(57)【要約】      （修正有）【課題】交互通電による複数モータの同時駆動を行う際に、非通電にて継続回転させるモータに対して回転を妨げる回生ブレーキが作用しないようなモータ駆動制御を実現する。【解決手段】第１のアクチュエータと、第２のアクチュエータと、前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するブリッジ回路と、動作を同時継続させるために所定のタイミングで交互に通電を行う制御手段とを備える撮像装置において、前記ブリッジ回路は、前記第１のアクチュエータに通電するための第１の回路パターンと、第２のアクチュエータに通電するための第２の回路パターンとを有し、当該第１及び第２の回路パターンが切り替え可能であり、前記第２の回路パターンは、前記第１の回路パターンから前記第２の回路パターンに切り替えられたときに、前記第１のアクチュエータの動作が継続することにより発電動作を行わないように構成される。【選択図】図３
2009122205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の第１の動作を行うための第１のアクチュエータと、所定の第２の動作を行うための第２のアクチュエータと、前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するための電流を供給するためのブリッジ回路と、前記第１及び第２の動作を同時継続させるために前記第１及び第２のアクチュエータに対して所定のタイミングで交互に通電を行う制御手段とを備える撮像装置において、
前記ブリッジ回路は、前記第１のアクチュエータに通電するための第１の回路パターンと、前記第２のアクチュエータに通電するための第２の回路パターンとを有し、当該第１及び第２の回路パターンが切り替え可能であり、
前記第２の回路パターンは、前記第１の回路パターンから前記第２の回路パターンに切り替えられたときに、前記第１のアクチュエータの動作が継続することにより発電動作を行わないように構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータによる発電動作は、前記第１の回路パターンにおける前記第１のアクチュエータへの通電方向とは反対方向に電流が流れるように作用し、
前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンは、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとを並列に接続し、各アクチュエータへの通電を交互に切り替え可能とするような回路パターンを構成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３】
前記第２のアクチュエータに通電するための前記第２の回路パターンがショート回路を構成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】
前記ブリッジ回路は、１チャンネルが４個のトランジスタで構成されるとして、１．５チャンネルのトランジスタにより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータは、カメラの倍率レンズを駆動するモータであり、前記第２のアクチュエータはシャッタを駆動するモータであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置
【請求項６】
前記第１の動作は前記倍率レンズの繰り出し動作であり、前記第２の動作は前記シャッタをオープンする動作であることを特徴とする請求項５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、複数のモータを交互通電させて回転を同時継続させるモータ駆動制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラには、レンズ駆動やシャッタ、バリアの開閉、ミラーの開閉など、所定の動作を行うために複数個のモータが搭載されている。また、それぞれのモータを同時に回転維持させるために、モータ数と同じチャンネル数のブリッジ回路を使用してそれぞれを独立に制御するのが一般的である。また、通常のモータブリッジ回路は１チャンネルあたり４個のトランジスタによって構成されているものが一般的である。しかしながら、ＩＣの実装面積削減やコスト低減のために、同時に回転させる必要のないモータの組み合わせでは、２個のモータを１．５チャンネルのブリッジ回路で駆動する場合もある。
【０００３】
このように１．５チャンネルのブリッジ回路を使用したときでも、同時に２個のモータを駆動させたい場合にはそれぞれのモータに対して交互に通電を行い、一方のモータの回転を維持したまま他方のモータを駆動させる手法が特許文献１に記載されている。これは、通電を停止させてもそのモータの回転が負荷によって停止しない程度の時間だけ通電を止め、その間は他方のモータに通電を行い、それを交互に繰り返すことで２個のモータの回転を維持するように制御するものである。
【特許文献１】特開２００１−１２５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、円滑な回転維持を考えた場合、必ずしもこの交互通電のみで実現できるとは限らない。モータが回転しているとき、モータへの通電の有無には関係なく、そのモータには発電動作によって回転の通電方向とは逆の方向に電圧が発生する。そのため、ブリッジ回路とモータとで形成される回路の接続によっては、その逆方向の電圧によって電流が発生することがある。この電流が発生すると、本来非通電状態で慣性によって回転維持させたいモータに対して回生ブレーキが作用してしまうことになり、継続させたい回転維持の妨げとなる。
【０００５】
