无刷DC马达和摄像设备制造技术

本发明专利技术涉及一种无刷ＤＣ马达和摄像设备。该无刷ＤＣ马达用于驱动从动构件，并包括：转子，其具有磁体；定子，其具有用于向所述磁体提供旋转力的线圈；位置检测器，用于根据所述转子的旋转位置，输出周期性的第一信号；信号生成器，用于通过将超前角与从所述位置检测器输出的所述第一信号的相位相加，生成第二信号；励磁切换器，用于根据所述第二信号，选择对所述线圈的励磁；以及相位改变部，用于根据所述从动构件的位置和移动方向至少之一，改变所述超前角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无刷DC马达(brushless DC motor)和摄像 设备。
技术介绍
传统上已知将线圏用于定子并将磁体用于转子的无刷DC 马达应用于照相机镜头的驱动设备。参见日本特公平06-67259。 无刷D C马达通过传感器检测转子的位置，并通过维持命令信号 和转子的位置之间的同步有利地防止失步。特别地，无刷DC马达的速度依赖于负荷。对于镜头驱动设 备，由于不稳定消除偏压弹簧和视角控制凸轮槽的倾斜的变化， 负荷根据驱动设备的位置和移动方向而变动。因此，使用无刷 DC马达的驱动设备在驱动镜头时改变其速度，并且导致用户感 到不舒服。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够利用相对简单的结构即使在负荷变动 时也可减少乂人动构件的速度变动的无刷DC马达。根据本专利技术的一个方面， 一种无刷DC马达，用于驱动从动 构件，所述无刷DC马达包括转子，其具有磁体；定子，其具 有用于向所述磁体提供旋转力的线圈；位置检测器，用于根据 所述转子的旋转位置，输出周期性的第一信号；信号生成器， 用于通过将超前角与从所述位置检测器输出的所述第一信号的 相位相加，生成第二信号；励磁切换器，用于根据所述第二信 号，选择对所述线圈的励磁；以及相位改变部，用于根据所述从动构件的位置和移动方向至少之一，改变所述超前角。根据本专利技术的另一方面， 一种无刷DC马达，用于驱动从动 构件，所述无刷DC马达包括转子，其具有磁体；定子，其具 有用于向所述磁体提供旋转力的线圈；位置检测器，用于根据 所述转子的旋转位置，输出周期性的第一信号；信号生成器， 用于通过将超前角与从所述位置检测器输出的所述第一信号的 相位相加，生成第二信号；励磁切换器，用于根据所述第二信 号，选择对所述线圈的励磁；以及相位改变部，用于根据用于 驱动所述从动构件的负荷，改变所述超前角。根据本专利技术的又一方面， 一种摄像设备，包括作为从动 构件的镜头；以及如上所述的无刷DC马达，用于驱动所述从动 构件。根据下面参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特 征将变得明显。附图说明图l是根据第一实施例的被配置为直线驱动镜头的驱动设 备的立体图。图2是根据第 一 实施例的数字照相机(摄像设备)的框图。 图3示出用以解释驱动原理的扭矩图和传感器信号。 图4是用于解释电流的前沿的延迟的图。 图5是用于解释存储在图2中示出的数据存储表中的针对多个超前角中各个超前角的负荷与目标速度之间的关系的图。 图6是在图2中示出的信号生成器的电路图。 图7是用于解释从动构件的位置和移动方向与负荷之间的关系的图。图8是输入至在图2中示出的数据存储表的数据的一个例子。图9是根据第二实施例的驱动设备的部分立体图。 具体实施例方式现在参考附图，将给出对根据本专利技术的无刷DC马达的说明。第一实施例图l是根据第一实施例的驱动设备50的立体图。该驱动设备 50包括无刷DC马达1、导杆4和5以及弹簧6，并驱动作为从动构 件的镜头2和镜头保持件3。将无刷DC马达1固定至基板(未示出)上。马达l的输出轴是 外螺紋型。后面将说明马达l的详细结构。将镜头2固定在镜头保持件3上。镜头保持件3具有套筒部 31、旋转防止部32、内螺紋部33和弹簧钩部34。套筒部31具有 中空的矩形平行六面体形状，并平行于光轴OA延伸。导杆4插 入至套筒部31的空心中，并且套筒部31沿导杆4滑动。套筒部31 在纵向上比镜头保持件3的厚度长。结果，镜头保持件3沿光轴 方向移动，并且防止其相对于光轴OA倾斜。4t转防止部32具有 中空的矩形平行六面体形状，并且平行于光轴延伸。导杆5插入 至旋转防止部3 2的空心中，并且该旋转防止部3 2沿导杆5滑动。 