接続されている。端子Ｓは、Ａ相コイルＬａ７０１とＢ相コイルＬｂ７０２とを接続したコモン端子である。ＨＢ回路７０４Ａは、入力端子ｉｎ１およびｉｎ２への入力信号によって電流を吸い込む状態、電流を供給する状態、電流が流れないオープン状態を選択できる。制御回路７０５は、ＨＢ回路７０４Ａ、７０４Ｓおよび７０４Ｂを制御する。制御回路７０５は端子ＶｐａとＶｎａからの信号により、ＨＢ回路７０４Ａの状態を選択し、２相ステッピングモータ７００の駆動を制御する。同様に、ＨＢ回路７０４Ｂは制御回路７０５の端子ＶｐｂとＶｎｂからの信号により制御され、ＨＢ回路７０４Ｓは制御回路７０５の端子ＶｐｓとＶｎｓからの信号により制御される。図７（Ｂ）はＨＢ回路７０４Ａ、７０４Ｂ、および７０４Ｓの構成を示す回路図である。各回路はＰｃｈ（チャンネル）ＦＥＴ素子７１１と、ＮｃｈＦＥＴ素子７１２を備え、Ｐｃｈドライバ７１３によりＰｃｈＦＥＴ素子７１１を駆動し、Ｎｃｈドライバ７１４によりＮｃｈＦＥＴ素子７１２を駆動する。
【０００４】
図８を参照して、モータの通電法について説明する。ＨＢ回路７０４Ｓはデューティ比が５０％の出力信号に設定される。一方、コイル側のＨＢ回路７０４Ａおよび７０４ＢはＨＢ回路７０４Ｓとの同期をとり、各出力を制御する。通電量ｉｓは、ＨＢ回路７０４Ａの端子ＡとＨＢ回路７０４Ｂの端子Ｂのデューティ比をそれぞれＤａ％、Ｄｂ％とする場合、端子Ａについては、「通電量ｉｓａ＝（５０−Ｄａ）×Ｉｍ／１００」である。また、端子Ｂについては、「通電量ｉｓｂ＝（５０−Ｄｂ）×Ｉｍ／１００」である。ただし、電流はコモン端子Ｓから端子Ａまたは端子Ｂに流れる方向を正とする。また、２端子間が１周期中にＨ（High）、Ｌ（Low）に固定された場合に流れる最大の電流量をＩｍとする。
【０００５】
コモン端子Ｓと端子Ａを例に挙げて、電流の振る舞いについて説明する。
まず、コモン端子Ｓではデューティ比が５０％であり、オン期間とオフ期間との比が１：１の矩形波電圧がかかる。これがＨレベルのとき、即ちモータ駆動電圧を出力するときに、コモン端子Ｓは電流を供給する電源として働く。この期間中に端子ＡがＬレベル、即ち接地電位を出力するときに、電流はコモン端子ＳからＡ相コイルＬａ７０１を通り端子Ａへと流れていく。端子ＡがＨレベルのときには端子間がショート状態となり、電流は流れない。次に、コモン端子ＳがＬレベルである期間中、端子ＡがＨレベルであれば、電流は端子ＡからＡ相コイルＬａ７０１を通りコモン端子Ｓに流れる。端子ＡがＬレベルのときには、端子間がショート状態となり、電流は流れない。
このように、通電期間とショート期間を組み合わせることにより、所望の通電方向および通電量が得られる。この通電制御は、ステッピングモータの駆動に限らず、各種のアクチュエータを駆動する場合でも適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のアクチュエータ駆動装置においては、複数のアクチュエータを同時に通電する際にコモン端子Ｓにて集中的に負担がかかるという問題があった。
図８は、図７（Ａ）の回路の各端子電圧、およびコモン端子Ｓから供給する電流をそれぞれ示す波形図である。図９（Ａ）は、２つの駆動コイルにコモン端子Ｓからコイル端子Ａおよびコイル端子Ｂの向きに等量の電流を流す場合を示す。図９（Ｂ）は、２つのグループに分けた駆動コイルに対して、両方向に等量の電流を流す場合の各端子電圧、およびコモン端子Ｓから供給する電流をそれぞれ示す波形図である。端子Ａグループは端子ＡとＣを含み、端子Ｂグループは端子ＢとＤを含むものとする。
【０００８】
図９（Ａ）では、コモン端子Ｓから供給される電流の向きは一方向である。２つの駆動コイルに同方向の電流を流す場合、必ず同時通電の時間が発生するために、コモン端子Ｓに負担がかかる頻度が多くなる。また、図９（Ｂ）では、駆動コイル４つを２つにグループ分けをした場合に、各グループに両方向に電流が流れる。この場合、コモン端子Ｓから供給される電流の向きは両方向（正方向および負方向）である。コモン端子Ｓにつなぐ駆動コイルの数が多くなるほど、コモン端子Ｓの負担が増大するという問題がある。
