JP2014180194A - モータ制御装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流モータに対する駆動電圧を低下させた場合でも、電源部の動作を安定に保つことを可能とするモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置は、直流モータ（例えば、ズームモータ）と、直流モータおよび負荷部（例えば、フォーカスモータ）の各々に電力を供給する電源部と、直流モータおよび負荷への電力供給を制御する制御部と、を備える。制御部は、直流モータ（例えば、ズームモータ）への供給電力を減少させる制御を行う際に、直流モータへの供給電力を減少させるタイミング（Ｔ１１）を含む所定期間（Ｐ１）において負荷部（例えば、フォーカスモータ）へ供給する電力を増加（電圧をＶ２からＶ３へ上昇）させる。
【選択図】図７

Description

本開示は、ＤＣ（直流）モータにより被駆動部を駆動するモータ制御装置およびそれを用いた撮像装置に関する。

ＤＣモータを制御することにより、ＤＣモータに接続された被駆動部を駆動し、また、ＤＣモータに接続されたエンコーダが発生するパルスを計数することで被駆動部の位置検出を行うモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、そのようなモータ制御装置を備えたデジタルカメラは、ＤＣモータによってズームレンズを光軸方向に移動させることで、被写体の画角調整を可能としている。また、ＤＣモータに接続されたエンコーダから出力されるパルスを計数することでズームレンズの位置を検出し、ズーム倍率等の情報を得ている。

特開２００３−２６２９０４号公報

一般にＤＣモータは、駆動中に通電を遮断したり、駆動電圧を急激に低下させたりすると、逆起電力を発生する。このとき、発生した逆起電力が電源部に悪影響を与えることにより、機器全体の動作が不安定になる可能性がある。例えば、各部への電力供給を制御する電源部に対して逆起電力により電流が逆流すると、電源部の動作が不安定になる。それにより、電源部から各部への電力供給が不安定になり、その結果、機器全体の動作が不安定になる可能性がある。

本開示は、ＤＣモータを使用したモータ制御において、駆動電圧を低下させた場合であっても機器全体の動作を安定に保つことを目的とする。

本開示のモータ制御装置は、直流モータと、直流モータおよび負荷部の各々に電力を供給する電源部と、直流モータおよび負荷部への電力供給を制御する制御部と、を備える。制御部は、直流モータへの供給電力を減少させる制御を行う際に、直流モータへの供給電力を減少させるタイミングを含む所定期間において負荷部へ供給する電力を増加させる。

本開示の撮像装置は、第１レンズおよび第２レンズと、第１レンズおよび第２レンズを通して入射する被写体像を撮像して画像データを出力する撮像部と、第１レンズを駆動する直流モータと、第２レンズを駆動するステッピングモータと、直流モータおよびステッピングモータの各々に電力を供給する電源部と、直流モータおよびステッピングモータへの電力供給を制御する制御部と、を備える。制御部は、直流モータへの供給電力を減少させる制御を行う際に、直流モータへの供給電力を減少させるタイミングを含む所定期間においてステッピングモータへの供給電力を増加させる。

本開示のモータ制御装置によれば、直流モータを使用したモータ制御において、直流モータに対する駆動電圧を低下させた場合でも、電源部の動作を安定に保つことができる。

実施の形態１に係るデジタルカメラの前面図 実施の形態１に係るデジタルカメラの背面図 実施の形態１に係るデジタルカメラの電気的な構成を示す図 実施の形態１に係る撮影モードにおける処理の流れを示すフローチャート 実施の形態１に係るズーム処理を示すフローチャート 実施の形態１に係るズーム異常停止復帰処理を示すフローチャート 実施の形態１に係る逆起電力対策における各モータの駆動電圧の一例を示す図 実施の形態１に係る逆起電力対策における各モータの駆動電圧の他の例を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

〔実施の形態１〕
〔１．構成〕
以下、図を用いてデジタルカメラの構成を説明する。本実施の形態のデジタルカメラ（電子機器および撮像装置の一例）は、ＤＣ（直流）モータによって駆動されるズームレンズ（被駆動部の一例）を含む光学系を有し、ズームレバーの操作にて画角を広角端と望遠端との間で調節することが可能である。

〔１−１．デジタルカメラの構成〕
図１は、デジタルカメラ１００の正面図である。デジタルカメラ１００は前面に光学系１１０を納める鏡筒およびフラッシュ１６０を備える。また、デジタルカメラ１００は上面に静止画レリーズ釦２０１、ズームレバー２０２、および電源釦２０３などの操作釦を備える。

