JP2004104940A

JP2004104940A - モータ駆動装置

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Publication number: JP2004104940A
Application number: JP2002265600A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kono; 河野　孝典
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02
Also published as: CN1493909A; US20040057705A1

Abstract

【課題】電流検出抵抗が次段以降の共通インピーダンスとならないモータ駆動回路構成を提供する。
【解決手段】モータ駆動回路は、ｎ個の負荷を接続する為少なくともｎ＋１個の出力端子ＯＵＴを備えており、一個の負荷に対して一対の出力端子を割り当ててブリッジ回路Ｈを構成する。制御回路２は各ブリッジ回路Ｈに属するトランジスタＱを開閉制御して負荷に対し順方向及び逆方向の通電を行なう。特定の出力端子ＯＵＴ１に連なる二個のＰＮＰ型及びＮＰＮ型トランジスタＱＩ，Ｑ２のうち、一方はフィードバックループで定電流制御され他方はオープンループで定電流制御される。出力端子ＯＵＴ１と隣の出力端子ＯＵＴ２との間に接続された負荷に対して、通電方向に応じフィードバックループとオープンループを使い分けて定電流駆動を行なう。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカメラに内蔵される複数のモータに含まれる複数の負荷（コイルなど）を駆動する駆動回路部と、この駆動回路部を制御して複数のモータをシーケンシャルに駆動する制御回路部とを一体的に形成したドライバＩＣなどからなるモータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばデジタルカメラを例に挙げると、各種機構部品の駆動源として複数のモータが内蔵されている。これらには、ステッピングモータ、アイリスモータ及びＤＣモータが挙げられる。特にレンズ鏡胴に着目すると、ステッピングモータが例えばオートフォーカス用のレンズ駆動に用いられる。アイリスモータがシャッタ及び絞りの駆動に用いられる。場合によっては、アイリスモータの代わりにステッピングモータが絞りの駆動に用いられることもある。ＤＣモータがズームレンズの駆動に用いられる。場合によっては、ＤＣモータの代わりにステッピングモータがズームレンズの駆動に用いられることもある。これらモータの駆動回路は例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２３１１３５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１８７２５号公報
【０００４】
ステッピングモータは例えば多極着磁されたロータとステータと二相のコイルで構成されており、負荷は二個のコイルである。従って、ステッピングモータを駆動する為には、ドライバＩＣは少なくとも二個の負荷を駆動可能な二対計四個の出力端子を備える。通常、一対の出力端子に一個のＨ型ブリッジ回路が対応しているので、ステッピングモータ用として、ドライバＩＣはＨ型ブリッジ回路二個を備える。アイリスモータは二極着磁されたロータと一個のコイルとで構成されている。従って、アイリスモータを駆動する為、ドライバＩＣは一対の出力端子を備えていればよい。更に、ＤＣモータを駆動する為には、少なくとも一対の出力端子が必要である。
【０００５】
最近のドライバＩＣは一個で複数の負荷をシーケンシャルに駆動する為、複数の出力端子を備えている。単純に計算すると、ｎ個の負荷を駆動する為には２ｎ個の出力端子が必要である。隣り合うＨブリッジ回路間で出力端子を共用することにより、出力端子数を２ｎからｎ＋１個に削減可能である。近年、ｎ個（ｎは２以上の整数）の負荷を接続する為少なくともｎ＋１個の出力端子を備えたドライバＩＣの開発が進められている。この場合、各出力端子は直列に配されたＰＮＰ型及びＮＰＮ型のトランジスタの中点から取り出されており、一個の負荷に対して一対の出力端子を割り当ててブリッジ回路を構成する。一個のブリッジ回路に属する四個のトランジスタを開閉制御して、接続された負荷に対し順方向及び逆方向の通電を行なう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
