(57)【要約】【課題】複数のアクチュエータを同時に駆動する際に、所望のアクチュエータに供給可能な電流量を制御すること。【解決手段】モータ１及び２を同時に駆動するモータ駆動装置は必要な電流量に応じてコモン端子Ｓの出力のデューティ比を変更する。デューティ比設定部１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｓは、電流量制御部１０５からの制御信号によりハーフブリッジ回路１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｓの各出力のデューティ比を設定する。コモン端子Ｓから端子ＡまたはＢへの方向に電流を流す制御にて、端子ＡまたはＢに接続されたハーフブリッジ回路の出力のデューティ比が小さいほどモータに供給可能な電流量が増加する。端子ＡまたはＢからコモン端子Ｓへの方向に電流を流す制御では、ハーフブリッジ回路１０３Ｓの出力のデューティ比を小さくし、ハーフブリッジ回路１０３Ａまたは１０３Ｂの出力のデューティ比を大きくすることでモータに供給可能な電流量が増加する。【選択図】図１
2015015823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置であって、
第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第１デューティ比を設定する第１デューティ比設定部と、
前記第２ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第２デューティ比を設定する第２デューティ比設定部と、
前記第３ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第３デューティ比を設定する第３デューティ比設定部と、
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータに供給する電流量を決定して制御信号を前記第１ないし第３デューティ比設定部に出力する電流量制御部を備え、
前記電流量制御部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータに供給する電流量に従って前記第３デューティ比を変更する制御信号を前記第３デューティ比設定部に出力することを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第３デューティ比設定部は、前記電流量制御部からの前記制御信号により前記第３デューティ比を増加させて、前記第３出力端子から前記第１出力端子または第２出力端子の方向に流れる電流を制御することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第３デューティ比設定部は、前記電流量制御部からの前記制御信号により前記第３デューティ比を減少させて、前記第１出力端子または第２出力端子から前記第３出力端子の方向に流れる電流を制御することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第１デューティ比設定部または第２デューティ比設定部は、前記電流量制御部からの前記制御信号により前記第１デューティ比または第２デューティ比を減少させることにより、前記第３出力端子から前記第１出力端子または第２出力端子の方向に流れる電流を増加させることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項５】
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第１デューティ比設定部または第２デューティ比設定部は、前記電流量制御部からの前記制御信号により前記第１デューティ比または第２デューティ比を増加させることにより、前記第１出力端子または第２出力端子から前記第３出力端子の方向に流れる電流を増加させることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動装置と、
前記アクチュエータ駆動装置により駆動される前記第１アクチュエータによりシャッタの開閉動作を制御するシャッタ制御部と、
前記アクチュエータ駆動装置により駆動される前記第２アクチュエータにより撮像光学系の焦点調節を制御するフォーカス制御部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ駆動装置は、前記シャッタの閉動作時に前記第３デューティ比を変更して前記第１アクチュエータへ供給する電流量を増加させることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動装置と、
前記アクチュエータ駆動装置により駆動される前記第１アクチュエータにより撮像光学系の焦点距離を変更するズーム制御部と、
