專利名稱：無刷dc馬達和攝像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無刷DC馬達(brushless DC motor)和攝像 設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上已知將線圏用于定子并將磁體用于轉(zhuǎn)子的無刷DC 馬達應(yīng)用于照相機鏡頭的驅(qū)動設(shè)備。參見日本特公平06-67259。 無刷D C馬達通過傳感器檢測轉(zhuǎn)子的位置，并通過維持命令信號 和轉(zhuǎn)子的位置之間的同步有利地防止失步。
特別地，無刷DC馬達的速度依賴于負荷。對于鏡頭驅(qū)動設(shè) 備，由于不穩(wěn)定消除偏壓彈簧和視角控制凸輪槽的傾斜的變化， 負荷根據(jù)驅(qū)動設(shè)備的位置和移動方向而變動。因此，使用無刷 DC馬達的驅(qū)動設(shè)備在驅(qū)動鏡頭時改變其速度，并且導致用戶感 到不舒服。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠利用相對簡單的結(jié)構(gòu)即使在負荷變動 時也可減少乂人動構(gòu)件的速度變動的無刷DC馬達。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種無刷DC馬達，用于驅(qū)動從動 構(gòu)件，所述無刷DC馬達包括轉(zhuǎn)子，其具有磁體；定子，其具 有用于向所述磁體提供旋轉(zhuǎn)力的線圈；位置檢測器，用于根據(jù) 所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，輸出周期性的第一信號；信號生成器， 用于通過將超前角與從所述位置檢測器輸出的所述第一信號的 相位相加，生成第二信號；勵磁切換器，用于根據(jù)所述第二信 號，選擇對所述線圈的勵磁；以及相位改變部，用于根據(jù)所述從動構(gòu)件的位置和移動方向至少之一，改變所述超前角。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種無刷DC馬達，用于驅(qū)動從動 構(gòu)件，所述無刷DC馬達包括轉(zhuǎn)子，其具有磁體；定子，其具 有用于向所述磁體提供旋轉(zhuǎn)力的線圈；位置檢測器，用于根據(jù) 所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，輸出周期性的第一信號；信號生成器， 用于通過將超前角與從所述位置檢測器輸出的所述第一信號的 相位相加，生成第二信號；勵磁切換器，用于根據(jù)所述第二信 號，選擇對所述線圈的勵磁；以及相位改變部，用于根據(jù)用于 驅(qū)動所述從動構(gòu)件的負荷，改變所述超前角。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面， 一種攝像設(shè)備，包括作為從動 構(gòu)件的鏡頭；以及如上所述的無刷DC馬達，用于驅(qū)動所述從動 構(gòu)件。
根據(jù)下面參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特 征將變得明顯。


圖l是根據(jù)第一實施例的被配置為直線驅(qū)動鏡頭的驅(qū)動設(shè) 備的立體圖。
圖2是根據(jù)第 一 實施例的數(shù)字照相機(攝像設(shè)備)的框圖。 圖3示出用以解釋驅(qū)動原理的扭矩圖和傳感器信號。 圖4是用于解釋電流的前沿的延遲的圖。 圖5是用于解釋存儲在圖2中示出的數(shù)據(jù)存儲表中的針對多
