(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッターを駆動するモータのモータコイルへの電流を制御してデジタルカメラのシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路であって、
モータコイルに一端が接続され、他端が電流検出抵抗を介し、グランドに接続される制御トランジスタと、
この制御トランジスタの制御信号入力端に出力が接続され、負入力端に前記制御トランジスタと電流検出抵抗の中間点が接続される電流制御アンプと、
この電流制御アンプの正入力端に第１抵抗を介し接続され、前記正入力端に前記第１抵抗を介し定電圧を供給する定電圧源と、
前記電流制御アンプの正入力端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、
このコンデンサに並列接続された第２抵抗と、
このコンデンサの充電電圧を引き抜く放電トランジスタと、
を有し、
放電トランジスタをオフして前記コンデンサを充電し、所定の特性で前記電流制御アンプの正入力端の電圧を立ち上げ、この正入力端の電圧に応じた電流をモータコイルに流してシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路において、
前記モータは、ボイスコイルモータまたはソレノイドモータであるデジタルカメラのシャッター駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャッターを駆動するモータのモータコイルへの電流を制御してデジタルカメラのシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路、特に駆動特性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、デジタルカメラのシャッター駆動回路の従来例を示す図である。一端が電源ＶＢに接続されたモータのモータコイル１０の他端は、ＮＰＮトランジスタ１２、電流検出抵抗１４を介しグランドに接続されている。そして、ＮＰＮトランジスタ１２のベースには電流制御アンプ１６の出力が接続され、この電流制御アンプ１６の負入力端には、トランジスタ１２のエミッタと電流検出抵抗１４の接続点が接続されている。また、電流制御アンプ１６の正入力端は、一端がグランドに接続された直列接続された一対の抵抗１８，２０の接続点が接続されている。抵抗１８，２０の他端（上側）は、定電流回路２２を介し、電源に接続されるとともに、ツェナーダイオード２４を介し、グランドに接続されている。
【０００３】
従って、定電流回路２２からの定電流が抵抗１８，２０に流れるとともに、ツェナーダイオードにより抵抗１８，２０の上端電圧が規制されることで、電流制御アンプ１６の正入力端が一定の設定電圧に設定される。
【０００４】
そして、電流制御アンプ１６の負入力端は、イマジナリーショートにより正入力端と同電位になる。このため、電流検出抵抗１４の上側電圧が設定電圧になるようにトランジスタ１２が駆動され、モータコイル１０に流れる電流が一定電流に制御される。
【０００５】
デジタルカメラにおいては、シャッターの押下に応じてＣＣＤ撮像素子の露光（電荷の蓄積）を開始し、シャッタースピードに応じた時間経過した際に、モータコイル１０に電流を流し、ＣＣＤ撮像素子の前に外光を遮断するシャッター羽根を移動するが、上述のようにモータコイル１０に一定電流が流れることで、シャッター羽根の移動をいつも一定にして、目的とするシャッタースピードでシャッターを切ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シャッタースピードは、デジタルカメラの高機能化に伴い、高速化しており、１／２０００秒以上のスピードのものも増えてきている。このような場合には、モータコイル１０への電流供給の精度をより向上する必要がある。
【０００７】
すなわち、上記従来の回路においては、上述のようにして電流検出抵抗１４に流れる電流が一定に制御され、モータコイル１０に流れる電流が一定に制御されるが、この回路において、電源電圧ＶＢが変動すると、モータコイル１０に流れる電流の立ち上がりが変動するという問題が生じた。
【０００８】
これは、モータコイル１０のインダクタンスとの関係により決定されるコイル電流の立ち上がりの傾きがモータコイル１０の両端に印加される電圧が大きいほど大きくなるからである。
【０００９】