前記アクチュエータ駆動装置により駆動される前記第２アクチュエータにより前記撮像光学系の焦点調節を制御するフォーカス制御部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記アクチュエータ駆動装置は、ズーム駆動の開始時に前記第３デューティ比を変更して前記第１アクチュエータへ供給する電流量を増加させることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第１デューティ比を設定する第１デューティ比設定部と、
前記第２ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第２デューティ比を設定する第２デューティ比設定部と、
前記第３ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第３デューティ比を設定する第３デューティ比設定部と、
前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの電流量を決定して制御信号を前記第１ないし第３デューティ比設定部に出力する電流量制御部を備え、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置にて実行される制御方法であって、
前記電流量制御部により、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの電流量を決定するステップと、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータに供給する電流量に従って前記第３デューティ比を変更する制御信号を前記第３デューティ比設定部に出力するステップを有することを特徴とするアクチュエータ駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアクチュエータを同時に通電可能なアクチュエータ駆動装置において、アクチュエータへの電流供給量を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コスト削減を目的とする、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御によるバイポーラ駆動のモータ駆動装置では、複数のハーフブリッジ回路（以下、ＨＢ回路とも記す）を備える。その１つのＨＢ回路をモータに電流を供給するための電源として複数のモータ端子の片方を接続して使用し、残りのＨＢ回路をもう一方のモータ端子に接続する。
特許文献１に開示の装置では、電源として使用するＨＢ回路の出力端子、即ちコモン端子の出力のデューティ比が５０％に固定されている。モータのコイル側のＨＢ回路の出力について任意のデューティ比を設定することにより、電位差を発生させて電流を流すオン期間、及び等電位のため電流の流れないショート期間を生成して電流方向及び通電量が決定される。
【０００３】
図６（Ａ）は、従来のバイポーラ駆動による２相ステッピングモータの駆動装置の構成を示すブロック図である。２相ステッピングモータ６００は、Ａ相コイルＬａ６０１、Ｂ相コイルＬｂ６０２、磁化されたロータ６０３を有する。ＨＢ回路６０４Ａ、６０４Ｓ及び６０４Ｂの各出力端子はそれぞれ、端子Ａ、Ｓ、Ｂに接続されている。端子Ｓは、Ａ相コイルＬａ６０１とＢ相コイルＬｂ６０２とを接続したコモン端子である。ＨＢ回路６０４Ａは、入力端子ｉｎ１及びｉｎ２への入力信号によって電流を吸い込む状態、電流を供給する状態、電流が流れないオープン状態を選択できる。制御回路６０５は、ＨＢ回路６０４Ａ、６０４Ｓ及び６０４Ｂを制御する。制御回路６０５は端子ＶｐａとＶｎａからの信号により、ＨＢ回路６０４Ａの状態を選択し、ステッピングモータ６００の駆動を制御する。同様に、ＨＢ回路６０４Ｂは制御回路６０５の端子ＶｐｂとＶｎｂからの信号により制御され、ＨＢ回路６０４Ｓは制御回路６０５の端子ＶｐｓとＶｎｓからの信号により制御される。図６（Ｂ）はＨＢ回路６０４Ａ、６０４Ｂ及び６０４Ｓの構成を示す回路図である。各回路はＰｃｈ（チャンネル）ＦＥＴ素子６１１と、ＮｃｈＦＥＴ素子６１２を備え、Ｐｃｈドライバ６１３によりＰｃｈＦＥＴ素子６１１を駆動し、Ｎｃｈドライバ６１４によりＮｃｈＦＥＴ素子６１２を駆動する。
【０００４】
図７を参照して、モータの通電法について説明する。ＨＢ回路６０４Ｓはデューティ比が５０％の出力信号に設定される。一方、コイル側のＨＢ回路６０４Ａ及び６０４ＢはＨＢ回路６０４Ｓとの同期をとり、各出力を制御する。通電量ｉｓは、ＨＢ回路６０４Ａの端子Ａ、ＨＢ回路６０４Ｂの端子Ｂのデューティ比をそれぞれＤａ％、Ｄｂ％とする場合、端子Ａについては、「通電量ｉｓａ＝（５０−Ｄａ）×Ｉｍ／１００」である。また、端子Ｂについては、「通電量ｉｓｂ＝（５０−Ｄｂ）×Ｉｍ／１００」である。ただし、電流はコモン端子Ｓから端子Ａまたは端子Ｂに流れる方向を正とする。また２端子間が１周期中にＨ（High）、Ｌ（Low）に固定された場合に流れる最大の電流量をＩｍとする。
【０００５】
コモン端子Ｓと端子Ａを例に挙げて、電流の振る舞いについて説明する。