個超前角中各個超前角的負荷與目標速度之間的關(guān)系的圖。 圖6是在圖2中示出的信號生成器的電路圖。 圖7是用于解釋從動構(gòu)件的位置和移動方向與負荷之間的
關(guān)系的圖。
圖8是輸入至在圖2中示出的數(shù)據(jù)存儲表的數(shù)據(jù)的一個例子。
圖9是根據(jù)第二實施例的驅(qū)動設(shè)備的部分立體圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，將給出對根據(jù)本發(fā)明的無刷DC馬達的說明。
第一實施例
圖l是根據(jù)第一實施例的驅(qū)動設(shè)備50的立體圖。該驅(qū)動設(shè)備 50包括無刷DC馬達1、導桿4和5以及彈簧6，并驅(qū)動作為從動構(gòu) 件的鏡頭2和鏡頭保持件3。
將無刷DC馬達1固定至基板(未示出)上。馬達l的輸出軸是 外螺紋型。后面將說明馬達l的詳細結(jié)構(gòu)。
將鏡頭2固定在鏡頭保持件3上。鏡頭保持件3具有套筒部 31、旋轉(zhuǎn)防止部32、內(nèi)螺紋部33和彈簧鉤部34。套筒部31具有 中空的矩形平行六面體形狀，并平行于光軸OA延伸。導桿4插 入至套筒部31的空心中，并且套筒部31沿導桿4滑動。套筒部31 在縱向上比鏡頭保持件3的厚度長。結(jié)果，鏡頭保持件3沿光軸 方向移動，并且防止其相對于光軸OA傾斜。4t轉(zhuǎn)防止部32具有 中空的矩形平行六面體形狀，并且平行于光軸延伸。導桿5插入 至旋轉(zhuǎn)防止部3 2的空心中，并且該旋轉(zhuǎn)防止部3 2沿導桿5滑動。 該旋轉(zhuǎn)防止部32在縱向上與鏡頭保持件3的厚度一樣長。套筒部 31和^t轉(zhuǎn)防止部32相對于光軸OA對稱布置。》走轉(zhuǎn)防止部32防止 鏡頭保持件3以導桿4為中心旋轉(zhuǎn)。內(nèi)螺紋部3 3與為馬達1設(shè)置的 外螺紋接合。由此，馬達每旋轉(zhuǎn)一次，鏡頭保持件3能夠筆直移 動螺紋的一個螺距。
與鏡頭2的光軸方向平行地布置導桿4和5，并通過方法(未 示出)將導桿4和5固定在基板上，并且導桿4和5支撐鏡頭保持件3使得鏡頭保持件3能夠筆直地移動。彈簧6是拉伸彈簧，其一端 與鏡頭保持件3的彈簧鉤部34接合，且另 一 端與基板(未示出) 接合。
上述結(jié)構(gòu)能夠?qū)o刷DC馬達1的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成鏡頭2和 鏡頭保持件3的前進運動，并且使得鏡頭2能夠沿光軸方向相對 于基板移動?？梢酝ㄟ^沿光軸方向移動鏡頭2來控制鏡頭2的焦 點和視角。另外，通過總是由彈簧6沿一個方向推動鏡頭保持件 3,能夠消除由螺紋的不穩(wěn)定導致的誤差，并能夠穩(wěn)定地確定鏡 頭2在光軸方向上的位置。
圖2是數(shù)字照相機(攝像設(shè)備)100的框圖。無刷DC馬達1驅(qū) 動作為從動構(gòu)件的鏡頭2和鏡頭保持件3。無刷DC馬達1包括轉(zhuǎn) 子21、定子22、第一位置檢測器15、第二位置檢測器16、信號 生成器8、勵磁切換器7和相位改變部。無刷DC馬達1可以是轉(zhuǎn) 子21位于定子22外部的外轉(zhuǎn)子型，或者是轉(zhuǎn)子21位于定子22內(nèi) 部的內(nèi)轉(zhuǎn)子型。相位數(shù)可以是2個、3個或其它數(shù)量。