本発明は、交互通電による複数モータの同時駆動を行う際に、非通電にて回転維持させるモータに対して継続回転の妨げとなる回生ブレーキが作用しないようなモータ駆動制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、所定の第１の動作を行うための第１のアクチュエータと、所定の第２の動作を行うための第２のアクチュエータと、前記第１及び第２のアクチュエータを駆動するための電流を供給するためのブリッジ回路と、前記第１及び第２の動作を同時継続させるために前記第１及び第２のアクチュエータに対して所定のタイミングで交互に通電を行う制御手段とを備える撮像装置において、前記ブリッジ回路は、前記第１のアクチュエータに通電するための第１の回路パターンと、前記第２のアクチュエータに通電するための第２の回路パターンとを有し、当該第１及び第２の回路パターンが切り替え可能であり、前記第２の回路パターンは、前記第１の回路パターンから前記第２の回路パターンに切り替えられたときに、前記第１のアクチュエータの動作が継続することにより発電動作を行わないように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば１．５チャンネルのブリッジ回路において交互通電により複数のモータを同時に回転継続させる際に、継続回転するモータの発電動作により回生ブレーキが作用して回転が減衰するのを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【０００９】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
［撮像装置の構成（共通の実施形態）］
図１は、本発明に係る実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、１０は光学ブロックであり、倍率レンズ１１ａ、焦点調整レンズ１１ｂ、シャッタ１２、絞り１３などから構成される。
【００１２】
２１は光学像を電気信号に変換する撮像素子で、２２は撮像素子２１のアナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００１３】
２４は撮像素子２１、Ａ／Ｄ変換器２２、Ｄ／Ａ変換器２７にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路２５及びシステムコントローラ５０により制御される。
【００１４】
２３は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器２２からのデータ或いはメモリ制御回路２５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。
【００１５】
２５はメモリ制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器２２、画像処理回路２３、タイミング発生回路２４、画像表示メモリ２６、Ｄ／Ａ変換器２７、圧縮伸長回路２８、内蔵メモリ２９を制御する。
【００１６】
２６は画像表示メモリ、２７はＤ／Ａ変換器、７はＴＦＴ、ＬＣＤなどからなる画像表示部であり、画像表示メモリ２６に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器２７を介して画像表示部７により表示される。
【００１７】
２８は画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長回路であり、メモリ２９に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ２９に書き込む。
【００１８】
２９は撮影した静止画像や動画像を格納するための内蔵メモリであり、システムコントローラ５０の作業領域としても使用することも可能である。
【００１９】
３０は駆動部コントローラであり、光学ブロック１０における各構成部材や保護手段であるバリア２などを駆動させるための制御手段である。
【００２０】
８はストロボであり、ＡＦ補助光の投光機能、ストロボ調光機能も有し、画像データを画像処理回路２３によって演算した演算結果に基づき、システムコントローラ５０が制御を行う。
【００２１】
５０は装置全体を制御するシステムコントローラ、４５はシステムコントローラ５０の動作用の定数、変数、プログラムなどを記憶するメモリである。
【００２２】
４７はシステムコントローラ５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声などを用いて動作状態やメッセージなどを表示する液晶表示パネルやスピーカーなどからなる表示部であり、その一部の機能が光学ファインダ６内に付加されることもある。４６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭなどが用いられる。
【００２３】
３、４、および５は、システムコントローラ５０の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、視線検知によるポインティング、音声認識装置などの単数或いは複数の組み合わせで構成される。
【００２４】
３は、シャッタ１２のレリーズ操作を行うためのレリーズスイッチであり、不図示のシャッタボタンの操作途中（半押し）でスイッチＳＷ１がＯＮとなり、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理などの動作開始を指示する。また、レリーズスイッチ３は、不図示のシャッタボタンの操作完了（全押し）でＳＷ２がＯＮとなり、撮像素子２１から読み出した電気信号をＡ／Ｄ変換器２２を通じて画像処理回路２３に出力する。
【００２５】
２は、光学ブロック１０を含む撮像部を覆うことにより、撮像部の汚れや破損を防止するバリアである保護手段である。６は光学ファインダであり、画像表示部７による電子ファインダ機能を使用せずに、光学ファインダ６のみを用いて撮影を行うことが可能である。
