(57)【要約】  定電圧駆動方式のステッピングモータを備える撮像装置であって、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に印加するパルス信号を生成するＰＷＭ波形生成部４と、ＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波形を決定するＰＷＭ波形決定部３を備える。ＰＷＭ波形決定部３は、指定されるステッピングモータの回転速度値と出力トルク値に応じてパルス信号の最小デューティ比と最大デューティ比の範囲であるデューティ比幅を指定する。回転速度値が高速になるに伴ってデューティ比幅が大きくなるように設計される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス信号が入力されることでオンオフ制御が行われるスイッチング素子を介して定電圧が印加されるモータコイルを備える定電圧駆動方式のステッピングモータを有する撮像装置であって、
前記スイッチング素子に印加するパルス信号を生成するＰＷＭ波形生成部と、
内部に予め保持されている初期補正値に対し、指定されるステッピングモータの回転速度値に応じて決定される所定の係数を乗じて補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
指定されるステッピングモータの出力トルク値に応じてパルス信号の最小デューティ比と最大デューティ比の範囲であるデューティ比幅を指定するとともに、前記補正ゲイン算出部より与えられる補正ゲインに応じて当該デューティ比幅の補正を行い、補正後のデューティ比幅を前記ＰＷＭ波形生成部に与えるデューティ比幅決定部と、
を備え、
前記所定の係数の値が、前記回転速度値が高速になるに伴って増大するように設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ステッピングモータの前記回転速度値および前記出力トルク値が外部より指定されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正ゲイン算出部において、予め保持された前記初期補正値に対して前記ステッピングモータの回転速度値に応じた所定の係数を乗じることで、前記補正ゲインを算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正ゲイン算出部が、予め回転速度の値を複数の領域に分割するとともに、与えられるステッピングモータの回転速度値の属する領域に応じて前記所定の係数の値を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正ゲイン算出部が、与えられるステッピングモータの回転速度値を２進数表記に変換するとともに、２進表記された回転速度値の上位２ビットの値に応じて前記所定の係数の値を変化させることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正ゲイン算出部が、
前記回転速度値を２進数表記化する２進変換部と、
予め外部より設定される前記初期補正値が保持される設定値保持部と、
前記２進変換部より与えられる２進数表記された前記回転速度値と前記設定値保持部より与えられる前記初期補正値に基づいて、前記補正ゲイン値を決定する補正値決定部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
外部より前記初期補正値を変更できる構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ＰＷＭ波形生成部が、クロック信号を発生するクロック発生器と、該クロック発生器から出力されるクロック数をカウントするカウンタとを備え、
前記カウンタによってカウントされた前記クロック発生器から出力されるクロック信号のカウント数に応じて、生成するパルス信号のデューティ比を変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特にステッピングモータを備える撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
制度の高い運動を行う場合に、直流モータの代わりとして回転角度制御が可能なステッピングモータが従来より利用されており、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置においても、例えばズーム操作などを行うためにこのようなステッピングモータが用いられる。そして、このステッピングモータの制御装置として、定電流チョッパ駆動によって制御を行う制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
このような定電流駆動方式によるステッピングモータが備える駆動回路は、モータ駆動電流を一定に制御するために、基準用分圧抵抗によって設定される基準電圧と、モータに流れる電流を検出する電流検出用抵抗の電圧値とをコンパレータによって比較し、その比較結果に基づいてモータに流れ込む電流をオン・オフ制御している。【０００４】