轉(zhuǎn)子21具有》茲體12。定子22向》茲體12提供旋轉(zhuǎn)力，并且具 有第 一 磁極2 2 a和第二磁極2 2 b以及向磁體12提供旋轉(zhuǎn)力的第一 線圈13和第二線圈14。磁體12旋轉(zhuǎn)地支撐在磁極部22a和22b上。 將磁體12沿圓周方向分割成n個部分，并且交替地磁化為S極和 N極。設(shè)置磁化，使得沿半徑方向的磁通量密度的強度相對于 旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榻普也ㄐ螤睢Ｔ趫D2中示意性示出第 一磁極 22a和第二》茲極22b,并且二者與磁體12的》茲化面相對。第一磁 極22a和第二磁極22b以預定的相位差布置，并且能夠在通過第 一線圈13和第二線圈14交替勵磁時向磁體12^是供旋轉(zhuǎn)力。第一 線圏13固定在定子22上，并且在通電時可以勵磁第 一磁極22a。 第二線圏14固定在定子22上，并且在通電時可以勵i茲第二磁極 22b。第一位置檢測器15和第二位置檢測器16是如霍爾元件或 MR裝置等被配置為讀取磁場的傳感器，并用作被配置為根據(jù)轉(zhuǎn) 子21的旋轉(zhuǎn)位置來輸出周期性的傳感器信號(第一信號)K的位 置傳感器。在本實施例中，第一位置檢測器15和第二位置檢測 器16輸出根據(jù)磁場強度的電壓，位于磁體12的磁化面附近，并 且測量相對,茲體12的》茲極。當設(shè)置磁化使得》茲體的》茲通量分布 相對于旋轉(zhuǎn)角度成正弦波形狀時，每當轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)3 6 0/ n 。時， 從第一位置檢測器15獲得正弦波輸出。另外，通過使第二位置 檢測器16相對第一位置檢測器15偏移90/n。，從第二位置檢測器 16獲得余弦波輸出。
如在圖2中所示，本實施例中的馬達驅(qū)動電^各包括勵一磁切換 器7、信號生成器8、 CPU9、計數(shù)器10和數(shù)據(jù)存儲表(存儲器)11。
勵磁切換器7可以使電流沿預定方向在第 一 線圈13和第二 線圏14各自中流動，并且根據(jù)來自信號生成器8的超前角(lead angle)信號(第二信號)J來切換對線圏13的勵磁和對線圈14的勵 磁。換言之，電流切換時刻是接收到超前角信號的時刻。
信號生成器8可以根據(jù)從第 一 位置檢測器15和第二位置檢 測器16輸出的傳感器信號K,生成將相位前移由C P U 9所指示的 超前角的量的超前角信號(第二信號)J。后面將給出對超前角信 號的更具體的生成方法的說明。該超前角信號J確定對勵磁切換 器7的通電切換時刻。
CPU 9響應(yīng)于與命令速度、移動步長和移動方向有關(guān)的外 部指令來指示驅(qū)動和停止無刷DC馬達1。另外，CPU 9向信號 生成器8發(fā)送超前角命令。通過參考數(shù)據(jù)存儲表11和來自計數(shù)器 IO的位置信號的值確定該超前角的命令值。后面將說明該超前 角命令的更具體的確定方法。
計數(shù)器10對從第一位置檢測器15和第二位置檢測器16所獲得的傳感器信號K進行計數(shù)，并輸出用作從動構(gòu)件的鏡頭2和鏡 頭保持件3的相對移動距離。
本實施例通過初始位置檢測器(未示出)4全測從動構(gòu)件是否 位于初始位置，并在投入電源時將從動構(gòu)件驅(qū)動至初始位置。 計數(shù)器10對從該時間開始的傳感器信號K進行計數(shù)，以識另'j從 動構(gòu)件的相對初始位置的移動量。換言之，計數(shù)器10的輸出變 為從動構(gòu)件的位置信號。
數(shù)據(jù)存儲表ll存儲確定超前角a的數(shù)據(jù)。更具體地，數(shù)據(jù)存 儲表1 l存儲在圖7中示出的從動構(gòu)件的位置和移動方向中的至 少 一 個與用于驅(qū)動從動構(gòu)件的負荷之間的關(guān)系，以及在圖5中示 出的負荷、用于驅(qū)動從動構(gòu)件的目標速度和多個超前角之間的 關(guān)系。本實施例相互組合CPU 9、計數(shù)器10和數(shù)據(jù)存儲表11, 并構(gòu)成相位改變部。該相位改變部根據(jù),人動構(gòu)件的位置和移動 方向中的至少一個改變超前角?？蛇x地，相位改變部根據(jù)用于 驅(qū)動從動構(gòu)件的負荷改變超前角。