負荷の特性に応じ、適宜定電流駆動、定電圧駆動、スイッチング駆動が選択される。この為、特定の出力端子には定電流制御機能が付加されている。定電流機能は通常フィードバックループ（帰還型）が採用されており、トランジスタに接続された電流検出抵抗と、この電流検出抵抗により検出された電流値によりこのトランジスタを制御するオペアンプとを含んでいる。
【０００７】
この電流検出抵抗は定電流駆動に対応した特定の出力端子にインピーダンスとして加わることになる。特定の出力端子に接続された電流検出抵抗が隣の出力端子の共通インピーダンスとならない様にしなければならない。この為、従来は定電流駆動に対応した特定の出力段を残りの出力段から分離独立させ、共用しない構造が用いられていた。
【０００８】
又、一個のＨブリッジ回路で一個の負荷を順方向及び逆方向で切り換えて通電する場合、両方向ともに定電流駆動を行ないたい場合がある。この時には、一個のＨブリッジ回路に対して定電流制御用のフィードバックループが順方向で一個逆方向で一個の計二個必要となる。従って、電流検出抵抗も二個必要になる。この様な構成では、必然的に電流検出抵抗が隣り合う出力端子間で共通インピーダンスとなってしまう。これを避ける為には、前述した様に定電流駆動に対応した出力段を完全に分離独立させるか、もしくは順方向通電及び逆方向通電の一方のみを定電流駆動とし、残りは別の制御を採用する方式が取られていた。この様にすれば、電流検出抵抗は一個で済む為、特定の出力段を一番端に配すれば、他の出力端子と共通インピーダンスになることはない。どうしても順方向及び逆方向の両方でフィードバックループ制御の定電流駆動を行ないたい場合には、Ｈ型ブリッジ回路の上下に電流検出抵抗を設けることも考えられる。しかしながらこれでは、ＩＣ化において外付の電流検出抵抗や電流設定入力など端子数の増大や回路の複雑化が避けられない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は複数の出力端子のうち初段を順逆双方向で定電流駆動対応とした場合においても、ＩＣ化した際端子数が増えず、又電流検出抵抗が次段以降の共通インピーダンスとならない回路構成を提供することを目的とする。係る目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち、複数のモータに含まれる複数の負荷を駆動する駆動回路部と、該駆動回路部を制御して複数のモータをシーケンシャルに駆動する制御回路部とからなり、前記駆動回路部は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の負荷を接続する為少なくともｎ＋１個の出力端子を備えており、各出力端子は直列に配されたＰＮＰ型及びＮＰＮ型のトランジスタの中点から取り出されており、一個の負荷に対して一対の出力端子を割り当ててブリッジ回路を構成し、前記制御回路部は該ブリッジ回路に属するトランジスタを開閉制御して該負荷に対し順方向及び逆方向の通電を行なうモータ駆動装置であって、特定の出力端子に連なる二個のＰＮＰ型トランジスタ及びＮＰＮ型トランジスタのうち、一方はフィードバックループで定電流制御され、他方はオープンループで定電流制御され、該特定の出力端子と別の出力端子との間に接続された負荷に対して、通電方向に応じ該フィードバックループと該オープンループを使い分けて定電流駆動を行なうことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、前記フィードバックループは、該一方のトランジスタに接続された電流検出抵抗と、該電流検出抵抗により検出された電流値により該一方のトランジスタを制御するオペアンプとを含み、前記オープンループは、該他方のトランジスタに対してミラー接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続された電流設定抵抗とを含む。前記駆動回路部と制御回路部はＩＣチップに一体化されており、フィードバックループの該オペアンプに入力する電流設定用の参照電圧はＩＣチップで内部的に生成し、オープンループの電流設定抵抗はＩＣチップに対して外付けにする。該特定の出力端子で構成するブリッジ回路は、デジタルカメラに内蔵されるシャッタを開閉駆動するモータを負荷とし、シャッタを開く時オープンループで該モータを定電流駆動し、シャッタを閉じる時フィードバックループで該モータを定電流駆動する。