まず、コモン端子Ｓではデューティ比が５０％であり、オン期間とオフ期間との比が１：１の矩形波電圧がかかる。これがＨレベルのとき、即ちモータ駆動電圧を出力するときに、コモン端子Ｓは電流を供給する電源として働く。この期間中に端子ＡがＬレベル、即ち接地電位となるときに、電流はコモン端子ＳからＡ相コイルＬａ６０１を通り端子Ａへと流れていく。端子ＡがＨレベルのときには、端子間がショート状態となり電流は流れない。次に、コモン端子ＳがＬレベルである期間中、端子ＡがＨレベルであれば、電流は端子ＡからコイルＬａ６０１を通りコモン端子Ｓに流れる。端子ＡがＬレベルのときには、端子間がショート状態となり、電流は流れない。
このように、通電期間とショート期間を組み合わせることにより、所望の通電方向及び通電量が得られる。この通電制御は、ステッピングモータの駆動に限らず、各種のアクチュエータを有する場合でも適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の駆動制御では、コモン端子Ｓのデューティ比が５０％に固定されている。このため、モータに供給可能な最大電流量は、フルブリッジ回路で同モータ駆動電圧を使用した場合の５０％になってしまうという課題がある（図７に示す、Ａ：Ｄｕｔｙ０％を参照）。
本発明は、複数のアクチュエータを同時に駆動する際に、所望のアクチュエータに供給可能な電流量を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、複数のアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置であって、第１アクチュエータが接続される第１出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、第２アクチュエータが接続される第２出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータが接続される第３出力端子を有する第３ハーフブリッジ回路と、前記第１ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第１デューティ比を設定する第１デューティ比設定部と、前記第２ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第２デューティ比を設定する第２デューティ比設定部と、前記第３ハーフブリッジ回路が出力する駆動電圧に係る第３デューティ比を設定する第３デューティ比設定部と、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータに供給する電流量を決定して制御信号を前記第１ないし第３デューティ比設定部に出力する電流量制御部を備える。前記電流量制御部は、前記第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを同時に駆動する場合、前記第１アクチュエータまたは第２アクチュエータに供給する電流量に従って前記第３デューティ比を変更する制御信号を前記第３デューティ比設定部に出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のアクチュエータを同時に駆動する際に、所望のアクチュエータに供給可能な電流量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアクチュエータ駆動装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のアクチュエータ駆動装置における各端子電圧を例示する波形図である。
【図３】本発明の実施形態に係る撮像装置のシステム構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る駆動制御を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る駆動制御を説明するフローチャートである。
【図６】従来のモータ駆動装置およびハーフブリッジ回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のモータ駆動装置における各端子電圧を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施形態を説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態ではアクチュエータとして複数のモータを駆動するアクチュエータ駆動装置を例にして説明するが、本発明はモータに限らず、各種のアクチュエータの駆動に適用可能である。
【００１２】
図１は第１実施形態に係るモータ駆動装置の構成例を示すブロック図である。モータ駆動装置は、２つのモータを同時に駆動可能である。第１アクチュエータであるモータ１（第１モータ）はコイル１０１を有し、第２アクチュエータであるモータ２（第２モータ）はコイル１０２を有する。ハーフブリッジ回路１０３Ａ、１０３Ｓ、及び１０３Ｂは、図６（Ｂ）に示す構成を有し、端子Ａ、端子Ｓ、端子Ｂにそれぞれ接続されている。端子Ｓは、コイル１０１及びコイル１０２を接続したコモン端子Ｓである。以下、第１モータが接続される第１出力端子Ａを有する第１ハーフブリッジ回路を第１ＨＢ回路と記す。また、第２モータが接続される第２出力端子Ｂを有する第２ハーフブリッジ回路を第２ＨＢ回路と記す。第１モータおよび第２モータが接続される第３出力端子Ｓを有する第３ハーフブリッジ回路を第３ＨＢ回路と記す。