図２は、デジタルカメラ１００の背面図である。デジタルカメラ１００は背面に液晶モニタ１２３と、中央釦２０４、十字釦２０５、動画レリーズ釦２０６、モード切替スイッチ２０７などの操作釦とを備える。

図３は、デジタルカメラ１００の電気的構成図である。デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサ１２０で撮像する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は撮像した被写体像に基づく画像データを生成する。撮像により生成された画像データは、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１２１および画像処理部１２２において各種処理が施される。生成された画像データはフラッシュメモリ１４２またはメモリカード１４０等の記録媒体に記録される。本実施形態では、一例としてメモリカード１４０に記録されるとして説明する。メモリカード１４０に記録された画像データは、使用者による操作部１５０の操作を受け付けて液晶モニタ１２３上に表示され得る。以下、図１から図３に示す各構成要素の詳細を説明する。

光学系１１０は、フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッタ１１４等を含む。図示していないが、光学系１１０は、光学式手ぶれ補正（ＯＩＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）レンズを含んでいてもよい。なお、光学系１１０を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。

フォーカスレンズ１１１は被写体のフォーカス状態の調節に用いられる。ズームレンズ１１２は被写体の画角の調節に用いられる。絞り１１３は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光量の調節に用いられる。シャッタ１１４は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光の露出時間を調節する。フォーカスレンズ１１１は、フォーカスモータ１１１Ｍ（負荷部の一例）によって駆動される。ズームレンズ１１２は、ズームモータ１１２Ｍによって駆動される。絞り１１３は、絞りモータ１１３Ｍによって駆動される。シャッタ１１４は、シャッタモータ１１４Ｍによって駆動される。モータ１１１Ｍ〜１１４Ｍは、レンズ制御部１０５（制御部の一例）から通知された制御信号に従って駆動される。

ズームモータ１１２ＭにはＤＣモータが使用される。すなわち、ズームモータ１１２Ｍはモータ磁石（図示せず）とモータコイル（図示せず）とを備えており、レンズ制御部１０５の制御によりモータコイルに直流の電圧を印加することにより、回転軸を回転させる。ズームモータ１１２Ｍが回転するとロータリーエンコーダ（以下「エンコーダ」と称す）１１２Ｅによって回転に応じたパルスが発生する。エンコーダ１１２Ｅは、発光素子と、受光素子と、等間隔で設けられた複数のスリットが設けられたコードホイールとを含む一般的なロータリーエンコーダの構成を有する。コードホイールはズームモータ１１２Ｍの回転と連動して回転する。エンコーダ１１２Ｅは、発光素子から出力しコードホイールのスリットを通過した光を受光素子により検出し、パルス信号として出力する。エンコーダ１１２Ｅが発生したパルスはレンズ制御部１０５に入力され、レンズ制御部１０５によりパルス数が計測される。

レンズ制御部１０５は、コントローラ１３０からの指示にしたがいモータ１１１Ｍ〜１１４Ｍを駆動させることで、光学系１１０の動きを制御する。また、レンズ制御部１０５は、内部にカウンタ１０５ａを備え、このカウンタ１０５ａによりエンコーダ１１２Ｅが発生したパルス数を計測することにより、ズームレンズ１１２の位置を検出することができる。レンズ制御部１０５は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。すなわち、レンズ制御部１０５は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等で構成できる。またコントローラ１３０などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。

電源１０６は、コントローラ１３０からの指令に基づき、光学系１１０の各モータ１１１Ｍ、１１２Ｍ、１１３Ｍ、１１４Ｍを駆動させるのに必要な電力を供給する。なお、図示していないが、電源１０６は、デジタルカメラ１００の他の構成要素に対しても電力を供給することが可能である。電源１０６はズームモータ１１２Ｍ及びレンズ制御部１０５とともに、デジタルカメラ１００のモータ制御装置を構成する。電源１０６は例えば電源ＩＣで構成される。

ＣＣＤイメージセンサ１２０（撮像部の一例）は、光学系１１０を通して形成された被写体像を撮像して画像データを生成する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるとき、一定時間ごとに新しいフレームの画像データを生成することができる。

ＡＦＥ１２１では、ＣＣＤイメージセンサ１２０から読み出された画像データに対して相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡ／Ｄコンバータの入力レンジ幅への増幅、Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換が施される。その後、ＡＦＥ１２１は画像データを画像処理部１２２に出力する。

画像処理部１２２は、ＡＦＥ１２１から出力された画像データに対して各種の処理を施す。各種処理としては、スミア補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。画像処理部１２２は、各種処理を施した画像情報をバッファメモリ１２４に記憶する。画像処理部１２２は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。またコントローラ１３０などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。