すなわち、図５に示すように、モータコイル１０の電流（コイル電流）は、電源電圧ＶＢが低いときと電源電圧ＶＢが高いときとでは、その立ち上がりの傾きが異なり、コイル電流が設定電流、例えば２００ｍＡに至るまでの時間が異なってしまい、このためにシャッタースピードを精度よく制御することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電源電圧の変動によらず、精度よくモータコイルの電流を制御することができるデジタルカメラのシャッター駆動回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シャッターを駆動するモータのモータコイルへの電流を制御してデジタルカメラのシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路であって、モータコイルに一端が接続され、他端が電流検出抵抗を介し、グランドに接続される制御トランジスタと、この制御トランジスタの制御信号入力端に出力が接続され、負入力端に前記制御トランジスタと電流検出抵抗の中間点が接続される電流制御アンプと、この電流制御アンプの正入力端に接続され、ここに定電圧を供給する定電圧源と、前記電流制御アンプの正入力端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、このコンデンサの充電電圧を引き抜く放電トランジスタと、を有し、放電トランジスタをオフして前記コンデンサを充電し、所定の特性で前記電流制御アンプの正入力端の電圧を立ち上げ、この正入力端の電圧に応じた電流をモータコイルに流してシャッターを駆動することを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明によれば、コンデンサ及び抵抗の時定数により、電流制御アンプの正入力端の立ち上げ時の電圧を決定する。そこで、モータコイルのインダクタンスによらず、モータコイルへの電流量の立ち上がりを設定することができ、電源電圧の変動によるモータコイル電流の変動を防止することができる。
【００１３】
また、前記コンデンサと定電圧回路との間に抵抗が配置されていることが好適である。この抵抗の抵抗値の調整によって、コンデンサの充電時間を変更することができる。
【００１４】
また、前記モータは、ボイスコイルモータまたはソレノイドモータであることが好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るデジタルカメラのシャッター駆動回路の構成例を示す図である。
【００１６】
上述の図４の従来例と同様に、一端が電源ＶＢに接続されたモータコイル１０の他端は、ＮＰＮトランジスタ１２、電流検出抵抗１４を介しグランドに接続されている。ここで、シャッター駆動用のモータは、シャッター羽根を移動させて開閉することが目的であり、モータとしては、ボイスコイルモータやソレノイドモータが好適である。しかし、他の形式のモータを採用することも可能である。
【００１７】
そして、ＮＰＮトランジスタ１２のベースには電流制御アンプ１６の出力が接続され、この電流制御アンプ１６の負入力端には、トランジスタ１２のエミッタと電流検出抵抗１４の接続点が接続されている。また、電流制御アンプ１６の正入力端は、一端がグランドに接続された抵抗１８，２０の接続点が接続されている。抵抗１８，２０の他端は、定電流回路２２を介し、電源に接続されるとともに、ツェナーダイオード２４を介し、グランドに接続されている。
【００１８】
従って、定電流回路２２からの定電流が抵抗１８，２０に流れるとともに、ツェナーダイオードにより抵抗１８，２０の上端電圧が規制されることで、電流制御アンプ１６の正入力端の電圧が設定電圧に設定される。
【００１９】
また、電流制御アンプ１６の負入力端は、正入力端と同電位になるため、電流検出抵抗１４の上端電圧が設定電圧になるようにトランジスタ１２が駆動され、モータコイル１０に流れる電流が一定電流に制御される。
【００２０】
例えば、電流検出抵抗１４の抵抗値を１Ω程度とし、モータコイル１０に２００ｍＡ程度の電流を流す場合であれば、電流制御アンプ１６の正入力端の設定電圧は、０．２Ｖ程度になる。
【００２１】
そして、電流制御アンプ１６の正入力端には、他端がグランドに接続されたコンデンサ２６が接続されると共に、他端が接続されたスイッチトランジスタ２８が接続されている。
【００２２】
従って、スイッチトランジスタ２８がオフの時に、定電流源２２からの電流は抵抗２０だけでなく、コンデンサ２６への充電に利用される。従って、電流制御アンプ１６の正入力端の立ち上がり時の電圧は、抵抗１８，２０とコンデンサ２６からなるＣＲ積分回路の時定数によって決定される。
【００２３】
なお、モータ駆動のための回路は、全体として半導体集積回路内に収容されるが、抵抗１８，２０、コンデンサ２６をその集積回路に外付けし、任意に調整可能とすることが好適である。なお、抵抗１８，２０の両方を調整してもよいが、抵抗１８が充電時定数に支配的であるため抵抗１８のみの抵抗値を変更することも好適である。
【００２４】
そして、この電流制御アンプ１６の正入力端の電圧の立ち上がりを電源電圧ＶＢ低下時におけるコイル電流の立ち上がりより遅くすることで、電流検出抵抗１４の上側電圧、すなわちモータコイル１０のコイル電流の立ち上がり特性は、ＣＲ積分回路の時定数のみにより決定され、電源電圧ＶＢの変動によらないことになる。
【００２５】