しかしながら、このような定電流駆動方式によるステッピングモータの駆動回路には、コンパレータなどのアナログ回路素子が多く必要となるため、オフセット調整や各デバイスのばらつきなどに伴うｓｉｎ波の歪みが発生するという問題がある。特に、中点付近においてはゼロクロス歪みが発生し、雑音の原因となるため、デジタルビデオカメラのズーム用モータの駆動回路として、この定電流方式を利用する場合には、この雑音をマイクが集音してしまうという問題がある。【０００５】
さらに、定電流駆動方式の場合、電流検出用の抵抗が必要となるため、この抵抗における電力消費についても問題となる。【０００６】
一方、定電流駆動方式とは別の定電圧駆動方式によってステッピングモータを駆動する方法も開示されている。この定電圧駆動方式は、定電圧をモータに印加し、順番にコイルのスイッチを切替えて励磁する方式であり、電流値を一定に保つために定電流駆動方式では必要であったコンパレータなどの回路素子が不要であるため、ｓｉｎ波の歪みという問題は発生しない。また、電流検出用の抵抗も不要であるため、定電流駆動方式と比較して、消費電力の観点からも好ましい。
【特許文献１】特開２００２−７８３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、定電圧駆動方式においては、モータ回転速度が速くなると、電流の立ち上がり時間より励磁切り替え時間の方が短くなるため、電流が十分に流れずトルク不足になるという問題がある。【０００８】
図８は、従来の定電圧駆動方式のステッピングモータの回転速度とトルクの関係を示すグラフである。横軸はモータの回転速度を示しており、縦軸はトルク量を示している。図８に示されるように、回転速度が上昇するとモータのインピーダンスが増加するためトルクが減少する。【０００９】
すなわち、定電圧駆動方式によってステッピングモータを駆動する場合、定電流駆動方式では問題となったｓｉｎ波の歪みに伴う雑音の発生などの問題は解決するものの、回転速度が上昇すると、トルクが減少して必要量のトルクを得ることができないという問題が存在する。【００１０】
一方、定電流駆動方式によってステッピングモータを駆動する場合、電流量を一定に保つ制御を行うためトルク量を一定量に維持することができる反面、駆動回路には多くのアナログ素子が必要となり、これに伴って、オフセット調整や各デバイスのばらつきなどに起因するノイズが発生するという問題がある。従って、このようなステッピングモータを撮像装置に利用すると、駆動音をマイクが集音してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みて、高速回転時においても一定量のトルクを維持するとともにノイズ発生を抑えた静音型の撮像装置を提供することを目的とする。【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明の撮像装置は、パルス信号が入力されることでオンオフ制御が行われるスイッチング素子を介して定電圧が印加されるモータコイルを備える定電圧駆動方式のステッピングモータを有する撮像装置であって、前記スイッチング素子に印加するパルス信号を生成するＰＷＭ波形生成部と、内部に予め保持されている初期補正値に対し、指定されるステッピングモータの回転速度値に応じて決定される所定の係数を乗じて補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、指定されるステッピングモータの出力トルク値に応じてパルス信号の最小デューティ比と最大デューティ比の範囲であるデューティ比幅を指定するとともに、前記補正ゲイン算出部より与えられる補正ゲインに応じて当該デューティ比幅の補正を行い、補正後のデューティ比幅を前記ＰＷＭ波形生成部に与えるデューティ比幅決定部と、を備え、前記所定の係数の値が、前記回転速度値が高速になるに伴って増大するように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の撮像装置によれば、回転速度を高速にした状態でステッピングモータを利用する場合においても、回転速度に応じてモータコイルに与える電流の振幅値を自動的に補正することで、定電圧駆動方式の欠点である高回転速度利用時におけるトルク低下という問題点を解消させることができる。また、定電圧駆動方式であるため、定電流駆動方式のようにノイズが発生するという問題はなく、モータの静音化が図られ、これによって撮像装置に備えられるマイクでノイズを集音するという問題が解決される。さらに、これによって撮像装置が備えるべき防音機構を少なくすることができるため、撮像装置の基盤の縮小化が実現できる。【００１４】
また、本発明の構成では、回転速度の値に応じて補正を行う補正ゲインの値が予め外部より与えられる初期補正値に基づいて自動的に一意に決定される構成であり、フィードバック機構などの複雑な内部構造を必要としない。このため、簡易な回路構成でトルク補正を行うことができる。さらにこのとき、上記初期補正値を外部より適宜変更できる構成とすることで、柔軟なトルク補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】は、本発明の実施形態である撮像装置が備えるステッピングモータの構成を示すブロック図である。