液晶モニタ１２３は、デジタルカメラ１００の背面に備わる。液晶モニタ１２３は、画像処理部１２２にて処理された画像データに基づく画像を表示する。液晶モニタ１２３が表示する画像には、スルー画像や記録画像が含まれる。スルー画像は、ＣＣＤイメージセンサ１２０により一定時間ごとに生成される新しいフレームの画像データを連続して表示する画像である。通常は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるときに、画像処理部１２２がＣＣＤイメージセンサ１２０の生成した画像データからスルー画像を生成する。使用者は、液晶モニタ１２３に表示されるスルー画像を参照することにより、被写体の構図を確認しながら撮影できる。記録画像は、デジタルカメラ１００が再生モードにあるときに、メモリカード１４０に記録された高画素の画像データを液晶モニタ１２３に表示するために低画素に縮小した画像である。メモリカード１４０に記録される高画素の画像データは、使用者によりレリーズ釦が操作された時に、ＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像データに基づいて画像処理部１２２により生成され、メモリカード１４０に記録される。

コントローラ１３０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部１２２などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。コントローラ１３０は、制御プログラムを格納したＲＯＭをコントローラ１３０の内部に設けてもよいし、外部に設けてもよい。すなわち、コントローラ１３０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等で構成できる。

バッファメモリ１２４は、画像処理部１２２やコントローラ１３０のワークメモリとして機能する記憶手段である。バッファメモリ１２４はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで実現できる。また、フラッシュメモリ１４２は、画像データおよびデジタルカメラ１００の設定情報等を記録するための内部メモリとして機能する。

カードスロット１４１は、メモリカード１４０をデジタルカメラ１００に装着するための接続手段である。カードスロット１４１は、メモリカード１４０と電気的及び機械的に接続可能である。また、カードスロット１４１は、メモリカード１４０を制御する機能を備えてもよい。

メモリカード１４０は、内部にフラッシュメモリ等の記憶素子を備えた外部メモリである。メモリカード１４０は、画像処理部１２２で処理される画像データなどのデータを記録可能である。

操作部１５０は、デジタルカメラ１００の外装に備わっている操作釦や操作ダイヤルの総称であり、使用者による操作を受け付ける。例えば図１や図２に示した静止画レリーズ釦２０１や、動画レリーズ釦２０６、ズームレバー２０２、電源釦２０３、中央釦２０４、十字釦２０５、モード切替スイッチ２０７などがこれにあたる。操作部１５０は使用者による操作を受け付けると、コントローラ１３０に種々の動作指示信号を通知する。

静止画レリーズ釦２０１は、半押し状態と全押し状態の二段階押下式釦である。静止画レリーズ釦２０１が使用者により半押しされると、コントローラ１３０は、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）制御および／またはＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御を実行し撮影条件を決定する。続いて、静止画レリーズ釦２０１が、使用者により全押しされると、コントローラ１３０は、撮影処理を行う。コントローラ１３０は、全押しのタイミングに撮像された画像データを静止画としてメモリカード１４０等に記録する。以下、単に静止画レリーズ釦２０１を押下すると記載する場合は、全押しを示すものとする。

動画レリーズ釦２０６は、動画記録の開始／終了を指示するための押下式釦である。動画レリーズ釦２０６が使用者によって押下されると、コントローラ１３０は、動画の記録動作を開始する。すなわち、コントローラ１３０は、ＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像データに基づいて画像処理部１２２により生成された画像データを動画として順次、メモリカード１４０等の記録媒体に記録する。再度、動画レリーズ釦２０６が押下されると、コントローラ１３０は、動画の記録動作を終了する。

ズームレバー２０２は、画角を広角端と望遠端との間で調節するための中央位置自己復帰式のレバーである。ズームレバー２０２は、使用者により操作されるとコントローラ１３０がこれを検出し、レンズ制御部１０５にズームレンズ１１２を駆動するための指示を通知する。すなわち、ズームレバー２０２が広角端側に操作されると、コントローラ１３０は、被写体をより広角で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動させるための指示を、レンズ制御部１０５に対して通知する。同様に、ズームレバー２０２が望遠端側に操作されると、コントローラ１３０はレンズ制御部１０５に被写体をより望遠で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動させるための指示を通知する。ズームレバー２０２の操作が終了すると、コントローラ１３０は、レンズ制御部１０５に対して、ズームレンズ１１２の駆動を停止させるための指示を通知する。

