(57)【要約】【課題】  １−２相駆動で駆動するパルスモータにおいて、停止精度を向上させ、かつ消費電力を抑える。【解決手段】  磁気的安定位置に停止する時はコイルへの励磁を切り、磁気的非安定位置に停止する時は、コイルへの励磁を維持する。  このとき、磁気的非安定位置で停止する時は、コイルへの通電バランスを調整する。【選択図】  図１
2009148059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のマグネット301と、
前記マグネット301と一体に構成されているシャフト304と、
複数組の極歯ヨーク303と、
前記ヨークと対になって構成されているコイル302とからなる１−２相励磁方式のパルスモータ用のパルスモータ駆動装置において、
磁気的安定位置で停止する時は励磁を切って停止させ、
磁気的非安定位置で停止する時は励磁状態を維持して停止させ、
磁気的非安定位置で停止する時は前記コイル302への通電バランスを調整することで停止させることを特徴とするパルスモータ駆動装置。
【請求項２】
磁気的非安定位置で停止する時の前記コイル302への通電バランスはパルスモータの１パルスあたりの誤差量を測定することで決定されることを特徴とする請求項１に記載のパルスモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスモータ、特にデジタルカメラに搭載されたパルスモータの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動焦点調節を行うレンズ鏡筒などでは、パルスモータを使用してパルスモータの駆動によりレンズを光軸方向に駆動させ焦点調節を行っている。
【０００３】
近年、デジタルカメラには小型化、高画素化など様々な要求がなされているが、焦点調節の高精度化もその要求の一つになっている。
【０００４】
従来、フォーカスレンズを駆動させるパルスモータの駆動方式では２−２相励磁、１−２相励磁方式が知られている。
【０００５】
２−２相励磁方式のパルスモータはロータがコイルに通電していない状態でもマグネットのコギング力で安定して停止する。
【０００６】
１−２相励磁方式のパルスモータはロータがコイルに通電していない状態でもマグネットのコギング力で安定して停止する位置と、通電していない状態で隣接するコギング位置に回転して停止する平衡位置を有する。
【０００７】
以下、コギング位置に停止する励磁を2相励磁、平衡位置に停止する励磁を1相励磁とする。
【０００８】
つまり、１−２相励磁方式のパルスモータでは、１相位置でコイルへの通電を切ると、ロータが１相位置に隣接するどちらかのコギング位置（2相位置）まで回転して停止しやすく停止位置に誤差が生じ精度の高い焦点調節を行うことが出来ないという問題があった。
【０００９】
また、通電を保持している状態でも１相位置での停止精度にズレが生じるという問題があった。
【００１０】
例えば、40パルスでロータが1回転するモータにおいて、1パルスあたり9度回転するが１相停止位置と２相停止位置とで６度→12度→6度→12度といったように1パルスあたりの回転角度が異なる。
【００１１】
上記問題の原因としては、パルスモータ内部に構成されているヨークの位相がずれている為に、コギング位置もずれてしまい停止精度に誤差が生じると考えられる。
【００１２】
上記問題に対して、パルスモータをコギング位置で停止させる時にはコギング位置で励磁を切って停止させ、平衡位置で停止させる駆動時にはその励磁状態を維持して停止させる駆動制御を行う方法が提案されている。
【００１３】
上記提案によって、１−２相駆動方式において平衡位置に停止する時にも通電を維持している為、安定した位置に停止することが可能となる。また、コギング位置では通電を切っているので消費電力の節約も可能となる。（例えば、特許文献1）
【特許文献１】特開平10-282395号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、平衡位置において安定した停止精度が可能となるが、パルスモータ内部のヨークの配置がずれている場合、平衡位置自体がずれているため、高精度の停止が困難となる。
【００１５】
また、モーターに個体差があるため、それぞれヨークのズレ量も異なる。
【００１６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、自動焦点調節を行うパルスモータにおいて、機構を複雑化することなく、また駆動方式を変更することなく、必要な精度を得ることができ、かつ消費電力を抑えることができる駆動制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記問題点を解決する為に、請求項1に係わる発明によれば、
円筒状のマグネットと、
前記マグネットと一体に構成されているシャフトと、
複数組の極歯ヨークと、
前記ヨークと対になって構成されているコイル
とからなる１−２相励磁方式のパルスモータ用のパルスモータ駆動装置において、
磁気的安定位置で停止する時は励磁を切って停止させ、
磁気的非安定位置で停止する時は励磁状態を維持して停止させ、
磁気的非安定位置で停止する時は前記コイルへの通電バランスを調整することで停止させることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に係わる発明によれば、
