JPH0444104A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は駆動制御装置、詳しくはモータによって被駆動
体を駆動する駆動装置において、被駆動体を目標位置で
正確に停止させるようにした駆動制御装置に関する。

［従来の技術］ モータによって被駆動体を駆動する駆動装置は、従来か
らさまざまな分野の電子機器に広く使用されており、例
えばカメラにおいても合焦目標位置に撮影レンズを移動
させるよう制御する自動焦点調節装置等に多用されてい
る。この種自動焦点調節装置において、本出願人が先に
出願した特開昭６３−１５３５２６号により提案した技
術手段では、撮影レンズの最適な減速カーブを記憶して
おき、駆動速度と減速カーブを比較し、このカーブにそ
ってレンズの減速（オン１オフ、ショートブレーキの組
合わせ）を行う（以下、カーブ制御と呼称する）ように
している。また、上記カーブ制御において、撮影レンズ
の移動速度に応じてモータのオン時間を変え、これによ
って迅速に撮影レンズを目標位置に停止させるようにし
た自動焦点調節装置が特開平１−８８４１２号として開
示されている。更に、ＰＩ　（フォトインクラブタ）ユ
ニットを２個設け、目標位置より遠いときは１個のＰＩ
比出力、目標位置の近傍になったら２個のＰＩ比出力、
それぞれ位置検出することにより停止位置の精度を向上
した駆動制御装置が、本出願人より特願平２−４０７２
３号で提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようなレンズ駆動制御装置において、撮
影レンズの駆動スピードを速くするための１つの方法と
して、モータに印加する電圧を高める方法が考えられる
。しかしながら、単に印加電圧を高めると、上記制御に
おいてオフまたはブレーキ動作に関しては問題ないが、
オン時の制御性に問題が生じる。つまり、電圧が高い場
合は低い場合に比べて加速度が大きいので、モータの駆
動速度が速くなり過ぎ、上記減速カーブに沿った制御が
困難になる。

特に、目標停止位置の数パルス手前からの起動を行う場
合、モータに印加する電圧が高いと、第１２Ａ図に示し
たように、時刻ｔ１から時間幅ｔ　に亘って駆動電圧５
Ｖ（直線Ω２□）を印加してモータを起動した後、ＰＩ
出力信号の立ち上がり時点ｔ２でブレーキをかけたとし
ても、既にスピードが出すぎているので、目標位置Ｐ１
を通り越してしまうことがありうる。このときは、更に
逆方向にモータを駆動しなければならないので、結果的
に目標位置付近で撮影レンズがハンチングする等の不具
合になる。これに対し、電圧が低ければ、第１２Ｂ図に
示すように、時刻ｔ３から時間幅ｔｂに亘って駆動電圧
２．５　Ｖ　（直線ρ２゜）を印加してモータを起動し
た後、ＰＩ出力信号の立上がり時点ｔ４でブレーキをか
ければ、モータは比較的低速なので、目標位置Ｐ２を通
り越すことなく停止させることができる。なお、ＰＩ出
力信号波形”　２３よりρ２４のほうが周期が長いから
低速回転している。従って、数パルスの駆動に関する制
御性は向上するが、モータに印加する電圧が低い分モー
タ起動時の応答が遅くなり、回転しはじめるまでに時間
がかかってしまい、結果的に素早くフォーカシングがで
きないことになる。

そこで、本発明の目的は、上記問題点を解消し、被駆動
体（撮影レンズ）を目標位置まで駆動する際の駆動時間
を短くし、且つ精度の高い制御を可能にする駆動制御装
置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の駆動制御装置は、その概念を示す第１図におい
て、被駆動体を目標位置まで駆動するためのモーターと
、上記被駆動体の移動速度を検出する速度検出手段２と
、上記被駆動体を上記目標位置に停止させるために、目
標位置までの移動量に応じて設定された最適な減速カー
ブを記憶する第１の記憶手段６と、上記被駆動体の移動
量を検出して、上記目標位置までの移動量を算出する算
出手段３と、上記算出手段で算出された目標位置までの
移動量に基づいて、上記被駆動体の移動速度と上記減速
カーブとを比較しながら上記モータへの通電状態を制御
する制御手段４と、目標位置までの移動量に応じて設定
されたモータ駆動電圧データを記憶する第２の記憶手段
７と、上記算出手段で、算出された目標位置までの移動
量と上記第２の駆動手段に記憶された電圧データに基づ
いて、上記モータに印加する実効電圧を低下させる電圧
制御手段５と、を具備することを特徴とするものである
。