【００２６】
４８は電源制御部で、電池検出回路、ＤＣＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路などにより構成されており、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。
【００２７】
４９はコネクタ、７１はコネクタ、７２はアルカリ電池やリチウム電池などの一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池などの二次電池、ＡＣアダプタなどからなる電源部である。
【００２８】
５１はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体とのインタフェース、５２はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体と接続を行うコネクタ、５３はコネクタ５２に記録媒体６０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知部である。
【００２９】
５４は通信制御部で、５５は通信制御部５４により撮像装置１を他の機器と接続するコネクタ或いは無線通信の場合はアンテナである。
【００３０】
６０はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体である。記録媒体６０は、半導体メモリや磁気ディスクなどから構成される記録部６３、撮像装置１とのインタフェース６２、撮像装置１のコネクタ５２に接続されるコネクタ６１を備えている。
【００３１】
図２は、駆動部コントローラの内部構成を示すブロック図である。
【００３２】
図２において、システムコントローラ５０は、撮像装置１の動作状況に応じて、状態／位置コントローラ３１に対して、光学ブロック１０の各駆動部に対する駆動指令を送出する。
【００３３】
駆動タイミングコントローラ３２は、システムコントローラ５０から入力した駆動指令に応じて、各駆動部の駆動状況に基づき、対象となる駆動部の駆動タイミングを制御する。バリア２や光学ブロック１０の各駆動部（倍率レンズ１１ａ、焦点調整レンズ１１ｂ、シャッタ１２、絞り１３など）は、それぞれにモータやコイルなどのアクチュエータ３５ａ〜３５ｅを有する。そして、各駆動部は、トランジスタなどで構成される各駆動ブリッジ３４ａ〜３４ｅにより通電が制御される。各駆動部の通電の有無や方向は、駆動ブリッジを構成するトランジスタのＯＮ／ＯＦＦによって決まる。また、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ制御は駆動タイミングコントローラ３２からの指令に基づき、スイッチングコントローラ３３ａ〜３３ｅにより実行される。なお、ここでは状態／位置コントローラ３１や駆動タイミングコントローラ３２は、レンズコントローラ３０に内蔵されているが、システムコントローラ５０に内蔵してもよい。
【００３４】
倍率レンズ１１ａ及びシャッタ１２の各アクチュエータ３５ａ，３５ｂへ通電する駆動ブリッジ３４ａは、図３に示す６個のトランジスタ１０１〜１０６及びダイオード１１１〜１１６を組み合わせた１．５チャンネル駆動ブリッジで構成される。駆動ブリッジ３４ａは、スイッチングコントローラ３３ａから送出されるスイッチングタイミングに従ってトランジスタ１０１〜１０６をＯＮ／ＯＦＦし、２つのアクチュエータ３５ａ，３５ｂに対して通電を制御する。また、アクチュエータ３５ｃ〜３５ｅのように１つのアクチュエータを１つの駆動ブリッジで駆動する場合、図４に示す４個のトランジスタ２０１〜２０４及びダイオード２１１〜２１４を組み合わせた１チャンネル駆動ブリッジで構成される。
【００３５】
［第１の実施形態］
図５は、第１の実施形態の通電タイミングを説明する図である。
【００３６】
ここでは、カメラの第１の動作と第２の動作を同時継続する例として、「倍率レンズ１１ａの繰り出し中に、シャッタ１２をオープンする動作」について説明する。
【００３７】
この動作では、以下のようなタイミングにて通電を行う。即ち、
タイミングＩにて倍率レンズ１１ａのアクチュエータ（以下、モータ）３５ａ（第１のアクチュエータ）へ通電し、レンズの繰り出しを開始する。
【００３８】
次にタイミングＩＩにて倍率レンズ１１ａのモータ３５ａへの通電を一旦停止し、倍率レンズ１１ａのモータが慣性により回転し続けたまま、シャッタ１２をオープン動作させるためにアクチュエータ３５ｂ（第２のアクチュエータ）への通電を開始する。
【００３９】
タイミングＩＩＩにてアクチュエータ３５ｂへの通電時間が終了した後、再度モータ３５ａへの通電を再開し倍率レンズ１１ａを駆動させる。
【００４０】
図３のような１．５チャンネル駆動ブリッジの場合、２つのアクチュエータに接続し通電する方向には、図６のような４つのケースが存在する。ここで通電方向を表すＡ、Ｂ、Ｃは、図３における点Ａ、点Ｂ、点Ｃにそれぞれ対応している。このとき、それぞれの方向の通電を実現するための各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ状態は図７のようになる。
【００４１】
ケース１では、図８のように、最初に倍率レンズ１１ａを駆動するためトランジスタ１０３と１０２をＯＮとし、他のトランジスタをＯＦＦとすることで、Ａ→Ｂの方向に通電している（第１の回路パターン）。次にシャッタ１２を駆動するときにはトランジスタ１０３と１０６をＯＮとし、他をＯＦＦとして、Ａ→Ｃの方向でシャッタ１２に通電を行う（第２の回路パターン）。このシャッタ１２のアクチュエータ３５ｂへの通電時間は短いため、その間、倍率レンズ１１ａのモータ３５ａは慣性により回転し続けている。ここでモータ３５ａは、慣性により回転する駆動力で発電動作を行って反対方向に電圧を発生させ、モータ駆動時の通電方向とは反対のＢ→Ａ方向に電流を流すように作用する。しかしながら、このときトランジスタ１０３のＯＮにより点Ａの電位は十分高くなっているため、発電動作により発生する電圧では電流は流れず、この電流が倍率レンズ１１ａのモータ３５ａに対して回生ブレーキとして作用することはない。このときの駆動ブリッジの等価回路を図９に示す。