本発明は、複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置において、電流供給が短期間に集中するのを回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明の第１の側面に係る装置は、複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置であって、第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、前記第１ハーフブリッジ回路に第１パルス幅変調信号を出力する第１信号発生部と、前記第２ハーフブリッジ回路に第２パルス幅変調信号を出力する第２信号発生部と、前記第３ハーフブリッジ回路に第３パルス幅変調信号を出力する第３信号発生部と、前記第１ないし第３パルス幅変調信号のタイミングを決定するタイミング設定部を備える。前記タイミング設定部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動する場合、前記第１パルス幅変調信号のデューティ比および前記第２パルス幅変調信号のデューティ比を、前記第３出力端子および前記第１出力端子から前記第１アクチュエータへの通電量、または前記第３出力端子および前記第２出力端子から前記第２アクチュエータへの通電量により決定する。
【００１０】
また、本発明の第２の側面に係る装置は、複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置であって、第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、前記第１ハーフブリッジ回路に第１パルス幅変調信号を出力する第１信号発生部と、前記第２ハーフブリッジ回路に第２パルス幅変調信号を出力する第２信号発生部と、前記第３ハーフブリッジ回路に第３パルス幅変調信号を出力する第３信号発生部と、前記第３パルス幅変調信号に対して前記第１アクチュエータの駆動に割り当てる期間と前記第２アクチュエータの駆動に割り当てる期間を決定する決定部を備える。前記決定部は、前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータを、前記第３パルス幅変調信号の周期ごとに通電対象として選択する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置において、電流供給が短期間に集中するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る各端子電圧を示す波形図であり、２つのモータへの通電（Ａ）および２グループのモータへの通電（Ｂ）を示す。
【図４】本発明の第１実施形態に係る各端子電圧を示す波形図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る各端子電圧を示す波形図であり、２つのモータへの通電（Ａ）および２グループのモータへの通電（Ｂ）を示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係る各端子電圧を示す図である。
【図７】従来技術に係るモータ駆動装置のブロック図（Ａ）およびハーフブリッジ回路の構成（Ｂ）を示す図である。
【図８】従来技術に係るモータ駆動装置の通電方法を説明する図である。
【図９】従来技術における通電パターンを示す図である。
【図１０】図４と比較するために、従来技術における各端子電圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施形態を説明する。各実施形態ではアクチュエータとして複数のモータを駆動するアクチュエータ駆動装置を例にして説明する。なお、本実施形態に係るアクチュエータ駆動装置は、光学素子やレンズ鏡筒を構成する光学部材を備える撮像装置に適用可能である。この場合の光学素子は手振れ補正レンズやフォーカスレンズ、ズームレンズ等であり、光学部材はカム筒等の可動部材である。本発明の適用上、駆動機構部に係る構成の如何は問わないのでそれらの説明を省略する。
【００１４】