磁気的非安定位置で停止する時の前記コイルへの通電バランスはパルスモータの１パルスあたりの誤差量を測定することで決定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、１相励磁における停止位置を測定することで、目標位置との誤差を算出して、目標位置と停止位置との差を補正する分だけ通電バランスを変更することで、１ステップの回転角度の精度を上げることが可能となる。
【００２０】
また、２相位置での停止の時には通電を切ることで消費電力の節約も可能となる。
【００２１】
このことにより、デジタルカメラにおいて自動焦点調節精度が上がり、またデジタルカメラ自体の消費電力も節約されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００２３】
添付図面を参照して、本発明を実施する為の最良の形態を詳細に説明する。
【００２４】
ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【００２５】
本発明の実施形態におけるズームレンズ鏡筒をレンズ系の構成を図5に示す。
【００２６】
本発明の実施形態におけるズームレンズ鏡筒は4群レンズ構成で、1群レンズ501を保持する1群鏡筒504、２群レンズ502を保持する2群鏡筒505、３群レンズ503を保持する3群鏡筒506、４群レンズ201を保持する4群レンズ保持枠202から構成されており、ズーム動作によって光軸と平行に光軸上を移動することが出来る。
【００２７】
また、1〜3群鏡筒は変倍系のレンズ群であり、４群レンズ保持枠202は被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ群となっている。
【００２８】
ここで、本発明の実施形態のステッピングモータが使われているズームレンズ鏡筒のフォーカスレンズユニットを図2に示す。
【００２９】
フォーカスレンズユニットは被写体を合焦する役割を果たすフォーカスレンズ201とレンズを保持する4群レンズ保持枠202と、４群レンズ保持枠202を駆動するためのステッピングモータ203と前記ステッピングモータ203と一体に構成され、4群レンズ保持枠202を光軸方向に移動させるリードスクリュー204と、4群レンズ保持枠202と係合しリードスクリュー204と螺合することでリードスクリュー204の回転によって4群レンズ保持枠202を移動可能にするナット205と、4群レンズ保持枠202が光軸上を移動する時に光軸上を光軸と平行に移動できるようにガイドするガイドバー206、4群レンズ保持枠202がリードスクリュー204の回転により光軸上を移動する際の光軸方向のガタを取り除く為の不図示の引っ張りバネとで構成されている。
【００３０】
ここで、ナット205がリードスクリュー204と螺合する際にリードスクリュー204の回転と一緒に回転しないようにする為にナット205にはU字の溝形状がついており、図示していないが4群レンズ保持枠202のナット205との係合部の軸形状にはまり込むことで、ナット205がリードスクリュー204と一緒に回転することを防いでいる。
【００３１】
4群レンズ保持枠202を付勢する引っ張りバネは、4群レンズ保持枠202とCCDホルダー207に取り付けられており、常に図の矢印Aの方向に付勢されている。
【００３２】
また、4群レンズ保持枠202が光軸を移動する際に、リードスクリュー204の回転によって一緒に回転することを防ぐ振れ止めはCCDホルダー207と一体で構成されていおり、この振れ止め形状と図示はしていないが4群レンズ保持枠202のU字の穴形状によって4群レンズ保持枠202がリードスクリュー204の回転と一緒に回転することを防いでいる。
【００３３】
上記構成によって、ステッピングモータ203が駆動を開始するとフォーカスレンズ201が4群レンズ保持枠202と共に光軸上を移動し、合焦動作を行うのである。
【００３４】
次に本実施形態におけるステッピングモータ203の構成について説明する。
【００３５】
図3は本実施形態におけるステッピングモータ203の断面図である。
【００３６】
図で示すようにシャフト304の先端には前記リードスクリュー204が一体成形されている。
【００３７】
シャフト304の外周にマグネット301が取り付けられ、回転可能に保持されている。
【００３８】
また、マグネット301の周囲には図の様に4組のヨーク303a〜dが配置されている。
【００３９】
そして、ヨーク303a〜dには２個のコイル302a,bが形成され、コイル302a,bに流す電流を順番に切り替えることにより発生する磁界によってマグネット301と共にシャフト304が回転されることになる。
【００４０】
そして、シャフト304の回転によりリードスクリュー204も回転を始めるのである。
【００４１】
次に本実施例における一連の合焦動作について説明する。
【００４２】
本実施例におけるステッピングモータ203は１−２相励磁のステッピングモータである。従って、コイル302a,bへの通電を切った時点でマグネット301のコギング位置で停止している。
【００４３】
本実施例においては、２相励磁状態で通電を切ると、その位置で停止することになるが、１相励磁状態で通電を切ると、その位置で停止することもあるが、リードスクリュー204は左右いずれかの２相励磁位置であるコギング位置に回転してそのコギング位置で停止する傾向にある。
【００４４】
合焦の為にステッピングモータ203が１−２相励磁駆動を開始すると、リードスクリュー204が回転を始め、ナット205と螺合することで4群レンズ保持枠202がフォーカスレンズ201と共に光軸上を移動する。
【００４５】
そして、被写体を合焦した時点で駆動を終了する。
【００４６】