【００４２】
図９では、倍率レンズ１１ａ及びシャッタ１２の各アクチュエータ３５ａ，３５ｂが並列に接続され、各アクチュエータへの通電を交互に切り替え可能とするような回路パターンを構成している。
【００４３】
一方、ケース２では、図１０のように、トランジスタ１０３と１０２がＯＮとなって倍率レンズ１１ａを駆動している状態から、トランジスタ１０５と１０４がＯＮであるＣ→Ａ方向でのシャッタ１２への通電状態に変化させる。このときもケース１と同様、倍率レンズ１１ａのモータの継続回転によりＢ→Ａ方向に電流を流そうと逆方向の電圧が発生する。このとき、このケース２ではトランジスタ１０４がＯＮとなっているためＡ点の電圧が低くなっている。そのため、倍率レンズ１１ａのモータから点Ａを通り、トランジスタ１０４とダイオード１１２を経由して点Ｂに至り、再び倍率レンズ１１ａのモータへ戻る経路が形成され、その経路に電流が流れる。その結果、倍率レンズ１１ａのモータには回生ブレーキが作用してしまい、継続回転の妨げとなる。このときの駆動ブリッジの等価回路を図１１に示す。
【００４４】
同様の理由から、ケース３においても発電による回生ブレーキが作用し、ケース４においては作用しない。
【００４５】
従って、ケース１のように「Ａ→Ｂ方向への通電＝倍率レンズ１１ａ繰り出し動作」、「Ａ→Ｃ方向への通電＝シャッタ１２オープン動作」となるように通電方向とモータ動作とを一致させる。これにより「倍率レンズ１１ａの繰り出し中にシャッタ１２をオープンする動作」を行っても、倍率レンズ１１ａに発電による回生ブレーキが作用することなく、モータの回転維持によるスムーズな動作を実現できる。同様に、ケース４のように「Ｂ→Ａ方向への通電＝倍率レンズ１１ａ繰り出し中」、「Ｃ→Ａ方向への通電＝シャッタ１２オープン動作」となるように通電方向とモータ動作とを一致させることで同様の効果を得ることができる。
【００４６】
［第２の実施形態］
図１２及び図１３は、第２の実施形態の通電タイミングを説明する図である。
【００４７】
第２の実施形態では、「倍率レンズ１１ａ繰り出し中に、シャッタ１２側をショートさせる動作」を考え、シャッタ１２の通電にてオン−ショートのＰＷＭ駆動などを行うことを想定している。図１２（ａ）に示すトランジスタ１０３と１０６がＯＮとなって通電している状態から、トランジスタ１０６と１０４をＯＮとしてショート回路を形成すると、第１の実施形態で述べた理由から倍率レンズ１１ａのモータに回生ブレーキが作用してしまう。そのため、回生ブレーキが作用せずにシャッタ１２のショート状態を実現するためには、図１２（ｂ）のようにトランジスタ１０３と１０５をＯＮとすることが望ましい。同様の理由から、図１３（ａ）のようにトランジスタ１０５と１０４をＯＮとして通電状態としている場合には、図１３（ｂ）のようにショート状態はトランジスタ１０４と１０６をＯＮとすることが望ましい。
【００４８】
なお、第１及び第２の各実施形態では、１．５チャンネル駆動ブリッジにより２つのアクチュエータを動作させる状況として、「倍率レンズ１１ａの繰り出し中に、シャッタ１２をオープンする動作」について説明したが、これに限られるものではない。つまり、複数の駆動部の動作方向と通電方向とが一意に決定される状況であれば、どのような駆動部と動作の組み合わせであっても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の駆動部コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る実施形態の１．５チャンネル駆動ブリッジの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る実施形態の１チャンネル駆動ブリッジの構成を示すブロック図である。
【図５】アクチュエータへの通電タイミングを示す図である。
【図６】１．５チャンネル駆動ブリッジにおける通電方向の組み合わせを示す図である。
【図７】図６の通電方向に応じたトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作を示す図である。
【図８】図６のケース１による駆動ブリッジの動作を示す図である。
【図９】図８のシャッタ通電時における駆動ブリッジの等価回路を示す図である。
【図１０】図６のケース１による駆動ブリッジの動作を示す図である。
【図１１】図１０のシャッタ通電時における駆動ブリッジの等価回路を示す図である。
【図１２】図６のケース１からショート状態にしたときの駆動ブリッジの動作を示す図である。
【図１３】図６のケース４からショート状態にしたときの駆動ブリッジの動作を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  撮像装置
１０  光学ブロック
１１ａ  倍率レンズ
１２  シャッタ
３０  駆動部コントローラ
３２  駆動タイミングコントローラ
３４ａ  １．５チャンネル駆動ブリッジ
５０  システムコントローラ
【図１】
2009122205.tif 000003
【図２】
2009122205.tif 000004
【図３】
2009122205.tif 000005
【図４】
2009122205.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009122205.tif 000012
【図１１】
2009122205.tif 000013
【図１２】
2009122205.tif 000014
【図１３】
2009122205.tif 000015