(57)【要約】【課題】超音波モータの温度に応じて駆動周波数を制御する際に、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を、複雑な回路を新たに追加することなく測定し、この測定結果に基いてモータを適切に制御することである。【解決手段】このモータ制御回路は、圧電体を積層した振動子１３に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加し、上記圧電体を振動させてこの振動から駆動力を得る超音波モータ１２を駆動するためのものである。上記電極から振動子１３への電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作が、Ｌ−μＣｏｍ２５の制御によりＰＬＬ回路２６、プリドライバ回路２９、ブリッジ回路３０によって行われる。コンデンサ容量測定回路２７では、該充電動作若しくは放電動作に要する時間に基いて上記圧電体の静電容量が求められ、この静電容量に応じてＬ−μＣｏｍ２５及び不揮発性メモリ２８により、駆動信号の周波数が決定される。【選択図】      図１
2006109632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体を積層した振動子に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加し、上記圧電体を振動させてこの振動から駆動力を得る超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、
上記電極から上記振動子への電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作を行い、該充電動作若しくは放電動作に要する時間に基いて上記圧電体の静電容量を求め、この静電容量に応じて駆動信号の周波数を決定することを特徴とするモータ制御回路。
【請求項２】
圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、
駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、
上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、
上記コンデンサの容量に応じて上記第１電極へ印加する駆動周波数を設定するマイクロコンピュータと、
を具備した超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、
上記マイクロコンピュータは、上記第２電極へ接続されたポートの出力バッファを制御して、上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、該充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記ポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴としたモータ制御回路。
【請求項３】
圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、
駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、
上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、
を有した超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、
上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、
上記第２電極から上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、
上記容量測定回路の測定結果に応じて上記駆動回路の駆動周波数を決定するマイクロコンピュータと、
を具備し、
上記容量測定回路は、電流を制限するための電流制限素子を有し、
上記マイクロコンピュータのポートに設けられた出力バッファを制御して、上記電流制限素子を介して上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、該充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記ポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴としたモータ制御回路。
【請求項４】
圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、
駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、
上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、
を有した超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、
上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、
上記駆動回路ヘクロックパルスを供給するＰＬＬ回路と、
上記第２電極に接続され上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、
上記コンデンサの容量の値と上記ＰＬＬ回路へ設定する周波数データの設定範囲を示した情報を格納したメモリと、
上記容量測定回路の測定結果に応じて上記メモリから読み出した上記設定範囲の中で、上記ＰＬＬ回路のクロックパルスを変化させて駆動周波数を決定するマイクロコンピュータと、
を具備し、
上記容量測定回路は、上記コンデンサと時定数回路を構成するために上記第２電極へ抵抗を接続し、
上記時定数回路へ接続された上記マイクロコンピュータのポートに設けられた出力バッファを制御して、上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、該充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧がポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴としたモータ制御回路。
【請求項５】
上記出力バッファは、ＮチャンネルのＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１に記載のモータ制御回路。
【請求項６】
上記出力バッファは、ＰチャンネルのＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１に記載のモータ制御回路。
【請求項７】
上記出力バッファは、ＣＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１に記載のモータ制御回路。
【請求項８】
圧電体を積層し形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、を有した超音波モータを、マイクロコンピュータを用いて制御するモータ制御回路の制御方法であって、
上記第２電極へ接続された上記マイクロコントローラの入出力ポートを用いて上記コンデンサへ充電動作若しくは放電動作を実行する第１のステップと、
上記第１のステップの動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記入出力ポートの閾値に等しくなるまでの時間を測定する第２のステップと、
上記第２のステップで測定された時間に基いて駆動信号の周波数を決定する第３のステップと、
を具備することを特徴とするモータ制御回路の制御方法。
【請求項９】
圧電体を積層した振動子に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加し、上記圧電体を振動させてこの振動から駆動力を得る超音波モータを駆動するためのモータ駆動回路であって、
上記電極に交番電圧を印加するためのブリッジ回路と、
上記振動子をコンデンサと等価とみなして静電容量を測定するための容量測定回路と、
上記容量測定回路の測定値に基き上記ブリッジ回路の駆動周波数を決定するマイクロコンピュータと、
を具備し、
上記容量測定回路は、上記コンデンサとみなした上記振動子へ上記ブリッジ回路を構成するスイッチング素子の一部をオン若しくはオフして上記電極から電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作を行う制御手段と、上記振動子の電荷の蓄積状態を検出するための電圧検出手段と、上記制御手段の動作開始から上記電圧検出手段の出カが変化するまでの時間を測定して静電容量を決定する決定手段とから構成されることを特徴とするモータ制御回路。
【請求項１０】
圧電体を積層した振動子に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加する第１のステップと、
上記電極から上記振動子への電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作を行う第２のステップと、