すなわち、図２に示すように、コンデンサ２６がない場合には、コイル電流の立ち上がり特性に応じて電源電圧ＶＢが３Ｖの時にコイル電流は早急に立ち上がる。一方、電源電圧ＶＢが２Ｖの時には、立ち上がりは遅くなる。
【００２６】
一方、コンデンサ２６を設けた場合には、電流制御アンプの立ち上がりの影響はなく、常にＣＲ積分回路の時定数に応じて、コイル電流が決定される。すなわち、電流制御アンプ１６の正入力端と負入力端のイマジナリーショートは常に維持される。図２における実線は電源電圧ＶＢが２Ｖでコンデンサなしの場合およびコンデンサ２６を設けた場合を示している。コンデンサ２６を設けた場合には、常にこの実線のコイル電流の立ち上がり特性が得られる。なお、この例の場合、回路の動作できる最低電圧を２Ｖと仮定している。
【００２７】
このようにして、モータコイル１０のコイル電流が設定電流に至るまでの時間に対する電源電圧ＶＢの変動の影響を排除して、常に一定時間に維持することができる。なお、この立ち上がりはスイッチトランジスタ２８をオフにした時点から始まる。
【００２８】
従って、本実施形態においては、図３に示すように、シャッターが切られた時点で、ＣＣＤ取り込み信号をオンにして露光を開始する。また、そのときのシャッタースピードからモータコイル１０の駆動開始時間を計算する。そして、所定時間経過後、スイッチ閉信号をオンにしてスイッチトランジスタ２８をオフする。これによって、電流制御アンプ１６の正入力端にＣＲ積分回路の時定数に応じて上昇する電圧が供給され、電流検出抵抗１４の上側電圧がその電圧に制御され、一定時間でコイル電流が設定電流に至る。そこで、モータコイル１０によって駆動されるシャッター羽根は、常に一定の速度でシャッターを閉じることになり、精度の高いシャッター動作が保証される。
【００２９】
すなわち、ＣＣＤ取り込み信号がオンしてからスイッチ閉信号をオンするまでの時間がシャッタースピードにより計算された所定時間である。一方、実際にシャッターがオフされるのはシャッター羽根が閉となった時点である。そこで、スイッチ閉信号オンから実際にシャッター羽根が閉になるまである程度の遅れ時間がある。本実施形態においては、モータコイル１０のコイル電流の立ち上がりを単に一定にすることで、この遅れ時間を電源電圧変動によらず一定にできる。
【００３０】
なお、上述のようにして、シャッター羽根を閉にすることで、画像信号の取り込みが行われる。そして、その後シャッター羽根は開状態に戻され、次の画像取り込みに備えられる。
【００３１】
ここで、モータがソレノイドモータであれば、シャッター羽根の開閉の一方（通常は「開」方向）にバネの力を利用し、シャッター閉の時にモータに通電し、そのバネの力を振り切るようにしてシャッタ羽根を閉じる。このため、通電を止めることにより、バネの力でシャッターは開く。そこで、通電は、シャッター羽根が閉の時のみ通電する片通電である。
【００３２】
一方、モータがボイスコイルモータの場合には、シャッター羽根の開閉を互いに反対方向の通電による。すなわち、モータコイルへの一方向の通電により、シャッター羽根が一方向に移動しシャッターが閉じ、他方の通電によりシャッター羽根が反対方向に移動しシャッターが開く。
【００３３】
また、上述の例では、定電流回路２２と、ツェナーダイオード２４によって作成される電圧を抵抗１８、２０で分圧してアンプ１６の正入力端電圧を作成したが、定電流回路２２とツェナーダイオード２４で形成される部分は、定電圧を出力する回路であればどのような構成でもよい。例えば、ツェナーダイオード２４をバンドギャップ定電圧回路に置き換えることも好適である。さらに、抵抗１８の上端にＩＣ外の定電圧源を接続してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンデンサの充電電圧により、電流制御アンプの正入力端の立ち上げ時の電圧を決定する。そこで、モータコイルのインダクタンスに電流の立ち上がりによらず、モータコイルへの電流量の立ち上がりを設定することができ、電源電圧の変動によるモータコイル電流の変動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の回路の構成を示す図である。
【図２】  モータコイル１０のコイル電流の変化状態を示す図である。
【図３】  各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】  従来例の回路の構成を示す図である。
【図５】  モータコイル１０のコイル電流の変化状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  モータコイル、１２  トランジスタ、１４  電流検出抵抗、１６  電流制御アンプ、１８，２０  抵抗、２２  定電流回路、２４  ツェナーダイオード、２６  コンデンサ、２８  スイッチングトランジスタ。
【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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