【図２】は、図１におけるＰＷＭ波形決定部３の構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】は、図１におけるＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波形の一例を示す図である。
【図３Ｂ】は、図３ＡのＰＷＭ波がスイッチング素子に入力された場合のモータコイル２に与えられる電流波形の一例を示す図である。
【図４Ａ】は、図１におけるＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波形の一例を示す図である。
【図４Ｂ】は、図４ＡのＰＷＭ波がスイッチング素子に入力された場合のモータコイル２に与えられる電流波形の別の一例を示す図である。
【図５】は、図２における補正ゲイン算出部１３の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】は、図２のトルク設定部１１で設定されるトルク値を一定としたとき、回転速度設定部１２で設定される回転速度を変化させた場合におけるＰＷＭ波形のデューティ比幅の変化を示すグラフである。
【図７】は、本発明の実施形態である撮像装置に備えられるステッピングモータの回転速度−トルク特性を示すグラフである
【図８】は、従来の定電圧駆動方式のステッピングモータの回転速度とトルクの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１６】
１    ステッピングモータ
２    モータコイル
３    ＰＷＭ波形決定部
４    ＰＷＭ波形生成部
１１  トルク設定部
１２  回転速度設定部
１３  補正ゲイン算出部
１４  デューティ比幅決定部
１５  同一パルス出現周期決定部
２１  ２進変換部
２２  設定値保持部
２３  補正値決定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である撮像装置が備えるステッピングモータの構成を示すブロック図である。なお、撮像装置として、具体的には、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどが該当する。【００１８】
図１に示されるステッピングモータ１は、モータコイル２と、モータコイル２に与える電流を制御するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、このスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の制御を行うためのパルス電圧を生成するＰＷＭ波形生成部４と、ＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波形を決定するＰＷＭ波形決定部３とで構成される。なお、モータコイル２が複数相で構成されるものとしても構わない。このとき、各コイルには所定の位相差が考慮された電流が与えられる。【００１９】
モータコイル２には、スイッチング素子を介して直流電圧Ｖｃｃが印加されている。スイッチング素子Ｑ１とＱ４とがＯＮ状態、Ｑ２とＱ３がＯＦＦ状態であるときモータは正回転をし、スイッチング素子Ｑ２とＱ３がＯＮ状態、Ｑ１とＱ４がＯＦＦ状態であるときモータは逆回転をする。なお、以下では、断りのない限り、スイッチング素子Ｑ１とＱ４にパルス電圧を印加することでモータを正回転させる場合についてのみ説明を行うが、逆回転させる場合についても同様である。【００２０】
ＰＷＭ波形決定部３は、後述するように外部より設定された設定トルク値および回転速度値より、ＰＷＭ波形生成部４で生成すべきＰＷＭ波形を決定する。具体的には、ＰＷＭ波形の最大デューティ比と最小デューティ比の値、および同一デューティ比を示す波形が現れる周期を決定し、これらの値を波形決定パラメータとしてＰＷＭ波形生成部４に与える。【００２１】
ＰＷＭ波形生成部４は、ＰＷＭ波形決定部３より与えられる波形決定パラメータに基づいてＰＷＭ波形を生成する。ＰＷＭ波形生成部４は、例えば一定周波数のクロック信号を発生するクロック発生器と、クロック発生器から発生されるクロック数をカウントするカウンタと、スイッチング素子とを備え、カウンタが予め定められたカウント数のクロックをカウントした時点で、スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦ切換を行って、これによってパルス波形を生成する構成としてもよい。なお、このとき、カウンタがカウントするクロック数の大小によって、出力されるパルス波のデューティ比を変更できる。【００２２】
ＰＷＭ波形生成部４で生成されたＰＷＭ波形出力は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のうちの所定のスイッチング素子に印加され、これらのスイッチング素子がＯＮ、ＯＦＦ制御される。これらのスイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦ制御のタイミングによって、モータコイル２に対する給電時間が制御され、所望の回転速度およびトルクを得ることができる。【００２３】
