(57)【要約】      （修正有）【課題】ステッピングモータの異常を比較的簡単に精度良く検出すること【解決手段】ステッピングモータを駆動する駆動信号に含まれる停止位置を所定期間においてカウントした値Ｐｄと、所定期間のステッピングモータの実際の回転に従って出力されるパルス信号の調整されたパルスカウント値Ｐｓ’の差の絶対値が閾値Ｐｔｈ以上であり、かつ、設定されたステッピングモータの駆動速度Ｖと、パルス信号の周期から求まるステッピングモータの実際の速度Ｖｓの差の絶対値が閾値Ｖｔｈ以上である場合にのみステッピングモータの脱調に対する処理を行う。【選択図】図９
2013179792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を駆動するステッピングモータを駆動する駆動信号に含まれる前記ステッピングモータの停止位置を所定期間においてカウントした第１の値と、前記所定期間の前記ステッピングモータの実際の回転に従って出力されるパルス信号の立ち上り及び立ち下りをカウントした第２の値が前記ステッピングモータの単位移動量当たりで等しくなるように調整し、調整された前記第１の値と前記第２の値の差の絶対値である第１の絶対値を第１の閾値に比較するパルスカウント値比較部と、
前記所定期間に対して前記駆動信号によって設定された前記ステッピングモータの駆動速度と、前記パルス信号の周期から求まる前記ステッピングモータの前記所定期間における実際の速度の差の絶対値である第２の絶対値を第２の閾値に比較する速度比較部と、
前記パルスカウント値比較部から前記第１の絶対値が第１の閾値以上であることを表す信号が出力され、かつ、前記速度比較部から前記第２の絶対値が第２の閾値以上であることを表す信号が出力される場合には前記ステッピングモータの脱調に対する処理を行い、前記パルスカウント値比較部から前記第１の絶対値が第１の閾値未満であることを表す信号が出力されるか、または、前記速度比較部から前記第２の絶対値が第２の閾値未満であることを表す信号が出力される場合には前記処理を行わない制御手段と、
を有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記光学機器は動画撮影モードと静止画撮影モードで動作可能に構成され、
前記動画撮影モードにおいて前記パルスカウント値比較部が使用する前記第１の閾値は前記静止画撮影モードにおいて前記パルスカウント値比較部が使用する前記第１の閾値よりも大きく、
前記動画撮影モードにおいて前記速度比較部が使用する前記第２の閾値は前記静止画撮影モードにおいて前記速度比較部が使用する前記第２の閾値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記パルス信号の周期が検出できない場合に前記処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記ステッピングモータの単位移動量当たりの前記ステッピングモータの停止位置のカウント値よりも前記ステッピングモータの単位移動量当たりに前記ステッピングモータの実際の回転に従って出力されるパルス信号の立ち上り及び立ち下りのカウント値の方が小さいことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記ステッピングモータの実際の回転に従って、位相がずれた２つのパルス信号が出力されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記ステッピングモータの実際の回転に従って、位相がずれた３つ以上のパルス信号が出力されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項７】
前記パルス信号の１つについて、前記パルスカウント値比較部から前記第１の絶対値が第１の閾値以上であることを表す信号が出力され、かつ、前記速度比較部から前記第２の絶対値が第２の閾値以上であることを表す信号が出力される場合でも、他のパルス信号について、前記パルスカウント値比較部から前記第１の絶対値が第１の閾値未満であることを表す信号が出力されるか、または、前記速度比較部から前記第２の絶対値が第２の閾値未満であることを表す信号が出力される場合には前記制御手段は前記処理を行わないことを特徴とする請求項５または６に記載の光学機器。
【請求項８】
前記速度比較部は前記パルス信号の周期の平均値を使用して前記実際の速度を求めることを特徴とする請求項５または６に記載の光学機器。
【請求項９】
前記光学機器は、前記光学素子と前記ステッピングモータを有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１０】