【００１３】
第１ＨＢ回路１０３Ａは、入力端子ｉｎ１及びｉｎ２への入力信号によって、電流を吸い込む状態、電流を供給する状態、電流が流れないオープン状態を選択できる。第１ＨＢ回路１０３Ａ、第２ＨＢ回路１０３Ｂ、第３ＨＢ回路１０３Ｓを制御する制御部１０４は、電流量制御部１０５、第１デューティ比設定部１０６Ａ、第２デューティ比設定部１０６Ｂ、第３デューティ比設定部１０６Ｓを備える。第１デューティ比設定部１０６Ａは第１ＨＢ回路１０３Ａに接続され、第１ＨＢ回路１０３Ａの出力電圧の第１デューティ比を設定する。第２デューティ比設定部１０６Ｂは第２ＨＢ回路１０３Ｂに接続され、第２ＨＢ回路１０３Ｂの出力電圧の第２デューティ比を設定する。第３デューティ比設定部１０６Ｓは第３ＨＢ回路１０３Ｓに接続され、第３ＨＢ回路１０３Ｓの出力電圧の第３デューティ比を設定する。
【００１４】
制御部１０４にて電流量制御部１０５は、モータ１およびモータ２に供給する電流量を決定して制御信号を第１ないし第３デューティ比設定部に出力する。すなわち、電流量制御部１０５が決定する電流量により、各デューティ比設定部の端子Ｖｐｘ及びＶｎｘの信号が決定される（ｘはａ、ｂ、ｓのいずれかとする。）。例えば、端子ＶｐａとＶｎａによる信号を制御することで第１ＨＢ回路１０３Ａの駆動状態が選択され、コイル１０１に駆動電圧が印加される。同様に、端子ＶｐｂとＶｎｂによる信号に従って第２ＨＢ回路１０３Ｂの駆動状態が選択され、コイル１０２に駆動電圧が印加される。端子ＶｐｓとＶｎｓによる信号に従って第３ＨＢ回路１０３Ｓの駆動状態が選択され、コイル１０１及び１０２に電圧が印加される。こうして、モータ１及びモータ２の制御が実行される。
【００１５】
本実施形態における各端子電圧を図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）は、コモン端子Ｓの電圧と、端子Ａの電圧（Ａｃｔ＿Ａ参照）と、端子Ｂの電圧（Ａｃｔ＿Ｂ参照）の各波形を例示する。図２中の斜線部は通電量に相当し、下向きの矢印はコモン端子Ｓから端子ＡまたはＢへ向かって流れる電流の方向に対応する。
コモン端子Ｓの出力に係るデューティ比をＤｕｔｙ（Ｓ）とし、モータ１側の端子Ａの出力に係るデューティ比をＤｕｔｙ（Ａ）とし、モータ２側の端子Ｂの出力に係るデューティ比をＤｕｔｙ（Ｂ）と記す。コモン端子Ｓの出力状態が１周期中で常にＨレベルであって、かつ端子ＡまたはＢの出力状態が同期間中で常にＬレベルである場合に流れる電流量をＩｍと記す。
コイル１０１に流れる電流量ｉＬ１０１は、コモン端子Ｓから端子Ａの向きへ流れる第１の方向を正とすると、下式で表される。
【００１６】
［数式１］
ｉＬ１０１＝（Ｄｕｔｙ（Ｓ）−Ｄｕｔｙ（Ａ））×Ｉｍ／１００
同様にして、コイル１０２に流れる電流量ｉＬ１０２は、コモン端子Ｓから端子Ｂの向きへ流れる第２の方向を正すると、下式で表される。
［数式２］
ｉＬ１０２＝（Ｄｕｔｙ（Ｓ）−Ｄｕｔｙ（Ｂ））×Ｉｍ／１００
以下では、コモン端子Ｓの出力において、電圧レベルがＨの領域を利用して通電を行う駆動を「第１の駆動」と呼ぶことにする。
【００１７】
［数式１］および［数式２］からわかるように、第１の駆動では、Ｄｕｔｙ（Ｓ）とＤｕｔｙ（Ａ）との差分、Ｄｕｔｙ（Ｓ）とＤｕｔｙ（Ｂ）との差分を大きくすれば、各コイルの電流量を増加させることができる。つまり、コモン端子Ｓの出力に係るデューティ比を増加させ、コイル１０１、１０２側のＨＢ回路の出力端子Ａ、Ｂの各デューティ比を０％に近づけることで、コイル１０１、１０２に流れる電流量が増加する。ただし、大電流を流すことのできる向きは、コモン端子Ｓから各モータ側のＨＢ回路の出力端子Ａへの第１方向または出力端子Ｂへの第２の方向に限定される。モータ１および２を同時に駆動する場合、第３デューティ比設定部１０６Ｓは、電流量制御部１０５からの制御信号により第３デューティ比を増加させることで、コモン端子Ｓから出力端子ＡまたはＢの方向に流れる電流を制御する。
【００１８】
また、各ＨＢ回路の出力端子ＡまたはＢについては、コモン端子Ｓの出力の周期をＴとし、コモン端子Ｓの出力がＬレベルである期間をＴｌとすると、時刻「Ｔ−２・Ｔｌ」と時刻Ｔとの間で両方向に通電可能である。例えば、端子Ａまたは端子Ｂの出力に係るデューティ比が８０％である場合、通電量の上限は２０％まで下がるが、任意の方向に通電可能である。以下では、コモン端子Ｓの出力において、電圧レベルがＬである領域を利用して通電を行う駆動を「第２の駆動」と呼ぶことにする。
上記した第１の駆動と第２の駆動という、２つの駆動パターンを用いることにより、２つのモータへの同時通電が可能となる。すなわち、第１モータでは、コモン端子Ｓからモータ側の各ＨＢ回路の出力端子ＡまたはＢに向かう通電方向に限定し、大きな電流を流すことができ、第２モータでは、任意の通電方向に小さい電流を流すことができる。