図２は、ＰＷＭ波形決定部３の構成を示すブロック図である。ＰＷＭ波形決定部３は、出力したいトルク値が設定されるトルク設定部１１と、ステッピングモータ１の回転速度が設定される回転速度設定部１２と、回転速度設定部１２によって設定された回転速度に応じてモータコイル２に与える電流の振幅補正値を算出する補正ゲイン算出部１３と、補正ゲイン算出部１３によって算出された補正ゲイン値とトルク設定部１１によって予め設定されたトルク値とより、ＰＷＭ波形生成部４が生成するＰＷＭ波計の最大デューティ比と最小デューティ比の範囲を決定するデューティ比幅決定部１４と、回転速度設定部１２によって設定された回転速度より、同一デューティ比を示すパルス信号が出現する周期を決定する同一パルス出現周期決定部１５と、で構成される。【００２４】
利用者は、ステッピングモータ１を動作させるのに要するトルク値について予め把握しており、この必要なトルク値をトルク設定部１１において設定する。また利用者は、回転速度設定部１２を調整することで、ステッピングモータ１の回転速度の調整を行う。トルク設定部１１及び回転速度設定部１２は、利用者によって目的とする数値を入力できる構成としても構わない。また、回転速度設定部１２においては、つまみなどで構成されることで、回転速度の増減をアナログ的に調整できる構成としてもよい。【００２５】
回転速度設定部１２で設定される回転速度のデータは、補正ゲイン算出部１３に与えられ、当該回転速度に応じた補正ゲインの値が算出される。【００２６】
補正ゲイン算出部１３は、ステッピングモータ１がトルク設定部１１で設定されたトルクを出力するためにモータコイルに与えるべき電流の振幅値をモータの回転速度に応じて補正すべく、ＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波のデューティ幅の補正を行う。補正ゲイン算出部１３における補正ゲイン算出方法については後述する。【００２７】
デューティ比幅決定部１４は、トルク設定部１１で設定された設定トルク値と、補正ゲイン算出部１３によって算出された補正ゲインの値とから、ステッピングモータ１が実際にトルク設定部１１で設定された設定トルク値を出力するために、ＰＷＭ波形生成部４より出力されるパルス信号の最大デューティ比と最小デューティ比を決定する。この最大デューティ比と最小デューティ比の幅（デューティ比幅）が大きいほどモータコイル２に与えられる電流の振幅値が大きくなり、逆に最大デューティ比と最小デューティ比の幅が小さいほどモータコイル２に与えられる電流の振幅値が小さくなる。【００２８】
なお、デューティ比幅決定部１４が、予め設定トルク値に応じたデューティ比幅の値をテーブルとして保持しているものとしても構わない。このとき、トルク設定部１１で設定された設定トルク値が与えられると、当該テーブルを参照してこのトルク値に該当する補正前のデューティ比幅を決定し、さらに補正ゲイン算出部１３から与えられる補正ゲインの値を考慮して、実際にＰＷＭ波形生成部４から出力するＰＷＭ波のデューティ比幅を決定するものとしてもよい。【００２９】
同一パルス出現周期決定部１５は、回転速度設定部１２で設定される回転速度でステッピングモータ１を回転させるべく、モータコイル２に与える電流波形の周波数を決定し、当該周波数の電流波形を出力すべく、ＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波のうちの同一パルス波の出現周期を決定する。【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ、ＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波形の一例と、このＰＷＭ波がスイッチング素子に入力された場合のモータコイル２に与えられる電流波形の一例を示す図である。図３ＡがＰＷＭ波形を表しており、図３Ｂがモータコイル２に流れる電流波形を表している。【００３１】
図３Ａに示されるＰＷＭ波形は、最大デューティ比８０％、最小デューティ比２０％で設定されたＰＷＭである。ＰＷＭ波形自体の周期ｔ１はＰＷＭ波形生成部４が備える素子によって一意に決定される。また、図３Ａにおいて、同一デューティ比を示すパルスが出現する周期がｎｔ１と設定されているとする。例えば、最小デューティ比であるデューティ比２０％のパルスＰ−１が出現してから、次にデューティ比２０％のパルスＰ−２が出現するまでの時間がｎｔ１であることを示している。【００３２】
一方、図３Ｂに示される電流波形は、図３Ａに示されるＰＷＭ波形がスイッチング素子Ｑ１及びＱ４に印加されたときにモータコイル２に与えられる電流の波形である。図に示されるように、最小デューティ比であるデューティ比２０％のパルス信号が与えられるとき、電流波形は最小値を示しており、最大デューティ比であるデューティ比８０％のパルス信号が与えられるとき、電流波形は最大値を示している。【００３３】