前記光学機器は、カメラ本体に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項８に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの異常を検出する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影装置のフォーカスレンズやズームレンズなどのアクチュエータとして用いられているステッピングモータは、脱調するとピントがずれた画像が撮影されるおそれがあるため、この場合には初期化やエラー表示の処理が必要となる。特許文献１は、パルス検出素子を用いてパルス幅の変化に基づいてステッピングモータの脱調を検出する方法を開示している。特許文献２は、ステッピングモータに取り付ける遮光羽のスリットを幅が異なる複数の形状とすることで脱調を検出する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１２２９６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の脱調検出方法は精度が高くなく、脱調ではないのに脱調と誤検出される場合があった。この結果、脱調対策処理を行うことによって撮影タイミングを逃す場合があり、脱調の検出精度を高める需要があった。この点、脱調検出センサの分解能を高めて検出精度を高めることも考えられるが、大型化とコストアップをもたらす。
【０００５】
本発明は、ステッピングモータの異常を比較的簡単に精度良く検出可能な光学機器を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学機器は、光学素子を駆動するステッピングモータを駆動する駆動信号に含まれる前記ステッピングモータの停止位置を所定期間においてカウントした第１の値と、前記所定期間の前記ステッピングモータの実際の回転に従って出力されるパルス信号の立ち上り及び立ち下りをカウントした第２の値が前記ステッピングモータの単位移動量当たりで等しくなるように調整し、調整された前記第１の値と前記第２の値の差の絶対値である第１の絶対値を第１の閾値に比較するパルスカウント値比較部と、前記所定期間に対して前記駆動信号によって設定された前記ステッピングモータの駆動速度と、前記パルス信号の周期から求まる前記ステッピングモータの前記所定期間における実際の速度の差の絶対値である第２の絶対値を第２の閾値に比較する速度比較部と、前記パルスカウント値比較部から前記第１の絶対値が第１の閾値以上であることを表す信号が出力され、かつ、前記速度比較部から前記第２の絶対値が第２の閾値以上であることを表す信号が出力される場合には前記ステッピングモータの脱調に対する処理を行い、前記パルスカウント値比較部から前記第１の絶対値が第１の閾値未満であることを表す信号が出力されるか、または、前記速度比較部から前記第２の絶対値が第２の閾値未満であることを表す信号が出力される場合には前記処理を行わない制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ステッピングモータの異常を比較的簡単に精度良く検出可能な光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の撮像装置のブロック図である。
【図２】図１に示すステッピングモータが正常な状態における駆動波形とセンサパルス出力の関係を示す図である。
【図３】図２に示す脱調検出センサのパルス出力とパルスカウントの関係を説明するための図である。
【図４】図１に示すステッピングモータが脱調した場合の駆動波形と脱調検出センサのパルス出力の関係を示す図である。
【図５】脱調とはみなさない図１に示すステッピングモータの駆動波形と脱調検出センサのパルス出力の一例を示す図である。
【図６】脱調とはみなさない図１に示すステッピングモータの駆動波形と脱調検出センサのパルス出力の別の例を示す図である。
【図７】脱調検出用のセンサパルスのパルスカウントと周期検出方法を示すフローチャートである。
【図８】図１に示すステッピングモータの移動量カウントと駆動速度取得方法を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の脱調判定方法を示すフローチャートである。
【図１０】脱調検出センサの出力からパルス周期を検出できない場合の一例を示す図である。
【図１１】脱調発生時のステッピングモータの駆動波形とセンサパルス出力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態の撮像装置（光学機器）のブロック図である。本発明の光学機器は、レンズ一体型のカメラであるが、交換レンズ（レンズ装置、光学機器）と、交換レンズが着脱可能に装着される撮像装置としてのカメラ本体（光学機器）からなるカメラシステムにも適用可能である。この場合、図１は、交換レンズのブロック図として把握されてもよい。なお、本実施形態の撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、一眼レフカメラ、ミラーレスカメラなどを含む。