【００１９】
このような駆動制御は、２つのモータの同時通電に限られたことではなく、３以上のモータを接続した構成で実施可能である。ただし、複数個のモータについて自由に通電量を変化させることが可能な訳ではない。つまり、複数個のモータを、以下の２種類にグループ分けする必要がある。
・Ｄｕｔｙ（Ｓ）×Ｉｍ以下の所望の電流量でコモン端子Ｓから各モータの出力端子の向きに電流を流す第１モータ群。
・５０×（１−Ｄｕｔy（Ｓ））×Ｉｍ以下の所望の電流量でコモン端子Ｓと各モータの出力端子間の両方向に電流を流す第２モータ群。
以上の通電制御によれば、コモン端子Ｓから端子Ａ（または端子Ｂ）に流れる電流量を増加させつつ、コモン端子Ｓから端子Ｂ（または端子Ａ）に所定量の電流を流すことができる。
【００２０】
次に、端子Ａ（または端子Ｂ）からコモン端子Ｓに流れる電流量を増加させつつ、コモン端子Ｓから端子Ｂ（または端子Ａ）に所定量の電流を流すための通電制御について説明する。
図２（Ｂ）は、コモン端子Ｓの電圧と、端子Ａの電圧（Ａｃｔ＿Ａ参照）と、端子Ｂの電圧（Ａｃｔ＿Ｂ参照）の各波形を例示する。図２中の斜線部は通電量に相当し、下向きの矢印はコモン端子Ｓから端子Ａへ向かって流れる電流の方向に対応する。上向きの矢印は端子Ｂからコモン端子Ｓへ向かって流れる電流の方向に対応する。
【００２１】
複数のアクチュエータを同時に駆動する場合、第３デューティ比設定部１０６Ｓは、電流量制御部１０５からの制御信号により、第３デューティ比を減少させて、出力端子ＡまたはＢからコモン端子Ｓの方向に流れる電流を制御する。図２（Ｂ）に示す例では、第２デューティ比設定部１０６Ｂは、電流量制御部１０５からの制御信号により第２デューティ比を増加させることにより、端子Ｂからコモン端子Ｓの方向に流れる電流を増加させる。他方、第１デューティ比設定部１０６Ａは、第１デューティ比の設定により、コモン端子Ｓから端子Ａの方向に流れる電流量を決定する。
【００２２】
本実施形態では、第１および第２のアクチュエータを同時に駆動する場合、各アクチュエータに供給する電流量に従って電流量制御部１０５が第３デューティ比を変更する制御信号を、第３デューティ比設定部に出力する。コモン端子の電圧に係るデューティ比を制御することにより、複数のアクチュエータを同時に通電する際、所望のアクチュエータに供給可能な電流量を増加させることができる。具体的には図２（Ａ）に示すように、第３デューティ比を変更して５０％以上１００％未満に設定し、かつ、第１デューティ比または第２デューティ比を減少させることにより、コモン端子Ｓから端子ＡまたはＢの方向に流れる電流を増加させることができる。また、図２（Ｂ）に示すように、第３デューティ比を変更して０％以上５０％未満に設定し、第１デューティ比または第２デューティ比を増加させることにより、端子ＡまたはＢからコモン端子の方向に流れる電流を増加させることができる。
【００２３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は本実施形態に係る撮像装置１のシステム構成例を示す。
撮像装置１の撮像光学系を構成する光学ブロック１０は、倍率レンズ１１ａ、焦点調節レンズ１１ｂ、絞り１２、シャッタ１３等によって構成される。倍率レンズ１１ａはズーム駆動を行う場合に光軸方向に移動する可動レンズ群である。焦点調節レンズ１１ｂは焦点調節時に光軸方向に移動する可動レンズ群（フォーカスレンズ）である。絞り１２およびシャッタ１３は光量制御時に駆動される光学デバイスである。
【００２４】
レンズ駆動部の制御ブロック３０は、光学ブロック１０における各構成部材を駆動させるための制御手段である。ズーム制御部３１は倍率レンズ１１ａの駆動制御を行い撮像光学系の焦点距離を変更する。フォーカス制御部３２は焦点調節レンズ１１ｂの駆動制御を行う。絞り制御部３３は絞り１２の開口径を制御し、シャッタ制御部３４はシャッタ１３の駆動制御を行う。各制御部は可動光学素子を駆動するアクチュエータやハーフブリッジ回路などを備える。
撮像素子２１は、光学ブロック１０により結像される光学像を電気信号に光電変換する。撮像制御部２２は撮像素子２１の駆動タイミング等を制御する。Ａ／Ｄ変換器２３は撮像素子２１のアナログ信号出力をデジタル信号に変換する。デジタル信号は画像入力部２４を介して内部メモリ４３に格納され、メモリ制御回路４１及びシステムコントローラ８により処理される。画像処理部２５は、Ａ／Ｄ変換器２３による変換後のデータまたはメモリ制御回路４１からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。
【００２５】