このとき、合焦位置が２相励磁位置の場合には、合焦終了時にステッピングモータ203のコイル302a,bへの通電を切る。
【００４７】
上記説明の様に、２相励磁位置で停止しても２相励磁位置がコギング位置であるため、通電を切ることが可能となる。
【００４８】
合焦位置が１相励磁位置の場合には、合焦が終了してもステッピングモータ203のコイル302a,bの通電を維持したままにする。
【００４９】
このように非駆動時に２相位置で停止している時は通電を切ることで、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００５０】
次に本発明におけるフォーカスレンズユニットの1相位置での停止精度向上のための調整方法について図1のフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
上記調整フローは、フォーカスレンズユニット組み立て後の調整段階でのフローである。
【００５２】
まず、フォーカスレンズユニット組み立て後、１−２相励磁駆動を行う。（S1）
そこで、１パルスあたりのレンズ移動量を算出する。（S2）
このときのレンズ移動量算出については、レーザー変位計などの測定工具を用いる。
【００５３】
そして、レンズ移動量と設計上の目標値を比較する（S3）
レンズ移動量と目標値が同じならば調整する必要はない。
【００５４】
レンズ移動量と目標値が異なる場合はS4に進む。
【００５５】
例えば、本発明におけるステッピングモータは１−２相駆動において、40ステップでリードスクリューが1回転する。
【００５６】
つまり、リードスクリューのピッチを0.20mmとすると、１ステップあたり0.005mmレンズが光軸方向を移動することになる。
【００５７】
測定工具を用いて1ステップあたりの移動量を算出する際に、0.003mm（1相位置）→0.010mm(2相位置)→0.013mm（1相位置）→0.020mm（2相位置）・・・と測定結果が出たとする。
【００５８】
ここで目標値としては、0.005mm(1相位置)→0.010mm（2相位置）→0.015mm(1相位置)→0.020mm(2相位置)・・・と１相励磁と２相励磁で同じ量を駆動するように設定されている。
【００５９】
つまり、１相位置における停止位置のズレが0.002mmであることが算出される。
【００６０】
このとき、上記レンズ移動量のズレを補正するためにモーター内のコイルの通電バランスを変更することで、目標値への停止を可能とする。
【００６１】
また、上記方法を用いることで，モーター個体の製造誤差によるヨークの位置ズレから起こる停止精度誤差を個別に調整することが可能となる。
【００６２】
次にどのように通電バランスを変更しているか図４を用いて説明する。
【００６３】
図４は本発明の実施形態におけるステッピングモータのパルス駆動の通電パターンを示している。縦軸が電圧、横軸が時間となっている。
【００６４】
本発明においては、コイル302aをA相、コイル302bをB相とする。
【００６５】
コイルの通電バランスを調整していない状態では、A相、B相への通電は図４の実線のようなタイミングによって行われている。
【００６６】
本発明の実施形態においては、１相位置においてレンズ移動量の誤差が生じる。
【００６７】
2相励磁→1相励磁→2相励磁→1相励磁・・・という通電パターンを行う際に1相励磁の時には図の破線部分のように通電していない側の相のコイルにも励磁を行うことによって目標位置に到達することを可能とする。
【００６８】
上記実施形態では１相励磁の際に励磁しない側のコイルに通電を行うことで、目標値までの誤差を調整すると説明したが、上記に限ることはなくA相とB相のバランスを調整することで調整することは可能である。
【００６９】
また、上記実施形態では２相励磁位置をコギング位置、１相位置を停止精度の良くない不安定な位置として説明したが、上記に限ることはない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係わるステッピングモータの調整方法をフローチャートで示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係わるフォーカスレンズユニットの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係わるステッピングモータの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるステッピングモータの１−２相駆動方式の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係わる沈胴式ズームレンズ鏡筒を有するデジタルカメラにおける撮影時のレンズ系の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
201  フォーカスレンズ
202  レンズ保持枠
203  ステッピングモータ
204  リードスクリュー
205  ナット
206  ガイドバー
207  CCDホルダー
301  マグネット
302a,b  コイル
303a〜d  ヨーク
304  シャフト
501  1群レンズ
502  2群レンズ
503  3群レンズ
504  1群鏡筒
505  2群鏡筒
506  3群鏡筒
【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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