該充電動作若しくは放電動作に要する時間に基いて上記圧電体の静電容量を求める第３のステップと、
この静電容量に応じて上記駆動信号の周波数を決定する第４のステップと、
上記決定された周波数の駆動信号により上記圧電体を振動させてこの振動から超音波モータを駆動する第５のステップと、
を具備することを特徴とするモータ制御回路の制御方法。
【請求項１１】
圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成したもので、駆動信号を印加するための第１電極と、上記コンデンサへ接続されたもので上記第１電極とは異なる第２電極とが設けられた超音波駆動用の振動子と、
上記コンデンサの容量に応じて上記第１電極へ印加する駆動周波数を設定する設定手段と、
上記第２電極を介して上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行する充放電動作実行手段と、
上記充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記ポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測する計測手段と、
上記計測手段で計測された時間に基いて上記コンデンサの容量を測定する容量測定手段と、
を具備したことを特徴とするモータ制御回路。
【請求項１２】
圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成したもので、駆動信号を印加するための第１電極と、上記コンデンサへ接続されたもので上記第１電極とは異なる第２電極とが設けられた超音波駆動用の振動子と、
上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、
電流を制限するための電流制限素子を有し、上記第２電極から上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、
上記容量測定回路の測定結果に応じて上記駆動回路の駆動周波数を決定するもので、上記電流制限素子を介して上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行する充放電動作実行手段と、
上記充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測する計測手段と、
上記計測手段で計測された時間に基いて上記コンデンサの容量を測定する容量測定手段と、
を具備することを特徴とするモータ制御回路。
【請求項１３】
圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成したもので、駆動信号を印加するための第１電極と、上記コンデンサへ接続されたもので上記第１電極とは異なる第２電極とが設けられた超音波駆動用の振動子と、
上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、
上記駆動回路ヘクロックパルスを供給するＰＬＬ回路と、
上記第２電極に接続され上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、
上記コンデンサの容量の値と上記ＰＬＬ回路へ設定する周波数データの設定範囲を示した情報を格納したメモリと、
上記容量測定回路の測定結果に応じて上記メモリから読み出した上記設定範囲の中で、上記ＰＬＬ回路のクロックパルスを変化させて駆動周波数を決定するするマイクロコンピュータと、
を具備し、
上記容量測定回路は、上記第２電極に抵抗を接続して、該抵抗と上記コンデンサとで構成された時定数回路を有し、
上記マイクロコンピュータは、上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、この動作の開始から上記コンデンサの電圧がポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴としたモータ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギー変換素子を用いた超音波モータの制御回路及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波モータは、圧電セラミックス等の圧電体から構成された振動子を励振することで駆動力を発生する。この超音波モータを効率良く駆動するためには、その振動子へ印加する駆動信号の周波数を共振周波数に設定しなければならない。この共振周波数は、モータの温度によって変化することが知られている。
【０００３】
例えば、超音波モータの振動子に温度検出器を固着して、温度を測定して駆動周波数を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、振動子へ温度検出器を取り付けることは、振動子の振動特性が意図した特性から変化する虞れがある。また、温度検出器と振動子を固着する際に、熱伝導性を考慮しないと正確な温度を検出できない。更に、振動子を構成する圧電体の誘電率は、温度によって変化する。
【０００５】
そこで、振動子の一部に電極を形成し、モータと一体となったコンデンサを形成することができる。すると、このコンデンサは、モータの温度に応じて容量が変化し、温度センサとして利用することができる。
【０００６】
また、リング型超音波モータの振動状態を検出するためのセンサ電極の出力の温度補償の方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。センサ電極は２つの電極から構成されている。そして、一方の電極の容量変化で他方の電極の出力信号を補正している。
【０００７】
更に、圧電体に駆動信号を印加するための電極とは別に設けられた電極に、静電容量計測回路が接続されており、この計測回路の出力に基いて駆動信号の周波数を制御する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３では、i)電極の容量（Ｃ）によって発振周波数が変化する非安定マルチバイブレータを構成して、その周波数から容量を検出する、ii)交流電源から電極に交流信号を印加して電極に発生する電圧から電極の容量を測定する、という２種類の静電容量計測回路が示されている。
【特許文献１】実開平２−８８４８２号公報
【特許文献２】特許第２９２４４５５号公報
【特許文献３】特開平６−７０５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＤＣモータに代表されるモータでレンズ等の被駆動物を駆動しようとすると、減速機構やモータの回転運動を被駆動物の移動方向へ変換するための機構等が必要である。
【０００９】
一方、超音波モータは、その特性上、被駆動に対して比較的簡単な機構で駆動力を伝達できる点に利点がある。したがって、カメラの撮影レンズ等の狭い空間に動力源を実装することが要望される装置に適している。
【００１０】
しかしながら、駆動周波数の制御が適切でないと十分な性能を引き出すことができない。そこで駆動回路が複雑となり、ＤＣモータの駆動回路に比べると回路規模が大きくなってしまう。また、最適な駆動周波数は、温度によって変化する。この周波数に設定するまでの時間を短縮するためには、モータの温度を知る必要がある。しかしながら、回路規模の増加は望まれるものではない。したがって、温度検出のために超音波モータに設けられた温度センサ（コンデンサ）を測定する際も、回路規模が小さな回路で測定できることが望ましい。
【００１１】
上記特許文献３に開示された容量測定回路用いると、駆動回路の回路規模が増加する虞れがある。モータそのものがコンパクトであっても、駆動回路の規模が大きくなると回路を実装するプリント基板が大きくなり、そのメリットを生かすことができなくなる。モータの制御には１チップマイクロコンピュータが一般に使用されている。したがって、温度センサ（コンデンサ）の測定回路を構成するときには、マイクロコンピュータの有する機能を生かして測定回路の規模を大きくしない工夫も必要である。
【００１２】