【００１１】
本発明によれば、例えばブリッジ回路を構成する出力端子群のうち初段を定電流駆動対応とするが、順方向通電及び逆方向通電のうち一方向を通常のフィードバックループ型（帰還型）の定電流制御とし、他方向はオープンループ型の定電流制御とする。これにより、電流検出抵抗はフィードバックループで使う一個で済み、他段との間で共通インピーダンスとはならない。すなわち、初段に接続された電流検出抵抗は次段の駆動に関与しない為、制御特性に悪影響がない。尚、他方向をオープンループ型とすることによりフィードバックループ（クローズドループ）に比較すると定電流の制御精度は下がるが、駆動負荷の要求精度に合わせて駆動方向の選定を行なえば、対応可能である。例えば、デジタルカメラ用シャッタの開閉駆動を行なうモータを負荷とした場合、基本的に露光量はデジタルカメラの場合シャッタ閉じ動作で決まり、シャッタ開き動作は露光精度に影響を与えない。すなわち、シャッタ開き動作は駆動電流が小さく制御精度を要さないが、シャッタ閉じ動作はシャッタ秒時となる為高速で且つ高精度を要している。その場合、シャッタ開き動作ではモータをオープンループ型の定電流駆動とし、シャッタ閉じ動作ではフィードバックループ制御とすることが適当である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るモータ駆動装置を示す模式的な回路図である。本モータ駆動装置は、複数のモータに含まれる複数の負荷（図示せず）を駆動する駆動回路部と、この駆動回路部を制御して複数のモータをシーケンシャルに駆動する制御回路部とから構成されている。駆動回路部は、制御回路部によって並列的に制御される二つのチャネルＣＨ１，ＣＨ２に分かれている。一方のチャネルＣＨ１は複数の負荷を択一的に駆動可能な様に制御回路部によって制御されている。他方のチャネルＣＨ２も複数の負荷を択一的に駆動可能な様に制御回路部によって制御されている。この制御回路部は、図示の論理回路２で構成されている。上述したチャネルＣＨ１，ＣＨ２や論理回路２は、ドライバＩＣ１に集積形成されており、本発明に係るモータ駆動装置を構成している。このドライバＩＣ１は、二つのチャネルＣＨ１，ＣＨ２や論理回路２に加え、基準電圧発生回路３及び定電圧／定電流回路４を内蔵している。これらの内部回路を外部と接続する為に、ドライバＩＣ１は２４個の接続端子を備えている。従って、本ドライバＩＣは２４ピンの標準パッケージを使うことができる。２４個の接続端子には、出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８、制御入力端子ＩＮ１〜ＩＮ７、接地端子ＧＮＤ１，ＧＮＤ２、電源端子ＶＢ，ＶＣＣ、その他の端子ＦＣ，ＩＤ，ＩＳ，ＶＣ，ＶＲＥＦがある。端子ＶＲＥＦは基準電圧発生回路３で内部的に作られた基準電圧ＶＲＥＦを出力する。端子ＶＣは定電圧／定電流回路４の定電圧部に対して、参照電圧ＶＣを供給する。端子ＩＳは同じく定電流／定電流回路４の定電流部に対して設定用の電流を供給する。端子ＩＤは定電流／定電圧回路４の定電流部に対し検出電流を供給する。尚、定電流／定電圧回路４の内部で、定電流部はオペアンプＯＰ１及びトランジスタＱ０で構成されており、定電圧部はオペアンプＯＰ２，ＯＰ３で構成されている。尚、本例では接地端子ＧＮＤ１，ＧＮＤ２はドライバＩＣ１内で共通接続されている。
【００１３】