現(xiàn)在參考圖3,將給出對用于本實施例的馬達的驅(qū)動原理的 說明。圖3(a)是當恒定電流在馬達1的各個相位中流動時的扭矩 分布。由于正負電流可以在兩個線圈13和14各自中流動，因此 獲得在圖3(a)中示出的四種類型的扭矩分布。在圖3(a)中，A+B+ 表示當在第 一 線圈13中流過正電流且在第二線圈14中流過正電 流時的扭矩。A-B+表示當在第一線圈13中流過逆電流且在第二 線圈14中流過正電流時的扭矩。A-B-表示當在第 一線圈13中流 過逆電流且在第二線圏14中流過逆電流時的扭矩。A+B-表示當 在第 一 線圏13中流過正電流且在第二線圈14中流過逆電流時的 扭矩。
在圖3(a)中，為區(qū)域I提供A+B+的通電，為區(qū)域11提供八-8+ 的通電，為區(qū)域III提供A-B-的通電，并為區(qū)域IV提供A+B-的通電。當根據(jù)轉(zhuǎn)子21的位置在適當?shù)臅r刻切換通電時，無刷DC 馬達l繪出由T所示的扭矩曲線，并提供各個角的最大扭矩。
為了獲得這種扭矩，第一位置檢測器15和第二位置檢測器 16布置在適當?shù)奈恢锰?，并被配置為輸出如在圖3(b)中所示的 傳感器信號K。當切換來自第一位置檢測器15的傳感器信號的 正負時，切換對第一線圏13的通電方向；當切換來自第二位置 檢測器16的傳感器信號的正負時，切換對第二線圏14的通電方 向。由此，可以獲得由圖3(a)中的T所示的扭矩。
勵i茲電流受線圈13和14的電感影響，并且如在圖4中所示， 其前沿相對于勵磁電壓延遲。當馬達l的旋轉(zhuǎn)數(shù)小時，對勵磁電 流的影響小并且可以獲得由T表示的扭矩。然而，隨著轉(zhuǎn)子21 旋轉(zhuǎn)地越快，勵磁電流前沿的延遲變得明顯。在高速旋轉(zhuǎn)時， 相位在勵》茲電流到達恒定值之前切換，4吏扭矩降低。
如下方法是該問題的一個解決方案。隨著轉(zhuǎn)子21的旋轉(zhuǎn)速 度變得越快，對線圈13或14的勵磁的切換角度前移，并且在圖 3(a)中的T所示的時刻之前，對線圏13或14通電。由此，消除了 電流的前沿的延遲，并且即使在高速旋轉(zhuǎn)時扭矩也變得穩(wěn)定。 在下文，將使通電前移的該角度稱為"超前角"?？梢酝ㄟ^將超 前角與相位相加來調(diào)整馬達1的特性。圖5示出針對不同的超前
角的負荷扭矩與旋轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系。
通過使用該數(shù)據(jù)，即使在對馬達l的負荷變動時，也可通過 與負荷一致地改變超前角來減少馬達l的旋轉(zhuǎn)數(shù)的變動。例如， 通過對于0 0.6gcm的負荷扭矩將超前角設(shè)置為20。、對于 0.6 0.9gcm的負荷扭矩將超前角設(shè)置為40。、對于0.9 1.3gcm的 負荷扭矩將超前角設(shè)置為60。以及對于1.3gcm或更高的負荷扭 矩將超前角設(shè)置為80。，可以將旋轉(zhuǎn)數(shù)維持在約4，000PPS。圖5 作為M示出此時馬達l的特性?，F(xiàn)在將給出對超前角信號的生成方法的說明。如上所述，
圖3(b)示出從第 一位置檢測器15和第二位置檢測器16輸出的波 形。如上所述，從第一位置檢測器15獲得具有近似正弦波形狀 的第一位置信號。另外，第二位置檢測器16相對第一位置檢測 器15偏移了電角度為90。的相位，并由此提供具有余弦波形狀的 第二位置信號?？梢曰谶@兩個信號產(chǎn)生任意的超前角信號。 在產(chǎn)生相對于第 一位置檢測器15前移a。的超前角信號(在圖中 為30。)時，假定第一超前角信號是由如下等式給出的信號 等式l