電源釦２０３は、デジタルカメラ１００を構成する各部への電力供給をユーザが指示するための押下式釦である。電源オフ時に電源釦２０３が使用者により押下されると、コントローラ１３０はデジタルカメラ１００を構成する各部に電源１０６からの電力を供給し、起動させる。また、電源オン時に電源釦２０３が使用者により押下されると、コントローラ１３０は、電源１０６からの各部への電力供給を停止させる。

中央釦２０４は押下式釦である。デジタルカメラ１００が撮影モードあるいは再生モードにあるときに、中央釦２０４が使用者により押下されると、コントローラ１３０は液晶モニタ１２３にメニュー画面を表示する。メニュー画面は、撮影／再生のための各種条件を設定するための画面である。メニュー画面で設定された情報は、フラッシュメモリ１４２に記録される。各種条件の設定項目が選択されているときに押下されると、中央釦２０４は決定釦としても機能する。

十字釦２０５は、上下左右方向に設けられた押下式釦である。使用者は、十字釦２０５のいずれかの方向を押下することにより、液晶モニタ１２３に表示される各種条件項目を選択することができる。

モード切替スイッチ２０７は、上下方向に設けられた押下式釦である。使用者はモード切替スイッチ２０７のいずれかの方向を押下することにより、デジタルカメラ１００の状態を、撮影モードまたは再生モードに切り替えることができる。

〔２．動作〕
〔２−１．デジタルカメラの撮影動作〕
デジタルカメラ１００の撮影モード時の制御について説明する。デジタルカメラ１００は、撮影した画像データを記録することができる。図４は、デジタルカメラ１００の撮影モード時の撮影動作に関する制御を示すフローチャートである。デジタルカメラ１００は、撮影モードにおいて動画および静止画の撮影を行うことができるが、以下では、説明の便宜上、静止画の撮影時の動作について説明する。

使用者によるモード切替スイッチ２０７の操作によりデジタルカメラ１００が撮影モードに移行すると、コントローラ１３０は、静止画記録に必要な初期化処理を行う（Ｓ４０１）。

コントローラ１３０は、モード切替スイッチ２０７の状態の確認（Ｓ４０４）、スルー画像の表示（Ｓ４０８）、ズームレバー操作の監視（Ｓ４０９）、および静止画レリーズ釦２０１の押下の監視（Ｓ４１０）を含む、使用者からの入力確認処理や表示処理を繰り返す。このとき、モード切替スイッチ２０７の状態が、撮影モードでなければ（ステップＳ４０４にてＮＯ）、図４に示す撮影モードの処理を終了する。

撮影モードの場合、コントローラ１３０は、現在設定されている表示に関する設定値に基づきスルー画像の表示処理を行う（Ｓ４０８）。その後、コントローラ１３０はズームレバー２０２の操作の有無を監視する（Ｓ４０９）。ズームレバー２０２の操作を検知すると、コントローラ１３０は、ズームレバー操作に基づく指示をレンズ制御部１０５に送信する。レンズ制御部１０５はその指示に基づきズーム処理を実行する（Ｓ４１１）。このズーム処理の詳細については後述する。

その後、コントローラ１３０は静止画レリーズ釦２０１の押下を監視する（Ｓ４１０）。静止画レリーズ釦２０１の押下を検知すると（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、コントローラ１３０は静止画撮影処理を行う（Ｓ４１２）。静止画レリーズ釦２０１の押下を検知しなかったとき（ステップＳ４１０においてＮＯ）、コントローラ１３０は、ステップＳ４０４〜Ｓ４１１の処理を繰り返し実行する。また、静止画撮影処理（Ｓ４１２）が終了すると、コントローラ１３０は、ステップＳ４０４に戻り、上記の処理を繰り返し実行する。

〔２−１−１．ズーム処理〕
図４におけるズーム処理（Ｓ４１１）の詳細について説明する。図５は、図４におけるズーム処理（Ｓ４１１）の詳細を示すフローチャートである。

コントローラ１３０は、使用者によるズームレバー２０２の操作を検知すると、レンズ制御部１０５に、操作された方向（広角／望遠）にズームレンズ１１２を駆動させるように指示する。この指示を受けて、レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍに、ズーム操作された方向（広角／望遠）に対応した回転方向にモータを回転させるための通電を開始する（Ｓ５０１）。レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍの回転によって発生するエンコーダ１１２Ｅのパルス数をカウントしてズームレンズ１１２の位置を測定する（Ｓ５０２）。

ここでレンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍの回転によってエンコーダ１１２Ｅのパルスが発生したかを判定する（Ｓ５１１）。レンズ制御部１０５がパルスの発生を検出できないときは、ズームモータ１１２Ｍ（すなわちズームレンズ１１２）が異常停止していると考えられる。よって、パルスの発生を検出できないときは、レンズ制御部１０５は、ズーム異常停止復帰処理（Ｓ５１２）を行う。このズーム異常停止復帰処理の詳細については後述する。

一方、パルスの発生が検出された場合、レンズ制御部１０５は、エンコーダパルスのカウント値に基づきズームレンズ１１２が広角端または望遠端に到達したか否かを判定する（Ｓ５０３）。ズームレンズ１１２が広角端または望遠端（以下「端点」という）に到達しているときは、レンズ制御部１０５はズーム停止処理を行う（Ｓ５０５）。ズームレンズ１１２が端点に到達したか否かは、例えば、広角端／望遠端の各々にズームレンズ１１２が位置するときのカウンタの値（基準値）をあらかじめ記憶しておき、カウンタ値がそれらの基準値と一致するか否かを判定することで判定できる。また、レンズ制御部１０５はズームレンズ１１２が端点に達したことをコントローラ１３０に通知する。

ズームレンズ１１２が端点に到達していなければ、コントローラ１３０はさらにズームレバー２０２の操作が終了しているか否かを判定する（Ｓ５０４）。ズームレバー２０２の操作が終了していれば、コントローラ１３０はレンズ制御部１０５にズーム停止処理を指示し、レンズ制御部１０５はズームモータ１１２Ｍにショートブレーキをかけて目標位置で停止させる（Ｓ５０５）。

一方、ズームレバー２０２の操作が終了していなければ、コントローラ１３０およびレンズ制御部１０５はステップＳ５０２からの一連の処理を繰り返し実行する。

〔２−１−２．ズーム異常停止復帰処理〕
次に、図５のフローにおけるズーム異常停止復帰処理（Ｓ５１２）の詳細について、図６のフローチャートを用いて説明する。図６は、ズーム異常停止復帰処理（Ｓ５１２）の詳細を示すフローチャートである。

レンズ制御部１０５がズームモータ１１２Ｍに通電しているにもかかわらずエンコーダ１１２Ｅがパルスを発生しない場合、ズームモータ１１２Ｍが低温環境下で駆動トルクが不足している等の要因により停止している可能性が考えられる。この場合、ズームモータ１１２Ｍに印加する電圧を上昇しズームモータ１１２Ｍの駆動トルクを上昇させることで、停止中のモータを回転させ始めることができる。

このため、レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍを異常停止した状態から復帰させるために、ズームモータ１１２Ｍに印加する電圧を上昇させる（すなわち、ズームモータ１１２Ｍへの供給電力を増加させる）（Ｓ６０１）。その後、レンズ制御部１０５は、エンコーダパルスのカウントを行い（Ｓ６０２）、パルスが発生したかを判定する（Ｓ６０３）。

パルスが発生していればズームモータ１１２Ｍの電圧を元の電圧に下げて（供給電力を元の電力に減少させ）（Ｓ６０４）、ズーム異常停止復帰処理を終了する。一方、パルスが発生しなければ、上記要因とは異なる要因により停止している可能性があるため、液晶モニタ１２３上でエラー表示を行い（Ｓ６０５）、本処理を終了する。

〔２−２．逆起電力対策〕
前述のようにズームモータ１１２ＭはＤＣモータで構成されている。このため、ステップＳ６０４においてレンズ制御部１０５がズームモータ１１２Ｍの駆動電圧を下げたときに、ズームモータ１１２Ｍは、ＤＣモータの特性上、逆起電力を発生する。この逆起電力は電源１０６に流れ込む。電源１０６は、逆起電力が流れ込んだ場合、安全のために電力供給を停止する等の保護機能が動作する場合がある。この保護機能により電源１０６の動作が不安定になることで各部への電力供給が不安定になり、その結果、デジタルカメラ１００全体の動作が不安定になる可能性がある。

この逆起電力に起因する問題を解決するため、本実施形態では、ズームモータ１１２Ｍで逆起電力の発生が予測されるタイミングにおいて、電源１０６に、ズームモータ１１２Ｍ（ＤＣモータ）から流れ込む逆起電力よりも大きい電力を供給するようにする。これにより、電力供給が不安定になることを防止している。

具体的には、本実施の形態のデジタルカメラ１００では、ステップＳ６０４においてズームモータ１１２Ｍの電圧を下げる（供給電力を減少させる）ときに、同じ電源１０６から電力の供給を受けている他のモータに、本来は不要な電力を消費させる。これにより、電源１０６が不安定にならないようにする（以下、この制御を「逆起電力対策」と称する）。