メモリ制御回路４１は、Ａ／Ｄ変換器２３、画像処理部２５、圧縮伸長回路４２、内部メモリ４３を制御し、記録メディア４４へのデータの記録動作を制御する。画像表示制御部２７は、画像表示部６の表示制御を行う。画像表示部６はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ＬＣＤ（液晶パネル）等の表示デバイスを有する。内部メモリ４３に書き込まれた表示用画像データは、画像表示制御部２７を介して画像表示部６に送られて画像表示される。内部メモリ４３は撮影した静止画像や動画像のデータを格納し、またシステムコントローラ８の作業領域としても使用される。圧縮伸長回路４２は、内部メモリ４３に格納された画像データを読み込んで圧縮処理または伸長処理を実行し、処理済みデータを再び内部メモリ４３に書き込む処理を行う。
【００２６】
システムコントローラ８はＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、撮像装置１全体を制御する。ＣＰＵは所定のプログラムをメモリから読み出して実行することで各部の動作を制御する。レンズ駆動部の制御ブロック３０内のコモン端子出力制御部６０は、システムコントローラ８が出力する信号により制御される。コモン端子出力制御部６０は、第１実施形態で説明したコモン端子Ｓの出力を制御する（つまり、図１の制御部１０４の機能を有する）。
ユーザが操作指示に使用する操作部は、例えば電源スイッチ２、レリーズスイッチ３、ズーム操作スイッチ４、およびメニュー操作スイッチ５を備える。操作部は、システムコントローラ８に対して各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル等で構成される。レリーズスイッチ３は、静止画を記録するためにシャッタを動作させるトリガ信号や、動画記録の開始や停止のためのトリガ信号を出力する。例えば、レリーズスイッチ３は、レリーズボタンの第１ストローク（半押し）操作により撮影準備指示のための信号を出力する第１スイッチ（ＳＷ１）を有する。レリーズスイッチ３は、さらに第２ストローク（全押し）操作により撮影動作開始のための信号を出力する第２スイッチ（ＳＷ２）を有する。また、ユーザがズーム操作スイッチ４を操作すると、操作指示に従って、光学ブロック１０の駆動制御が行われ、撮像光学系の焦点距離が変更される。
電源制御部４６は、電源スイッチ２の操作信号をトリガとして電源４７より撮像装置１に電力を供給する制御を行う。
【００２７】
以下では、図３に示す撮像装置１において、シャッタ１３の閉動作時に前記第１の駆動を行い、同時にフォーカス位置の保持通電を前記第２の駆動で行う場合を説明する。シャッタ制御部３４は、第１実施形態で説明したアクチュエータ駆動装置により駆動される第１アクチュエータによりシャッタの開閉動作を制御する。また、フォーカス制御部３２は、第１実施形態で説明したアクチュエータ駆動装置により駆動される第２アクチュエータにより撮像光学系のフォーカス駆動を行う。本実施形態では、アクチュエータの駆動電圧を増加させることなく、フルブリッジ回路でのシャッタ動作と同様の駆動を実現可能である。
【００２８】
図４は、本実施形態における各部の動作を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ４０１でコモン端子出力制御部６０は、コモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を５０％に設定する。次にＳ４０２でフォーカス位置の保持通電を開始する。焦点調節制御に係るフォーカス位置は焦点調節レンズ１１ｂの光軸上の位置に対応し、保持通電により当該位置が定まる。その後、Ｓ４０３でシステムコントローラ８は、レリーズスイッチ３の半押し操作により、第１スイッチＳＷ１がオン状態になったか否かを判定する。ＳＷ１がオン状態である場合（Ｓ４０３：ＯＮ）、Ｓ４０４へ移行し、ＳＷ１がオフ状態の場合（Ｓ４０３：ＯＦＦ）には、Ｓ４０１に処理を戻す。
【００２９】
Ｓ４０４でシステムコントローラ８は、撮像光学系の焦点検出に基づいて合焦処理を行い、フォーカス制御部３２は焦点調節レンズ１１ｂの駆動制御により焦点調節動作を実行する。焦点検出については位相差検出方式、コントラスト検出方式、または両方式を併用する方式等の検出方法が知られているので、その詳細な説明は省略する。
Ｓ４０４の合焦処理が終了した後でＳ４０５に移行し、コモン端子出力制御部６０はコモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を８０％に設定変更する。その後、Ｓ４０６にてコモン端子出力制御部６０はフォーカス位置の保持通電を開始させ、フォーカス位置を固定する。ここで、保持通電のみに必要な電流は少なくてもよい。本実施形態の場合、デューティ比を６０％から１００％の間で変化させることにより、±２０％の範囲で所望の通電量を得ることができる。
【００３０】