第 一位置信號[sin0] x cosa +第二位置信號[cos9] x sina 另外，假定第二超前角信號是由如下等式給出的信號 等式2
第二位置信號[cos9] x cosa _第 一位置信號[sine] x sina 結(jié)果，第一超前角信號變?yōu)閟in(e+a)且第二超前角信號變?yōu)?cos(e+a),并且可以為來自第一位置檢測器15的傳感器信號和 來自第二位置檢測器16的傳感器信號提供a。的超前角。
信號生成器8生成第一超前角信號和第二超前角信號?？梢?通過在圖6中示出的電路來實現(xiàn)信號生成器8。最初，將來自第 一位置檢測器15和第二位置檢測器16的各個傳感器信號放大A 倍。還準備放大后的信號的反轉(zhuǎn)信號。假定以從圖6中示出的頂 部起的順序?qū)⒃谧髠?cè)的四個放大器依次稱為第 一反轉(zhuǎn)放大器 8a、第二反轉(zhuǎn)放大器8b、第三反轉(zhuǎn)放大器8c和第四反轉(zhuǎn)放大器 8d。第一反轉(zhuǎn)放大器8a連接至第一位置檢測器15,將第一位置 檢測器15的輸出(sine)放大-A倍，并輸出-Asine。第二反轉(zhuǎn)放大 器8b連接至第一反轉(zhuǎn)放大器8a的輸出，將第一反轉(zhuǎn)放大器8a的 輸出放大-l倍，并輸出Asine。第三反轉(zhuǎn)放大器8c連接至第二位 置檢測器16,將第二位置檢測器16的輸出(cose)放大-A倍，并輸出-Acose。第四反轉(zhuǎn)放大器8d連接至第三反轉(zhuǎn)放大器8c的輸 出，將第三反轉(zhuǎn)放大器8c的輸出放大-l倍，并輸出Acos0。
器依次稱為第五反轉(zhuǎn)放大器8e和第六反轉(zhuǎn)放大器8f。第五反轉(zhuǎn) 放大器8e將放大了 R/R1倍的第二反轉(zhuǎn)放大器8b的輸出與放大 了 R/R2倍的第四反轉(zhuǎn)放大器8d的輸出相加，并生成由等式3所 定義的第一超前角信號。第六反轉(zhuǎn)放大器8f將放大了 R/R1倍的 第四反轉(zhuǎn)放大器8d的輸出與放大了 R/R2倍的第 一反轉(zhuǎn)放大器 8a的輸出相加，并生成由等式4所定義的第二超前角信號。由此， 可以獲得如下的等式 等式3
第一超前角信號
=jAsin" ^丄cos0 =Asin(e+a)
等式4
第二超前角信號
=y^c。s51 —jAsin6> =Acos(0+a)
通過為可變阻抗Rl和R2選擇滿足R/Rhcosa且R/R2二sina 的值，可以生成cosa倍和sina倍的》文大率，并且可以產(chǎn)生前移 了任意的超前角a的信號。通過改變可變阻抗R1和R2的值使得a
的值能夠在五種類型或0。、 20。.....和80。之間變化，本實施
例獲取如在圖5中所示的五種類型的馬達特性。
超前角信號的上述生成方法僅是示例性的，并且本發(fā)明不
限于該實施例。例如，通過使用每當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360/n。時輸出數(shù) 十個脈沖信號的高分辨率編碼器并通過調(diào)整通電切換脈沖間 隔，已知的方法可用于獲得與超前角信號的上述生成方法類似 的效果。
接著，如下是對本實施例的直線驅(qū)動設(shè)備中的速度維持方法的說明。在圖1中示出的驅(qū)動設(shè)備50由彈簧6在一側(cè)推動。驅(qū) 動設(shè)備50接收彈簧6的回復力，并使得負荷根據(jù)從動構(gòu)件的位置 和移動方向而》o圖7所示變動。