【００１０】
撮像装置は、撮影光学系、マイコン（マイクロコンピュータ）１０９、その他の構成要素を有する。
【００１１】
撮影光学系は物体の光学像を形成し、フォーカスレンズ１００、ズームレンズ、絞り、手振れ補正用の補正レンズなどを有する。また、フォーカスレンズ１００、ズームレンズ等の光学素子は実際には複数のレンズから構成されてユニット化されている。
【００１２】
フォーカスレンズ１００は、レンズ保持部１２１によって図１の一点鎖線で示す撮影光学系の光軸に沿って矢印方向に移動されて焦点調節を行う。ズームレンズ（変倍レンズ）は、光軸方向に移動されて焦点距離を変更し、ステッピングモータなどのアクチュエータにより駆動される。絞りは不図示の撮像素子に入射する光量を調節し、ステッピングモータなどのアクチュエータにより駆動される。補正レンズは、光軸に直交する方向に移動されて像ぶれを補正し、ステッピングモータなどのアクチュエータにより駆動される。なお、「直交する方向」は光軸に直交する成分があれば足り、光軸に斜めに移動されてもよい。本実施形態では、フォーカスレンズ１００を駆動する駆動手段であるステッピングモータの脱調を検出しているが、ズームレンズなどの他の構成要素を駆動する駆動手段としてのステッピングモータの脱調が検出されてもよい。
【００１３】
レンズ保持部１２１は、自動焦点調節（ＡＦ）の際にフォーカスレンズ１００を光軸方向に移動するように保持し、カム環機構等を有している。
【００１４】
１０２はレンズ保持部１２１に取り付けられ、レンズ保持部１２１（またはフォーカスレンズ１００）の基準位置（原点位置）を検出するためのフォトインタラプタである。信号処理回路１０６は、フォトインタラプタ１０２に接続され、フォトインタラプタ１０２の出力をマイコン１０９で検出可能な信号レベル（例えば、ハイ（高：Ｈｉｇｈ）／ロー（低：Ｌｏｗ）レベル）に変換する。フォトインタラプタ１０２の出力レベルがハイからローもしくはローからハイに変化する時点での移動量を基準位置として用いることで、フォーカスレンズ１００の絶対位置を検出することができる。基準位置を検出し、必要があれば、その基準位置から所定距離にフォーカスレンズ１００を移動することを「リセットまたは復帰」と称する。
【００１５】
１０３、１０４はそれぞれギアユニット、ステッピングモータ（以下、「モータ」と略記する）である。モータ１０４の回転軸が回転すると、ギアユニット１０３が回転し、レンズ保持部１２１が光軸方向に移動する。モータ１０４が脱調した場合には上述したリセット（復帰）が必要である。モータ１０４は、入力パルスに同期して回転するが、急激な速度変化や過負荷時には同期を失う。脱調は、このようにモータ１０４が入力パルスに同期しなくなった状態をいう。
【００１６】
モータ１０４の回転軸の先には、パルス板１０５が取り付けられている。パルス板１０５の遮光部がフォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂの光路を通過することによってフォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂの出力が変化し、回転量を検出することができる。複数のフォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂを用いることで、回転量の検出精度が上がり、回転方向も検出することができる。本実施形態は、２つのフォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂを用いて出力位相をずらすことで回転方向を判別し、フォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂをモータ１０４の脱調検出センサとして用いている。
【００１７】
このように、本実施形態では、モータ１０４の実際の回転に従って、位相がずれた２つのパルス信号が出力されるが、位相がずれた３つ以上のパルス信号が出力されてもよいし、１つのパルス信号のみが出力されてもよい。
【００１８】
モータドライバ１０７は、モータ１０４に接続され、マイコン１０９のモータ駆動部１１１によって生成された駆動信号を必要な電流・電圧（入力パルス）に変換し、モータ１０４に供給する。モータ１０４は、生成する励磁パターンの変化をカウントし、回転量（フォーカスレンズ１００の移動量）としている。
【００１９】