Ｓ４０６でフォーカス位置が定まった状態にて、Ｓ４０７でシステムコントローラ８はレリーズスイッチ３の操作状態を判定する。ＳＷ１がオン状態のままであれば（Ｓ４０７：ＳＷ１）、Ｓ４０６に処理を戻してフォーカス位置の保持通電が継続する。また、レリーズスイッチ３が全押し状態であって第２スイッチＳＷ２がオン状態であれば（Ｓ４０７：ＳＷ２）、Ｓ４０８の処理に移行する。Ｓ４０８でシャッタ制御部３４はシャッタ１３を閉じる。シャッタ駆動時には多くの電流を必要とするが、Ｓ４０５においてコモン端子Ｓのデューティは８０％に変更されている。よって、この時に供給可能な電流量はＩｍの８０％に増大している。コモン端子Ｓから供給可能な電流量は増加しているが、所望の電流量を得るためにシャッタ１３の閉じ方向については、コモン端子Ｓからシャッタ制御部３４のＨＢ回路の出力端子に流れ込む向きの電流量に設定しておく必要がある。また、最大の電流を流すためには、シャッタ制御部３４におけるＨＢ回路のデューティ比を極力小さく、即ち０％にすればよい。この様子を図２（Ａ）に示す。本実施形態の場合、「Ａｃｔ＿Ａ」は焦点調節レンズ１１ｂのアクチュエータの駆動電圧を表し、「Ａｃｔ＿Ｂ」はシャッタ１３のアクチュエータの駆動電圧を表す。
【００３１】
Ｓ４０７にて、レリーズスイッチ３のＳＷ１およびＳＷ２がともにオフ状態である場合（Ｓ４０７：ＯＦＦ）には、Ｓ４０１に処理を戻す。
Ｓ４０８でシャッタ１３が閉じた後のＳ４０９でシステムコントローラ８は、撮像された画像の処理や、画像データ記録処理を制御する。露光後の画像データは画像処理部２５により処理され、記録メディア４４への書き込み処理が実行される。次のＳ４１０に進み、コモン端子出力制御部６０はコモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を２０％に変更する。Ｓ４１１にてシャッタ制御部３４はシャッタ１３を開く。この時の各端子電圧を図２（Ｂ）に示す。「Ａｃｔ＿Ａ」と「Ａｃｔ＿Ｂ」は図２（Ａ）で説明した通りである。シャッタ１３の開動作時には、シャッタ１３の閉動作時と同様に多くの電流を必要とするが、電流の向きは逆となる。Ａｃｔ＿Ｂに示すように、シャッタ１３に最大の電流を流すためには、シャッタ制御部３４におけるＨＢ回路のデューティ比を極力大きくし、例えば１００％に設定すればよい。また、シャッタ１３を開く際にもフォーカス位置の保持通電は継続しているので、Ａｃｔ＿Ａに示すように保持通電用のデューティ比を、例えば０％から４０％の間で変化させることにより、±２０％の範囲で所望の通電量が得られる。
【００３２】
Ｓ４１１でシャッタ１３が開いた後、Ｓ４１２に移行し、コモン端子出力制御部６０はコモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を５０％に戻す設定を行い、一連のシャッタ駆動が終了する。
本実施形態によれば、アクチュエータ駆動装置によりシャッタの開閉動作時に第３デューティ比が変更されることで、アクチュエータへ供給可能な電流量を増加させることができる。例えば、シャッタの閉動作時には第１の駆動によりアクチュエータの通電制御が行われる。その他の駆動においては第３デューティ比が５０％に設定されて、シャッタ駆動用アクチュエータが通電制御される。
【００３３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態にて前記第１および第２実施形態の場合と同様の構成部については既に使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
本実施形態では、図３に示した撮像装置において、撮像光学系の焦点距離を変更する際、ズーム駆動の動き出し時にアクチュエータ駆動装置が、アクチュエータの駆動を前記第１の駆動で行う。これと同時に、フォーカス位置の保持通電を前記第２の駆動で行う。図３のズーム制御部３１は、ズーム駆動用アクチュエータにより撮像光学系の倍率レンズ１１ａの駆動を行い、フォーカス制御部３２は、フォーカス駆動用アクチュエータにより撮像光学系の焦点調節レンズ１１ｂの駆動を行うものとする。
【００３４】
以下、図５のフローチャートを参照して、ズーム駆動時の倍率レンズ１１ａの繰り出し及び繰り込み動作を説明する。
まず、Ｓ５０１においてコモン端子出力制御部６０は、コモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を５０％に設定する。次のＳ５０２でフォーカス位置の保持通電を開始する。Ｓ５０３でシステムコントローラ８は、ズーム操作スイッチ４の操作状態を判定する。ズーム操作スイッチ４が操作されていない状態の場合（Ｓ５０３：ＯＦＦ）、Ｓ５０１に処理を戻す。また、ズーム操作スイッチ４がＴｅｌｅ（望遠端）側に操作されている状態である場合（Ｓ５０３：Ｔｅｌｅ）、Ｓ５０４の処理に移行する。ズーム操作スイッチ４がＷｉｄｅ（広角端）側に操作されている状態である場合（Ｓ５０３：Ｗｉｄｅ）、Ｓ５０６の処理に移行する。
【００３５】
Ｓ５０４でシステムコントローラ８は、ズーム操作スイッチ４の操作状態から通電方向を決定する。通電方向が決定されると、それに従ってコモン端子出力制御部６０はコモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を８０％に変更する（Ｓ５０５）。なお、ズーム駆動時の電流の方向はコモン端子Ｓから端子Ｂ（Ａｃｔ＿Ｂ）への方向である。即ち、コモン端子Ｓからズーム制御部３１のハーフブリッジ回路の出力端子へと向かって電流が流れるため、Ｓ５０４では当該方向に対応する方向が繰り出し方向と設定されている。