［作　用］ この駆動制御装置では、目標位置までの移動量算出手段
３の出力と、その出力に応じた第２の記憶手段７からの
モータ駆動電圧データにより、例えば合焦位置のような
目標位置に対し、その所定パルス手前迄は、電圧制御手
段５でモータ１に印加する実効電圧を高くする。目標位
置の所定パルス手前から目標位置までの間は、電圧制御
と速度制御を行いながらモータ１を駆動する。即ち、電
圧制御に関しては、モータ１の駆動電圧データは第２の
記憶手段７に記憶されているので、目標位置までの移動
量算出手段３の出力とそれに対応した第２の記憶手段７
の出力である電圧信号により、電圧制御手段５でモータ
１の駆動電圧を低くする。

また、速度制御に関しては、最適な減速カーブが第１の
記憶手段６に記憶されているので、速度検出手段２から
出力された移動速度の信号と、これに対応した減速カー
ブか記憶されている第１の記憶手段６から出力される減
速カーブの信号に基づき速度制御が行われる。

［実　施　例コ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。なお
、以下の実施例では本発明による駆動制御装置をカメラ
の自動焦点調節装置機構におけるレンズ駆動に適用した
例で説明することとし、先ず第１実施例を第２〜６図に
より以下に説明する。

第２図は、カメラの自動焦点調節装置の構成の概略を示
すものである。図において、カメラ本体１０内のＣＰＵ
１３に、三角測距により測距部１４で測定した被写体１
２までの距離情報が伝達されると、ＣＰＵ１３は距離情
報から撮影レンズ１１の移動量を決定してモータ１をオ
ンにし、撮影レンズ１１の移動を開始する。撮影レンズ
１１の移動速度と移動量はフォトインクラブタ等からな
るエンコーダ１５によってＣＰＵ１３にフィードバック
される。

上記エンコーダ１５は、第３図（Ａ）に示すように、モ
ータ１の駆動に伴って回転する回転部材のスリット１７
と、このスリット１７の通路を挾んで配置された２個の
Ｐ１１８，１９とから構成されている。そして、上記ス
リット１７の回転に応動して、第３図（Ｂ）に示すよう
に、第１のＰ１１８および第２のＰＪ１９から互いに位
相の異なるＰＩ出力信号２０．２１がそれぞれ出力され
るようになっている。

第４図は、撮影レンズを合焦位置に駆動するモータ１の
駆動電圧制御回路の回路図で、ＣＰＵ１３からのディジ
タルデータの電圧信号をＤ／Ａコンバータ２２によりＤ
／Ａ変換してトランジスタ２３によりモータブリッジ回
路２４に印加される電圧を制御する。モータブリッジ回
路２４は、２個のＰＮＰ型トランジスタＴ　ｒｌ、　Ｔ
　ｒ３と、２個のＮＰＮ型トランジスタＴ　ｒ２．　Ｔ
　ｒ４によって構成されている。なお、上記Ｄ／Ａコン
バータ２２は後述するデユーティ制御においては不要に
なる。

モータ１の動作に関しては、下記第１表に示すように、
入力信号Ｑ１を“Ｌ”レベル、Ｑ４を“Ｈ”　レベルに
することにより、トランジスタＴ　ｒｌ、　Ｔ　ｒ４を
オンに、また入力信号Ｑ２を“Ｌ“レベル、Ｑ３を“Ｈ
”レベルにしてトランジスタＴ　ｒ２．　Ｔ　ｒ３をオ
フにすることにより正転し、同様に入力信号Ｑ１を“Ｈ
”レベル、Ｑ４を“Ｌ”レベル、入力信号Ｑ２を“Ｈ”
レベル、Ｑ３を“Ｌ”レベルにすることにより逆転する
。