信号処理回路１０８は、フォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂに接続され、２つのフォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂの出力に増幅などの処理を施し、マイコン１０９で検出可能な信号レベルに変換する。
【００２０】
マイコン１０９は、各構成要素の動作を制御する制御手段であり、特に、本実施形態ではモータ１０４の脱調検出と脱調時に必要な処理（初期化やエラー表示）を行う。
【００２１】
マイコン１０９は、駆動速度設定部１１０、移動量カウント部１１１、駆動波形生成部１１２、パルス周期検出部１１３、パルスカウント部１１４、パルスカウント値比較部１１５を有する。また、マイコン１０９は、速度比較部１１６、脱調判定部１１７、ＲＯＭ１１８、ＲＡＭ１１９、動画・静止画切替部１２０を有する。
【００２２】
駆動速度設定部１１０は、モータ１０４の駆動速度を設定し、焦点調節に必要な速度指令に対して速度を設定する。移動量カウント部１１１は、駆動波形生成部１１２の駆動信号に含まれるモータ１０４の停止位置を所定期間において（カウンタをインクリメントまたはデクリメントすることで）カウントする。カウント値（第１の値）はフォーカスレンズ１００の移動量を表す。
【００２３】
駆動波形生成部１１２は、駆動速度設定部１１０によって決定された駆動速度に従ってモータ１０４を駆動する駆動信号を生成する。駆動波形生成部１１２では、２相駆動や１−２相駆動、マイクロステップ駆動といった駆動方式に合わせて、モータ１０４の各相への励磁パターンを生成する。
【００２４】
パルス周期検出部１１３は、脱調検出センサであるフォトインタラプタ１０１ａ、１０１ｂの出力パルスの周期（後述するＴｒやＴｄ）を、不図示のタイマを利用して検出する。また、パルスカウント部１１４は、所定期間のモータ１０４の実際の回転に従って出力される脱調検出センサの出力パルスの立ち上り及び立ち下りをカウント（計数）する。
【００２５】
パルスカウント値比較部１１５は、移動量カウント部１１１がカウントしたカウント値と脱調検出センサのパルスカウント値（第２の値）の差の絶対値である第１の絶対値を第１の閾値（後述する閾値Ｐｔｈ）と比較する。比較は、モータ１０４の移動量と脱調検出センサの分解能を合わせた状態、即ち、上記第１の値と第２の値がモータ１０４の単位移動量当たりで等しくなるように調整した後でなされる。調整は、第１の値と第２の値の少なくとも一方に所定の係数をかけるなどすればよい。パルスカウント値比較部１１５は、第１の絶対値が第１の閾値以上であると異常を表す信号を出力し、第１の絶対値が第１の閾値未満であると正常を表す信号を出力する。
【００２６】
速度比較部１１６は、駆動速度設定部１１０によって設定された駆動速度Ｖと脱調検出センサの周期から求まるモータ１０４の所定期間における実際の速度（検出速度Ｖｓ）の差の絶対値である第２の絶対値を第２の閾値（後述する閾値Ｖｔｈ）と比較する。検出速度ＶｓはＴｒまたはＴｄから算出する。速度比較部１１６は、第２の絶対値が第２の閾値以上であると異常を表す信号を出力し、第２の絶対値が第２の閾値未満であると正常を表す信号を出力する。
【００２７】
脱調判定部１１７は、パルスカウント値比較部１１５と速度比較部１１６の結果に基づいてモータ１０４が脱調しているかどうかを判定する。本実施形態では、脱調判定部１１７は、パルスカウント値比較部１１５が異常を表す信号を出力し、かつ、速度比較部１１６が異常を表す信号を出力した場合に脱調と判定する。即ち、脱調判定部１１７は、いずれか一方の比較部が異常を表す信号を出力しても脱調とは判断しない。この結果、本実施例によれば、脱調ではなく許容可能な状態（後述する図５及び図６に示す状態）を脱調と誤検出する可能性が低減しており、脱調判定の検出精度が向上している。脱調判定部１１７が脱調と判定すると、マイコン１０９はモータ１０４を復帰させたり、不図示の表示手段に異常（エラー）を表示したりするなど所定の処理が行われる。
【００２８】
ＲＯＭ１１８は上述した機能や後述する制御プログラムを格納し、ＲＡＭ１１９は上述した構成要素で使用されるデータ（例えば、上述した閾値ＰｔｈやＶｔｈ）やその他の制御プログラムで利用する演算結果や保持したいデータを一時保管する。ＲＯＭ１１８やＲＡＭ１１９は他の記憶手段（メモリ）によって置換されてもよい。
【００２９】
動画・静止画切換え部１２０は撮影装置を動画撮影モードとするか、静止画撮影モードとするかを切り替える。即ち、本実施形態の光学機器は動画撮影モードと静止画撮影モードで動作可能に構成されている。動画と静止画では解像度（あるいは撮影する際の被写界深度）が異なるため、異なる閾値ＰｔｈやＶｔｈを設定する。この場合、動画の方が静止画よりも閾値ＰｔｈやＶｔｈをそれぞれ大きく設定することができる。
【００３０】