【００３６】
Ｓ５０５以降の通電による各端子電圧を、図２（Ａ）に例示する。本例の場合、「Ａｃｔ＿Ａ」はフォーカス駆動用アクチュエータの駆動電圧を表し、「Ａｃｔ＿Ｂ」はズーム駆動用アクチュエータの駆動電圧を表す。ズーム駆動の繰り出し時にて、動き出しの際には多くの電流を必要とするため、コモン端子Ｓのデューティを８０％まで増加させる設定とし、かつＡｃｔ＿Ｂのデューティ比を０％に設定することにより、必要な電流量を確保できる。この場合、フォーカス位置の保持通電は継続しているが、必要な電流量は少量でよいので、Ａｃｔ＿Ａのデューティ比は６０％から１００％の間で変化させることで、±２０％の範囲で所望の電流量を得ることができる。
【００３７】
一方、Ｓ５０３において、ズーム操作スイッチ４がＷｉｄｅ側に操作されている場合、Ｓ５０６の処理に移行する。ここでシステムコントローラ８は、ズーム操作スイッチ４の操作状態から通電方向を決定する。Ｓ５０７でコモン端子出力制御部６０は、決定された通電方向に従ってＳ５０７にてコモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を２０％に変更する。なお、ズーム駆動時の電流の方向は、端子Ｂ（Ａｃｔ＿Ｂ）からコモン端子Ｓへの方向である。即ち、ズーム制御部３１のハーフブリッジ回路の出力端子からコモン端子Ｓへと向かって電流が流れるため、Ｓ５０７では当該方向に対応する方向が繰り込み方向と設定されている。
【００３８】
Ｓ５０７以降の通電による各端子電圧を、図２（Ｂ）に例示する。「Ａｃｔ＿Ａ」、「Ａｃｔ＿Ｂ」の意味は前述の通りである。ズーム駆動の繰り込み時にて動き出しの際、多くの電流が必要であるが、繰り出し時とは逆の通電方向となる。従って、コモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を２０％まで下げ、かつＡｃｔ＿Ｂのデューティ比を１００％に設定することにより、繰り出し時とは逆の通電方向で必要な電流量を確保することができる。この場合、フォーカス位置の保持通電は継続しているが、必要な電流は少なくてよいので、Ａｃｔ＿Ａのデューティ比を０％から４０％の間で変化させることで、±２０％の範囲で所望の電流量を得ることができる。
【００３９】
Ｓ５０５、及びＳ５０７の処理が終了した後、Ｓ５０８の処理に進み、ズーム制御部３１は既に説明したそれぞれの通電を開始する。Ｓ５０９でシステムコントローラ８は、倍率レンズ１１ａの動き出し時点から所定時間（初動時間）が経過したか否かを判定する。通電処理は倍率レンズ１１ａの動き出し時点から初動時間が経過するまで継続する（Ｓ５０９：ＮＯ）。Ｓ５０９で初動時間が経過すると（Ｓ５０９：ＹＥＳ）、Ｓ５１０に移行し、コモン端子出力制御部６０はコモン端子Ｓの出力電圧に係るデューティ比を５０％に戻す。次のＳ５１１にてシステムコントローラ８の制御下で、ズーム駆動に合わせてフォーカス位置を追従させる動作が行われる。この動作はＳ５１２において、ズーム操作スイッチ４が操作されている間中、継続して行われる（Ｓ５１２：ＮＯでＳ５１１へ戻る）。
Ｓ５１２にてシステムコントローラ８は、ズーム操作スイッチ４がオフ状態になったことを判定した場合（Ｓ５１２：ＹＥＳ）、Ｓ５１３に処理を進め、フォーカス位置を保持する制御を行う。Ｓ５１４でズーム制御部３１の通電制御が終了し、一連のズーム駆動が終了する。
なお、上記に説明した通電制御については、ズーム駆動の繰り出し方向または繰り込み方向を逆に設定した場合でも適用可能である。
【００４０】
本実施形態によれば、アクチュエータ駆動装置により、撮像光学系の焦点距離を変更するズーム駆動の開始時に第３デューティ比を変更してアクチュエータへ供給可能な電流量を増加させることができる。例えば、ズーム駆動の動き出し時には第１の駆動によりアクチュエータの通電制御が行われる。その他の駆動においては第３デューティ比が５０％に設定されて、ズーム駆動用アクチュエータが通電制御される。
【符号の説明】
【００４１】
１      撮像装置
１１ａ  倍率レンズ
１１ｂ  焦点調節レンズ
１３    シャッタ
３１    ズーム制御部
３２    フォーカス制御部
３４    シャッタ制御部
６０    コモン端子出力制御部
１０１，１０２  モータのコイル
１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｓ  ハーフブリッジ回路
１０４  制御部
【図１】
2015015823.tif 000003
【図２】
2015015823.tif 000004
【図３】
2015015823.tif 000005
【図４】
2015015823.tif 000006
【図５】
2015015823.tif 000007
【図６】
2015015823.tif 000008
【図７】
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