第１表 ブレーキをかける場合は、入力信号Ｑ１〜Ｑ４を“Ｈ”
　レベルにすることにより、トランジスタＴ　ｒ２．　
Ｔ　ｒ４をオン、Ｔ　ｒｌ、　　Ｔ　ｒ３をオフとして
、モータ１の両端を短絡させる。また、オフさせるとき
は、入力信号Ｑ、、Ｑ３を“Ｈ”レベルに、入力信号Ｑ
２．Ｑ４を“Ｌ”レベルにそれぞれ設定することにより
、トランジスタＴｒｉ〜Ｔｒ４をすべてオフとしてモー
タ１に通電しない。

第５図は、速度制御を必要としない全速領域と減速カー
ブデータに基づき減速制御を行う制御領域とにおけるＰ
Ｉ出力信号と、モータ制御信号と、モータ駆動電圧との
タイミングチャートである。

全速領域では速い駆動が必要なためモータ駆動電圧を５
ｖにしている。一方、制御領域では、モータ駆動電圧を
３．７５．２．５　、１．２５ＶとＰＩ出力信号の立下
がりに連動し、目標位置迄の移動量に応じて下げていく
。これにより、制御領域をカーブ制御しながらレンズ駆
動している際、目標位置近傍でブレーキをかけすぎて減
速し過ぎたため、モータ１をオンして加速した場合でも
、目標スピードを大きくオーバーしないようにすること
ができる。

次に、上記ＣＰＵ１３における撮影レンズ駆動の制御動
作を第６図に示すフローチャートを用いて説明する。

レリーズスイッチの操作等によりこのプログラムがスタ
ートすると、まず、ＣＰＵ１３は測距部１４に測距の命
令を出力してＡＦ測距を行なう。

そして、測距部１４から測距データを受は取ると、１ル ンズ目標位置をエンコーダパルス数に変換する（ステッ
プＳｌ）。そして、モータ駆動電圧を５Ｖ（上記第５図
の直線Ω４参照）に設定した後（ステップＳ２）、モー
タ１に通電する（ステップＳ３）。モータ駆動後、撮影
レンズ位置が目標位置から所定範囲内にある制御範囲内
か否かをチエツクしくステップＳ４）、撮影レンズが制
御範囲内に入るまてモータ１を電圧５Ｖで駆動し続ける
。そして、撮影レンズが制御範囲内に達すれば、ステッ
プＳ５へ進んてモータ駆動電圧を以下のように設定する
。即ち、撮影レンズが目標位置の２パルス手前なら１．
２５Ｖ　（上記第５図の直線１１１参照）に、３パルス
手前なら２．５　Ｖ　（上記第５図の直線ｇ２参照）に
、３パルス手前迄は３．７５Ｖ　（上記第５図の直線ｇ
３参照）に、それぞれ設定する。

このように、撮影レンズが目標位置から所定範囲内にあ
る制御範囲内に入ったとき、目標位置までの移動量に応
じてモータ駆動電圧を設定する点が本発明のポイントで
、この種設定データは前記第２の記憶手段（第１図参照
）から読出す。そして、撮影レンズが目標位置の１パル
ス手前に達したか否かを判断しくステップＳ６）、未た
、目標位置の１パルス手前に達していなければ、撮影レ
ンズの移動速度と位置とを、前記第１の記憶手段６（第
１図参照）に格納されている減速カーブデータと比較し
、１パルス手前に達するまで減速カーブ制御を行う。そ
して、１パルス手前に達したらモータ１にショートブレ
ーキをかけて（ステップＳ８）この撮影レンズ駆動の制
御動作を終了する。

以上が第１実施例の説明である。この第１実施例では、
撮影レンズの駆動範囲を、前記第５図に示したように、
全速領域と制御領域とに大別し、全速領域ではモータ１
に印加する駆動電圧を５ｖに、また制御領域では合焦点
等の目標位置までの移動量に応じて、３．７５Ｖ、　２
．５　Ｖ、　１．２５Ｖｌ：ソれぞれ設定していた。し
かしながら、制御領域でも、目標位置から遠い場合は、
カーブ制御のモータオン時の加速度が大きくても問題は
少ないが、目標位置に近くなればなる程、加速度を少な
くできる駆動電圧にする必要がある。

