控制装置、光学设备、控制方法和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种控制装置、光学设备、控制方法和存储介质。所述控制装置包括至少一个处理器，所述处理器用作：超前角检测单元；存储单元，用于存储表示多个轨迹的信息，所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和转子的转动速度之间的关系；目标超前角计算单元，用于基于所述信息来计算目标超前角；超前角控制单元；电压控制单元；以及切换单元，用于根据所述多个轨迹中的一个轨迹、所述目标超前角和所述驱动电压来在第一控制状态和第二控制状态之间切换，所述第一控制状态用于通过沿着该轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，以及所述第二控制状态用于通过在所述超前角固定的状态下控制驱动电压来设置所述目标转动速度。

Control devices, optical devices, control methods and storage media

The invention relates to a control device, an optical device, a control method and a storage medium. The control device includes at least one processor, which is used as a leading angle detection unit, a storage unit for storing information representing multiple trajectories, each trajectory of which represents the relationship between the leading angle at each driving voltage and the rotation speed of the rotor, and a target leading angle calculation unit. For calculating the target lead angle based on the information, the lead angle control unit, the voltage control unit, and the switching unit for switching between the first control state and the second control state according to one of the tracks, the target lead angle and the driving voltage, the first control state. The second control state is used to set the target rotation speed by controlling the leading angle along the trajectory, and the second control state is used to set the target rotation speed by controlling the driving voltage in the state of the leading angle being fixed.

【技术实现步骤摘要】
控制装置、光学设备、控制方法和存储介质
本专利技术涉及用于控制步进马达的装置。
技术介绍
诸如摄像设备等的光学设备各自配备有步进马达，并且针对步进马达提出了各种驱动方法。在步进马达中，由于使用正弦波作为控制波形的微步驱动，因此可以通过开环控制容易地获得高分辨率。因此，通常，通过开环控制来驱动步进马达。另一方面，步进马达在高速转动时可能会失步。为了解决该问题，讨论了超前角控制。进行超前角控制，以使步进马达高速转动，同时避免步进马达的失步。为此，设置用于检测步进马达的转动位置的机构，并且使控制波形的相位提前了预定角度。日本特开2015-23703论述了用于通过进行超前角控制和电压控制来在不会引起失步的情况下使步进马达加速的控制装置。日本专利6004830论述了用于将超前角和速度之间的关系存储作为近似表达式并且根据电压来对该关系进行转变的控制装置。然而，在一些情况下，对于在日本特开2015-23703和日本专利6004830各自中所论述的步进马达，难以在确保动态范围的同时进行平滑的加速和减速。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及提供用于使得能够在确保步进马达的转动速度的动态范围的同时进行平滑的加速和减速的控制装置、光学设备、控制方法和存储介质。根据本专利技术的方面，一种控制装置，包括：至少一个处理器，其用作：生成单元，用于生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示多个轨迹的信息，所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压；以及切换单元，用于在第一控制状态和第二控制状态之间进行切换，其中，在所述第一控制状态下，所述目标超前角计算单元通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，在所述第二控制状态下，所述电压控制单元通过在所述超前角固定的状态下控制所述驱动电压来设置所述目标转动速度，以及所述切换单元根据所述轨迹、所述目标超前角和所述驱动电压，来在所述第一控制状态和所述第二控制状态之间进行切换。一种控制装置，包括：至少一个处理器，其用作：生成单元，用于生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系的信息；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；以及电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压，其中，所述超前角控制单元基于所述目标超前角和所述超前角检测单元所检测到的超前角，来将作为所述转动部的所述目标转动速度的第一目标转动速度改变为第二目标转动速度。一种光学设备，包括：步进马达；从动构件，其被配置成由所述步进马达驱动；以及控制装置，用于控制所述步进马达，其中，所述控制装置包括至少一个处理器，所述处理器用作：生成单元，用于生成针对所述步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示多个轨迹的信息，所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压；以及切换单元，用于在第一控制状态和第二控制状态之间进行切换，其中，在所述第一控制状态下，所述目标超前角计算单元通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，在所述第二控制状态下，所述电压控制单元通过在所述超前角固定的状态下控制所述驱动电压来设置所述目标转动速度，以及所述切换单元根据所述轨迹、所述目标超前角和所述驱动电压，来在所述第一控制状态和所述第二控制状态之间进行切换。一种光学设备，包括：步进马达；从动构件，其被配置成由所述步进马达驱动；以及控制装置，用于控制所述步进马达，其中，所述控制装置包括至少一个处理器，所述处理器用作：生成单元，用于生成针对所述步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系的信息；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；以及电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压，其中，所述超前角控制单元基于所述目标超前角和所述超前角检测单元所检测到的超前角，来将作为所述转动部的所述目标转动速度的第一目标转动速度改变为第二目标转动速度。一种控制方法，包括：生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；检测所述转动部的转动速度；基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；基于存储单元中所存储的表示多个轨迹的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角，其中所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系；将所述超前角控制为所述目标超前角；基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压；以及在第一控制状态和第二控制状态之间进行切换，其中，控制所述超前角包括：在所述第一控制状态下，通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，控制所述驱动电压包括：在所述第二控制状态下，通过在所述超前角固定的状态下控制所述驱动电压来设置所述目标转动速度，以及所述切换包括：根据所述轨迹的斜率的绝对值和所述轨迹的线性度至少之一，来在所述第一控制状态和所述第二控制状态之间进行切换。一种机器可读的介质，其具有程序，所述程序用于使所述机器执行以下步骤：生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；检测所述转动部的转动速度；基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；基于存储单元中所存储的表示多个轨迹的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角，其中所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系；将所述超前角控制为所述目标超前角；基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压；以及在第一控制状态和第二控制状态之间进行切换，其中，控制所述超前角包括：在所述第一控制状态下，通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，包括：至少一个处理器，其用作：生成单元，用于生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示多个轨迹的信息，所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压；以及切换单元，用于在第一控制状态和第二控制状态之间进行切换，其中，在所述第一控制状态下，所述目标超前角计算单元通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，在所述第二控制状态下，所述电压控制单元通过在所述超前角固定的状态下控制所述驱动电压来设置所述目标转动速度，以及所述切换单元根据所述轨迹、所述目标超前角和所述驱动电压，来在所述第一控制状态和所述第二控制状态之间进行切换。