本発明の目的は、超音波モータの温度に応じて駆動周波数を制御する際に、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を、複雑な回路を新たに追加することなく測定し、この測定結果に基いてモータを適切に制御することのできるモータ制御回路及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明は、圧電体を積層した振動子に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加し、上記圧電体を振動させてこの振動から駆動力を得る超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、上記電極から上記振動子への電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作を行い、該充電動作若しくは放電動作に要する時間に基いて上記圧電体の静電容量を求め、この静電容量に応じて駆動信号の周波数を決定することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、上記コンデンサの容量に応じて上記第１電極へ印加する駆動周波数を設定するマイクロコンピュータと、を具備した超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、上記マイクロコンピュータは、上記第２電極へ接続されたポートの出力バッファを制御して、上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、該充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記ポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、を有した超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、上記第２電極から上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、上記容量測定回路の測定結果に応じて上記駆動回路の駆動周波数を決定するマイクロコンピュータと、を具備し、上記容量測定回路は、電流を制限するための電流制限素子を有し、上記マイクロコンピュータのポートに設けられた出力バッファを制御して、上記電流制限素子を介して上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、該充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記ポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、を有した超音波モータを駆動するためのモータ制御回路であって、上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、上記駆動回路ヘクロックパルスを供給するＰＬＬ回路と、上記第２電極に接続され上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、上記コンデンサの容量の値と上記ＰＬＬ回路へ設定する周波数データの設定範囲を示した情報を格納したメモリと、上記容量測定回路の測定結果に応じて上記メモリから読み出した上記設定範囲の中で、上記ＰＬＬ回路のクロックパルスを変化させて駆動周波数を決定するマイクロコンピュータと、を具備し、上記容量測定回路は、上記コンデンサと時定数回路を構成するために上記第２電極へ抵抗を接続し、上記時定数回路へ接続された上記マイクロコンピュータのポートに設けられた出力バッファを制御して、上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、該充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧がポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４の何れか１に記載の発明に於いて、上記出力バッファは、ＮチャンネルのＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至４の何れか１に記載の発明に於いて、上記出力バッファは、ＰチャンネルのＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項２乃至４の何れか１に記載の発明に於いて、上記出力バッファは、ＣＭＯＳトランジスタであることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、圧電体を積層し形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成した振動子と、駆動信号を印加するために上記振動子に設けられた第１電極と、上記コンデンサへ接続するために上記第１電極とは独立して上記振動子に設けられた第２電極と、を有した超音波モータを、マイクロコンピュータを用いて制御するモータ制御回路の制御方法であって、上記第２電極へ接続された上記マイクロコントローラの入出力ポートを用いて上記コンデンサへ充電動作若しくは放電動作を実行する第１のステップと、上記第１のステップの動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記入出力ポートの閾値に等しくなるまでの時間を測定する第２のステップと、上記第２のステップで測定された時間に基いて駆動信号の周波数を決定する第３のステップと、を具備することを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、圧電体を積層した振動子に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加し、上記圧電体を振動させてこの振動から駆動力を得る超音波モータを駆動するためのモータ駆動回路であって、上記電極に交番電圧を印加するためのブリッジ回路と、上記振動子をコンデンサと等価とみなして静電容量を測定するための容量測定回路と、上記容量測定回路の測定値に基き上記ブリッジ回路の駆動周波数を決定するマイクロコンピュータと、を具備し、上記容量測定回路は、上記コンデンサとみなした上記振動子へ上記ブリッジ回路を構成するスイッチング素子の一部をオン若しくはオフして上記電極から電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作を行う制御手段と、上記振動子の電荷の蓄積状態を検出するための電圧検出手段と、上記制御手段の動作開始から上記電圧検出手段の出カが変化するまでの時間を測定して静電容量を決定する決定手段とから構成されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、圧電体を積層した振動子に設けられた電極に所定周波数の駆動信号を印加する第１のステップと、上記電極から上記振動子への電荷の充電動作若しくは電荷の放電動作を行う第２のステップと、該充電動作若しくは放電動作に要する時間に基いて上記圧電体の静電容量を求める第３のステップと、この静電容量に応じて上記駆動信号の周波数を決定する第４のステップと、上記決定された周波数の駆動信号により上記圧電体を振動させてこの振動から超音波モータを駆動する第５のステップと、を具備することを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成したもので、駆動信号を印加するための第１電極と、上記コンデンサへ接続されたもので上記第１電極とは異なる第２電極とが設けられた超音波駆動用の振動子と、上記コンデンサの容量に応じて上記第１電極へ印加する駆動周波数を設定する設定手段と、上記第２電極を介して上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行する充放電動作実行手段と、上記充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が上記ポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測する計測手段と、上記計測手段で計測された時間に基いて上記コンデンサの容量を測定する容量測定手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成したもので、駆動信号を印加するための第１電極と、上記コンデンサへ接続されたもので上記第１電極とは異なる第２電極とが設けられた超音波駆動用の振動子と、上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、電流を制限するための電流制限素子を有し、上記第２電極から上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、上記容量測定回路の測定結果に応じて上記駆動回路の駆動周波数を決定するもので、上記電流制限素子を介して上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行する充放電動作実行手段と、上記充電動作若しくは放電動作の開始から上記コンデンサの電圧が入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測する計測手段と、上記計測手段で計測された時間に基いて上記コンデンサの容量を測定する容量測定手段と、を具備することを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、圧電体を積層して形成され、その一部に温度測定のためのコンデンサを一体に形成したもので、駆動信号を印加するための第１電極と、上記コンデンサへ接続されたもので上記第１電極とは異なる第２電極とが設けられた超音波駆動用の振動子と、上記第１電極へ駆動信号を出力する駆動回路と、上記駆動回路ヘクロックパルスを供給するＰＬＬ回路と、上記第２電極に接続され上記コンデンサの容量を測定するための容量測定回路と、上記コンデンサの容量の値と上記ＰＬＬ回路へ設定する周波数データの設定範囲を示した情報を格納したメモリと、上記容量測定回路の測定結果に応じて上記メモリから読み出した上記設定範囲の中で、上記ＰＬＬ回路のクロックパルスを変化させて駆動周波数を決定するするマイクロコンピュータと、を具備し、上記容量測定回路は、上記第２電極に抵抗を接続して、該抵抗と上記コンデンサとで構成された時定数回路を有し、上記マイクロコンピュータは、上記コンデンサヘの充電動作若しくは放電動作を実行し、この動作の開始から上記コンデンサの電圧がポートに設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間を計測することにより上記コンデンサの容量を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、超音波モータの温度に応じて駆動周波数を制御する際に、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を、複雑な回路を新たに追加することなく測定し、この測定結果に基いてモータを適切に制御することのできるモータ制御回路及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示すもので、レンズユニットに本発明のモータ制御回路が適用された電子スチルカメラシステムのブロック構成図である。