ここで、本発明の特徴部分である定電流／定電圧回路４の特に定電流部を詳細に説明する。図示する様に、この定電流部は八個の出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８のうち初段の出力端子ＯＵＴ１に連なるＰＮＰ型トランジスタＱ１及びＮＰＮ型トランジスタＱ２をそれぞれ定電流制御している。具体的には、ＮＰＮ型のトランジスタＱ２はフィードバックループで定電流制御され、ＰＮＰ型トランジスタＱ１はオープンループで定電流制御されている。係る構成により、初段の出力端子ＯＵＴ１と次段の出力端子ＯＵＴ２との間に接続された負荷に対して、通電方向に応じフィードバックループとオープンループを使い分けて定電流駆動を行なうことが可能である。例えば、出力端子ＯＵＴ１及びＯＵＴ２で構成されるブリッジ回路ＨＡは、デジタルカメラに内蔵されるシャッタを開閉駆動するモータを負荷とすることができる。この場合、シャッタを開く時は負荷に対してＯＵＴ１からＯＵＴ２に順方向通電を行なう。この場合トランジスタＱ１とＱ４がオンすることになる。従って、シャッタを開く時はオープンループでモータを定電流駆動することになる。一方、シャッタを閉じる時はモータにＯＵＴ２からＯＵＴ１に向かって逆方向通電を行なう。この場合トランジスタＱ３とＱ２がオンすることになる。従って、シャッタを閉じる時はフィードバックループでモータを定電流駆動することになる。
【００１４】
フィードバックループは、ＮＰＮ型のトランジスタＱ２のエミッタに接続された電流検出抵抗ＲＣと、この電流検出抵抗ＲＣにより検出された電流値によりトランジスタＱ２を制御するオペアンプＯＰ１とで構成されている。一方、オープンループは、トランジスタＱ１に対してミラー接続されたトランジスタＱ０と、このトランジスタＱ０に接続された電流設定抵抗ＲＯとを含む。図示する様に、フィードバックループに属する電流検出抵抗ＲＣはドライバＩＣ１の接続端子ＩＤに接続された外付け抵抗部品である。同様に、オープンループに属する電流設定抵抗ＲＯもドライバＩＣ１の接続端子ＩＳに取り付けられた外付け抵抗部品である。
【００１５】
一方、フィードバックループのオペアンプＯＰ１に入力する電流設定用の参照電圧ＶｒｅｆはドライバＩＣ１で内部的に生成する。具体的には、ドライバＩＣ１に内蔵された基準電圧発生回路３で生成した基準電圧ＶＲＥＦを適当に内部で抵抗分割し、オペアンプＯＰ１の参照電圧Ｖｒｅｆとする。
【００１６】
以上説明した様に、ＯＵＴ１からＯＵＴ２に向かう順方向通電は、ＯＵＴ１側のＰＮＰトランジスタＱ１をオープンループ型の定電流制御下に置いて行なう。この場合、オープンループ回路は、ベースを共通にした一対のＰＮＰトランジスタのドライブ段からなるミラー回路構成としている。駆動電流は、ミラードライブ段の電流値の設定倍数となる。設定倍数は、ミラードライブ段のトランジスタＱ０と駆動段トランジスタＱ１のエミッタ面積比で表わされ、物理的に決まる構造となっている。一般に、設定倍数は数十倍に決められている。ここで、ドライブ段電流は電流設定抵抗ＲＯで設定している。一方、ＯＵＴ２からＯＵＴ１に向かう逆方向通電はフィードバックループ制御による定電流駆動で、ＯＰ１を用いている。駆動電流量は、ＯＰ１の正入力端子に供給される内部基準電圧Ｖｒｅｆと、接続端子ＩＤを介して接続される外部負荷抵抗ＲＣで設定される。係る構成としたことにより、２４ピンの標準パッケージでドライバＩＣ１を構成できる。ＯＵＴ１からＯＵＴ２に向かう順方向通電でシャッタ開き動作を行ない、ＯＵＴ２からＯＵＴ１に向かう逆方向通電でシャッタ閉じ動作とすることにより、各通電方向の要求精度に対応可能である。又、各々の電流設定も個別に外付け抵抗ＲＣ，ＲＯで設定できる。尚、フィードバックループで定電流制御を行なう時には、動作安定化の為電流検出抵抗ＲＣと平行にコンデンサを端子ＦＣに接続する必要がある。これに対し、オープンループで定電流制御を行なう場合には、特に電流設定抵抗ＲＯにコンデンサを並列接続させる必要はない。
【００１７】
引続き図１を参照して、ドライバＩＣ１の動作を説明する。一般に、チャネルはｎ個（ｎは２以上の整数）の負荷を駆動する為、ｎ＋１個の出力端子を備えており、１つの負荷を駆動する為に一対の出力端子が割り当てられる。一対の出力端子の内少なくとも片方は２つの負荷の間で共用される。この為、制御回路部は１つのチャネルで複数の負荷が同時に駆動されない様にチャネルの各出力端子を制御している。本実施形態ではｎ＝３であって、チャネルＣＨ１は３個の負荷を接続する為、４個の出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４を備えており、１つの負荷を駆動する為に一対の出力端子が割り当てられる。