図２は、モータ１０４の駆動電圧（電流）波形と脱調検出センサの出力パルスの関係を示す図である。本実施形態では２相のモータを想定し、Ａ相・Ｂ相に略正弦波の駆動信号を印加するマイクロステップ駆動を行うと共に、モータ１０４の停止位置は電気角３６０度に８点あることを前提としている。図２のＡ相の黒点は停止位置を表しており、モータ１０４は、一周期に８ステップだけ移動する。
【００３１】
モータ１０４の移動量のパルスカウントは停止位置毎に行われる。また、モータ１０４の駆動状態での脱調検出センサの出力電圧は、デューティー比約５０％のハイとローの繰り返しとなる。駆動方向が分かるように、センサＢ相はセンサＡ相に対して約９０度だけ位相がずれている。
【００３２】
図３は、図２に示す脱調検出センサの出力パルスのパルスカウントを説明するための図である。センサＡ相とセンサＢ相のハイとローの切り替わりエッジをトリガにして、脱調検出センサの出力パルスのカウント（計数）を行う。図３ではカウントをインクリメントしているが、駆動方向が逆転した場合にはデクリメントする。
【００３３】
立ち上りと次の立ち上りあるいは立ち下り次の立ち下りの時間間隔（周期）を計測することで、センサＡ相とセンサＢ相のそれぞれの周期ＴｒＡ、ＴｒＢ、ＴｄＡ、ＴｄＢを得ることができる。この周期を用いることで、モータ１０４の実際の回転速度を測定することができる。
【００３４】
ここで、周期ＴｒＡは、センサＡ相のある立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間であり、周期ＴｄＡは、センサＡ相のある立ち下がりから次の立ち下がりまでの時間である。同様に、周期ＴｒＢは、センサＢ相のある立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間であり、周期ＴｄＢは、センサＢ相のある立ち下がりから次の立ち下がりまでの時間である。
【００３５】
図２では、上述したように、モータ１０４のパルスカウント（ステップ数）は駆動波形の電気角３６０度に対して８ステップ（８パルス）であるが、脱調検出センサのパルスカウント（周期ＴｒＡ等に対応するパルス数）はこれよりも小さく４パルスである。従ってモータ１０４の移動量と脱調検出センサのパルス数の関係は８：４となっている。
【００３６】
通常、脱調検出センサの分解能はモータ１０４の移動量よりも小さいことが望ましいが、スペースやコストの制約から、複数のフォトインタラプタを用いることができない、あるいはパルス板の遮光部（羽根部）の数を増やせない場合がある。本実施形態は、モータ１０４の単位移動量当たりの停止位置のカウント値よりもモータ１０４の単位移動量当たりにモータ１０４の実際の回転に従って出力されるパルス信号の立ち上り及び立ち下りのカウント値の方が小さい場合に、特に有効である。
【００３７】
図４は、脱調が発生した場合におけるモータ１０４の駆動波形と脱調検出センサの出力パルスを示す図である。時刻ｔｓでモータ１０４の駆動が開始され、時刻ｔｏで外力がモータ１０４に印加されたとする。「外力」は、ユーザによってレンズの可動部分の駆動が抑えられた場合や、レンズ保持部１２１やギアユニットの異常により駆動負荷が大きくなった場合に発生する。モータが脱調せずに駆動している場合には、脱調検出センサの出力は時刻ｔｏ後も点線で示す波形となる。
【００３８】
しかし、強い外力によりモータ１０４の回転が停止した場合、駆動波形をモータ１０４に入力しても、脱調検出センサの出力が変化しない状態となる。この状態では、明らかに、移動量パルスカウント値と脱調検出センサパルスカウント値が異なり、かつ、脱調検出センサのセンサ出力周期ＴｒＡまたはＴｒＢは大きな値となる。したがって、容易に脱調か否かを検出することが可能である。
【００３９】
図５及び図６は、脱調ではないとみなせる（許容範囲にある）モータ１０４の駆動波形と脱調検出センサの出力パルスの関係を示す図である。図４と同様に、時刻ｔｓでモータ１０４の駆動が開始され、時刻ｔｏで外力がモータ１０４に印加されたとする。分かりやすくするために、モータの移動量カウントとセンサパルスの関係は８：４とし、さらに外力が不均一に印加された状況を想定している。
【００４０】
図５の場合、駆動速度設定部１１０によって設定される駆動速度Ｖ（例えば、何ｐｐｓで回転するかの速度情報）とセンサ出力の測定周期ＴｒＡやＴｒＢから得られる速度情報Ｖｓを比較するとＶ≠Ｖｓであるために脱調と判定されてしまう。しかし、モータ１０４の移動量３４パルスに対して脱調検出センサのパルスカウントは１７パルスであるため、正常に８：４の関係でカウントされている。したがって、この場合には脱調状態であると判定したくない。
【００４１】