【００２９】
この電子スチルカメラシステムは、ボディユニット１及びレンズユニット２とから構成されている。
【００３０】
ボディユニット１は、撮像素子３７と、撮像素子インターフェイス回路３８と、画像処理コントローラ４０と、測距回路４１と、液晶モニタ４２と、ボディ制御マイクロコンピュータ（Ｂ−μＣｏｍ）４５と、ＳＤＲＡＭ４６と、ＦｌａｓｈＲＯＭ４７と、記録メディア４８及びカメラ操作スイッチ４９とを有して構成される。
【００３１】
上記撮像素子３７は、後述するレンズユニット２内の撮影レンズ１１を通って入射される被写体像を光電変換するためのもので、ＣＣＤ等により構成される。この撮像素子３７で光電変換された画像データは、撮像素子インターフェイス回路３８を経て画像処理コントローラ４０に取り込まれる。この画像データは、一時保管用メモリであるＳＤＲＡＭ４６に取り込まれる。また、上記画像データは、ＪＰＥＧデータに変換された後には、記録メディア４８に保管されるように設定されている。
【００３２】
このＳＤＲＡＭ４６は、画像データが変換される際のワークエリア等に使用される。そして、上記ＦｌａｓｈＲＯＭ４７は、画像処理コントローラ４０の動作プログラムが記憶されているものである。
【００３３】
更に、上記測距回路４１は自動測距を行うための回路であり、これによりカメラシステムから図示されない被写体間での距離が測定される。また、液晶モニタ４２は、上記撮像素子により撮像された画像を目視により確認することが可能な表示手段である。
【００３４】
上記Ｂ−μＣｏｍ４５は、カメラシステム全体の動作を制御するものであり、後述するレンズ制御マイクロコンピュータ（Ｌ−μＣｏｍ）２５とは、レンズユニット２の装着時に於いて、通信用のコネクタ３５を介して通信可能に電気的接続がなされる。そして、カメラシステムとしてＬ−μＣｏｍ２５がＢ−μＣｏｍ４５に従属的に協働しながら稼動するようになっている。
【００３５】
尚、カメラ操作スイッチ４９は、カメラの撮影上に必要な各種スイッチや撮影開始用のレリーズスイッチ、各種モードの設定スイッチ等により構成されている。
【００３６】
一方、レンズユニット２は、図示されない被写体からの光束をボディユニット１内の撮像素子３７に導く撮影レンズ１１と、この撮影レンズ１１を光軸方向に移動させるための超音波モータ１２と、撮影レンズ１１の位置を検出するための位置検出センサ２３と、レンズ制御マイクロコンピュータ（Ｌ−μＣｏｍ）２５とを有している。また、レンズユニット２は、このＬ−μＣｏｍ２５に接続されたＰＬＬ回路２６と、コンデンサ容量測定回路２７と、不揮発性メモリ２８と、位相検出回路３３の他、プリドライバ回路２９と、ブリッジ回路３０及び３１と、電流検出センサ３２とを有している。
【００３７】
上記超音波モータ１２は、後述する複数の電極を有した振動子１３と、該振動子１３に接着された駆動子１３ａ〜１３ｄと、２つのロッドＡ１４ａ及びＢ１４ｂと、２つのばねＡ１５ａ及びＢ１５ｂとを有して構成される。そして、２つのロッドＡ１４ａ及びＢ１４ｂによって振動子１３は挟持され、ばねＡ１５ａ及びＢ１５ｂの弾性力で２つのロッドへ、駆動子１３ａ〜１３ｄは押しつけられる。
【００３８】
上記振動子１３の電極及び電極パターンは、図２に示されるように構成されている。すなわち、表面の外部電極パターン１３0 上には、それぞれＡ相電極（＋）１７ａ、（−）１７ｂ、Ｂ相電極（＋）１７ｃ、（−）１７ｄ、温度モニタ電極１７ｅ及び１７ｆ、ダミー電極１７ｇ及び１７ｈが設けられている。そして、外部電極パターン１３0 の内側には、電極１８が配設された複数の内部電極パターン（１）１３1 ，（２）１３2 ，…，（Ｎ）１３N を有している。また、これらの外部及び内部電極パターン１３0 ，１３1 ，（２）１３2 ，…，（Ｎ）１３N には、振動子１３の支持軸を貫通させるための孔１６が形成されている。
【００３９】
このように、振動子１３は圧電体のシートが積層された構造となっており、シートの電極１８はスルーホールで接続され、表面の外部電極パターン１３0 の電極に接続されている。
【００４０】
第１の電極としてのＡ相電極（±Ａ）１７ａ、１７ｂとＢ相電極（±Ｂ）１７ｃ、１７ｄには、駆動信号が印加される。一方、第２の電極としての温度モニタ電極１７ｅ、１７ｆは、コンデンサの電極となり、そして圧電体の誘電率の温度変化に応じて、該コンデンサの容量も変化する。振動子１３が効率良く振動するためには、上記支持軸の周りに電極を対称に配置しなければならない。そのため、ダミー電極１７ｇ、１７ｈが存在している。
【００４１】
いま、上記Ａ＋電極１７ａとＡ−電極１７ｂ、Ｂ＋電極１７ｃとＢ−電極１７ｄに９０°（π／２）位相がシフトした交流電圧が印加されると、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、駆動子１３ａ〜１３ｄに矢印で示される如く楕円振動が発生する。振動子１３は、ばねＡ１５ａ、ばねＢ１５ｂによって付勢される２本のロッドＡ１４ａ、ロッドＢ１４ｂに挟まれているので、上記楕円振動が発生すると、ロッドＡ１４ａ、ロッドＢ１４ｂに沿って振動子１３が移動する。
【００４２】
図３（ａ）は、振動子１３が図示左側（Ａ方向）に移動する場合の駆動子１３ａ〜１３ｄの楕円振動を表している。この場合、印加される交流電圧の位相がπ／２だけ遅れている。そして、Ａ＋電極１７ａとＡ−電極１７ｂ、Ｂ＋電極１７ｃとＢ−電極１７ｄに印加される交流電圧の位相がπ／２だけ進んでいる場合は、図３（ｂ）に示されるように、駆動子１３ａ〜１３ｄの楕円振動の方向が変わり、振動子１３が矢印Ｂ方向に移動する。
【００４３】
容量測定手段である上記コンデンサ容量測定回路２７は、超音波モータ１２の温度を検出するためのものである。このコンデンサ容量測定回路２７には、振動子１３の温度モニタ＋電極１７ｅ、温度モニタ−電極１７ｆが接続されており、これらの電極間の容量が測定されることによって超音波モータ１２の温度が検出されるようになっている。
【００４４】
ブリッジ回路（Ａ相）３０は、上記振動子１３のＡ相電極（＋）１７ａ、Ａ相電極（−）１７ｂに交流電圧を印加するための回路である。同様に、ブリッジ回路（Ｂ相）３１は、振動子１３のＢ相電極（＋）１７ｃ、Ｂ相電極（−）１７ｄに交流電圧を印加するための回路である。そして、これらのブリッジ回路３０及び３１は、９０°位相がシフトした信号を出力するための９０°移相回路２９ａを有するプリドライバ回路（駆動回路）２９によって駆動される。
【００４５】
また、このプリドライバ回路２９へは、設定手段であるＰＬＬ回路（クロックジェネレータ）２６より所定のクロックが供給されている。
【００４６】
上記電流検出センサ３２は、超音波モータ１２の共振点を検出するために使用され、その検出出力が位相検出回路３３に供給される。この位相検出回路３３では、電流と電圧の位相差が検出される。
【００４７】
図４（ａ）は超音波モータ１２の速度と駆動周波数との関係を表した特性図であり、図４（ｂ）は電圧と電流の位相差と駆動周波数との関係を表した特性図である。
【００４８】
超音波モータ１２は、振動子１３の共振周波数（ｆｃ）の近傍の駆動信号が印加されないと動かない。また、上記共振周波数は温度によって変化するもので、共振周波数は超音波モータ１２に印加される交流電圧と電流の位相の変化から検出することができる。
【００４９】
図示矢印Ｃは、温度による変化の範囲を表している。また、周波数設定範囲Ｅは、ＥＥＰＲＯＭ等で構成される不揮発性メモリ２８内の周波数テーブルに記憶されている。この周波数テーブルを基に、Ｌ−μＣｏｍ２５は、ＰＬＬ回路２６を制御して周波数を変化させる。そして、位相検出回路３３で位相差が急激に変化する点が検出されたならば、その時の周波数が共振周波数となる。この周波数テーブルを読み出す際の範囲は、温度に応じて変化させる必要がある。温度は、超音波モータに構成されたコンデンサの容量から求めることができる。
【００５０】
図５は、コンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【００５１】
図５に於いて、電圧安定化回路２７ａの出力側に、電流制限用の抵抗Ｒ１と超音波モータ１２の電極により構成されるコンデンサＣｘの直列回路が接続されている。このＲ１の抵抗値とＣｘの容量で、Ｃｘを充電する際の時定数（τ）が決定される。そして、この直列回路の中点とＬ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部の間に、ラッシュカレント防止用の抵抗Ｒ２が接続されている。そして、Ｌ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部は、入力バッファとしてシュミットインバ―タ２５ａ、出力バッファとしてＮチャンネルＭＯＳ（Ｎｃｈ−ＭＯＳ）トランジスタ２５ｂで構成されている。