［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のブロック図である。モータ駆動装置は、２つのモータを同時に駆動可能である。第１アクチュエータであるモータＡ、および第２アクチュエータであるモータＢはそれぞれ、コイル１０１、コイル１０２を有する。コイル１０１は端子Ａとコモン端子Ｓに接続され、コイル１０２は端子Ｂとコモン端子Ｓに接続されている。端子Ａは第１ハーフブリッジ回路１０３Ａの出力電圧を印加する第１出力端子である。端子Ｂは第２ハーフブリッジ回路１０３Ｂの出力電圧を印加する第２出力端子である。コモン端子Ｓは第３ハーフブリッジ回路１０３Ｓの出力電圧を印加する第３出力端子である。以下では、第１出力端子Ａを有する第１ハーフブリッジ回路を第１ＨＢ回路と記し、第２出力端子Ｂを有する第２ハーフブリッジ回路を第２ＨＢ回路と記す。第３出力端子Ｓを有する第３ハーフブリッジ回路を第３ＨＢ回路と記す。
【００１５】
第１ＨＢ回路１０３Ａは、入力端子ｉｎ１およびｉｎ２への入力信号によって電流を吸い込む状態、電流を供給する状態、電流が流れないオープン状態を選択できる。第２ＨＢ回路１０３Ｂおよび第３ＨＢ回路１０３Ｓも、第１ＨＢ回路１０３Ａと同様の構成を有する（図７（Ｂ）参照）。
制御回路１０４は、ハーフブリッジ回路１０３Ａ、１０３Ｓ、および１０３Ｂを制御する。制御回路１０４はＰＷＭ（パルス幅変調）出力タイミング設定部（以下、単にタイミング設定部という）１０５と、ＰＷＭ信号発生部１０６Ａ、１０６Ｓ、１０６Ｂを備える。タイミング設定部１０５はＰＷＭ信号出力のタイミング設定情報をＰＷＭ信号発生部１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｓにそれぞれ出力する。第１ＰＷＭ信号発生部１０６Ａは第１ＨＢ回路１０３Ａに接続される第１信号発生部であり、第１パルス幅変調信号を出力する。第１ＰＷＭ信号発生部１０６Ａは、端子ＶｐａとＶｎａから出力される信号により第１ＨＢ回路１０３Ａの状態を選択し、第１ＨＢ回路１０３ＡによりモータＡのコイル１０１に駆動電圧を印加する。第２ＰＷＭ信号発生部１０６Ｂは第２ＨＢ回路１０３Ｂに接続される第２信号発生部であり、第２パルス幅変調信号を出力する。第２ＰＷＭ信号発生部１０６Ｂは、端子ＶｐｂとＶｎｂから出力される信号により第２ＨＢ回路１０３Ｂの状態を選択し、第２ＨＢ回路１０３ＢによりモータＢのコイル１０２に駆動電圧を印加する。第３ＰＷＭ信号発生部１０６Ｓは第３ＨＢ回路１０３Ｓに接続される第３信号発生部であり、第３パルス幅変調信号を出力する。第３ＰＷＭ信号発生部１０６Ｓは、端子ＶｐｓとＶｎｓから出力される信号により第３ＨＢ回路１０３Ｓの状態を選択し、第３ＨＢ回路１０３Ｓｂによりコモン端子Ｓに電圧を印加する。
【００１６】
本実施形態における各端子電圧を図３（Ａ）に例示する。コモン端子Ｓの電圧波形についてはデューティ比が５０％に設定されている。その下に端子ＡとＢの各電圧波形と、コモン端子Ｓから供給される電流波形を示す。Ｄｕｔｙ（Ａ）は、端子Ａの駆動電圧波形のデューティ比を表し、Ｄｕｔｙ（Ｂ）は、端子Ｂの駆動電圧波形のデューティ比を表す。斜線で示す部分は通電量に相当し、下向きの矢印は、コモン端子Ｓから端子ＡまたはＢの方向に流れる電流の向きに対応する。
タイミング設定部１０５は、モータＡおよびＢを同時に駆動する場合、モータＡに電流を供給する第１通電期間と、モータＢに電流を供給する第２通電期間を決定する。図３（Ａ）に示す例では、第１通電期間Ｔ１は端子Ａの出力電圧の立下がり時点からコモン端子Ｓの出力電圧の立下がり時点までの期間に相当する。また、第２通電期間Ｔ２はコモン端子Ｓの出力電圧の立上がり時点から端子Ｂの出力電圧の立上がり時点までの期間に相当する。
【００１７】
制御回路１０４は、第１ＨＢ回路１０３Ａの出力端子Ａにおいて、ＰＷＭ出力電圧の立上がりのタイミングが、第３ＨＢ回路１０３Ｓの出力端子Ｓ（コモン端子）から出力する電圧の立上がりのタイミングと等しくなるように制御する。また制御回路１０４は、第２ＨＢ回路１０３Ｂの出力端子Ｂにおいて、ＰＷＭ出力電圧の立下がりのタイミングが、第３ＨＢ回路１０３Ｓの出力端子Ｓから出力する電圧の立下がりのタイミングと等しくなるように制御する。
図３（Ａ）に示す通電制御は、図９（Ａ）の従来技術における通電制御と比較して、通電開始のタイミングが相違するが、通電量を表す式は同じである。端子ＡおよびＢのデューティ比をそれぞれＤａ％、Ｄｂ％とすると、各モータへの通電量は端子Ａについて下式の通りである。
［数式１］