以下、ズームモータ１１２Ｍとともに電源１０６からの電力供給を受ける他のモータとしてフォーカスモータ１１１Ｍを想定した場合の逆起電力対策について説明する。

〔２−２−１．トラッキング駆動時の逆起電力対策〕
図７では、ズーム処理中にトラッキング駆動しているフォーカスモータ１１１Ｍを用いた逆起電力対策について説明する。トラッキングとは、ズームレンズ１１２が移動したことにより、ずれたピントを調整（補償）するために、ズームレンズ１１２の移動と連動してフォーカスレンズ１１１の位置を調整することである。よって、トラッキング駆動では、ズームモータ１１２Ｍを駆動してズームレンズ１１２を移動したことでずれたピントを調整（補償）するために、ズームレンズ１１２の移動に連動してフォーカスモータ１１１Ｍを駆動する。なお、以下ではフォーカスモータ１１１ＭはＡ相、Ｂ相の２相のステッピングモータで、Ａ相、Ｂ相にそれぞれ正弦波の電圧を印加するマイクロステップ駆動で制御しているものとする。マイクロステップ駆動のステッピングモータの電圧は印加している正弦波の振幅で定義され、モータの位置はＡ相、Ｂ相の正弦波の位相の組み合わせで定義される。図７（ａ）は、フォーカスモータ１１１ＭのＡ相に印加するモータ電圧の時間的変化を示した図である。図７（ｂ）は、フォーカスモータ１１１ＭのＢ相に印加するモータ電圧の時間的変化を示した図である。図７（ｃ）は、ズームモータ１１２Ｍに印加するモータ電圧の時間的変化を示した図である。

図７において、最初、レンズ制御部１０５がズームモータ１１２Ｍを電圧Ｖ０で駆動しているときに、レンズ制御部１０５は、トラッキング駆動のため、フォーカスモータ１１１ＭのＡ相およびＢ相に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように正弦波の電圧Ｖ２を印加して、フォーカスモータ１１１Ｍを駆動しているものとする。ここで、図７（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１０において、ズーム異常停止復帰処理が発生したとする。ズーム異常停止復帰処理が開始されると、レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍの電圧をＶ１に上昇させ（Ｓ６０１）、所定時間後の時刻Ｔ１１でＶ０に低下させる（Ｓ６０４）。ズームモータ１１２Ｍの電圧がＶ１からＶ０に下がると逆起電力が発生する。そこで、ズームモータ１１２Ｍの電圧を低下させる時刻Ｔ１１より前のタイミングである時刻Ｔ１において、レンズ制御部１０５は、フォーカスモータ１１１ＭのＡ相及びＢ相に印加する電圧を、それらの位相は変えずに振幅のみを所定のＶ３に上げる。なお、所定電圧Ｖ３の値は、電源１０６の仕様で定まる所定の電圧値（上限値）を越えない範囲の値に設定される。レンズ制御部１０５は、所定期間の間、フォーカスモータ１１１Ｍに印加する電圧の振幅を所定の値に増加させる。

フォーカスモータ１１１Ｍへの印加電圧を上昇させることで、電源１０６から供給される電流（すなわち電力）が増加する。この増加する電流（電力）の量が、逆起電力により電源１０６へ逆流する電流（電力）よりも大きくなるように、上昇させるべき電圧Ｖ３を設定する。これにより、電源１０６から供給される電流量が負になることを防止し、逆起電力によって電源１０６の動作が不安定になるのを防止している。このとき、フォーカスモータ１１１Ｍの消費電力は上がるが、印加しているモータ電圧（制御信号）の位相は逆起電力対策を行わない場合と同じなので、フォーカスモータ１１１Ｍの動作への影響は無い。

その後、ズームモータ１１２Ｍの電圧がＶ１からＶ０に下ったことで発生した逆起電力が十分に収束したと考えられるタイミングである時刻Ｔ２で、フォーカスモータ１１１Ｍの電圧をＶ２に下げる。