本實施例可以使用來自計數(shù)器10的輸出檢測從動構(gòu)件的位 置，并且可以通過將命令位置與當前位置相比較檢測從動構(gòu)件 的移動方向。因此，可以通過參考圖7的負荷數(shù)據(jù)來確定當前負 荷。 一旦確定了負荷和目標速度，則可以通過參考在圖5中示出 的各個超前角的T-N圖來確定用于輸出目標速度的超前角。換 言之，CPU 9用作選擇器，該選擇器針對與從動構(gòu)件的位置和 移動方向中的至少一個相對應(yīng)的負荷，選擇多個超前角中最接 近目標速度的超前角。盡管本實施例存儲如圖5所示的關(guān)系和如 圖7所示的關(guān)系兩者，但可以存儲例如從動構(gòu)件的位置和移動方 向中的至少一個與目標速度之間的關(guān)系。
在例子中，假定目標速度是4，000PPS。在這種情況下，可 以選擇超前角從而獲得在圖5中示出的M的特性。根據(jù)圖7，當 從動構(gòu)件的位置為4 8mm并且移動方向是正方向時，施加至馬 達的負荷變?yōu)?.3-1.5gcm，并由此將超前角設(shè)置為80。。當從動 構(gòu)件的位置為0 4mm并且移動方向是正方向時，施加至馬達的 負荷變?yōu)?.1 1.3gcm，并由此將超前角i殳置為60。。當乂人動構(gòu)件 的位置為0 6mm并且移動方向是負方向時，施加至馬達的負荷 變?yōu)?.9 0.6gcm,并由此將超前角設(shè)置為40。。當從動構(gòu)件的位 置為6 8mm并且移動方向是負方向時，施加至馬達的負荷變?yōu)?0.6 0.5gcm,并由此將超前角設(shè)置為20。。
如后面所述，數(shù)據(jù)存儲表11存儲從動構(gòu)件的位置和移動方 向與超前角之間的關(guān)聯(lián)。圖8示出了一個例子。CPU9基于從動 構(gòu)件的當前位置和移動方向通過參考數(shù)據(jù)存儲表ll讀取用于實 現(xiàn)目標速度的超前角。CPU 9將所讀取的超前角發(fā)送至信號生成器8?？梢酝ㄟ^根據(jù)該超前角信號驅(qū)動馬達，使該馬達以目標 速度移動。
由于本實施例根據(jù)從動構(gòu)件的位置和移動方向改變超前
角，因此即^f吏在對馬達l的負荷變動時，本實施例也可以減少從
動構(gòu)件的速度變動。結(jié)果，用戶在操縱照相機100期間不太可能
感到不舒服。例如，當將超前角固定至60。時，在負荷變?yōu)樽钚?br> 時(其中，從動構(gòu)件的位置是8.0mm,移動方向是負方向，并且
負荷是0.5gcm)，馬達的旋轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)?，500PPS。當負荷變?yōu)樽畲?br> 時，馬達的旋轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)?，000PPS(其中，從動構(gòu)件的位置是
8.0mm,移動方向是正方向，并且負荷是1.5gcm)。因此，速度
變動根據(jù)位置和移動方向而變?yōu)殡p倍。另一方面，本實施例根 據(jù)從動構(gòu)件的位置和移動方向改變超前角，并且可以將馬達的
特性維持為在圖5中示出的M。由此，馬達的最小旋轉(zhuǎn)數(shù)是 3,700PPS，并且馬達的最大旋轉(zhuǎn)數(shù)是4，400PPS,并且可以減少 速度變動。盡管本實施例以20。的間隔改變超前角，但在數(shù)據(jù)存 儲表存儲更多的數(shù)據(jù)并且超前角以更細微的間距改變時，可以 進一步減少馬達的速度變動。
另外，由于從計數(shù)器10讀取從動構(gòu)件的位置并基于該值參 考表ll的簡單方法可以減少速度變動并簡化處理，因此電路變 得簡單并且減少了對電路的負荷。
第二實施例