そこで、撮影レンズが制御範囲に入ったときのモータ１
に印加する駆動電圧を連続して変える例をこの第１実施
例の変形例として、第７Ａ、７Ｂ図により以下に説明す
ると、最適な減速カーブが第７Ａ図に示すようなカーブ
の場合、モータ１に印加する駆動電圧を、第７Ｂ図に示
すように、全速領域では直線ｐ５で示される高い一定電
圧とし、制御領域では直線ｇ６て示すように、目標位置
までの移動量に応じて連続して変化する電圧とする。

これによって、制御領域中のモータ駆動時間を短縮する
ことが可能になる。

第８．９Ａ、９Ｂ図は、本発明の第２実施例を示す駆動
制御装置のタイミングチャートと特性線図である。この
第２実施例が上記第１実施例と大きく異なる点は、モー
タ１に印加する実効電圧を変化させるのに、上記第１実
施例では例えば５Ｖ。

３．７５Ｖ、　２．５　Ｖ、　１．２５Ｖというように
電圧値を変えていたのに対し、この第２実施例では電圧
値を例えば５ｖ一定とし、印加時間を変えるようにした
ことである。

第８図において、目標位置の数パルス手前から起動する
場合に、モータ１に印加する起動時の駆動電圧を、直線
ｇ７に示すように一時的に高く、例えば５Ｖにして、モ
ータの立上がりを良くすると共に、目標位置迄の移動量
に応じて電圧を一時的に高くする時間ｔＭとその電圧値
とを第２の記憶手段７（第１図参照）に記憶しておくも
のである。そして、駆動電圧を一時的に高くする時間ｔ
Ｍが紅過すれば、直線Ｉ８に示すように、通常の駆動電
圧、例えば２．５Ｖをモータ１に印加する。

このことを第９Ａ、９Ｂ図により重ねて説明する。

即ち、第９Ａ図に示すようなカーブ制御を行う場合、全
速領域では第９Ｂ図の直線ｐ９に示すように上記第１実
施例と同じである。しかし、制御領域に入ると、第９Ｂ
図の直線’１０に示すように目標位置から離れていると
ころからの起動は、目標スピードが高いので、駆動電圧
を一時的に高くする時間ｔＭを長くとることにより短時
間で目標スピードになるようにし、目標位置に近いとこ
ろからの起動では目標スピードが低くなるので、駆動電
圧を一時的に高くする時間ｔＭを次第に短くして目標ス
ピードをオーバーしないような、なおかつ、モータの立
上がり時間を短くするような時間ｔＭに設定する。

第１０Ａ、ＩＯＢ、１１図は、本発明の第３実施例を示
す駆動制御装置の特性線図である。上記第１．２実施例
では、モータ１に印加する実効電圧つまり駆動エネルギ
を電圧値あるいは印加時間を変えることにより制御して
いるのに対し、この第３実施例では、モータ１に印加す
る矩形波信号のデユーティ比を変え、これによって駆動
トルクが変ることにより制御している。このような矩形
波信号は、具体的にはモータ１のオン・オフ制御の繰り
返し、あるいはモータ駆動電源のオン・オフのスイッチ
ングの繰り返しにより実現できる。

そして、第１０Ａ図に示すようなカーブ制御を行う場合
、全速領域では第１０Ｂ図の直線ρ１□で示すように高
いデユーティ比で、従って高駆動トルクでモータ駆動を
行うが、制御領域に入ると直線ｇ１□に示すように目標
位置までの移動量に対応して矩形波信号のデユーティ比
を漸減するようにしている。

一般に、デユーティ比は、第１１図に示すように矩形波
信号の一周期ｗｂに対するオン時間Ｗａの比率 により表わされる。また、デユーティ周波数はデユーテ
ィ化の逆数でモータのトルクに係わる要素である。即ち
、デユーティ周波数が高いとトルクが下がり、低いとト
ルクが上がる関係がある。そこで、前記第１図に示す第
２の記憶手段７に、目標位置からの同僚に対応するデユ
ーティ比、デユーティ比数の情報を格納するものとする
。