すなわち、モータコイル２に与えられる電流の振幅値Ａ１は、ＰＷＭ波形生成部４より出力されるパルス波の最大デューティ比と最小デューティ比の差に依存する。ステッピングモータのトルクは電流に比例するため、モータコイル２に与えられる電流の振幅値Ａｔが大きいほど出力トルク値は大きく、逆に電流の振幅値Ａ１が小さいほど出力トルク値は小さくなる。【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、図３Ａ及び図３Ｂと同様に、ＰＷＭ波形生成部４で生成されるＰＷＭ波形の一例と、このＰＷＭ波がスイッチング素子に入力された場合のモータコイル２に与えられる電流波形の一例を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂの場合と異なり、図４Ａ及び図４Ｂでは、最大デューティ比を９０％、最小デューティ比を１０％とした場合のＰＷＭ波形Ａおよびモータコイル２に流れる電流波形Ｂを表している。なお比較のために、図３の場合と図４の場合とは回転速度を同一とし、図４Ｂには、図３Ｂに示す電流波形を点線で重ねて表記している。【００３５】
図４Ａに示されるＰＷＭ波形は、最大デューティ比９０％、最小デューティ比１０％で設定されたＰＷＭである。上述のように、図３の場合と回転速度を同一としているため、同一デューティ比を示すパルスが出現する周期は図３と同じｎｔ１である。すなわち、最小デューティ比であるデューティ比１０％のパルスＰ−３が出現してから、次にデューティ比１０％のパルスＰ−４が出現するまでの時間はｎｔ１である。【００３６】
図４Ｂに示されるように、最小デューティ比１０％を示すＰＷＭ波形が印加されるとき、電流波形は最小値を示しており、逆に最大デューティ比９０％を示すＰＷＭ波形が印加されるとき、電流波形は最大値を示す。上述したように、この最小デューティ比と最大デューティ比の差が電流波形の振幅値に影響するため、最小デューティ比２０％、最大デューティ比８０％の場合の振幅値Ａ１と比較して、最小デューティ比１０％、最大デューティ比９０％の場合の電流波形の振幅値Ａ２は大きくなる。すなわち、ステッピングモータ１が出力するトルク値は大きくなる。【００３７】
ＰＷＭ波形生成部４は、ＰＷＭ波形決定部３より与えられる最大デューティ比と最小デューティ比の差（デューティ比幅）の値、および同一パルス出現周期の値より出力するＰＷＭ波形を決定する。上述のように、デューティ幅の値がモータコイル２に与える電流波形の振幅値に影響し、同一パルス出現周期の値がモータコイル２に与える電流波形の周波数に影響する。【００３８】
なお、このとき、上述のように、カウンタがカウントするクロック発生器からのクロック数を変化させることによってスイッチング素子の切換タイミングを変化させ、これによってＰＷＭ波形生成部４より出力されるパルス波のデューティ比を変化させる構成としてもよい。【００３９】
次に、補正ゲイン算出部１３で補正ゲインの値を算出する算出方法について図面を参照して説明する。図５は、補正ゲイン算出部１３の構成を示す一例である。【００４０】
補正ゲイン算出部１３は、回転速度設定部１２より与えられる回転速度値を２進数表記化する２進変換部２１と、予め外部より設定される初期補正値が保持される設定値保持部２２と、２進変換部２１より与えられる２進数表記された回転速度値と設定値保持部２２より与えられる初期補正値より、実際に補正を行う補正値を決定する補正値決定部２３とで構成される。そして、この補正値決定部２３で決定された補正値がデューティ比幅決定部１４に与えられる。【００４１】
２進変換部２１は、回転速度設定部１２より与えられる回転速度値を２進数表記に変換する。たとえば、４８０ｐｐｓなる回転速度が回転速度設定部１２より与えられた場合は、４８０を２進数表記に変換した00111100000を補正値決定部２３に与え、９６０ｐｐｓなる回転速度が回転速度設定部１２より与えられた場合は、９６０を２進数表記に変換した011111000000を補正値決定部２３に与え、１４４０ｐｐｓなる回転速度が回転速度設定部１２より与えられた場合は、１４４０を２進数表記に変換した10110100000を補正値決定部２３に与える。【００４２】
補正値決定部２３は、２進変換部２１より与えられた２進数表記された回転速度値より上位２ビットの値を見て、補正値を決定する。このとき、設定値保持部２２より初期補正値を読み込んで、この初期補正値に基づいて補正値を算出する。なお、以下では設定値保持部２２に保持される初期補正値をαと表記する。【００４３】
例えば、回転速度が４８０ｐｐｓである場合、２進表記された値の上位２ビットは「００」であるため、設定値保持部２２に保持されている初期補正値の０倍を補正値として決定する。また、例えば回転速度が９６０ｐｐｓである場合、２進表記された値の上位２ビットは「０１」であるため、設定値保持部２２に保持されている初期補正値の１倍を補正値として決定する。また、例えば回転速度が１４４０ｐｐｓである場合、２進表記された値の上位２ビットは「１０」であるため、設定値保持部２２に保持されている初期補正値の２倍を補正値として決定する。【００４４】