現(xiàn)在參考圖9,將給出對根據(jù)第二實施例的驅(qū)動設(shè)備50A的 說明。第二實施例與第 一 實施例的不同之處在于直線驅(qū)動設(shè)備 的機構(gòu)，并且與第 一 實施例的類似之處在于馬達l的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動 電路。驅(qū)動設(shè)備50A包括馬達1、旋轉(zhuǎn)凸輪筒41、固定筒42和從 動構(gòu)件43。旋轉(zhuǎn)凸輪筒41具有圓柱形狀，并且可旋轉(zhuǎn)地支撐在 固定筒42上。為了說明，圖9僅示出筒的一部分。旋轉(zhuǎn)凸輪筒41包括凸輪槽41a，并且從動構(gòu)件43的銷部43a 與凸輪槽41a接合，并且齒輪部41b與附接至馬達l的小齒輪la 接合。將馬達1的旋轉(zhuǎn)傳遞至旋轉(zhuǎn)凸輪筒41。將固定筒42固定在 基板(未示出)上。與旋轉(zhuǎn)凸輪筒41類似，圖9僅示出圓柱形的一 部分。固定筒4 2具有平行于從動構(gòu)件的光軸O A延伸的線形槽 42a。由于從動構(gòu)件43的銷部43a與該線形槽42a接合，因此可以 平行于光軸OA直線地驅(qū)動該乂人動構(gòu)件43,并且可以抑制從動構(gòu) 件43的旋轉(zhuǎn)運動。
在馬達1旋轉(zhuǎn)時，該結(jié)構(gòu)可以沿直線方向驅(qū)動/人動構(gòu)件4 3 。 施加至馬達的負荷幾乎不根據(jù)移動方向改變，但其根據(jù)此時凸 輪槽的傾斜或從動構(gòu)件的位置改變。因此，本實施例通過從動 構(gòu)件43的位置確定超前角，并且可以獲得與第一實施例類似的 效果。
第三實施例
可以〗又通過/人動構(gòu)件的移動方向確定超前角。例如，在/人 動構(gòu)件不受彈簧6推動時與重力方向平行地驅(qū)動該從動構(gòu)件的 情況下，施加至馬達的負荷不受位置的影響而僅依賴于移動方 向。當移動方向與重力方向一致時，負荷?。划斠苿臃较蚺c重 力方向相反時，負荷變大。在這種情況下，本實施例通過僅4全 測移動方向并通過確定超前角可以獲得與第 一 實施例的效果類 似的效果。
第四實施例
盡管上述實施例通過使用計數(shù)器檢測從動構(gòu)件的位置，但 可以通過為從動構(gòu)件設(shè)置線性編碼器直接#r測從動構(gòu)件的位置。
另外，盡管上述實施例使用霍爾元件作為位置檢測器來檢 測轉(zhuǎn)子21中的磁體12的磁通量，但位置檢測器的結(jié)構(gòu)不受限制，并且可以使用為轉(zhuǎn)子設(shè)置脈沖板并通過光遮斷器來檢測信號的 光學編碼器。
盡管已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解， 本發(fā)明不限于所公開的典型實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符 合最寬的解釋，以包含所有這類修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1. 一種無刷DC馬達，用于驅(qū)動從動構(gòu)件，所述無刷DC馬達包括轉(zhuǎn)子，其具有磁體；定子，其具有用于向所述磁體提供旋轉(zhuǎn)力的線圈；位置檢測器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，輸出周期性的第一信號；信號生成器，用于通過將超前角與從所述位置檢測器輸出的所述第一信號的相位相加，生成第二信號；勵磁切換器，用于根據(jù)所述第二信號，選擇對所述線圈的勵磁；以及相位改變部，用于根據(jù)所述從動構(gòu)件的位置和移動方向至少之一，改變所述超前角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷DC馬達，其特征在于，所述 