〔２−２−１．モータ停止時の逆起電力対策〕
図８を用いて、停止しているフォーカスモータ１１１Ｍを用いた逆起電力対策について説明する。なお、フォーカスモータ１１１Ｍは、図７の場合と同様に、Ａ相、Ｂ相の２相のマイクロステップ駆動のステッピングモータとする。なお、以下の例では、ズームレンズ１１２の移動に伴うフォーカスレンズ１１１のトラッキング駆動は行わないものとする。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、レンズ制御部１０５がフォーカスモータ１１１Ｍを駆動している状態から、時刻Ｔ３で、フォーカスモータ１１１Ｍへの通電を終了してフォーカスモータ１１１Ｍの駆動を停止する。次に、図８（ｃ）に示すように、時刻Ｔ１２で、レンズ制御部１０５が電圧Ｖ０でズームモータ１１２Ｍの駆動を開始する。前述のように、この例においてはズームレンズ１１２の移動に伴うフォーカスレンズ１１１のトラッキング駆動は行わないものとする。ここで時刻Ｔ１３において、ズーム異常停止復帰処理が発生したとする。ズーム異常停止復帰処理に入ると、レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍの電圧をＶ１に上昇させ（Ｓ６０１）、時刻Ｔ１４でＶ０に低下させる（Ｓ６０４）。

ズームモータ１１２Ｍの電圧がＶ１からＶ０に下がると逆起電力が発生するので、図８（ａ）（ｂ）に示すように、時刻Ｔ１４より前のタイミングである時刻Ｔ４において、レンズ制御部１０５はフォーカスモータ１１１ＭのＡ相およびＢ相に、時刻Ｔ３の時点と同じ位相で、所定電圧Ｖ３を印加し、逆起電力によって電源１０６が不安定になるのを防ぐ。このとき、フォーカスモータ１１１Ｍの消費電力は上がるが、印加している電圧の位相は時刻Ｔ３と同じなので、フォーカスモータ１１１Ｍは時刻Ｔ３で停止した位置から変化しない（すなわち、ステッピングモータのステップ位置は変化しない）。その後、ズームモータ１１２Ｍの電圧がＶ１からＶ０に下ったことで発生した逆起電力が十分に収束したと考えられるタイミングである時刻Ｔ５で、フォーカスモータ１１１Ｍへの通電を終了する。

以上のように、ズームモータ１１２Ｍへの印加電圧を低下させるタイミング（図７の例では時刻Ｔ１１、図８の例では時刻Ｔ１４）を含む所定の期間（図７の例では期間Ｐ１、図８の例では期間Ｐ２）において、ズームモータ１１２Ｍと同じ電源１０６から電力供給を受けるフォーカスモータ１１１Ｍへ印加する電圧を上昇させる。これにより、ズームモータ１１２Ｍへの印加電圧の低下に起因する逆起電力の電源１０６に対する影響を排除でき、電源１０６の安定した動作が可能となる。

〔３．まとめ〕
以上のように、本実施の形態のデジタルカメラ１００におけるモータ制御装置は、ズームモータ１１２Ｍ（ＤＣモータの一例）と、ズームモータ１１２Ｍおよびフォーカスモータ１１１Ｍ（負荷部の一例）の各々に電力を供給する電源１０６と、ズームモータ１１２Ｍおよびフォーカスモータ１１１Ｍへの電力供給を制御するレンズ制御部１０５と、を備える。レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍへの供給電力を減少させる制御を行う際に、ズームモータ１１２Ｍへの供給電力を減少させるタイミングを含む所定期間（図７の例では期間Ｐ１、図８の例では期間Ｐ２）においてフォーカスモータ１１１Ｍへ供給する電力を増加させる。

以上のように、レンズ制御部１０５は、ズームモータ１１２Ｍへの供給電力を減少させる前に、電源１０６から電力が供給されているフォーカスモータ１１１Ｍに本来は必要でない電力を消費させる。これにより、ズームモータ１１２Ｍへの印加電圧の低下で発生する逆起電力によって電源１０６の動作が不安定になるのを防止している。

この構成により、デジタルカメラ１００はズームモータ１１２Ｍの駆動電圧を低下させた場合にも機器全体の動作を安定に保つことが出来る。

〔４．他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。以下、他の実施の形態を例示する。

上記実施の形態では、逆起電力対策における負荷部として、２相のステッピングモータを用いたフォーカスモータ１１１Ｍを例示した。負荷部としてのフォーカスモータ１１１Ｍは逆起電力を打ち消すだけの電力を消費すれば良いので、２相以外の構成のステッピングモータでもよい。また、負荷部はステッピングモータでなくとも良い。例えば、負荷部の他の例として、ズームモータ１１２Ｍと同じ電源１０６から電力が供給される絞りモータ１１３Ｍやシャッタモータ１１４Ｍを用いても良い。そして、逆起電力対策において、絞りモータ１１３Ｍやシャッタモータ１１４Ｍへの印加電圧を変更しても良い。