図６は、センサ出力にモータのコギングによる異常パルスが発生した場合の例である。ＴｒＡ１、ＴｒＡ２はそれぞれセンサＡ相のパルス周期であり、ＴｒＢ１，ＴｒＢ２はそれぞれセンサＢ相のパルス周期である。モータの移動量３４パルスに対して、脱調検出センサのパルスカウント値は１９パルスである。つまり、８：４の関係となっていないため、脱調と判定してしまう。更に、ＴｒＡ２の周期も異常値となっている。しかし、センサＢ相の周期ＴｒＢ２は正常な状態である。したがって、センサＡ相とセンサＢ相のパルス周期を状況に応じて選択的に利用したり、複数のパルス周期の平均化を行うことで、脱調状態の誤検出を回避することが可能である。
【００４２】
即ち、マイコン１０９は、パルス信号の１つについて、第１の絶対値が第１の閾値以上であり、かつ、第２の絶対値が第２の閾値以上であっても、他のパルス信号について第１の閾値未満であるか、または、第２の閾値未満であれば脱調に対する処理を行わない。あるいは、マイコン１０９は、パルス信号の周期の平均値を使用して検出速度Ｖｓを求める。
【００４３】
図７〜図９は、マイコン１０９が行う処理のフローチャートであり、「Ｓ」は「ステップ（工程）」の略である。図７に示すフローチャートはコンピュータに各ステップの機能を実行させるプログラムとして具現化可能である。
【００４４】
図７は、特に、マイコン１０９のパルス周期検出部１１３とパルスカウント部１１４に関係する。まず、マイコン１０９は、モータ１０４が停止しているかどうかを判定する（Ｓ２０１）。「停止」とは駆動波形生成部１１２が駆動波形を生成せずに、停止位置に保持している状態をいう。モータ１０４が停止している場合（Ｓ２０１のＹＥＳ）、マイコン１０９は、移動量カウント部１１１の移動量カウント値と脱調検出センサのパルスカウント値をゼロにクリアする（Ｓ２０２）。これによって、次回のモータ駆動時にパルスカウント値同士の比較が可能となる。次に、マイコン１０９は、パルス周期検出部１１３のタイマを停止する（Ｓ２０３）。Ｓ２０２、Ｓ２０３は、モータ１０４が駆動状態から正常に停止した場合での初期化処理である。
【００４５】
一方、モータ１０４が停止していなければ（Ｓ２０１のＮＯ）、マイコン１０９は、パルス周期検出部１１３のタイマを動作させてパルス周期の検出を開始する（Ｓ２０４）。なお、既にタイマカウントが開始されていればＳ２０４は省略される。タイマカウントはマイコン１０９で決定されている固定クロック毎にカウントアップされる。
【００４６】
次に、マイコン１０９は、脱調出力センサの出力パルスの立ち上りもしくは立ち下りが検出されるまで待機する（Ｓ２０５のＮＯ）。この処理はマイコン１０９の入力割り込み機能を利用すると処理負荷が軽減する。
【００４７】
マイコン１０９は、脱調出力センサの出力パルスの立ち上りを検出すると（Ｓ２０５のＹＥＳ）、それが立ち上がりかどうか判断し（Ｓ２０６）、立ち上りであればＳ２０７へ進み、立ち下りであればＳ２１１に進む。
【００４８】
立ち上がりであれば（Ｓ２０６のＹＥＳ）、マイコン１０９は、カウントアップ中のタイマカウント値である周期Ｔｒ（ｎ）を読み出してＲＡＭ１１９へ保存する（Ｓ２０７）。そして、マイコン１０９は、前回の周期Ｔｒ（ｎ−１）との差分Ｔｒを算出し（Ｓ２０８）、これをＲＡＭ１１９に保存し（Ｓ２０９）、また、次回の計算のために、Ｔｒ（ｎ）をＴｒ（ｎ−１）としてＲＡＭ１１９に保存する（Ｓ２１０）。
【００４９】
同様に、立ち下りであれば（Ｓ２０６のＮＯ）、マイコン１０９は、カウントアップ中のタイマカウント値である周期Ｔｄ（ｎ）を読み出してＲＡＭ１１９へ保存する（Ｓ２１１）。そして、マイコン１０９は、前回の周期Ｔｄ（ｎ−１）との差分Ｔｄを算出し（Ｓ２１２）、これをＲＡＭ１１９に保存し（Ｓ２１３）、また、次回の計算のために、Ｔｄ（ｎ）をＴｄ（ｎ−１）としてＲＡＭ１１９に保存する（Ｓ２１４）。
【００５０】
ここでは説明を簡単にするために、２つある脱調検出センサの出力から１つだけでパルス周期の検出を行っている。実際には、複数のセンサ出力のそれぞれについて周期の検出を行うことが可能である。
【００５１】
本実施形態の構成では、モータ１０４の速度が速くなるに従って、モータの駆動トルクが低下し、脱調し易くなると同時に、パルス周期を検出するためのタイマカウントの分解能が相対的に粗くなる。このため、検出した複数の周期を平均化したり、ノイズの少ない周期を取捨選択したりすることで、パルス周期の信頼性を向上させてもよい。駆動速度が速い場合、パルス周期は短くなるため、複数の検出したパルス周期から平均化を行う。遅い場合には、パルス周期は長くなるため、平均化を行わず、予め決められた一つのパルス周期を用いてもよい。これにより、速度が速くなるに伴って、パルス周期を検出するためのタイマカウントの分解能が相対的に粗くなってしまうことへの対策にもなる。
【００５２】
次に、マイコン１０９は、２つの脱調検出センサの立ち上り、立ち下りをトリガとして、その際のそれぞれのハイ、ローの組み合わせから回転方向を割り出し、パルスカウント部１１４が、脱調検出センサの出力パルスを計数する。カウント後に、再びＳ２０１に戻り、モータ１０４が駆動中ならば一連の動作を繰り返す。以上の動作により、脱調検出センサのパルス周期とカウント値を検出することができる。