そして、デューティ比幅決定部１４は、トルク設定部１１で設定されたトルク値に応じたデューティ比幅の値と、補正ゲイン算出部１３より与えられる補正ゲインの値より、実際にＰＷＭ波形生成部４から出力するＰＷＭ波形のデューティ比幅を決定する。【００４５】
図６は、トルク設定部１１で設定されるトルク値をＴ０としたとき、回転速度設定部１２で設定される回転速度を変化させた場合におけるＰＷＭ波形のデューティ比幅の変化を示すグラフである。上述したように、ＰＷＭ波のデューティ比幅はモータコイル２に与えられる電流波形の振幅に影響するため、デューティ比幅が大きいほどステッピングモータ１が出力するトルク値は大きくなる。【００４６】
図６に示されるように、２進数表記された上位２ビットが「００」である範囲内（５１２ｐｐｓ以下）では初期トルクＴ０に応じた所定のデューティ比幅Ａｄを満たすＰＷＭ波形を生成する指示をＰＷＭ波形生成部４に与えるのに対し、上位２ビットが「０１」である範囲内、すなわち回転速度が５１２ｐｐｓ以上１０２４ｐｐｓ以下の範囲においては、デューティ比幅Ａｄに初期補正値αを加えたデューティ比幅を満たすＰＷＭ波形を生成する指示を与え、上位２ビットが「１０」である範囲内、すなわち回転速度が１０２４ｐｐｓ以上１５３６ｐｐｓ以下の範囲においては、デューティ比幅Ａｄに補正値２αを加えたデューティ比幅を満たすＰＷＭ波形を生成する指示を与え、上位２ビットが「１１」である範囲内、すなわち回転速度が１５３６ｐｐｓ以上の範囲においては、デューティ比幅Ａｄに補正値３αを加えたデューティ比幅を満たすＰＷＭ波形を生成する指示を与える。【００４７】
このように補正を行うとき、回転速度が上昇するに従ってＰＷＭ波形のデューティ比幅が上昇し、これによってモータコイル２に与えられる電流波形の振幅値が大きくなり、ステッピングモータ１の出力トルクが向上する。【００４８】
図７は、回転速度に応じたトルク補正を行う本発明の撮像装置に備えられるステッピングモータの回転速度−トルク特性を示すグラフである。上述のように、回転速度が所定値以上に上昇すると、補正ゲインが加えられてモータコイル２に与えられる電流振幅が増大するので、図８の従来構成のステッピングモータが示す特性のように、出力トルクが低下することなく、ほぼ一定値のトルクを出力することができる。【００４９】
本発明の撮像装置によれば、回転速度を高速にした状態でステッピングモータを利用する場合においても、回転速度に応じてモータコイルに与える電流の振幅値を自動的に補正することで、定電圧駆動方式の欠点である高回転速度利用時におけるトルク低下という問題点を解消させることができる。また、定電圧駆動方式であるため、定電流駆動方式のようにノイズが発生するという問題はなく、モータの静音化が図られ、これによって撮像装置に備えられるマイクでノイズを集音するという問題が解決される。さらに、これによって撮像装置が備えるべき防音機構を少なくすることができるため、撮像装置の基盤の縮小化が実現できる。【００５０】
また、定電流駆動方式のステッピングモータのようにアナログ素子を必要としないため、各デバイスのばらつきなどに伴うオフセットやｓｉｎ波の歪みという問題は発生しない。また、電流検出用の抵抗も不要であるため、定電流駆動方式と比較して、低消費電力の撮像装置が実現できる。【００５１】
さらには、回転速度の値に応じて補正を行う補正ゲインの値が予め外部より与えられる初期補正値に基づいて自動的に一意に決定される構成であり、フィードバック機構などの複雑な内部構造を必要としない。このため、簡易な回路構成でトルク補正を行うことができる。【００５２】
さらにこのとき、設定値保持部２２において保持される初期補正値を外部より変更可能な構成とすることで、補正ゲイン算出部１３で算出される補正値を容易に変更させることができる。これによって、より柔軟な出力トルク補正を行うことができる。【００５３】
また本発明の構成によれば、回転速度に応じて、所定の補正ゲインを考慮した振幅の電流をモータコイルに与えることで所望のトルクを出力させる構成であり、補正のためのフィードバック機構を備えるものではない。従って、補正用フィードバック機構を備える構成と比較して、補正のための制御機構が簡素化される。【００５４】
また、上述では、回転速度を２進数表記するとともに、この２進数表記された回転速度の値の上位２ビットの値に応じて補正ゲイン値が決定される構成であるものとしたが、このような構成に限られるものではない。本発明の特徴は、回転速度の値に応じて、考慮すべき補正ゲインの値が予め外部より与えられる初期補正値に基づいて一意に決定される点にあり、かつ、この初期補正値を外部より適宜変更できる点にある。すなわち、前記特徴を備えた撮像装置であれば、上述の構成に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の撮像装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどに好適に利用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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