【００５２】
ここで、図６のタイミングチャートを参照して、上述したコンデンサ容量測定回路２７の温度測定動作を説明する。温度モニタ電極１７ｅ、１７ｆで測定される容量を、回路図上ではＣｘで示すことにする。
【００５３】
先ず、コンデンサＣｘに蓄積されている電荷を放出するため、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂが所定時間オンされる。これにより、抵抗Ｒ２、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂを介して、グランドに電荷が放出される（ｓ１）。その後、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂがオフになると、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣｘに電荷が蓄積される（ｓ２）。Ｉ／Ｏポートの電圧Ｖは、次式で計算することができる。
【００５４】
尚、Ｖｏは電圧安定化回路２７ａの出力電圧である。また、ｔは時間、τは時定数である。  
Ｖ＝Ｖｏ・（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ））  
τ＝Ｃｘ・Ｒ１
ここで、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂがオフされた瞬間からシュミットインバ―タ２５ａが反転するまでの時間が測定される。ここで、シュミットインバ―タ２５ａが反転するタイミングはコンデンサＣｘの電圧がポート（この場合Ｐｏｒｔ０）に設けられた入力バッファの閾値に等しくなるまでの時間である。
【００５５】
そして、この反転する時間は、温度によってδＴの幅をもって変動する。図６に於いて、ｓ１はコンデンサＣｘをディスチャージする際の上記Ｐｏｒｔ０の電圧状態を表す特性曲線であり、ｓ１L は低温時、ｓ１H は高温時にコンデンサＣｘにチャージする際の電圧状態を表す特性曲線である。すなわち、この低温時の状態ｓ１L と高温時の状態ｓ１H の間の範囲がδＴが上記時間Ｔｃの取り得る変動幅である。
【００５６】
尚、上記時間Ｔｃは、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより測定される。
【００５７】
図７は、上述した不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２８内のマップの例を示した図である。
【００５８】
図７に示されるように、不揮発性メモリ２８は、温度テーブル２８ａと周波数テーブル２８ｂを有している。温度テーブル２８ａには、上記時間Ｔｃと温度との関係が予め演算されたデータが記憶されている。また、周波数テーブル２８ｂは、ＰＬＬ回路２６により設定される範囲が記憶されている。
【００５９】
次に、図８のフローチャートを参照して、本実施形態に於けるカメラシステムの動作について説明する。
【００６０】
尚、ボディユニット１の動作は周知のものであるのでここでは説明を省略して、レンズユニット２の動作についてのみ説明するものとする。また、このレンズユニット２の処理動作は、Ｌ−μＣｏｍ２５の制御により行われる。
【００６１】
本メインルーチンが実行されると、ステップＳ１に於いて、ボディユニット１内のＢ−μＣｏｍ４５から撮影レンズ１１の駆動コマンドが受信されるまで待機する。そして、ステップＳ１にて駆動コマンドが受信されたならば、ステップＳ２へ移行して、撮影レンズ１１の移動量に応じた超音波モータ１２の駆動量が受信される。
【００６２】
次いで、ステップＳ３にて、サブルーチン「温度測定」が実行されて、超音波モータ１２の温度がコンデンサ容量測定回路２７によって測定される。
【００６３】
図９は、図８のフローチャートのステップＳ３に於けるサブルーチン「温度測定」の処理動作を説明するフローチャートである。
【００６４】
本サブルーチンに入ると、先ずステップＳ２１にて、超音波モータ１２のコンデンサＣｘの電荷が放電（ディスチャージ）され、続いてＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂが所定時間オンにされる。次いで、ステップＳ２２ではＬ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより時間Ｔｃがカウントされる。
【００６５】
そして、ステップＳ２３に於いて、Ｌ−μＣｏｍ２５内のシュミットインバ―タ２５ａの出力がハイ（Ｈｉ）レベルからロー（Ｌｏ）レベルへ変化（反転）したか否かが判定される。ここで、変化したと判定されたならばステップＳ２４へ移行して上記タイマカウンタが停止される。
【００６６】
ステップＳ２５では、上記カウントされた時間（タイマカウント値）Ｔｃに基いて、不揮発性メモリ２８内の温度テーブル２８ａのアドレスが決定される。次いで、ステップＳ２６にて、上記ステップＳ２５で決定されたアドレスが、Ｌ−μＣｏｍ２５内部の所定のＲＡＭであるＤ＿ＥＥＰＡＤＤに設定される。その後、本サブルーチンから図８のフローチャートのステップＳ４へリターンする。
【００６７】
そして、ステップＳ４では、Ｄ＿ＥＥＰＡＤＤに設定されたアドレスに基いて、図７に示される不揮発性メモリ２８内の温度テーブル２８ａの温度データを読む。そして、この温度データは、ボディユニット１内のＢ−μＣｏｍ４５に返信される。Ｂ−μＣｏｍ４５は、このデータにより、モータの異状を検出することができる。更に、ステップＳ５にて、上記温度テーブル２８ａに基いて周波数テーブル２８ｂ内の周波数データの読み出し領域（周波数設定範囲Ｅ）が設定される。この領域のデータが順番にＰＬＬ回路２６へ設定される。
【００６８】
そして、ステップＳ６にて、超音波モータ１２の振動子１３の駆動が開始される。次いで、ステップＳ７では、上記ステップＳ５で設定された領域でＰＬＬ回路２６の周波数が変化される。そして、電圧と電流の位相変化を位相検出回路３３で検出し、最適な駆動周波数を見い出すと、ＰＬＬ回路２６の出力する周波数をロックする。この周波数がモータの駆動周波数である。
【００６９】
ここで、ステップＳ８に於いて、Ｂ−μＣｏｍ４５からの指示に従った駆動量分撮影レンズ１１が移動されたか否かが判定される。ここで、上記指示された駆動量分だけ移動が完了していれば、ステップＳ９へ移行して超音波モータ１２の振動子１３の駆動が停止される。そして、ステップＳ１０にて、Ｌ−μＣｏｍ２５からＢ−μＣｏｍ４５へ、撮影レンズ１１の駆動が終了したことが通知される。
【００７０】
このように、第１の実施形態によれば、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を容易に測定することができる。
【００７１】
以上述べたように、Ｌ−μＣｏｍは、コンデンサの充放電動作実行手段及び充放電時間を予測するための計測手段としての働きも行う。
【００７２】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、Ｌ−μＣｏｍ２５内の出力バッファがＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタで構成された例で説明したが、これに限られるものではない。本第２の実施形態では、上記出力バッファをＰチャンネルＭＯＳ（Ｐｃｈ−ＭＯＳ）トランジスタで構成してソースドライブのみが可能な構成となっている。
【００７３】
図１０は、第２の実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【００７４】
尚、以下に述べる第２の実施形態に於いて、カメラシステム及び超音波モータ１２の構成及び動作は、基本的に図１乃至図９に示された第１の実施形態と同様であるので、異なる構成及び動作についてのみ説明し、その他の同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【００７５】
図１０に示されるコンデンサ容量測定回路に於いて、Ｌ−μＣｏｍ２５内のＩ／Ｏポート部は、入力バッファとしてシュミットインバ―タ２５ａ、出力バッファとしてＰチャンネルＭＯＳ（Ｐｃｈ−ＭＯＳ）トランジスタ２５ｃで構成されている。そして、超音波モータ１２の電極により構成されるコンデンサＣｘと並列に電流制限用の抵抗Ｒ１が接続されている。このＲ１の抵抗値とＣｘの容量で、Ｃｘを放電する際の時定数（τ）が決定される。そして、この並列回路とＬ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部の間に、ラッシュカレント防止用の抵抗Ｒ２が接続されている。
【００７６】
ここで、図１１のタイミングチャート及び図１２のフローチャートを参照して、第２の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明する。
【００７７】
尚、図１２は、図８のフローチャートのステップＳ３に於けるサブルーチン「温度測定」の処理動作の第２の例を説明するフローチャートである。