【００５３】
図８は、特に、マイコン１０９の駆動速度設定部１１０、移動量カウント部１１１および駆動波形生成部１１２に関係する。
【００５４】
まず、マイコン１０９は、焦点調整動作を行うための駆動開始の指示があったかを判定する（Ｓ３０１）。ユーザによるフォーカシング操作や、オートフォーカスの動作開始が駆動開始の指示となる。
【００５５】
駆動開始指示がない場合には（Ｓ３０１のＮＯ）、移動量カウント部１１１の移動量カウントの値をゼロにクリアする（Ｓ３０２）。この処理によって、次回のモータ駆動中におけるパルスカウント値同士の比較が可能となる。
【００５６】
一方、駆動開始指示があった場合には（Ｓ３０１のＹＥＳ）、マイコン１０９は、駆動速度設定部１１０において必要な駆動速度Ｖを設定する（Ｓ３０３）。モータ１０４の駆動速度は、励磁パターンの切換えを行う時間を長くすると遅く、短くすると速くなる。単位は、一般的に、ｐｐｓ（パルス／秒）を用いる。
【００５７】
次に、マイコン１０９は、Ｓ３０３で設定した駆動速度Ｖに従って駆動波形生成部１１２において駆動波形を生成する。（Ｓ３０４）この駆動波形は、Ａ相、Ｂ相の励磁パターンの切り替えを繰り返す略正弦波のマイクロステップ駆動波形である。
【００５８】
次に、マイコン１０９は、停止位置の励磁パターン毎に移動量カウント部１１１の移動量カウンタをインクリメントまたはデクリメントし（Ｓ３０５）、カウントした移動量カウント値をＲＡＭ１１９に保存する（Ｓ３０６）。
【００５９】
最後に、マイコン１０９は、指定した移動量だけ移動したかを判定し（Ｓ３０７）、駆動が完了していれば（Ｓ３０７のＹＥＳ）、次回の駆動時に脱調検出を行えるようにＳ３０２に移行し、駆動が完了していない場合には（Ｓ３０７のＮＯ）、Ｓ３０４に戻る。
【００６０】
図９は、特に、マイコン１０９のパルスカウント値比較部１１５、速度比較部１１６および脱調判定部１１７を用いた脱調判定方法に関係している。また、図１１は、脱調発生時のステッピングモータの駆動波形とセンサパルス出力の関係を示す図である。
【００６１】
まず、マイコン１０９は、移動量カウント部１１１がカウントした移動量カウント値Ｐｄとパルスカウント部１１４でカウントした脱調検出センサのパルスカウント値Ｐｓを取得する（Ｓ４０１）。この際、両者のカウント値の比率が１：１の関係となるように換算し直す必要がある。例えば、図１１の場合、両者は８：４の関係であるため、脱調検出センサのパルスカウント値を２倍したパルスカウント値を新たにＰｓ’として算出する。図１１の場合、Ｐｄ＝３４パルス、Ｐｓ＝１５パルス、Ｐｓ’＝３０パルスとなる。
【００６２】
次に、マイコン１０９は、動画・静止画切替部１２０の出力に基づいて動画撮影モードか静止画撮影モードかを判別し、撮影モードに応じたパルスカウント値の閾値Ｐｔｈを設定する（Ｓ４０２）。閾値Ｐｔｈは、例えば、撮影光学系の許容錯乱円径を用いたり、被写界深度を用いたり、モータ１０４における停止励磁位置での保持トルクなどから得られる。許容錯乱円径を用いる場合、動画撮影と静止画撮影とで、撮像する画像の解像度が異なる。つまり、動画のほうが静止画よりも許容錯乱円径は大きくなる。したがって、パルスカウント値の閾値も動画撮影モードのほうが静止画撮影モードの際よりも大きくする。このようにすることで、不用意に脱調と判定してしまうことで、撮影できなくなる状況を回避しつつ、ボケが目立つような脱調等の異常が発生した場合には、即座に異常状態と判定することが可能となる。
【００６３】
次に、マイコン１０９は、移動量カウント値Ｐｄと換算後のパルスカウント値Ｐｓ’の差分の絶対値が脱調と判定すべき閾値以上となったかどうか（｜Ｐｄ−Ｐｓ’｜≧Ｐｔｈ）を判別する（Ｓ４０３）。閾値未満の場合には（Ｓ４０３のＮＯ）、Ｓ４０１に戻り、閾値以上となった場合には（Ｓ４０３のＹＥＳ）、マイコン１０９は、パルス周期Ｔｒの情報を取得できるかどうかを判定する（Ｓ４０４）。
【００６４】
パルス周期Ｔｒの情報を取得できない場合（Ｓ４０４のＮＯ）、脱調判定部１１７は脱調と判定する（Ｓ４１１）。Ｓ４０４でＮＯとなる場合としては、以下の２つの状態が考えられる。
【００６５】
第１の状態は、図４で示すように、脱調検出センサからの出力が得られない状態である。パルス周期を計測するためには、立ち上りエッジや立下りエッジが必要である。しかし長い時間（例えば、タイマカウントできる最大値）、パルスエッジが発生せず、パルス周期が得られない場合には脱調判定部１１７は脱調と判定する（Ｓ４１１）。
【００６６】
第２の状態は、モータ１０４の移動量が小さく、脱調検出センサのパルス周期を検出できない場合である。ここで、図１０は、脱調検出センサの出力からパルス周期を検出できない場合の一例を示す図である。