ｉＭａ＝（５０−Ｄａ）×Ｉｍ／１００
同様に、端子Ｂについての通電量は下式の通りである。
［数式２］
ｉＭｂ＝（５０−Ｄｂ）×Ｉｍ／１００
ただし、電流はコモン端子Ｓから端子ＡまたはＢに流れる方向を正とする。両端子間が１周期中にＨレベルおよびＬレベルにそれぞれ固定された場合に流れる最大の電流量をＩｍとする。
【００１８】
図３（Ａ）に示すコモン端子Ｓの電流波形と、図９（Ａ）に示すコモン端子Ｓの電流波形を比較すると両者には電流供給時間に違いがある。つまり、本実施形態に係る図３（Ａ）での電流供給時間は、図９（Ａ）での電流供給時間と比較して２倍になっている。それに従い、図３（Ａ）に示す電流波形の振幅、即ち電流供給時間における単位時間当たりの電流供給量は小さくなる。したがって、モータＡおよびＢへの通電のタイミングにおいて重なり期間を減少させることが可能となる。従来技術の場合、短時間に多量の電流をモータに供給することによりコモン端子Ｓの負担がかかってしまう。つまり、タイミング設定部１０５は、モータＡとＢを同時に駆動する場合、第１通電期間Ｔ１と第２通電期間Ｔ２とが重複しないタイミングを決定することにより、コモン端子Ｓに負担が集中しないように制御する。
尚、３個以上のモータを駆動させる場合には、第１モータ群と第２モータ群に区分する。第１モータ群は、コモン端子ＳのＰＷＭ信号の立上がり時点でモータ端子のＰＷＭ信号が立ち上がる。また第２モータ群は、コモン端子ＳのＰＷＭ信号の立下がり時点でモータ端子のＰＷＭ信号が立ち下がる。このような通電制御により、コモン端子Ｓにかかる負荷を分散させることにより、負担を軽減できる。
【００１９】
例えば、４つのモータを２つずつ２グループに分ける場合を説明する。４つのモータの各コイル端子のうち、一方の端子はすべて束ねられてコモン端子Ｓに接続される。残りの４つの各コイル端子はそれぞれ、端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃ、および端子Ｄに接続される。端子Ａおよび端子Ｃを端子Ａグループ（第１群）とし、端子Ｂおよび端子Ｄを端子Ｂグループ（第２群）とした場合の各端子電圧を図３（Ｂ）に示す。端子Ａには第１アクチュエータ（モータＡ）が接続され、端子Ｃには第３アクチュエータ（モータＣ）が接続され、端子Ｂには第２アクチュエータ（モータＢ）が接続され、端子Ｄには第４アクチュエータ（モータＤ）が接続される。モータＡの第１通電期間と、モータＢの第２通電期間については、図３（Ａ）の場合と同じである。モータＣの第３通電期間はコモン端子Ｓの出力電圧の立下がり時点から端子Ｃの出力電圧の立下がり時点までの期間に相当する。モータＤの第４通電期間は端子Ｄの出力電圧の立上がり時点からコモン端子Ｓの出力電圧の立上がり時点までの期間に相当する。
なお、比較のため図９（Ｂ）には、従来技術において図３（Ｂ）と同じ電流を流した場合の各端子電圧を示す。Ｄｕｔｙ（Ｘ）は、端子Ｘ（＝Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ）の駆動電圧波形のデューティ比を表す。斜線で示す部分は通電量に相当する。
図３（Ｂ）と図９（Ｂ）とを比較すると、本実施形態では、コモン端子Ｓの電流供給時間が、図９（Ｂ）に示すコモン端子Ｓの電流供給時間の２倍になっている。したがって、図３（Ｂ）におけるコモン端子Ｓから供給する電流波形の振幅は小さくなっており、即ちコモン端子Ｓの電流供給期間における単位時間当たりの電流供給量は小さくなる。
【００２０】
タイミング設定部１０５は、モータＡとＣを含む第１群およびモータＢとＤを含む第２群を同時に駆動する場合、モータＡないしＤの各通電期間が互いに重複しないタイミングを決定する。
以上のように、本実施形態における通電制御では、モータのグループ分けを行い、通電のタイミングを分散させることが可能となるので、コモン端子Ｓの負担が軽減される。
ただし、端子Ａまたは端子Ａグループのデューティ比をＤｕｔｙ（Ａ）％とし、端子Ｂまたは端子Ｂグループのデューティ比をＤｕｔｙ（Ｂ）％とするとき、以下のように、通電タイミングの重なりは避けられない場合も存在する。
例えば、
［数式３］
Ｄｕｔｙ（Ａ）≧５０
かつ    Ｄｕｔｙ（Ｂ）≧５０
かつ    Ｄｕｔｙ（Ａ）＋Ｄｕｔｙ（Ｂ）＞１５０
が成立している場合。
また、
