(57)【要約】【課題】  本発明は、ステッピングモータを駆動するステッピングモータの駆動装置、レンズ鏡筒、電子カメラに関し、被駆動部の温度に応じて最適な制御を行うことを目的とする。【解決手段】  設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、被駆動部の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段で測定された温度に基づいて前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度または前記駆動電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とする。【選択図】      図２
2010057272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、
被駆動部の温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段で測定された温度に基づいて前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度または前記駆動電圧を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のステッピングモータの駆動装置において、
前記制御手段は、前記温度測定手段で測定された温度が所定の温度範囲を超えている時に、前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度または前記駆動電圧を制御することを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のステッピングモータの駆動装置において、
前記被駆動部は、カメラのレンズ部であることを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項４】
設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、
前記電源手段の出力電圧を監視し、監視結果に基づいて前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度または前記駆動電圧を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項５】
設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、
前記ステッピングモータの高速駆動が要求されない場合に、前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度、前記駆動電圧、および前記電源手段の出力電圧を下げるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載のステッピングモータの駆動装置において、
前記ステッピングモータは、カメラのレンズ部を駆動するモータであり、前記ステッピングモータの高速駆動が要求されない場合とは、前記カメラの動画撮影時であることを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載のステッピングモータの駆動装置を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載のステッピングモータの駆動装置を有することを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータを駆動するステッピングモータの駆動装置、この駆動装置を用いたレンズ鏡筒、電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子カメラのフォーカスモータ等には、ステッピングモータが使用されている。
【特許文献１】特開平５−３８１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のステッピングモータの駆動装置では、環境温度、電源電圧の公差等を考慮し、最も過酷な条件下でも安定した駆動が可能になるようにステッピングモータの制御が行われている。このため、過酷でない条件下でもトルクが優先され、駆動速度が遅くなるという問題があった。
【０００４】
また、ステッピングモータの電源回路は、高い駆動速度あるいは大きなトルクが必要でない場合にも、過酷な条件を想定した高い電圧を確保しているため、消費電力が必要以上に増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、被駆動部の温度に応じて最適な制御を行うことができるステッピングモータの駆動装置、レンズ鏡筒、電子カメラを提供することを目的とする。
【０００６】
また、高い駆動速度あるいは大きなトルクが必要でない場合には、消費電力を従来より大幅に低減することができるステッピングモータの駆動装置、レンズ鏡筒、電子カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明のステッピングモータの駆動装置は、設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、被駆動部の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段で測定された温度に基づいて前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度または前記駆動電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明のステッピングモータの駆動装置は、第１の発明のステッピングモータの駆動装置において、前記制御手段は、前記温度測定手段で測定された温度が所定の温度範囲を超えている時に、前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度または前記駆動電圧を制御することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明のステッピングモータの駆動装置は、第１または第２の発明のステッピングモータの駆動装置において、前記被駆動部は、カメラのレンズ部であることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明のステッピングモータの駆動装置は、設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、前記電源手段の出力電圧を監視し、監視結果に基づいて前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度および前記駆動電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明のステッピングモータの駆動装置は、設定された駆動速度および駆動電圧でステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段に供給する出力電圧を設定された電圧