【００６７】
本構成では、モータ１０４の駆動分解能のほうが、脱調検出センサのパルスの分解能よりも細かい。従って、図１０に示すように、モータ１０４の移動量が８パルス未満（例えば４パルス）の場合、脱調検出センサの出力は、立ち上り、あるいは立ち下りのどちらかのエッジしか観測されず、パルス周期を得ることができない。このような状況でも、パルスカウントのみで脱調判定部１１７は脱調と判定する（Ｓ４１１）。図１０の場合、異常時には移動量４パルスに対して、脱調パルスカウント値は１パルスとなるため、脱調状態を識別することが可能となる。
【００６８】
また、図５および図６で示すような脱調の誤検出を回避するために、マイコン１０９の速度比較部１１６は速度の比較を行う。即ち、速度比較部１１６は、駆動速度設定部１１０によって設定されている駆動速度Ｖ（ｐｐｓ）を読み取る（Ｓ４０５）。
【００６９】
また、マイコン１０９は脱調検出センサのパルス周期を読み込む（Ｓ４０６）。図１１に示す例では、マイコン１０９は、ＴｒＡ１とＴｒＢ１あるいはＴｒＡ２とＴｒＢ２を取得する。マイコン１０９は、次に、複数相のパルス周期のうち、最も長い周期を選択したり、複数のパルス周期の平均値を用いたりすることによってノイズ成分を含んでいない周期を求める（Ｓ４０７）。パルス周期は時間情報であるため、マイコン１０９は、パルス周期から駆動速度相当の単位に変換し、実際のモータ１０４の回転速度Ｖｓを算出する（Ｓ４０８）。
【００７０】
次に、マイコン１０９は、動画・静止画切替部１２０の出力に基づいて動画撮影モードか静止画撮影モードかを判別し、撮影モードに応じた速度閾値Ｖｔｈを設定する（Ｓ４０９）。速度閾値Ｖｔｈは許容錯乱円径や被写界深度や保持トルクから得られる。パルスカウント値の閾値Ｐｔｈと同様に、許容錯乱円径を用いる場合、動画撮影と静止画撮影とで、撮像する画像の解像度が異なり、動画のほうが静止画よりも許容錯乱円径は大きくなる。したがって、速度閾値も動画撮影モードのほうが静止画撮影モードの際よりも大きくする。このようにすることで、不用意に脱調と判定してしまうことで、撮影できなくなる状況を回避しつつ、ボケが目立つような脱調等の異常が発生した場合には、即座に異常状態と判定することが可能となる。
【００７１】
次に、速度比較部１１６は、駆動速度Ｖと検出速度Ｖｓの差の絶対値が速度閾値Ｖｔｈ以上であるかどうか（｜Ｖ−Ｖｓ｜≧Ｖｔｈ）を判定する（Ｓ４１０）。駆動速度Ｖと検出速度Ｖｓの差の絶対値が速度閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ４１０のＹＥＳ）、脱調判定部１１７は脱調と判定する（Ｓ４１１）。脱調と判定されると、所定の処理、例えば、撮影装置の再起動やユーザへの異常通知がなされ、処理を終了する。速度閾値未満の場合には（Ｓ４１０のＮＯ）、脱調判定部１１７は脱調ではないとしてＳ４０１に戻る。
【００７２】
本実施形態は、マイクロステップ駆動だけでなく、２相駆動や１−２相駆動にも適用可能である。また、駆動速度によって速度閾値を変化させてもよい。その場合、駆動速度が速い場合には閾値を小さくし、遅い場合には閾値を可能な限り大きくする。これは、速度が速くなるに従って、モータの駆動トルクが低下し、脱調し易くなるためである。
【００７３】
以上説明したように、ステッピングモータの移動量カウントと脱調検出センサのパルスカウントの比較と、駆動速度と脱調検出センサから検出される検出速度の比較とを用いることによって、脱調を含むモータの異常を正確かつ迅速に検出することが可能である。また、動画撮影モードと静止画撮影モードで、脱調判定に用いる閾値を変更することによって、それぞれの撮影モードに適した異常判定をすることができる。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
光学機器は、レンズ一体型の撮像装置、交換レンズ、カメラ本体等に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０９…マイコン（制御手段）、１１５…パルスカウント値比較部、１１６…速度比較部
【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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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図７】
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【図９】
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