该旋转防止部32在纵向上与镜头保持件3的厚度一样长。套筒部 31和^t转防止部32相对于光轴OA对称布置。》走转防止部32防止 镜头保持件3以导杆4为中心旋转。内螺紋部3 3与为马达1设置的 外螺紋接合。由此，马达每旋转一次，镜头保持件3能够笔直移 动螺紋的一个螺距。与镜头2的光轴方向平行地布置导杆4和5，并通过方法(未 示出)将导杆4和5固定在基板上，并且导杆4和5支撑镜头保持件3使得镜头保持件3能够笔直地移动。弹簧6是拉伸弹簧，其一端 与镜头保持件3的弹簧钩部34接合，且另 一 端与基板(未示出) 接合。上述结构能够将无刷DC马达1的旋转运动转换成镜头2和 镜头保持件3的前进运动，并且使得镜头2能够沿光轴方向相对 于基板移动。可以通过沿光轴方向移动镜头2来控制镜头2的焦 点和视角。另外，通过总是由弹簧6沿一个方向推动镜头保持件 3,能够消除由螺紋的不稳定导致的误差，并能够稳定地确定镜 头2在光轴方向上的位置。图2是数字照相机(摄像设备)100的框图。无刷DC马达1驱 动作为从动构件的镜头2和镜头保持件3。无刷DC马达1包括转 子21、定子22、第一位置检测器15、第二位置检测器16、信号 生成器8、励磁切换器7和相位改变部。无刷DC马达1可以是转 子21位于定子22外部的外转子型，或者是转子21位于定子22内 部的内转子型。相位数可以是2个、3个或其它数量。转子21具有》兹体12。定子22向》兹体12提供旋转力，并且具 有第 一 磁极2 2 a和第二磁极2 2 b以及向磁体12提供旋转力的第一 线圈13和第二线圈14。磁体12旋转地支撑在磁极部22a和22b上。 将磁体12沿圆周方向分割成n个部分，并且交替地磁化为S极和 N极。设置磁化，使得沿半径方向的磁通量密度的强度相对于 旋转方向变为近似正弦波形状。在图2中示意性示出第 一磁极 22a和第二》兹极22b,并且二者与磁体12的》兹化面相对。第一磁 极22a和第二磁极22b以预定的相位差布置，并且能够在通过第 一线圈13和第二线圈14交替励磁时向磁体12^是供旋转力。第一 线圏13固定在定子22上，并且在通电时可以励磁第 一磁极22a。 第二线圏14固定在定子22上，并且在通电时可以励i兹第二磁极 22b。第一位置检测器15和第二位置检测器16是如霍尔元件或 MR装置等被配置为读取磁场的传感器，并用作被配置为根据转 子21的旋转位置来输出周期性的传感器信号(第一信号)K的位 置传感器。在本实施例中，第一位置检测器15和第二位置检测 器16输出根据磁场强度的电压，位于磁体12的磁化面附近，并 且测量相对,兹体12的》兹极。当设置磁化使得》兹体的》兹通量分布 相对于旋转角度成正弦波形状时，每当转子21旋转3 6 0/ n 。时， 从第一位置检测器15获得正弦波输出。另外，通过使第二位置 检测器16相对第一位置检测器15偏移90/n。，从第二位置检测器 16获得余弦波输出。如在图2中所示，本实施例中的马达驱动电^各包括励一磁切换 器7、信号生成器8、 CPU9、计数器10和数据存储表(存储器)11。励磁切换器7可以使电流沿预定方向在第 一 线圈13和第二 线圏14各自中流动，并且根据来自信号生成器8的超前角(lead angle)信号(第二信号)J来切换对线圏13的励磁和对线圈14的励 磁。换言之，电流切换时刻是接收到超前角信号的时刻。信号生成器8可以根据从第 一 位置检测器15和第二位置检 测器16输出的传感器信号K,生成将相位前移由C P U 9所指示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷ＤＣ马达，用于驱动从动构件，所述无刷ＤＣ马达包括：　转子，其具有磁体；　定子，其具有用于向所述磁体提供旋转力的线圈；　位置检测器，用于根据所述转子的旋转位置，输出周期性的第一信号；　信号生成器，用于通过将超前 角与从所述位置检测器输出的所述第一信号的相位相加，生成第二信号；　励磁切换器，用于根据所述第二信号，选择对所述线圈的励磁；以及　相位改变部，用于根据所述从动构件的位置和移动方向至少之一，改变所述超前角。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安田悠，木矢村公介，青岛力，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]