【００７８】
先ず、ステップＳ３１にてＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｃがオンされ、抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣｘに電荷が充電（チャージ）される（ｓ３）。次いで、ステップＳ３２にて、所定時間経過後にＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｃがオフにされると同時に、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより、シュミットインバ―タ２５ａが反転するまでの時間Ｔｃのカウントが開始される。このとき、コンデンサＣｘに蓄積されていた電荷は、抵抗Ｒ１を介してグランドに放出され始める（ｓ４）。Ｉ／Ｏポートの電圧Ｖは、次式で計算することができる。
【００７９】
尚、Ｖｏは電圧安定化回路２７ａの出力電圧である。また、ｔは時間、τは時定数である。  
Ｖ＝Ｖｏ・ｅｘｐ（−ｔ／τ）  
τ＝Ｃｘ・Ｒ１
そして、ステップＳ３３に於いて、上記シュミットインバ―タ２５ａの出力がローレベルからハイレベルへ変化（反転）したと判定されたならば、ステップＳ３４にてＬ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタによるカウントが停止される。続くステップＳ３５にて、このときのタイマカウント値Ｔｃから、不揮発性メモリ２８内の温度テーブル２８ａのアドレスが決定される。
【００８０】
次いで、ステップＳ３６にて、上記ステップＳ３５で決定されたアドレスが、Ｌ−μＣｏｍ２５内部の所定のＲＡＭであるＤ＿ＥＥＰＡＤＤに設定される。その後、本サブルーチンを抜けて図８のフローチャートのステップＳ４へ移行する。
【００８１】
このように構成しても、上述した第１の実施形態と同様に、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を容易に測定することができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００８３】
上述した第１、第２の実施形態では、Ｌ−μＣｏｍ２５内の出力バッファがＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ、或いはＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタで構成された例で説明したが、第３の実施形態では、図１３に示されるように、上記Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタとＰチャンネルＭＯＳを組み合わせたＣＭＯＳトランジスタで構成して、ソース駆動及びシンク駆動が可能な構成としている。
【００８４】
図１３は、第３の実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【００８５】
尚、以下に述べる第３の実施形態に於いて、カメラシステム及び超音波モータ１２の構成及び動作は、基本的に図１乃至図１２に示された第１及び第２の実施形態と同様であるので、異なる構成及び動作についてのみ説明し、その他の同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【００８６】
図１３に示されるコンデンサ容量測定回路に於いて、Ｌ−μＣｏｍ２５内のＩ／Ｏポート部は、入力バッファとしてシュミットインバ―タ２５ａ、出力バッファとしてＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂ及びＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｃが組み合わされたＣＭＯＳトランジスタ２５ｄで構成されている。そして、超音波モータ１２の電極により構成されるコンデンサＣｘとＬ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部の間に、抵抗Ｒ１が接続されている。
【００８７】
ここで、図１４のタイミングチャート及び図１５のフローチャートを参照して、第３の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明する。
【００８８】
尚、図１５は、図８のフローチャートのステップＳ３に於けるサブルーチン「温度測定」の処理動作の第３の例を説明するフローチャートである。
【００８９】
先ず、ステップＳ４１にてＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｃがオン（ソース駆動）されて、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣｘに電荷が充電される（ｓ５）。次いで、ステップＳ４２にてＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｄがオン（シンク駆動）され、コンデンサＣｘに蓄積されていた電荷が抵抗Ｒ１を介してグランドに放出され始める（ｓ６）。また、ステップＳ４３にて、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｃがオンにされると同時に、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより、シュミットインバ―タ２５ａが反転するまでの時間Ｔｃのカウントが開始される。
【００９０】
そして、ステップＳ４４に於いて、上記シュミットインバ―タ２５ａの出力がローレベルからハイレベルへ変化（反転）したと判定されたならば、ステップＳ４５にてＬ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタによるカウントが停止される。続くステップＳ４６にて、このときのタイマカウント値Ｔｃから、不揮発性メモリ２８内の温度テーブル２８ａのアドレスが決定される。
【００９１】
更に、ステップＳ４７にて、上記ステップＳ４６で決定されたアドレスが、Ｌ−μＣｏｍ２５内部の所定のＲＡＭであるＤ＿ＥＥＰＡＤＤに設定される。その後、本サブルーチンを抜けて図８のフローチャートのステップＳ４へ移行する。
【００９２】
このように構成しても、上述した第１及び第２の実施形態と同様に、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を容易に測定することができる。コンデンサＣｘを放電するときのＩ／Ｏポートの電圧Ｖは、次式で計算することができる。
【００９３】
尚、Ｖｏは電圧安定化回路２７ａの出力電圧である。また、ｔは時間、τは抵抗Ｒ１とコンデンサＣｘにより決定される時定数である。  
Ｖ＝Ｖｏ・ｅｘｐ（−ｔ／τ）  
τ＝Ｃｘ・Ｒ１
尚、フローチャートは示さないが充電時間で温度測定を実行することも可能である。
【００９４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００９５】
上述した第３の実施形態では、Ｌ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部の出力バッファがＣＭＯＳトランジスタで構成された例を説明したが、本第４の実施形態では、Ｌ−μＣｏｍ２５がＩ／Ｏポートを有していない場合の例について説明する。
【００９６】
図１６は、第４の実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【００９７】
尚、以下に述べる第４の実施形態に於いて、カメラシステム及び超音波モータ１２の構成及び動作は、基本的に図１乃至図１５に示された第１乃至第３の実施形態と同様であるので、異なる構成及び動作についてのみ説明し、その他の同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【００９８】
図１６に示されるコンデンサ容量測定回路に於いて、Ｌ−μＣｏｍ２５内の入力ポート部（Ｐｏｒｔ２）に入力バッファとしてシュミットインバ―タ２５ａが、出力ポート部（Ｐｏｒｔ１）に出力バッファとしてＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂ及びＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｃが組み合わされたＣＭＯＳトランジスタ２５ｄが構成されている。そして、超音波モータ１２の電極により構成されるコンデンサＣｘとＬ−μＣｏｍ２５の上記ポート部の間に、抵抗Ｒ１が接続されている。
【００９９】
この第４の実施形態による温度測定動作については、上述した第３の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【０１００】
このように、Ｉ／Ｏポートが存在しないマイクロコンピュータが使用された場合、若しくはＩ／Ｏポート全てを使用してしまい出力ポートと入力ポートのみが余っている場合は、第４の実施形態のように２つのポートを接続すれば目的を達成することができる。
【０１０１】
したがって、第４の実施形態によっても、上述した第１乃至第３の実施形態と同様に、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を容易に測定することができる。