［数式４］
Ｄｕｔｙ（Ａ）≦５０
かつ    Ｄｕｔｙ（Ｂ）≦５０
かつ    Ｄｕｔｙ（Ａ）＋Ｄｕｔｙ（Ｂ）＜１５０
が成立している場合。
上記の式を満たす一例を図４に示す。
【００２１】
図４は本実施形態における各端子電圧を示す。コモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を５０％とする。比較のため、従来技術による各端子電圧を図１０に示す。図４に示す例では、モータＡの第１通電期間とモータＢの第２通電期間とが重なる重複期間は、端子Ａの出力電圧の立下がり時点から端子Ｂの出力電圧の立上がり時点までの期間に相当する。
図４に示す例では、コモン端子Ｓの出力がＨである期間、つまり１周期の５０％の期間全てをモータＡまたはモータＢへの通電に費やしている。これに対して、従来技術では図１０において、コモン端子ＳがＨである期間にモータＡあるいはモータＢへの通電を行っていない期間（コモン端子Ｓからの供給電流がゼロの期間Ｔ０参照）が存在する。このように本実施形態では、コモン端子Ｓから電流を供給可能である期間を有効に利用しつつ、電流供給の負荷を軽減することができる。つまり、タイミング設定部１０５は、モータＡとＢを同時に駆動する場合、第１通電期間と第２通電期間とが重複する期間に応じて第１および第２パルス幅変調信号のタイミングを決定する。
【００２２】
本実施形態によれば、アクチュエータ駆動装置において、複数のアクチュエータを同時に駆動する場合に、電流供給が短期間に集中しないよう通電制御を行うことでコモン端子Ｓへの負担を軽減できる。
【００２３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図２のブロック図において、制御回路２０４は通電対象モータ決定部（以下、対象決定部という）２０５を備える。対象決定部２０５は、コモン端子Ｓの１周期ごとに通電対象のモータを限定して制御する。ＰＷＭ信号発生部２０６Ａ，２０６Ｓ，２０６Ｂ、ハーフブリッジ回路２０３Ａ，２０３Ｓ，２０３Ｂは、第１実施形態にて図１で説明したＰＷＭ信号発生部１０６Ａ，１０６Ｓ，１０６Ｂ、ハーフブリッジ回路１０３Ａ，１０３Ｓ，１０３Ｂと同様である。モータＡはコイル２０１を有し、モータＢはコイル２０２を有する。以下では、主に第１実施形態との相違点を説明する。
【００２４】
図５（Ａ）に各端子電圧を示す。コモン端子Ｓの電圧波形についてはデューティ比が５０％に設定されており、モータＡ用とモータＢ用の駆動波形を示す。その下に端子ＡとＢの各電圧波形と、コモン端子Ｓから供給される電流波形を示す。斜線部は通電量に相当する。なお、本例では、コモン端子Ｓにて１周期ごとに、モータＡ、モータＢ、モータＡ、モータＢ、…というように、交互にモータを選択して通電する。
対象決定部２０５は、図５（Ａ）に示すように、コモン端子Ｓの１周期ごとに通電対象となるモータを決定して通電制御を実行する。つまり、コモン端子Ｓの駆動波形における第１周期は、モータＡに通電するための期間であり、第２周期はモータＢに通電するための期間である。第１周期中には、端子ＡでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間の長さよりも短く、端子ＢでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間に等しい。また第２周期中には、端子ＢでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間の長さよりも短く、端子ＡでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間に等しい。
【００２５】
本実施形態では、コモン端子Ｓから供給される電流、またはコモン端子Ｓへ流れ込む電流に関して、１周期中にて常に１つのモータが対象である。よってコモン端子Ｓの負担が軽減される。図９（Ａ）に示すコモン端子Ｓからの供給電流波形と比較すれば分かるように、図９（Ａ）では振幅が大きく、電流供給時間が短い。これに対して、図５（Ａ）では電流波形の振幅が小さく、電流供給時間が長い。いずれの場合も通電量は等しいが、本実施形態では、コモン端子Ｓの電流供給期間における単位時間当たりの電流供給量は小さくなる。