位置檢測器包括用于生成具有正弦波形狀的第 一信號的第 一位 置檢測器以及用于生成具有余弦波形狀的第 一 信號的第二位置 檢測器，以及其中，所述信號生成器包括第一反轉(zhuǎn)放大器，其連接至所述第一位置檢測器，并用于 將所述第 一位置檢測器的輸出放大-A倍；第二反轉(zhuǎn)放大器，其連接至所述第一反轉(zhuǎn)放大器的輸出， 并用于將所述第一反轉(zhuǎn)放大器的輸出放大-l倍；第三反轉(zhuǎn)放大器，其連接至所述第二位置檢測器，并用于 將所述第二位置檢測器的輸出放大-A倍；第四反轉(zhuǎn)放大器，其連接至所述第三反轉(zhuǎn)放大器的輸出， 并用于將所述第三反轉(zhuǎn)放大器的輸出放大-l倍；第五反轉(zhuǎn)放大器，用于將放大了cosa倍的所述第二反轉(zhuǎn)放 大器的輸出與放大了 sina倍的所述第四反轉(zhuǎn)放大器的輸出相加；以及第六反轉(zhuǎn)放大器，用于將放大了sina倍的所述第一反轉(zhuǎn)放 大器的輸出與放大了 cosa倍的所述第四反轉(zhuǎn)放大器的輸出相 加，a是所述超前角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷DC馬達，其特征在于，所述 相位改變部包4舌存儲器，用于存儲所述從動構(gòu)件的位置和移動方向至少之 一與用于驅(qū)動所述從動構(gòu)件的負荷之間的關(guān)系，以及所述負荷、 用于驅(qū)動所述從動構(gòu)件的目標速度與多個超前角之間的關(guān)系； 以及選擇器，用于針對與所述至少之一相對應(yīng)的所述負荷，選 擇所述多個超前角中最接近所述目標速度的超前角。
4. 一種無刷DC馬達，用于驅(qū)動乂人動構(gòu)件，所述無刷DC馬達包括轉(zhuǎn)子，其具有磁體；定子，其具有用于向所述磁體提供旋轉(zhuǎn)力的線圈； 位置檢測器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，輸出周期性 的第一信號；信號生成器，用于通過將超前角與從所述位置檢測器輸出 的所述第一信號的相位相加，生成第二信號；勵磁切換器，用于根據(jù)所述第二信號，選擇對所述線圈的 勵磁；以及相位改變部，用于# 據(jù)用于驅(qū)動所述^Mv動構(gòu)件的負荷，改 變所述超前角。
5. —種攝像設(shè)備，包括 作為從動構(gòu)件的鏡頭；以及根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的無刷DC馬達，用于驅(qū)動所述,人動構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無刷DC馬達和攝像設(shè)備。該無刷DC馬達用于驅(qū)動從動構(gòu)件，并包括轉(zhuǎn)子，其具有磁體；定子，其具有用于向所述磁體提供旋轉(zhuǎn)力的線圈；位置檢測器，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，輸出周期性的第一信號；信號生成器，用于通過將超前角與從所述位置檢測器輸出的所述第一信號的相位相加，生成第二信號；勵磁切換器，用于根據(jù)所述第二信號，選擇對所述線圈的勵磁；以及相位改變部，用于根據(jù)所述從動構(gòu)件的位置和移動方向至少之一，改變所述超前角。
文檔編號G02B7/04GK101505084SQ20091000559
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月8日
發(fā)明者安田悠, 木矢村公介, 青島力 申請人:佳能株式會社