上記実施の形態では、逆起電力対策の構成をズーム異常停止復帰処理での実施例で説明したが、ズーム異常停止復帰処理以外にも本開示の思想は適用できる。すなわち、逆起電力の発生を引き起こす可能性のある、ズームモータ１１２Ｍの印加電圧を低下させる制御を行う際の電源制御として、本開示の思想を適用できる。

上記の実施形態では、光学系を内蔵したデジタルカメラの構成を説明したが、上記実施形態の思想はレンズ交換式のカメラに対しても適用できる。その場合、交換レンズ（すなわち、レンズ鏡筒）は、上記の実施形態で示したような光学系と、光学系を駆動するモータと、モータの回転数を計測するエンコーダおよび交換レンズ内の各部を制御するレンズ制御部とを備える。そして、レンズ制御部が上記の実施形態で説明したような制御を行えばよい。

上記実施の形態では、逆起電力を発生し得るモータとしてＤＣモータを例として説明したが、ＤＣモータ以外のモータであっても、本開示の電源制御の思想を適用できる。例えば、ムービングマグネットモータのような逆起電力を発生し得るモータを駆動部として用いる際に、本開示の電源制御の思想を適用することができる。

上記実施の形態では、ＤＣモータの駆動対象としてズームレンズを用いた例を説明したが、駆動対象が他の部材である場合でも、本開示の電源制御の思想を適用することができることは言うまでもない。

上記実施の形態では、モータ制御装置を備えた電子機器としてデジタルカメラを例に挙げて説明したが、ＤＣモータを使って被駆動部を駆動する機器（電子機器、産業機械等）であれば、本開示の電源制御の思想を適用可能である。例えば、ロボットに使用されるＤＣモータの駆動制御に対しても、本開示の電源制御の思想を適用可能である。すなわち、ＤＣモータを用いたモータ制御全般に対して、本開示の電源制御の思想を適用することができる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示によれば、ＤＣモータを使用したモータ制御装置において、駆動電圧を低下させた場合にも機器全体の動作を安定に保つことが出来る。よって、本開示の思想は、デジタルスチルカメラ、ムービーカメラ、携帯電話、スマートフォン、モバイルＰＣ、ロボット等にも適用できる。

１００ デジタルカメラ
１０５ レンズ制御部
１０５ａ カウンタ
１０６ 電源
１１１ フォーカスレンズ
１１１Ｍ モータ
１１２ ズームレンズ
１１２Ｅ ロータリーエンコーダ
１１２Ｍ モータ
１１３ 絞り
１１３Ｍ モータ
１１４ シャッタ
１１４Ｍ モータ
１２０ ＣＣＤイメージセンサ
１２１ ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）
１２２ 画像処理部
１２３ 液晶モニタ
１２４ バッファメモリ
１３０ コントローラ
１４０ メモリカード
１４１ カードスロット
１４２ フラッシュメモリ
１５０ 操作部
１６０ フラッシュ
２０１ 静止画レリーズ釦
２０２ ズームレバー
２０３ 電源釦
２０４ 中央釦
２０５ 十字釦
２０６ 動画レリーズ釦
２０７ モード切替スイッチ

Claims (5)

1. 直流モータと、
   前記直流モータおよび負荷部の各々に電力を供給する電源部と、前記直流モータおよび前記負荷部への電力供給を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記直流モータへの供給電力を減少させる制御を行う際に、前記直流モータへの供給電力を減少させるタイミングを含む所定期間において前記負荷部へ供給する電力を増加させる、
   モータ制御装置。
2. 前記制御部は、前記所定期間において、前記電源部が供給する電圧が所定の電圧値を越えない範囲で前記負荷部への供給電力を増加させる、
   請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記負荷部はステッピングモータであり、
   前記制御部は、前記所定期間において前記ステッピングモータが駆動されていないときは、前記ステッピングモータの位置が変化しないように前記電力を増加させて前記ステッピングモータに供給する、
   請求項１記載のモータ制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータ制御装置を備えた電子機器。
5. 第１レンズおよび第２レンズと、
   前記第１レンズおよび前記第２レンズを通して入射する被写体像を撮像して画像データを出力する撮像部と、
   前記第１レンズを駆動する直流モータと、
   前記第２レンズを駆動するステッピングモータと、
   前記直流モータおよび前記ステッピングモータの各々に電力を供給する電源部と、
   前記直流モータおよび前記ステッピングモータへの電力供給を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記直流モータへの供給電力を減少させる制御を行う際に、前記直流モータへの供給電力を減少させるタイミングを含む所定期間において前記ステッピングモータへの供給電力を増加させる、
   を備えた撮像装置。

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