に維持する電源手段と、前記ステッピングモータの高速駆動が要求されない場合に、前記ステッピングモータに設定される前記駆動速度、前記駆動電圧、および前記電源手段の出力電圧を下げるように制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明のステッピングモータの駆動装置は、第５の発明のステッピングモータの駆動装置において、前記ステッピングモータは、カメラのレンズ部を駆動するモータであり、前記ステッピングモータの高速駆動が要求されない場合とは、前記カメラの動画撮影時であることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明のレンズ鏡筒は、第１ないし第６のいずれか１の発明のステッピングモータの駆動装置を有することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明の電子カメラは、第１ないし第６のいずれか１の発明のステッピングモータの駆動装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、被駆動部の温度に応じて最適な制御を行うことができる。また、高い駆動速度あるいは大きなトルクが必要でない場合には、消費電力を従来より大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、本発明のステッピングモータの駆動装置を備えた電子カメラを示している。
【００１７】
この電子カメラは、カメラ本体１１、レンズユニット１３を有している。レンズユニット１３は、第１群レンズ１５、第２群レンズ１７、第３群レンズ１９、変倍駆動モータ２１、合焦駆動モータ２３、温度センサ２５を有している。第１群レンズ１５と第２群レンズ１７とを光軸方向に所定の光学的関係を保持させて移動することで変倍動作が行われる。第３群レンズ１９は、変倍動作時には、第２群レンズ１７に伴われて進退する。また合焦動作時には、第２群レンズ１７に対して光軸方向に進退する。
【００１８】
変倍駆動モータ２１は、ステッピングモータからなり、変倍動作時には、第１群レンズ１５と第２群レンズ１７とを移動する。合焦駆動モータ２３は、ステッピングモータからなり、合焦動作時には、第３群レンズ１９を移動する。変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３には、静音化を目的としてマイクロステップ駆動のステッピングモータが使用されている。一般に、ステッピングモータは、低速域でのトルクは大きいが、高速域ではトルクが大きく減少するという特徴を有している。温度センサ２５は、レンズユニット１３の温度を測定する。
【００１９】
カメラ本体１１は、撮像素子２７、ＣＰＵ２９を有している。カメラ本体１１は、周知のＡＦセンサ、ＡＥセンサ等を有している。撮像素子２７は、例えばＣＣＤからなり、レンズユニット１３を通過した光束を光電変換して被写体像のアナログ画像信号を生成する。
【００２０】
ＣＰＵ２９は、電子カメラの統括的な制御を行うプロセッサである。ＣＰＵ２９は所定のシーケンスプログラムに従って電子カメラの各部動作を制御するとともに、撮影時に必要となる各種演算(ＡＦ時のデフォーカス量の演算、ＡＥ演算など)を実行する。
【００２１】
図２は、上述した電子カメラの変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３の駆動を行う回路の詳細を示すブロック図である。
【００２２】
この回路は、電池３１、電源回路３３、モータ駆動回路３５、温度センサ２５、ＣＰＵ２９を有している。電池３１は、例えば充電池からなる。電源回路３３は、電池３１の電圧を昇圧し、設定された電圧に維持する。モータ駆動回路３５は、設定された駆動速度ｖおよび駆動電圧Ｖでステッピングモータからなる変倍駆動モータ２１、合焦駆動モータ２３を駆動する。温度センサ２５は、レンズユニット１３の温度を測定する。
【００２３】
ＣＰＵ２９は、温度センサ２５で測定された温度に基づいて変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３に設定される駆動速度ｖ、駆動電圧Ｖを制御する。マイクロステップ駆動のステッピングモータでは、駆動速度ｖは正弦波の周波数に対応する。従って、周波数を増大することにより駆動速度ｖが増大する。また、駆動電圧Ｖは、正弦波の振幅に対応する。従って、振幅を増大することにより駆動電圧Ｖが増大する。
【００２４】
図３は、上述した電子カメラの変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３に対する駆動動作を説明するフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ１：ＣＰＵ２９は、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力されたか否かを判定する。変倍駆動モータ２１に対する駆動信号は、ユーザが電子カメラのズーム釦(不図示)を操作することにより入力される。合焦駆動モータ２３に対する駆動信号は、ユーザが電子カメラの撮影釦(不図示)を操作することにより入力される。
【００２６】
ステップＳ２：変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力された時には、ＣＰＵ２９は温度センサ２５からの温度信号を入力する。
【００２７】
ステップＳ３：ＣＰＵ２９は、温度センサ２５からの温度に基づいて変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の駆動速度ｖ、駆動電圧Ｖを設定する。
【００２８】
温度が低温の場合には、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の駆動速度ｖを低くする。すなわち、低温の場合には、レンズユニット１３のグリスが固まっているため、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の負荷が大きくなる。この結果、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３のトルクを増大する必要があり、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の駆動速度ｖを低くする。一方、高温の場合には、駆動速度ｖを高くする。なお、駆動速度ｖは、温度に応じて予め設定されている。
【００２９】
また、温度が高温の場合には、駆動電圧Ｖを上昇する。すなわち、モータ駆動回路３５は、高温になると内部抵抗の減少により最大出力電圧が増大する。この特性を利用し、温度が高温の場合には、駆動電圧Ｖを上昇する。なお、駆動電圧Ｖは、温度に応じて予め設定されている。マイクロステップ駆動の変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３では、モータ駆動回路３５の設定を正弦波で出力可能な最大電圧に上昇させることでトルクアップが可能となり、駆動速度ｖも高めることができる。
【００３０】
