(57)【要約】【課題】アクチュエータ駆動装置にて、デューティ比−電流特性における電流のゼロクロス歪みを低減すること。【解決手段】２相ステッピングモータ１００のコイルＬａ１０１及びコイルＬｂ１０２は、端子Ａ，ＢとＳ（コモン端子）にそれぞれ接続されており、ＨＢ（ハーフブリッジ）回路１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０ＳのＰＷＭ（パルス幅変調）出力が印加される。制御部１１５は、周期信号発生部１１０Ａ,１１０Ｂ,１１０Ｓを制御してＨＢ回路１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｓの各出力の同期をとり、端子Ａ及びＢの各出力の周期を、コモン端子Ｓの出力の２倍または１／２倍の周期に設定してデユーティ比を制御し、または端子Ａ，Ｂ，Ｃの出力を同一周期としてデューティ比に応じた遅れ率を設定してスイッチングのタイミングを制御する。駆動装置は、コイルＬａ１０１及びコイルＬｂ１０２に対し、ゼロクロス点付近において擬似的に正逆通電による制御を行う。【選択図】図４
2015130753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータに接続される第１の出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
前記アクチュエータに接続される第２の出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第１周期信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第２周期信号発生部と、
前記第１周期信号発生部による第１パルス幅変調信号の周期と前記第２周期信号発生部による第２パルス幅変調信号の周期とを異なる周期に設定し、前記第１ハーフブリッジ回路が出力する駆動信号のデューティ比を変更する制御部を備えることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１パルス幅変調信号の周期を前記第２パルス幅変調信号の周期の２倍に設定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】
前記制御部は、前記第１パルス幅変調信号の周期を前記第２パルス幅変調信号の周期の２分の１に設定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】
アクチュエータに接続される第１の出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
前記アクチュエータに接続される第２の出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第１周期信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第２周期信号発生部と、
前記第１周期信号発生部による第１パルス幅変調信号と前記第２周期信号発生部による第２パルス幅変調信号を同一周期に設定し、前記第２ハーフブリッジ回路に対して前記第１ハーフブリッジ回路のスイッチングのタイミング及び駆動信号のデューティ比を変更する制御部を備えることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２ハーフブリッジ回路の出力する駆動信号の立上りまたは立下りのタイミングに対して遅れ率を設定して、前記第１ハーフブリッジ回路の出力する駆動信号の立上りまたは立下りのタイミングを変更することを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２ハーフブリッジ回路が出力する駆動信号のデューティ比を一定値に設定することを特徴とする請求項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。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動装置を備え、
前記アクチュエータにより、撮像光学系を構成する可動部材を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記アクチュエータはステッピングモータであり、
前記アクチュエータ駆動装置は、マイクロステップ駆動により焦点調節レンズまたは虹彩絞りを駆動することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
アクチュエータに接続される第１の出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
前記アクチュエータに接続される第２の出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第１周期信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第２周期信号発生部と、
前記第１周期信号発生部及び第２周期信号発生部を制御する制御部を備え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、
前記制御部が、前記第１周期信号発生部による第１パルス幅変調信号の周期と前記第２周期信号発生部による第２パルス幅変調信号の周期とを異なる周期に設定するステップと、前記第１ハーフブリッジ回路が出力する駆動信号のデューティ比を変更するステップを有することをアクチュエータ駆動装置の制御方法。
【請求項１０】
アクチュエータに接続される第１の出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、
前記アクチュエータに接続される第２の出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、
前記第１ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第１周期信号発生部と、
前記第２ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第２周期信号発生部と、
前記第１周期信号発生部及び第２周期信号発生部を制御する制御部を備え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、
前記制御部が、前記第１周期信号発生部による第１パルス幅変調信号と前記第２周期信号発生部による第２パルス幅変調信号を同一周期に設定するステップと、前記第２ハーフブリッジ回路に対して前記第１ハーフブリッジ回路のスイッチングのタイミング及び駆動信号のデューティ比を変更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。
【請求項１１】
撮像光学系を構成する可動部材をアクチュエータにより駆動する撮像装置にて実行される制御方法であって、
請求項９または１０に記載のアクチュエータ駆動装置の制御方法により、前記制御部が焦点調節レンズまたは虹彩絞りの駆動制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
動画撮影モードにて、前記制御部がマイクロステップ駆動により前記焦点調節レンズまたは虹彩絞りの駆動制御を行うことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ駆動装置において、ゼロクロス点近辺におけるデューティ比−電流特性の線形性を改善する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のバイポーラ駆動によるモータ駆動回路において、複数のハーフブリッジ（ＨＢ）回路の出力を制御する方法が知られている。デューティ比が５０％のＨＢ回路のコモン端子の出力と、コイル側のハーフブリッジ回路の出力との電位差で、電流の流れるオン期間及び電流の流れないショート期間を生成し、電流方向及び通電量が決定される（特許文献１参照）。
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を示すブロック図である。２相ステッピングモータ１００は、内部にＡ相コイルＬａ１０１とＢ相コイルＬｂ１０２、及び磁化されたロータ１０３を有する。ＨＢ回路１２０ＡはＡ相コイルＬａ１０１の端子Ａに接続される。ＨＢ回路１２０ＢはＢ相コイルＬｂ１０２の端子Ｂに接続される。ＨＢ回路１２０Ｓは、Ａ相コイルＬａ１０１とＢ相コイルＬｂ１０２とを接続したコモン端子Ｓに接続される。
【０００３】
ＨＢ回路１２０Ａ、１２０Ｂ及び１２０Ｓ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１３０は、ＨＢ回路１２０Ａ、１２０Ｓ及び１２０Ｂを制御する。制御回路１３０は端子ＶｐａとＶｎａから出力する制御信号により、ＨＢ回路１２０Ａの状態を選択し、ステッピングモータ１００を駆動する。同様にして、ＨＢ回路１２０Ｂは制御回路１３０の端子ＶｐｂとＶｎｂからの制御信号によって制御され、ＨＢ回路１２０Ｓは制御回路１３０の端子ＶｐｓとＶｎｓからの制御信号によって制御される。
図６（Ｂ）は、ＨＢ回路１２０Ａ、１２０Ｓ及１２０Ｂ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２０１と、ＮｃｈＦＥＴ素子２０２を備え、Ｐｃｈドライバ２０３によりＰｃｈＦＥＴ素子２０１を駆動し、Ｎｃｈドライバ２０４によりＮｃｈＦＥＴ素子２０２を駆動する。
【０００４】
図７を参照して、上記モータ駆動装置における通電法について説明する。
ＨＢ回路１２０Ｓの出力信号はデューティ比が５０％に設定される。一方、コイル側のＨＢ回路１２０Ａ及び１２０ＢはＨＢ回路１２０Ｓとの同期をとり、各出力を制御する。通電量ｉｓは、ＨＢ回路１２０Ａの端子ＡとＨＢ回路１２０Ｂの端子Ｂのデューティ比をそれぞれＤａ％、Ｄｂ％とする場合、以下の通りである。
・端子Ａについて
通電量ｉｓａ＝（５０−Ｄａ）×Ｉｍ／１００
・端子Ｂについて
通電量ｉｓｂ＝（５０−Ｄｂ）×Ｉｍ／１００
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（High）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端子として働く。この期間中に端子ＡがＬ（Low）レベル、即ち接地電位を出力するときに、電流はコモン端子ＳからＡ相コイルＬａ１０１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Ｌａ１０１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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公第３７９９３００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、従来の駆動装置では、どちらか一方の方向の通電期間とショート期間とでの電流制御を行うために、電流値のゼロ付近、即ちゼロクロス点付近でのデューティ比−電流特性（図８：破線のグラフｇ参照）に歪みが生じ得る。この歪は、例えば、バイポーラ駆動によるステッピングモータ駆動回路において滑らかなマイクロステップ駆動を実現する上で大きな課題となっている。
本発明の目的は、アクチュエータ駆動装置にて、デューティ比−電流特性におけるゼロクロス歪みを低減することである。
【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、本発明の第１の側面に係る装置は、アクチュエータに接続される第１の出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、前記アクチュエータに接続される第２の出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、前記第１ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第１周期信号発生部と、前記第２ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第２周期信号発生部と、前記第１周期信号発生部による第１パルス幅変調信号の周期と前記第２周期信号発生部による第２パルス幅変調信号の周期とを異なる周期に設定し、前記第１ハーフブリッジ回路が出力する駆動信号のデューティ比を変更する制御部を備える。
本発明の第２の側面に係る装置は、アクチュエータに接続される第１の出力端子を有する第１ハーフブリッジ回路と、前記アクチュエータに接続される第２の出力端子を有する第２ハーフブリッジ回路と、前記第１ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第１周期信号発生部と、前記第２ハーフブリッジ回路からパルス幅変調による駆動信号を出力させる第２周期信号発生部と、前記第１周期信号発生部による第１パルス幅変調信号と前記第２周期信号発生部による第２パルス幅変調信号を同一周期に設定し、前記第２ハーフブリッジ回路に対して前記第１ハーフブリッジ回路のスイッチングのタイミング及び駆動信号のデューティ比を変更する制御部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、デューティ比−電流特性におけるゼロクロス歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る通電法を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る通電法を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る通電法を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る駆動装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】一般的なカメラのシステム構成を示す図である。
【図６】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ブロック図（Ａ）、及びハーフブリッジ回路を示す図（Ｂ）である。
【図７】従来技術における通電法を示す図である。
【図８】デューティ比−電流特性の説明図である。
【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。各実施形態ではアクチュエータとしてモータを例示して説明するが、本実施形態の通電制御は、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の駆動制御に適用可能である。なお、図６及び図７に説明した通電制御、つまり、駆動電圧波形における片側の立上りエッジ、または立下りエッジの一方のタイミングを変更する方式を「第１の通電方式」と呼ぶ。
［第１実施形態］
図４は、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。アクチュエータとしての２相ステッピングモータ１００の構成は図６（Ａ）と同じとする。また、第１の出力端子Ａに接続される第１ハーフブリッジ回路を第１ＨＢ回路１２０Ａと記し、第２の出力端子Ｓに接続される第２ハーフブリッジ回路を第２ＨＢ回路１２０Ｓと記す。第３の出力端子Ｂに接続される第３ハーフブリッジ回路を第３ＨＢ回路１２０Ｂと記す。なお、各ＨＢ回路の構成は図６（Ｂ）と同様である。
第１周期信号発生部１１０Ａは、第１ＨＢ回路１２０Ａからパルス幅変調による駆動信号を出力させる。第１周期信号発生部１１０Ａによる第１パルス幅変調信号は、第１ＨＢ回路１２０Ａに入力される。第２周期信号発生部１１０Ｓは、第２ＨＢ回路１２０Ｓからパルス幅変調による駆動信号を出力させる。第２周期信号発生部１１０Ｓによる第２パルス幅変調信号は、第２ＨＢ回路１２０Ｓに入力される。第３周期信号発生部１１０Ｂは、第３ＨＢ回路１２０Ｂからパルス幅変調による駆動信号を出力させる。第３周期信号発生部１１０Ｂによる第３パルス幅変調信号は、第３ＨＢ回路１２０Ｂに入力される。
制御部１１５は、第１パルス幅変調信号と第２パルス幅変調信号の周期をそれぞれ異なる周期に設定し、第１ＨＢ回路１２０Ａが出力する駆動信号のデューティ比を変更する制御を行う。また制御部１１５は、第３パルス幅変調信号と第２パルス幅変調信号の周期をそれぞれ異なる周期に設定し、第３ＨＢ回路１２０Ｂが出力する駆動信号のデューティ比を変更する制御を行う。
【００１２】
以下、本実施形態における２相ステッピングモータ１００の通電制御を説明する。図１は、本実施形態における通電制御を説明する波形図である。図１に示す例では、コイル側の端子Ａの第１パルス幅変調信号の周期は、コモン端子Ｓの第２パルス幅変調信号の周期の２倍であり、同期がとれているものとする。また、一周期中でコモン端子Ｓの出力が常にモータ駆動電圧（以下、Ｈと記す）であり、コイル側の端子の出力が常に接地電位（以下、Ｌと記す）である場合に、単位時間当たりに流れる電流量をＩとする。電流はコモン端子Ｓからコイル側の端子Ａに向かって流れる。この時、コモン端子ＳのＰＷＭ周期をＴｓとし、コイル側の端子ＡのＰＷＭ周期をＴａとすると、「Ｔａ＝２×Ｔｓ」の関係が成立する。なお、コモン端子Ｓのデューティ比の値は５０％（一定値）とする。
【００１３】
本実施形態において、期間Ｔａ中の通電量ｉは端子Ａのデューティ比（Ｄｕｔｙ（Ａ）と記す）に関して、以下のように表される。
【数１】
2015130753.tif 000003
上式について、端子Ａのデューティ比Ｄｕｔｙ（Ａ）を変化させた場合の、通電量ｉを求める過程を以下に示す。
【００１４】
（１）０≦Ｄｕｔｙ（Ａ）≦２５％の場合
時刻ｔについて、
【数２】
2015130753.tif 000004
が成立する期間では、端子Ｓ及びＡの出力が共にＨであるため、端子Ｓと端子Ａとの間には電流は流れない。
【００１５】
次に、
【数３】
2015130753.tif 000005
が成立する期間では、端子ＳがＨで、かつ端子ＡがＬの出力状態となる。このとき、電流は端子Ｓから端子Ａの方向に流れる。この期間に流れる通電量ｉ１は、端子Ｓから端子Ａに流れる向きを正として、下式で表される。
【数４】
2015130753.tif 000006
【００１６】
また、
【数５】
2015130753.tif 000007
が成立する期間においては、両端子ともＬを出力するため、電流は流れない。
【００１７】
そして、
【数６】
2015130753.tif 000008
が成立する期間においては、端子ＳがＨで、かつ端子ＡがＬの出力状態となるため、電流が流れる。この期間の通電量ｉ２は、下式で表される。
【数７】
2015130753.tif 000009
【００１８】
最後に、
【数８】
2015130753.tif 000010
が成立する期間においては、両端子はＬ出力であるため電流は流れない。
【００１９】
以上より、期間Ｔａ中に流れる通電量ｉは、ｉ１とｉ２の和であり、下式となる。
【数９】
2015130753.tif 000011
特に、Ｄｕｔｙ（Ａ）＝０であるとき、単位時間当たりの通電量ｉは最大値ｉＭ、つまり、
【数１０】
2015130753.tif 000012
である。
【００２０】
（２）２５％≦Ｄｕｔｙ（Ａ）≦５０％の場合
時刻ｔについて、
【数１１】
2015130753.tif 000013
が成立する期間において、端子Ｓ，Ａの出力は共にＨであるため電流は流れない。
【００２１】
次に、
【数１２】
2015130753.tif 000014
が成立する期間において、端子ＡがＨで、かつ端子ＳがＬの出力状態となる。このとき、電流は端子Ａから端子Ｓの方向に流れる。この期間に流れる通電量ｉ１は、下式で表される。
【数１３】
2015130753.tif 000015
【００２２】
また、
【数１４】
2015130753.tif 000016
が成立する期間において、端子Ｓ、Ａの出力は共にＬであるので、両端子間に電流は流れない。
【００２３】
そして、
【数１５】
2015130753.tif 000017
が成立する期間においては、端子ＳがＨで、かつ端子ＡがＬの出力状態となるため、この期間に流れる通電量ｉ２は、下式で表される。
【数１６】
2015130753.tif 000018
【００２４】
最後に、
【数１７】
2015130753.tif 000019
が成立する期間においては、両端子の出力は共にＬであるため電流は流れない。
【００２５】
以上より、期間Ｔａ中に流れる通電量ｉは、ｉ１とｉ２の和であり、下式となる。
【数１８】
2015130753.tif 000020
特に、Ｄｕｔｙ（Ａ）＝５０％の場合、通電量ｉは最小値ｉｍ（＝０）となる。
【００２６】
（３）５０％≦Ｄｕｔｙ（Ａ）≦７５％の場合
時刻ｔについて、
【数１９】
2015130753.tif 000021
が成立する期間において、端子Ｓ，Ａの出力は共にＨであるため電流は流れない。
【００２７】
次に、
【数２０】
2015130753.tif 000022
が成立する期間において、端子ＡがＨで、かつ端子ＳがＬの出力状態となる。このとき、電流は端子Ａから端子Ｓの方向に流れる。この期間に流れる通電量ｉ１は、下式で表される。
【数２１】
2015130753.tif 000023
【００２８】
また、
【数２２】
2015130753.tif 000024
が成立する期間において、端子Ｓ，Ａの出力は共にＨであるため電流は流れない。
そして、
【数２３】
2015130753.tif 000025
が成立する期間においては、端子ＳがＨで、かつ端子ＡがＬの出力状態となるため電流が流れる。この期間に流れる通電量ｉ２は、下式で表される。
【数２４】
2015130753.tif 000026
【００２９】
最後に、
【数２５】
2015130753.tif 000027
が成立する期間においては、両端子の出力は共にＬであるため電流は流れない。
【００３０】
以上より、期間Ｔａ中に流れる通電量ｉは、ｉ１とｉ２の和であり、下式になる。
【数２６】
2015130753.tif 000028
【００３１】
（４）７５％≦Ｄｕｔｙ（Ａ）≦１００％の場合
時刻ｔについて、
【数２７】
2015130753.tif 000029
が成立する期間において、端子Ｓ，Ａの出力は共にＨであるため電流は流れない。
【００３２】
次に、
【数２８】
2015130753.tif 000030
が成立する期間において、端子ＡがＨで、かつ端子ＳがＬの出力状態となる。このとき、電流は端子Ａから端子Ｓの方向に流れる。この期間に流れる通電量ｉ１は、下式で表される。
【数２９】
2015130753.tif 000031
【００３３】
また、
【数３０】
2015130753.tif 000032
が成立する期間において、端子Ｓ，Ａの出力は共にＨであるため電流は流れない。
【００３４】
そして、
【数３１】
2015130753.tif 000033
が成立する期間においては、端子ＳがＨで、かつ端子ＡがＬの出力状態となるため電流が流れる。この期間に流れる通電量ｉ２は、下式になる。
【数３２】
2015130753.tif 000034
【００３５】
最後に、
【数３３】
2015130753.tif 000035
が成立する期間においては、両端子の出力は共にＬであるため電流は流れない。
【００３６】
以上より、期間Ｔａ中に流れる通電量ｉは、ｉ１とｉ２の和であり、下式になる。
【数３４】
2015130753.tif 000036
【００３７】
上記（１）ないし（４）より、端子Ａの出力のデューティ比を制御することで、通電方向と期間Ｔａにおける通電量を制御することができる。なお、図１では端子Ａの出力波形を例にして通電制御を説明したが、端子Ｂについても同様の通電制御が行われるので、その説明を省略する。
【００３８】
上記通電法を、２つのコイルＬａ１０１及びコイルＬｂ１０２のそれぞれに適用することで、マイクロステップ駆動を実現できる。表１には、電気角１周で３２分割のマイクロステップ駆動時における、端子Ａ及び端子Ｂの各通電量とデューティ比を示す。
【表１】
2015130753.tif 000037
【００３９】
以上に説明した通電制御方式を、以下、「第２の通電方式」という。なお、本実施形態では３２分割のマイクロステップ駆動時における端子Ａ及び端子Ｂの各出力の制御方法について示した。これに限らず、デューティ比をより細かい幅で変化させることで、より多いステップ数でのマイクロステップ駆動を実現可能である。このことは後述の実施形態でも同様である。
本実施形態によれば、従来のように一方向にて通電期間とショート期間とでの電流制御を行うのではなく、正方向及び逆方向の通電制御を採用することにより、ゼロクロス点付近での電流歪みを低減することができる。つまり、Ｓ端子の出力の２周期分を１区切りとして端子Ａ及びＢの正逆通電が行われるので、図８のデューティ比−電流特性にて、グラフ線Ｌで示す直線に近づけ、線形性を確保できる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態において第１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、相違点を説明する。このような説明の省略については、後述の実施形態でも同じである。
図２は本実施形態における通電制御を説明する波形図である。この場合、コイル側の端子Ａの出力の周期Ｔａはコモン端子Ｓの出力の周期Ｔｓの１／２倍であり、同期が取れているものとする。即ち、「２×Ｔａ＝Ｔｓ」が成立する。端子Ｓの出力の周期Ｔｓ、端子Ａの出力のデューティ比Ｄｕｔｙ（Ａ）から、時間Ｔｓ（２周期）での通電量ｉは、下式で表される。
【数３５】
2015130753.tif 000038
【００４１】
上記通電法を２つのコイルＬａ１０１及びコイルＬｂ１０２のそれぞれに適用することで、マイクロステップ駆動を実現できる。上記通電法における電気角１周で３２分割のマイクロステップ駆動時における端子Ａ及び端子Ｂのそれぞれのデューティ比と通電量は、表１と同様である。この通電制御方式を、以下、「第３の通電方式」という。
本実施形態によれば、第１および第３パルス幅変調信号の周期を第２パルス幅変調信号の周期の２分の１に設定し、端子Ａ及びＢの出力のデューティ比を制御することにより、ゼロクロス点付近での電流歪みを低減することができる。
【００４２】
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態を説明する。
図３は本実施形態における通電制御を説明する波形図である。本実施形態では、端子Ｓ及び端子Ａの各出力は同一周期であり、デューティ比と立上り時点及び立下り時点のタイミングを遅らせることによって通電量を制御する。
通電制御に関して、端子Ａの出力のデューティ比をＤｕｔｙ（Ａ）とし、端子Ａの初期状態での電位をＬとする。周期Ｔ（＝Ｔｓ＝Ｔａ）に対して立上りのタイミングを遅延率ａ％だけ遅らせるものとする。遅延率とは遅れ時間が周期Ｔに占める割合を表す。
【００４３】
制御回路１３０は、下式の関係が成り立つように通電制御を行う。
【数３６】
2015130753.tif 000039
これより、時間Ｔａの間に端子ＳからＡの方向に流れる電流ｉ１は、下式となる。
【数３７】
2015130753.tif 000040
端子Ａから端子Ｓの方向に流れる電流ｉ２は、下式となる。
【数３８】
2015130753.tif 000041
【００４４】
従って、端子Ｓと端子Ａとの間に流れる通電量はｉ１とｉ２の和となり、下式となる。
【数３９】
2015130753.tif 000042
上記通電制御方式を、以下、「第４の通電方式」という。なお、本実施形態では端子Ａの初期状態の電位をＬとしたが、端子Ａの初期状態の電位をＨとし、周期Ｔに対して立下り時点のタイミングをａ％遅らせることで同様の駆動を行っても構わない。
【００４５】
上記通電法を２つのコイルＬａ１０１及びコイルＬｂ１０２のそれぞれに適用することで、マイクロステップ駆動を実現できる。表２は、上記通電法における電気角１周で３２分割のマイクロステップ駆動時における端子Ａ及び端子Ｂのそれぞれの通電量、デューティ比、遅延率を示す。
【表２】
2015130753.tif 000043
【００４６】
本実施形態では、第２ＨＢ回路の出力する駆動信号の立上りまたは立下りのタイミングに対して遅れ率を設定し、第１及び第３ＨＢ回路のスイッチングのタイミング及び駆動信号のデューティ比をそれぞれ制御する。これにより、ゼロクロス点付近での電流歪みを低減することができる。
【００４７】
［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態を説明する。図５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等の可動部材を備える。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及びシャッタ１３は光量制御時に駆動される光学デバイスである。
【００４８】
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ＨＢ回路等を備える。
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が出力するアナログ信号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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、レンズ駆動部等の各部の動作を制御する。レンズ駆動部の制御ブロック３０を制御する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（図１の制御部１１５の機能を有する）。
【００５１】
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、及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。
【００５２】
本実施形態では、撮像装置１において、可動部材である焦点調節レンズ及び虹彩絞りの駆動部にステッピングモータを使用し、前記第２ないし第４の何れかの通電方式で制御を行う。また、ズーム制御及びシャッタ制御、ＮＤフィルタに関しては、ゼロクロス時に電力ロスの少ない第１の通電方式を適用する。本実施形態によれば、フォーカスレンズ及び虹彩絞りの駆動制御においてゼロクロス点付近のデューティ比−電流特性の優れた第２ないし第４の何れかの通電方式を採用してマイクロステップ駆動を行うことにより、円滑な駆動制御を実現できる。
【００５３】
［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態を説明する。なお、本実施形態に係る撮像装置の構成は第４実施形態の場合と同様であるため、以下では相違点だけを説明する。
撮像装置１における焦点調節レンズまたは虹彩絞りのマイクロステップ駆動において、動画撮影モード時に前記第２から第４の何れかの通電方式を適用する。また静止画撮影モード（停止精度優先）時には、ゼロクロス時点での電力ロスの少ない第１の通電方式を適用する。これにより、動画記録中にモータの駆動時の静音化を図ることができる。一方、静止画像を記録する際には、ゼロクロスの際に電力ロスが少なく、かつ分解能の大きい第１の通電方式を採用することでモータの停止精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  撮像装置
８  システムコントローラ
１１ｂ  焦点調節レンズ
１３  絞り
２１  撮像素子
３２  フォーカス制御部
３３  絞り制御部
１００  ２相ステッピングモータ
１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｓ  周期信号発生部
１１５  制御部
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｓ  ＨＢ回路
【図１】
2015130753.tif 000044
【図２】
2015130753.tif 000045
【図３】
2015130753.tif 000046
【図４】
2015130753.tif 000047
【図５】
2015130753.tif 000048
【図６】
2015130753.tif 000049
【図７】
2015130753.tif 000050
【図８】
2015130753.tif 000051