但し、本実施形態の場合には、各モータへの通電量ｉＭａおよびｉＭｂの最大値は、Ｉｍの±２５％となってしまう。そこで、多くの通電量を確保したいモータが存在する場合には、コモン端子Ｓに係る各モータの駆動期間を周期単位で、所定の割合をもって割り当てる制御が行われる。これを図６に示す。
【００２６】
図６において、モータＡ、モータＡ、モータＡ、モータＢ、…というように、４周期中の３周期においてモータＡを対象に通電制御が行わる。つまり、モータＡとＢとの通電比率を３：１に設定した場合である。これにより、コモン端子ＳからモータＡへの通電量ｉＭａは、最大でＩｍの±３７．５％となり、供給電流が増加する。その反面では、モータＡに割り当てる周期の増加に伴い、モータＢの通電量ｉＭｂが減少する。図６の例では、コモン端子Ｓの出力において４周期中の１周期がモータＢに割り当てられるので、モータＢの通電量ｉＭｂは最大でＩｍの±１２．５％に減少する。
上記の理由より、所望の通電量に応じて適切な通電パターンを選択する必要があり、対象決定部２０５は、各モータの負荷配分に従って割り当る駆動期間を設定する。
【００２７】
また、本実施形態において、モータがＮ個（Ｎは３以上の自然数とする。）存在する場合には、通電対象のモータ数について、コモン端子Ｓの周期ごとに１からＮ個まで自由に選択しグループ分けを行ってもよい。
例えば、４つのモータを駆動する場合に、これらを２つずつの２グループに分けることを想定する。４つのモータの各コイル端子のうち、一方の端子はすべて束ねられてコモン端子Ｓに接続される。残りの４つの各コイル端子はそれぞれ、端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃ、および端子Ｄに接続される。端子Ａおよび端子Ｃを端子Ａグループ（第１群）とし、端子Ｂおよび端子Ｄを端子Ｂグループ（第２群）とした場合の各端子電圧を図５（Ｂ）に示す。比較例として、従来技術により各モータの通電量を制御する場合の各端子電圧を図９（Ｂ）に示す。
【００２８】
図５（Ｂ）にて、コモン端子Ｓの駆動波形における第１周期は、端子Ａグループのモータに通電するための期間であり、第２周期は端子Ｂグループに通電するための期間である。第１周期中には、端子ＡでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間の長さよりも短く、端子ＣでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間の長さよりも長い。第１周期中、端子Ｂおよび端子ＤでのＨレベル期間の長さはコモン端子ＳでのＨレベル期間に等しい。また第２周期中には、端子ＢでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間の長さよりも短く、端子ＤでのＨレベル期間の長さがコモン端子ＳでのＨレベル期間の長さよりも長い。第２周期中、端子Ａおよび端子ＣでのＨレベル期間の長さはコモン端子ＳでのＨレベル期間に等しい。
図９（Ｂ）では、１周期中にて局所的に集中してモータに電流が流れる。これに対して、図５（Ｂ）では、グループ分けを行った各モータ群に通電の周期をそれぞれ割り当てていることが分かる。対象決定部２０５は、周期ごとに通電するモータ群を限定することによってコモン端子Ｓにかかる負荷を分散させる。なお、モータ駆動電圧を増加させない場合において、最大通電量はグループ数をＭとするとき、ＩｍのＭ分の１になること、およびグループ分けの際に複数のモータの通電量が等しい場合には、それらの通電期間が重なることに注意を要する。
【００２９】
本実施形態によれば、コモン端子Ｓの出力（ＰＷＭ出力電圧）に対して、通電対象となるモータまたはモータ群を周期単位で割り当てることにより、コモン端子Ｓにかかる負担を軽減できる。
【符号の説明】
【００３０】
１０１、１０２  モータコイル
１０３Ａ、１０３Ｓ、１０３Ｂ  ハーフブリッジ回路
１０４  制御回路
２０１、２０２  モータコイル
２０３Ａ、２０３Ｓ、２０３Ｂ  ハーフブリッジ回路
２０４  制御回路
【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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