ステップＳ４：モータ駆動回路３５を作動して変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３を駆動する。
(第２の実施形態)
図４は、本発明の第２の実施形態における変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３に対する駆動動作を説明するフローチャートである。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
ステップＳ１：ＣＰＵ２９は、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力されたか否かを判定する。
【００３２】
ステップＳ２：変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力された時には、ＣＰＵ２９は温度センサ２５からの温度信号を入力する。
【００３３】
ステップＳ３：ＣＰＵ２９は、温度センサ２５からの温度が予め定められた所定の温度範囲(例えば２５℃±１０℃)を超えているか否かを判断する。
【００３４】
ステップＳ４：ＣＰＵ２９は、温度センサ２５からの温度が所定の温度範囲を超えている場合には、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の駆動速度ｖ、駆動電圧Ｖを設定する。
【００３５】
すなわち、ＣＰＵ２９は、温度が所定の温度範囲より高温の場合には、必要な駆動トルクが小さくなるため、駆動速度ｖを維持しながら電源回路３３の出力電圧とモータ駆動回路３５の駆動電圧Ｖを下げる。これにより電子カメラの消費電力を低減することができる。一方、温度が所定の温度範囲より低温の場合には、必要な駆動トルクが大きくなるが、駆動速度ｖを維持しながら電源回路３３の出力電圧とモータ駆動回路３５の駆動電圧Ｖを上昇する。これにより過酷な環境下でも変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３を確実に駆動することができる。なお、電源回路３３の出力電圧とモータ駆動回路３５の駆動電圧Ｖは、温度に応じて予め設定されている。
【００３６】
ステップＳ５：モータ駆動回路３５を作動して変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３を駆動する。
(第３の実施形態)
図５は、本発明の第３の実施形態における変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３に対する駆動動作を説明するフローチャートである。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
ステップＳ１：ＣＰＵ２９は、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力されたか否かを判定する。
【００３８】
ステップＳ２：変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力された時には、ＣＰＵ２９は電源回路３３からの出力電圧を入力する。
【００３９】
ステップＳ３：ＣＰＵ２９は、電源回路３３の出力電圧に合わせて変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の駆動速度ｖ、駆動電圧Ｖを設定する。
【００４０】
すなわち、ＣＰＵ２９は、電源回路３３の回路バラツキあるいは環境温度の変化により電源回路３３の出力電圧が上がっている場合には、出力電圧に合わせてモータ駆動回路３５の駆動電圧Ｖを上昇する。これにより最大限のトルクを確保することができる。また、駆動速度ｖの設定も上昇することが可能になる。モータ駆動回路３５の駆動電圧Ｖは、電源回路３３の出力電圧に応じて予め設定されている。
【００４１】
ステップＳ４：モータ駆動回路３５を作動して変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３を駆動する。
(第４の実施形態)
図６は、本発明の第４の実施形態における変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３に対する駆動動作を説明するフローチャートである。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
ステップＳ１：ＣＰＵ２９は、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力されたか否かを判定する。
【００４３】
ステップＳ２：変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３に対する駆動信号が入力された時には、ＣＰＵ２９は、動画撮影モードが選択されているか否かを判断する。この実施形態の電子カメラは、静止画撮影モードと動画撮影モードを有しており、操作部材により選択可能とされている。
【００４４】
ステップＳ３：ＣＰＵ２９は、動画撮影モードが選択されている場合には、変倍駆動モータ２１および合焦駆動モータ２３の駆動速度ｖ、駆動電圧Ｖを静止画撮影モードより下げて設定する。また、電源回路３３の出力電圧を静止画撮影モードより下げて設定する。これにより、変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３の駆動に伴う雑音の発生を低減することができる。また、電子カメラの消費電力を低減することができる。
【００４５】
ステップＳ４：モータ駆動回路３５を作動して変倍駆動モータ２１または合焦駆動モータ２３を駆動する。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００４６】
(１)上述した実施形態では、カメラ本体１１にレンズユニット１３が内蔵される電子カメラに本発明を適用した例について説明したが、カメラ本体１１に着脱可能に配置されるレンズ鏡筒に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のステッピングモータの駆動装置を備えた電子カメラの第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１のステッピングモータの駆動回路の詳細を示す説明図である。
【図３】図２のＣＰＵの動作を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のＣＰＵの動作を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のＣＰＵの動作を示す説明図である。
【図６】本発明の第４の実施形態のＣＰＵの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１…カメラ本体、１３…レンズユニット、２１…変倍駆動モータ、２３…合焦駆動モータ、２５…温度センサ、２７…撮像素子、２９…ＣＰＵ、３３…電源回路、３５…モータ駆動回路。
【図１】
2010057272.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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