上述の各実施例で詳述したように、ＡＦモータの駆動に
おいて、レリーズタイムラグを著減することができる。

そして、各実施例は、本発明をカメラの自動焦点調節機
構に適用した例で説明したが、フィルムの巻上げ等にも
適用できること勿論である。更に、カメラに限定される
ものでなく、モ ータ 御に広く適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、目標位置までの移
動量つまり残りパルス数に応じた電圧データを第２の記
憶手段に記憶させておいて、目標位置に近づくに従い、
このデータに基づいてモータに印加する実効電圧を低下
させるようにしたので、被駆動体を目標位置まで駆動す
る際の駆動時間を短くし、且つ精度の高い制御を行うこ
とができるという顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る駆動制御装置の概念図、第２図
は、カメラの自動焦点調節装置の概略のブロック構成図
、 第３図（Ａ）は、上記第２図におけるエンコーダの構成
を示す配置図で、第３図（Ｂ）は、第３図（Ａ）におけ
るフォトインタラプタから出力されるＰＩ出力信号のタ
イミングチャート、 第４図は、撮影レンズを目標位置に移動させるモータの
駆動回路図、 第５図は、この第１実施例におけるＰＩ出力信号と、モ
ータ制御信号と、モータ駆動電圧とのタイミングチャー
ト１、 第６図は、上記第２図におけるＣＰＵのレンズ駆動制御
のフローチャート、 第７Ａ図は、撮影レンズをカーブ制御する過程を移動量
と移動速度で表わした特性線図で、第７Ｂ図は、上記第
７Ａ図に示すカーブ制御を実現するためにモータに印加
する駆動電圧の特性線図、 第８図は、本発明の第２実施例を示す駆動制御装置のタ
イミングチャート、 第９Ａ図は、撮影レンズをカーブ制御する過程を移動量
と移動速度で表わした特性線図で、第９Ｂ図は、上記第
９Ａ図に示すカーブ制御を実現するためにモータに印加
する駆動電圧を一時的に高電圧にする時間を示す特性線
図、 第１０Ａ図は、撮影レンズをカーブ制御する過程を移動
量と移動速度で表わした特性線図で、第１０Ｂ図は、本
発明の第３実施例を示す駆動制御装置における上記第１
０Ａ図に示すカーブ制御を実現するためにモータに印加
する駆動電圧のデユーティ比の特性線図、 第１１図は、上記第１０Ｂ図に示すデユーティ比を説明
する特性線図、 第１２Ａ、１２Ｂ図は、従来の駆動制御装置における目
標位置から数パルス手前から起動する場合のタミングチ
ャートである。 １・・・・・・・・・モータ ２・・・・・・・・・速度検出手段 ３・・・・・・・・・目標位置までの移動量算出手段４
・・・・・・・・・制御手段 ５・・・・・・・・・電圧制御手段 ６・・・・・・・・・第１の記憶手段 ７・・・・・・・・・第２の記憶手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被駆動体を目標位置まで駆動するためのモータと
   、 上記被駆動体の移動速度を検出する速度検出手段と、 上記被駆動体を上記目標位置に停止させるために、目標
   位置までの移動量に応じて設定された最適な減速カーブ
   を記憶する第１の記憶手段と、上記被駆動体の移動量を
   検出して、上記目標位置までの移動量を算出する算出手
   段と、 上記算出手段で算出された目標位置までの移動量に基づ
   いて、上記被駆動体の移動速度と上記減速カーブとを比
   較しながら上記モータへの通電状態を制御する制御手段
   と、 目標位置までの移動量に応じて設定されたモータ駆動電
   圧データを記憶する第２の記憶手段と、上記算出手段で
   、算出された目標位置までの移動量と上記第２の駆動手
   段に記憶された電圧データに基づいて、上記モータに印
   加する実効電圧を低下させる電圧制御手段と、 を具備することを特徴とする駆動制御装置。
2. （２）上記電圧制御手段は、上記モータの起動時の少な
   くとも１つの所定の時間、上記第２の記憶手段に記憶さ
   れた電圧データに基づく実効電圧よりも高い電圧を上記
   モータに印加する起動電圧制御手段を含むことを特徴と
   する請求項１記載の駆動制御装置。