【０１０２】
（第５の実施形態）
上述した第１乃至第４の実施形態では、抵抗を用いてコンデンサとの間に充電或いは放電の時定数回路を形成している。時定数回路の電圧曲線はＥＸＰ関数で決定される曲線となり、コンデンサ容量を正確に求めることは困難である。したがって、より正確にコンデンサ容量を求めるためには、定電流でコンデンサの充電若しくは放電が可能な素子を用いるとよい。したがって、本第５の実施形態では、抵抗に替えて定電流ダイオード（ＣＲＤ）が用いられている。
【０１０３】
尚、以下に述べる第５の実施形態に於いて、カメラシステム及び超音波モータ１２の構成及び動作は、基本的に図１乃至図１６に示された第１乃至第４の実施形態と同様であるので、異なる構成及び動作についてのみ説明し、その他の同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【０１０４】
図１７は、第５の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【０１０５】
図１７に於いて、電圧安定化回路２７ａの出力側に、定電流ダイオード（ＣＲＤ）５１と超音波モータ１２の電極により構成されるコンデンサＣｘの直列回路が接続されている。そして、この直列回路の中点とＬ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部の間に抵抗Ｒ２が接続されている。Ｌ−μＣｏｍ２５のＩ／Ｏポート部は、入力バッファとしてシュミットインバ―タ２５ａ、出力バッファとしてＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂで構成されている。
【０１０６】
ここで、図１８のタイミングチャートを参照して、上述したコンデンサ容量測定回路２７の動作を説明する。
【０１０７】
先ず、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂが所定時間オンされてコンデンサＣｘに蓄積されている電荷が、抵抗Ｒ２、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂを介して、グランドに放出される（ｓ７）。次いで、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂがオフにされると同時に、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより、シュミットインバ―タ２５ａが反転するまでの時間Ｔｃのカウントが開始される。このとき、定電流ダイオード５１を介してコンデンサＣｘに電荷が蓄積される（ｓ８）。
【０１０８】
ここで、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ２５ｂがオフされた瞬間からシュミットインバ―タ２５ａが反転するまでの時間Ｔｃが、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより測定される。この時間Ｔｃは、上述した第１乃至第４の実施形態と同様に、温度によってδＴの幅をもって変動する。コンデンサＣｘを充電する際のＩ／Ｏポートの電圧Ｖは、次式で計算することができる。
【０１０９】
尚、Ｃｘは容量、ｔは時間、ｉp はＣＲＤのピンチオフ電流である。  
Ｖ＝ｉp ・ｔ／Ｃｘ
このように構成しても、温度測定のためにモータと一体に設けられたコンデンサの容量を容易に測定することができる。
【０１１０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。
【０１１１】
上述した第１乃至第５の実施形態は、振動子１３の表面の外部電極パターン１３0 に温度測定用の温度モニタ電極１７ｅ、１７ｆを設けた例で説明したが、これに限られるものではない。本第６の実施形態では、温度測定用の専用の電極を廃止した振動子を用いた例を説明する。この例では、駆動信号を印加する駆動用の電極から容量を測定するようにしている。
【０１１２】
尚、以下に述べる第６の実施形態に於いて、カメラシステムの構成及び動作は、基本的に図１乃至図１８に示された第１乃至第５の実施形態と同様であるので、異なる構成及び動作についてのみ説明し、その他の同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【０１１３】
図１９は、第６の実施形態による超音波モータの振動子の電極構造を示した図である。
【０１１４】
図１９（ａ）に於いて、振動子１３は圧電体のシートが積層された構造となっており、シートの電極はスルーホールで接続され、表面の外部電極パターン１３0 ′の電極に接続されている。表面の外部電極パターン１３0 ′上には、それぞれＡ相電極（＋）１７ａ′、Ａ相電極（−）１７ｂ′、Ｂ相電極（＋）１７ｃ′、Ｂ相電極（−）１７ｄ′、Ｂ相電極（＋）１７ｅ′、Ｂ相電極（−）１７ｆ′、Ａ相電極（＋）１７ｇ′、Ａ相電極（−）１７ｈ′が設けられている。
【０１１５】
そして、Ａ相電極（＋）１７ａ′とＡ相電極（＋）１７ｇ′、Ａ相電極（−）１７ｂ′とＡ相電極（−）１７ｈ′、Ｂ相電極（＋）１７ｃ′とＢ相電極（＋）１７ｅ′、Ｂ相電極（−）１７ｄ′とＢ相電極（−）１７ｆ′とは、それぞれパターンにより接続されている（図１９（ａ）及び（ｂ）参照）。本第６の実施形態では、このようにして構成された振動子をコンデンサとみなしている。このコンデンサを回路図上ではＣｘと示す。
【０１１６】
図２０は、第６の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【０１１７】
振動子１３のＡ相電極（＋）１７ａ′、１７ｇ′にはＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ１及びＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ２が、そしてＡ相電極（−）１７ｂ′、１７ｈ′にはＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ３及びＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ４が、それぞれ接続されている。これらのＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑ４はブリッジ回路３０を構成しているもので、プリドライバ回路２９より駆動される。
【０１１８】
また、ブリッジ回路３０は、充電用抵抗Ｒ１及び分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して、オープンコレクタタイプのコンパレータ５６の入力端子に接続されている。このコンパレータ５６の出力は、抵抗Ｒ４を介してＬ−μＣｏｍ２５のポートＰｏｒｔ１に供給される。Ｌ−μＣｏｍ２５のポートＰｏｒｔ２及びＰｏｒｔ３は、レベルシフタ５７を介して、それぞれＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ３及びＱ２と、プリドライバ回路２９に接続されている。
【０１１９】
尚、ブリッジ回路３０に供給されるモータ駆動電圧Ｖｍは、昇圧電源回路５５により昇圧されており、Ｌ−μＣｏｍ２５側の電圧Ｖｏより高く設定されている。
【０１２０】
ここで、図２１のタイミングチャート及び図２２のフローチャートを参照して、本実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の温度測定動作を説明する。
【０１２１】
尚、図２２は、図８のフローチャートのステップＳ３に於けるサブルーチン「温度測定」の処理動作の第４の例を説明するフローチャートである。
【０１２２】
先ず、超音波モータを駆動する前に測定されるが、ステップＳ５１にて、Ｌ−μＣｏｍ２５の２つのポートＰｏｒｔ２及びＰｏｒｔ３の出力によって、レベルシフタ５７を介してＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ３及びＱ２がオンにされる。これにより、コンデンサＣｘに蓄積されていた電荷がグランドに放出される（ｓ９）。
【０１２３】
次いで、ステップＳ５２にて、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ３のみオフにされて、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣｘに電荷が蓄積され始める（ｓ１０）。また、ステップＳ５３にて、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ３がオフにされると同時に、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより、コンパレータ５６の出力が反転するまでの時間Ｔｃのカウントが開始される。
【０１２４】
そして、ステップＳ５４に於いて、上記コンパレータ５６の出力がハイレベルからローレベルへ変化（反転）したと判定されたならば、ステップＳ５５にてＬ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタによるカウントが停止される。
【０１２５】