【技术特征摘要】
2017.05.10 JP 2017-0935911.一种控制装置，包括：至少一个处理器，其用作：生成单元，用于生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示多个轨迹的信息，所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压；以及切换单元，用于在第一控制状态和第二控制状态之间进行切换，其中，在所述第一控制状态下，所述目标超前角计算单元通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，在所述第二控制状态下，所述电压控制单元通过在所述超前角固定的状态下控制所述驱动电压来设置所述目标转动速度，以及所述切换单元根据所述轨迹、所述目标超前角和所述驱动电压，来在所述第一控制状态和所述第二控制状态之间进行切换。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，在所述第二控制状态下，所述电压控制单元基于所述存储单元中所存储的信息、所述转动部的转动速度和所述目标转动速度，来控制所述驱动电压。3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，在所述第二控制状态下，所述电压控制单元控制所述驱动电压，以使得所述转动部的所述目标转动速度和所检测到的转动速度之间的偏差能够落在预定范围内。4.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一控制状态是所述轨迹的斜率的绝对值大于第一预定值的控制状态，以及所述第二控制状态是所述轨迹的斜率的绝对值小于所述第一预定值的控制状态。5.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一控制状态是所述轨迹的线性度小于第二预定值的控制状态，以及所述第二控制状态是所述轨迹的线性度大于所述第二预定值的控制状态。6.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述存储单元将所述多个轨迹中的各轨迹存储为多个近似表达式中的各近似表达式。7.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述转动速度检测单元按所述生成单元生成所述检测信号的周期，检测所述转动部的转动速度。8.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述处理器包括电路。9.一种控制装置，包括：至少一个处理器，其用作：生成单元，用于生成针对步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示各驱动电压处的所述超前角和所述转动速度之间的关系的信息；目标超前角计算单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来计算依赖于所述转动部的目标转动速度的目标超前角；超前角控制单元，用于将所述超前角控制为所述目标超前角；以及电压控制单元，用于基于所述存储单元中所存储的信息，来控制所述步进马达的驱动电压，其中，所述超前角控制单元基于所述目标超前角和所述超前角检测单元所检测到的超前角，来将作为所述转动部的所述目标转动速度的第一目标转动速度改变为第二目标转动速度。10.根据权利要求9所述的控制装置，其中，在所述目标超前角和所述超前角检测单元所检测到的超前角之间的差大于第三预定值的情况下，所述超前角控制单元将所述第一目标转动速度改变为所述第二目标转动速度，以及在所述差小于所述第三预定值的情况下，所述超前角控制单元将所述第一目标转动速度设置为所述第二目标转动速度。11.根据权利要求10所述的控制装置，其中，在所述目标超前角和所述超前角检测单元所检测到的超前角之间的差大于所述第三预定值的情况下，所述电压控制单元使反馈增益衰减。12.根据权利要求10所述的控制装置，其中，所述超前角控制单元在检测到所述检测信号的定时，设置所述第二目标转动速度。13.根据权利要求9所述的控制装置，其中，表示所述超前角和所述转动速度之间的关系的信息表示多个轨迹，在第一控制状态下，所述超前角控制单元通过沿着所述多个轨迹中的一个轨迹控制所述超前角来设置目标转动速度，以及在第二控制状态下，所述电压控制单元通过在所述超前角固定的状态下控制所述驱动电压来设置所述目标转动速度。14.根据权利要求13所述的控制装置，其中，还包括切换单元，所述切换单元用于根据所述轨迹、所述目标超前角和所述驱动电压，来在所述第一控制状态和所述第二控制状态之间进行切换。15.一种光学设备，包括：步进马达；从动构件，其被配置成由所述步进马达驱动；以及控制装置，用于控制所述步进马达，其中，所述控制装置包括至少一个处理器，所述处理器用作：生成单元，用于生成针对所述步进马达的转动部的转动位置的检测信号；转动速度检测单元，用于检测所述转动部的转动速度；超前角检测单元，用于基于所述检测信号和控制波形来检测超前角；存储单元，用于存储表示多个轨迹的信息，所述多个轨迹中的各轨迹表示各驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川大介，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP