(57)【要約】【課題】電池を無駄なく有効に使用することのできるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラ２は、電池７５の温度を検知する温度検知素子８０と、電池７５の起電力を検知する電圧検知素子８２とを備え、電池７５が所定の温度より低いと判定回路８５に判定され、かつ電池７５の起電力が所定の電圧より低いと判定回路８５に判定されたときに、ＣＰＵ５３に電気信号を入力する。これに応答してＣＰＵ５３からドライバ５８，６７，７２に変更信号が送出され、ドライバは通常モードから省電力モードに切り替わる。するとドライバ５８、６７、７２がモータ５６、６５、７０に供給する電圧パルスのデューティが変わり、電圧パルスのＯＮしている時間が短くなり、モータ５８、６７、７２に供給される電流の平均値は小さくなる。このため、モータの消費電流は小さくなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動電力を供給する電池の温度を検出する温度検知手段と、前記電池の起電力を検知する起電力検知手段と、温度検知手段が検知した温度が所定の温度より低く、かつ起電力検知手段が検知した起電力が所定の電圧より低いことを判定する判定回路と、この判定回路が電池の温度が所定の温度より低く、かつ電池の起電力が所定の電圧より低いと判定した場合に、モータへ供給する駆動電力を引き下げる電力制御手段とを設けたモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動装置に関し、さらに詳しくは、電源として電池を用いるモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、市販されている  Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ  （以降、ＡＦと省略する）機能付きのカメラや  Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ（以降、ＡＥと省略する）機能付きのカメラでは、カメラを被写体に向けると自動的にズームレンズの移動、フォーカスレンズの移動、絞りの動作などによって、変倍、合焦、露出の調節が行われている。ズームレンズの光軸方向への移動や、フォーカスレンズの光軸方向への移動は、電池から供給される直流電流を電源として回転動作を行うモータによって行われている。また、シャッタの開閉動作や絞りの動作、レンズバリアの開閉動作なども、モータによって実行されている。
【０００３】
モータでは、電池から供給される直流電流によって磁場を形成し、この磁場を利用してロータを回転させている。このロータの回転力を動力として利用し、ギヤを介してズームレンズやフォーカスレンズなどを動かしている。カメラに装填された電池の容量には限りがあり、このため電池を有効に使うための工夫が各種なされている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、直流モータの起動時、あるいは制動時で大きな突入電流が流れることがないように、起動時、あるいは制動時にモータへ供給する駆動信号を間欠的に行っている。これにより、突入電流の発生を防止し、突入電流の発生による余分な電力の消費を回避し、容量に制限のある電池を有効活用することで、電池の寿命を延ばしたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３８２８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池の温度が低温であるときに、常温の時と同様にモータに電力を供給して起動させようとすると、電池の内部抵抗が常温時に比べて高いために、著しく電池の起電力が降下して機器の動作に最低限必要な下限電圧を下回り、電池の使用時間を短くしてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池を無駄なく有効に使用することができるモータ駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のモータ駆動装置では、モータに駆動電力を供給する電池の温度を検出する温度検知手段と、前記電池の起電力を検知する起電力検知手段と、温度検知手段が検知した温度が所定の温度より低く、かつ起電力検知手段が検知した起電力が所定の電圧より低いことを判定する判定回路と、この判定回路が電池の温度が所定の温度より低く、かつ電池の起電力が所定の電圧より低いと判定した場合に、モータへ供給する駆動電力を引き下げるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明を実施したデジタルカメラを図１に示す。図１（Ａ）に示したデジタルカメラ２の正面には、モータ駆動のレンズ鏡筒４と、ストロボ発光部６とが設けられている。側面には、スピーカ８と、ＵＳＢケーブル接続用の差込み口１０と、ＡＣアダプタ接続用の差込み口１２とが設けられている。また、上部にはシャッタボタン１４が設けられている。
【０００９】
デジタルカメラ２の背面を図１（Ｂ）に示す。背面には、被写体を確認するファインダ１５、各種モードの切り替えなどを行うボタン１７、ズーム操作などを行うボタン１９、及び、スルー画像や撮影した画像を表示する液晶画面２０が設けられている。ボタン１７及びボタン１９を操作することで、オートモード、夜景モード、日中シンクロモード、マニュアルモードからデジタルカメラ２の設定を決めることができる。
【００１０】
デジタルカメラ２のブロック図を図２に示す。レンズ鏡筒４は、凸レンズ２４ａと、ズームレンズ２４ｂと、フォーカスレンズ２４ｃとを含んでおり、これらのレンズ群が構成する光学系をとおして被写体はＣＣＤイメージセンサ２７に結像される。ＣＣＤイメージセンサ２７は、タイミングジェネレータ（以降、Ｔ／Ｇと省略する）２８によって電荷蓄積時間が決定されている。また、露光量は絞り／シャッタ２９によって調節されている。ＣＣＤイメージセンサ２７で生成された電気信号はアナログ処理回路３０に入力される。
【００１１】
アナログ処理回路３０はＣＤＳ（相関二重サンプリング回路）とＡＭＰ（増幅器）とを含んでおり、このアナログ処理回路３０に入力された電気信号は、ＣＣＤイメージセンサ２７の各セルごとにＲＧＢ画像信号にまとめられ、増幅されて、デジタルデータに変換される。生成されたデジタルデータはバッファメモリ３２に一時的に記憶される。
【００１２】
次に、バッファメモリ３２のデジタルデータは、画像処理回路３５に入力され、ホワイトバランス、γ処理、輪郭補正などの画像処理が施されて画像データが生成される。シャッタボタン１４を押して画像データを保存するときには、画像処理回路から圧縮処理回路３８に画像データが入力されて圧縮され、圧縮された画像データはメディアコントローラ４０を介して、記録メディア４２に記録される。また、デジタルカメラ２をリプレイモードにすると、記録メディア４２に記録された画像データがＶＲＡＭ４５に読み出されて、液晶画面４８に表示される。
【００１３】
デジタルカメラ２がマニュアルモードに設定されているときに、ユーザがボタン１９を操作してズーム動作を命令すると、操作部５０からＣＰＵ５３に命令信号が入力され、命令信号からモータ５６の駆動量が計算される。そして、モータドライバ５８に、モータ５６の動作を命令する命令信号が入力され、この命令信号によってモータ５６が回転を行う。
【００１４】
デジタルカメラ２がオートモードの場合には、測距センサ（図示省略）の測定値に基づいて、ＡＥ演算回路６０とＡＦ演算回路６２とで演算が行われる。そして、ＡＥ演算回路６０での演算結果から、モータ６５を駆動させる命令信号がＣＰＵ５３からモータドライバ６７に入力され、モータ６５が駆動する。また、ＡＦ演算回路の演算結果から、モータ７０を駆動させる命令信号がＣＰＵ５３からモータドライバ７２に入力され、モータ７０が駆動する。オートモードでは、これらモータ６５と、モータ７０とに加えてモータ５８が駆動して、撮像が行われる。なお、モータ５６と、モータ６５と、モータ７０とには、ＤＣ（直流）モータが用いられており、モータ５６、６５、７０の駆動電力は、電池７５からそれぞれのドライバ５８、６７、７２を介して供給されている。
【００１５】
モータ５６と、モータ６５と、モータ７０とはパルス幅変調（以降、ＰＷＭと省略する）制御によって回転数が制御されており、モータ５６、６５、７０は、それぞれのドライバ５８、６７、７２から供給される電圧パルスによって駆動されている。このとき、パルスのＯＮ／ＯＦＦ時間の比を表すデュ−ティは、ドライバ５８、６７、７２によってコントロールされている。ドライバ５８、６７、７２は、供給する電圧パルスの電圧が高い通常モードと、通常モードに比べてパルスの電圧が低い省電力モードとに切り替えることができ、これによって、モータ５６、６５、７０の消費電力が制御されている。
【００１６】
デジタルカメラ２には、電池７５に接触し、電池７５の温度を検知するサーミスタ８０と、電池７５の起電力を検出する電圧検知ＩＣ８２とが備えられている。サーミスタ８０と電圧検出ＩＣ８２とから出力された電流は判定回路８５に入力し、ここで電池７５の温度と電池の起電力とが判定される。サーミスタ８０が判定回路８５に入力する電流は、検知した温度により変化し、電圧検知ＩＣ８２から判定回路８５に入力される電流は検知した電圧により変化する。
【００１７】
電圧検知ＩＣ８２は、電池７５の残量を検知することにも利用されている。電池７５の電圧が降下し、起電力がメーカの定めた下限電圧を下回るとユーザに電池交換の通知を行うようになっている。下限電圧はデジタルカメラ２が支障なく動作するために最低限必要な電圧であり、メーカによって定められている。
【００１８】
判定回路８５は、サーミスタ８０と電圧検知ＩＣ８２とから入力された電流により、サーミスタ８０に検知された温度が所定の温度より低く、かつ電圧検知ＩＣ８５に検知された電圧が所定の電圧より低いときに、ＣＰＵ５３に電気信号を入力する。この所定の温度と所定の電圧とは、メーカであらかじめ決定した値であり、出荷前に判定回路８５に設定されているものである。
【００１９】
ＣＰＵ５３は、判定回路８５から入力される電気信号に対応して、ドライバ５８と、ドライバ６７と、ドライバ７２とに、モータに供給する電力を変える変更信号を入力する。この変更信号がドライバ５８、６７、７２に入力されると通常モードから省電力モードに切り替わり、モータ５６、６５、７０に供給される電圧パルスのＯＮしている時間が短くなり、供給される電流が小さくなる。このため、モータの消費電力は小さくなる。
【００２０】
図３にデジタルカメラ２の起動時にモータドライバ７２がモータ７０に供給する電圧パルスを示す。なお、モータ５６のモータドライバ５８による制御と、モータ６５のモータドライバ６７による制御とは、モータ７０のモータドライバ７２による制御と同様である。電池７５の温度が常温であり、また、電池７５の容量が十分にある場合において、モータ７０に入力される通常モードの電圧パルスを図３（Ａ）に示す。モータドライバ７２は、電圧Ｖｆａの電圧パルスを時間Ｔｆａだけ加えている。そして、この電圧パルスの繰り返しによって、電流の平均値が一定に保たれている。このパルス系列により、モータ７２に供給される電流の平均値はＩｆａとなる。このように、通常時には、図３（Ａ）に示される電圧パルスがモータ７２に入力されて駆動する。
【００２１】
サーミスタ８０が検知した温度が所定の温度よりも低いと判定回路８５に判定され、かつ電圧検知ＩＣ８２の検知した電圧が所定の電圧よりも低いと判定回路８５に判定されたとき、判定回路８５からＣＰＵ５３に電気信号が入力される。
この信号に応答してＣＰＵ５３から変更信号がモータドライバ７２に入力される。これによって、ドライバは通常モードから省電力モードに切り替わる。
【００２２】
省電力モードにおいてモータ７２に入力される電圧パルス系列を、図３（Ｂ）に示す。電圧パルスの電圧は変化しないが、電圧パルスを加えている時間はＴｆａからＴｆｂに短くなり、このため、モータ７２に入力される電流の平均値はＩｆａからＩｆｂに低下する。これにより、電流値Ｉｆｂによって駆動されるモータ７０の回転数は、電流値Ｉｆａによって駆動されるときよりも低くなる。また、このとき消費される電力も通常モードのときの消費電力よりも低くなる。このようにして、電池７５の供給する電力を減らし、電池７５の起電力が下限電圧を下回ることを防止している。
【００２３】
次に上記構成の作用を図４を用いて説明する。デジタルカメラ２の電源を入れて起動させると、まずサーミスタ８０と、電圧検知ＩＣ８２とにより電池７５の温度と電圧とが検知される。電池７５の温度があらかじめ決められた値より高いとき、あるいは、電池７５の電圧が所定の値よりも高いときは、モータドライバ５８、６７、７２は通常モードの電圧パルスをモータ５６、６５、７０に供給する。また、サーミスタ８０の検知した温度が所定の温度より低く、かつ電圧検知ＩＣ８２の検知した電圧が所定の電圧よりも低い場合は、判定回路８５からＣＰＵ５３に電気信号が入力され、これによって、ＣＰＵ５３からドライバ５８、６７、７２に、モータに供給する電圧パルスを省電力モードへ変更する変更信号が入力される。
【００２４】
モータドライバ５８、６７、７２に変更信号が入力されると、モータ５６、６５、７０に供給される駆動用の電圧パルス系列が通常モードから省電力モードとなる。省電力モードでは、電圧パルスがＯＮしている時間が通常モードよりも短く、このため、モータ５６、６５、７０の駆動電流が通常モードに比べて小さくなる。これによって、電池７５が供給する電力が減り、電池７５の起電力が下限電圧を下回るような電圧低下を回避することができる。
【００２５】
また、上記の実施形態では、電圧パルスのデュ−ティを変更することによりモータの消費電力を抑えたが、電圧パルスの電圧を変更してモータの消費電力を抑制してもよい。これによってモータに供給する電力を引き下げることも可能である。
【００２６】
また、上記ではモータに供給する電圧パルスを変更することでモータの消費電力を抑え、電池の負担の減少を行ったが、各モータの駆動時間が重複しないように動作させることで消費電力を抑えるようにしてもよい。通常時の各モータの駆動時間は図５の（Ａ）に示されるように、駆動時間が重なっている。このため、ピーク時の消費電力は大きい。一方、電池の温度が低く、かつ電池の起電力が低いときには、図５（Ｂ）に示すように、ズームモータの駆動時間と、フォーカスモータの駆動時間と、絞り／シャッタモータの駆動時間と，レンズバリアの駆動時間とが重ならないようにドライバで制御し、ピーク時の消費電力を抑える。これにより、大きな電力消費に伴う電池の一時的な電圧低下と、電池の一時的な容量の減少とを避けることができ、電池をより長時間使用することができる。
【００２７】
また、本実施例では、省電力モードで電圧パルスのデューティを変更することによってモータに供給する電力を抑えたが、トランジスタや抵抗などで構成された省電力モード用の回路と、通常使用する回路とを設け、省電力モード時には省電力用の回路にスイッチングして、モータに印加する電圧を下げるようにしてもよい。図６に示すように、電池の温度が低く、かつ電圧も低い場合にＣＰＵから入力される変更信号によって、より大きな抵抗を保持する回路にスイッチし、この抵抗によって電圧を下げて、モータに供給する供給電流を小さくする。これにより、モータの起動時において電池の起電力が下限電圧を下回ることを防止し、電池をより長時間使用することも可能である。
【００２８】
なお、上記の実施例では、モータにはＤＣモータを用いたが、他のモータ、例えばブラシレスモータや、ステッピングモータを用いてもよい。ブラシレスモータやステッピングモータも、電圧パルスによって駆動させることができ、上記のＤＣモータと同様に、電圧パルスを制御することでモータの消費電力を下げることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のモータ駆動装置は、電池の温度を検知する温度検知手段と、その電池の起電力を検知する起電力検知手段と、検知した温度と電圧とを判定する判定手段と、モータへの供給電力を制御する制御手段とを有し、電池の温度が低い場合であり、かつ電池の電圧が低いときにモータへの供給電力を引き下げる。これにより、低温時に無理に電池から電流を引き出して、電池の内部抵抗が急激に増加するのを回避することができる。このため、モータの起動時に電池の起電力が下限電圧を下回ることを防止することが可能となり、モータに駆動電力をより長時間にわたり供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したデジタルカメラの斜視図である。
【図２】図１に示したデジタルカメラのブロック図である。
【図３】モータに供給される電圧パルスの説明図である。
【図４】デジタルカメラの動作を示すフローチャートである。
【図５】ズームモータと、フォーカスモータと、絞り／シャッタモータと、バリアモータとの駆動時間を示した説明図である。
【図６】モータと、供給電流と、電池の起電力との関係を示した説明図である。
【符号の説明】
２  デジタルカメラ
５３  ＣＰＵ
５６  モータ
５８  モータドライバ
６５  モータ
６７  モータドライバ
７０  モータ
７２  モータドライバ
７５  電池
８０  サーミスタ
８２  電圧検知ＩＣ
８５  判定回路
【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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