次に、ステップＳ５６にて、このときのタイマカウント値Ｔｃから、不揮発性メモリ２８内の温度テーブル２８ａのアドレスが決定される。更に、ステップＳ５７にて、上記ステップＳ５６で決定されたアドレスが、Ｌ−μＣｏｍ２５内部の所定のＲＡＭであるＤ＿ＥＥＰＡＤＤに設定される。
【０１２６】
その後、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ２がオフにされると、本サブルーチンを抜けて図８のフローチャートのステップＳ４へ移行する。コンデンサＣｘを充電するときのコンパレータの＋端子の電圧は、次式で計算することができる。
【０１２７】
尚、Ｖｍは昇圧電源回路の出力電圧であり、ｔは時間、τはＲ１の抵抗値とＣｘの容量値で決定される時定数である。  
Ｖ＝Ｖｍ・（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ））  
τ＝Ｃｘ・Ｒ１
このように、第６の実施形態によれば、振動子をコンデンサとみなしてその容量を測定するので、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態を説明する。
【０１２９】
上述した第６の実施形態は、温度測定用の専用の電極を廃止した振動子を用いて、先にコンデンサＣｘの放電を行ってから測定するようにしていたが、これに限られるものではない。この第７の実施形態例は、先にコンデンサＣｘの充電を行ってから測定するようにしたものである。
【０１３０】
尚、以下に述べる第７の実施形態に於いて、カメラシステムの構成及び動作は、基本的に図１乃至図２２に示された第１乃至第６の実施形態と同様であるので、異なる構成及び動作についてのみ説明し、その他の同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【０１３１】
図２３は、第７の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【０１３２】
図２０の回路図と異なるのは、Ｌ−μＣｏｍ２５のポートＰｏｒｔ２からの出力がＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ３ではなくＰｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ４を制御している点と、コンパレータ５６のプラス側入力端子に接続されていた充電用抵抗Ｒ１が放電用となって接地されている点である。その他の構成は、図２０に示される第６の実施形態による測定回路と同じである。
【０１３３】
次に、図２４のタイミングチャートを参照して、本実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の温度測定動作を説明する。
【０１３４】
先ず、超音波モータを駆動する前に測定されるが、Ｌ−μＣｏｍ２５の２つのポートＰｏｒｔ２及びＰｏｒｔ３の出力によって、Ｐｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ４及びＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ２がオンにされる。これにより、コンデンサＣｘに電荷が蓄積される（ｓ１１）。
【０１３５】
そして、Ｐｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ４のみオフにされる。すると、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣｘから電荷が放出される（ｓ１２）。また、Ｐｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ４のオフと同時に、Ｌ−μＣｏｍ２５内の図示されないタイマカウンタにより、コンパレータ５６の出力が反転するまでの時間Ｔｃのカウントが開始される。
【０１３６】
このときのタイマカウント値Ｔｃから、不揮発性メモリ２８内の温度テーブル２８ａのアドレスが決定され、この決定されたアドレスがＬ−μＣｏｍ２５内部の所定のＲＡＭに設定される。その後、Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタＱ２がオフにされて、温度測定が終了する。
【０１３７】
このように構成しても、上述した第６の実施形態と同様に、振動子をコンデンサとみなしてその容量を容易に測定することができる。コンデンサＣｘを放電するときのコンパレータの＋端子の電圧は、次式で計算することができる。
【０１３８】
尚、Ｖｍは昇圧電源回路の出力電圧であり、ｔは時間、τはＲ１の抵抗値とＣｘの容量値で決定される時定数である。  
Ｖ＝Ｖｍ・ｅｘｐ（−ｔ／τ）  
τ＝Ｃｘ・Ｒ１
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すもので、レンズユニットに本発明のモータ制御回路が適用された電子スチルカメラシステムのブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態による超音波モータの振動子の電極構造を示した図である。
【図３】振動子の移動について説明する図である。
【図４】（ａ）は超音波モータ１２の速度と駆動周波数との関係を表した特性図、（ｂ）は電圧と電流の位相差と駆動周波数との関係を表した特性図である。
【図５】第１の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図６】第１の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の温度測定動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２８内のマップの例を示した図である。
【図８】第１の実施形態に於けるカメラシステムの動作について説明するフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートのステップＳ３に於けるサブルーチン「温度測定」の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図１１】第２の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するタイミングチャートである。
【図１２】第２の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図１４】第３の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するタイミングチャートである。
【図１５】第３の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の実施形態に於けるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図１８】第５の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するタイミングチャートである。
【図１９】本発明の第６の実施形態による超音波モータの振動子の電極構造を示した図である。
【図２０】第６の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図２１】第６の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するタイミングチャートである。
【図２２】第６の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するフローチャートである。
【図２３】本発明の第７の実施形態によるコンデンサ容量測定回路２７の構成を示した回路図である。
【図２４】第６の実施形態によるコンデンサ容量測定回路の温度測定動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１４０】
１…ボディユニット、２…レンズユニット、１１…撮影レンズ、１２…超音波モータ、１３…振動子、１３ａ〜１３ｄ…駆動子、１３0 …表面の外部電極パターン、１３1 ，１３2 ，…，１３N …内部電極パターン、１６…孔、１７ａ…Ａ相電極（＋）、１７ｂ…Ａ相電極（−）、１７ｃ…Ｂ相電極（＋）、１７ｄ…Ｂ相電極、１７ｅ…温度モニタ電極（＋）、１７ｆ…温度モニタ電極（−）、１７ｇ、１７ｈ…ダミー電極、２３…位置検出センサ、２５…レンズ制御マイクロコンピュータ（Ｌ−μＣｏｍ）、２６…ＰＬＬ回路（クロックジェネレータ）、２７…コンデンサ容量測定回路、２８…不揮発性メモリ、２９…プリドライバ回路、３０…ブリッジ回路（Ａ相）、３１…ブリッジ回路（Ｂ相）、３２…電流検出センサ、３３…位相検出回路（Ｉ−Ｖ位相差）、３５…コネクタ、３７…撮像素子、３８…撮像素子インターフェイス回路、４０…画像処理コントローラ、４１…測距回路、４２…液晶モニタ、４５…ボディ制御マイクロコンピュータ（Ｂ−μＣｏｍ）、４６…ＳＤＲＡＭ、４７…ＦｌａｓｈＲＯＭ、４８…記録メディア、４９…カメラ操作スイッチ。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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