例えば、１個の負荷が一対の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の両端に接続される。２個目の負荷がＯＵＴ２，ＯＵＴ３の両端に接続可能である。同様に３個目の負荷が、出力端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４に割り当て可能である。ここで、１つの負荷に割り当てられる一対の出力端子の内少なくとも片方が、別の負荷との間で共用されている。例えば、ＯＵＴ２は１番目の負荷と２番目の負荷との間で共用される。ＯＵＴ３も、２番目の負荷と３番目の負荷との間で共用されることになる。この関係で、制御回路部は、チャネルＣＨ１で３個の負荷が同時に駆動されない様にチャネルＣＨ１の各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４をシーケンシャルに制御している。チャネルＣＨ２もチャネルＣＨ１と同様の構成を有しており、４個の出力端子ＯＵＴ５〜ＯＵＴ８を備えている。
【００１８】
制御回路部は、チャネルＣＨ１，ＣＨ２を同時並列的に制御できる。従って、１個のステッピングモータに含まれる２個の負荷をそれぞれ分割してチャネルＣＨ１，ＣＨ２に割り当てても、通常のドライバＩＣと同様にステッピングモータを正常に駆動することができる。
【００１９】
一対の出力端子間にはブリッジ回路が接続されている。各ブリッジ回路は電源ラインＶＣＣ，ＶＢと接地ラインＧＮＤ１，ＧＮＤ２との間に接続され、制御回路部の制御に応じて対応する負荷に双方向の駆動電流を供給可能である。例えば、チャネルＣＨ１に着目すると、一対の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の間には、４個のトランジスタＱ１〜Ｑ４からなるブリッジ回路ＨＡが接続されている。このブリッジ回路ＨＡは制御回路部の制御に応じて対応する負荷に双方向の駆動電流を供給する。これにより、モータは双方向に回転可能である。具体的には、ブリッジ回路ＨＡを構成する４個のトランジスタの内、Ｑ１，Ｑ４がオンしＱ２，Ｑ３がオフすると、負荷にはＯＵＴ１からＯＵＴ２に順方向の駆動電流が流れる。逆に、Ｑ１，Ｑ４がオフしＱ２，Ｑ３がオンになると負荷にはＯＵＴ２からＯＵＴ１に逆方向の駆動電流が流れる。同様に、次の一対の出力端子ＯＵＴ２，ＯＵＴ３の間にはトランジスタＱ３〜Ｑ６からなるブリッジ回路ＨＢが接続されている。ここで、ブリッジ回路ＨＡ，ＨＢとの間で、トランジスタＱ３，Ｑ４が共用されている。更に次の一対の出力端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４の間にはトランジスタＱ５〜Ｑ８からなるブリッジ回路ＨＣが接続されている。チャネルＣＨ２も上述したチャネルＣＨ１と同様の構成となっており、ＯＵＴ５，ＯＵＴ６の間にブリッジ回路ＨＤが接続され、ＯＵＴ６，ＯＵＴ７の間にブリッジ回路ＨＥが接続され、ＯＵＴ７，ＯＵＴ８の間にブリッジ回路ＨＦが接続されている。３個のブリッジ回路ＨＤ，ＨＥ，ＨＦを構成する為に、８個のトランジスタＱ９〜Ｑ１６が用いられている。
【００２０】
制御回路部を構成する論理回路２は、入力端子ＩＮ１〜ＩＮ７から供給される７ビットのシーケンスデータに応じて、２つのチャネルＣＨ１，ＣＨ２のいずれか片方又は両方を選択する第１種の制御信号と、選択されたチャネルで駆動すべき負荷を指定する第２種の制御信号と、更に負荷の回転方向を指定する第３種の制御信号とを出力して、駆動回路部を制御する。具体的には、７個の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ７に入力される７ビットのシーケンスデータに応じて、第１種〜第３種の制御信号を出力し、チャネルＣＨ１，ＣＨ２に含まれるブリッジ回路の各トランジスタＱ１〜Ｑ１６にオン／オフの為の制御信号（ベース電流）を供給している。
【００２１】
複数のブリッジ回路ＨＡ〜ＨＦの内、ブリッジ回路ＨＡの片側は、定電流／定電圧回路４に含まれるトランジスタＱ０及びオペアンプＯＰ１により、定電流駆動となっている。又、ブリッジ回路ＨＣの片側は定電流／定電圧回路４に含まれるオペアンプＯＰ２により定電圧駆動となっている。同様に、ブリッジ回路ＨＦの片側も定電流／定電圧回路４に含まれるオペアンプＯＰ３により定電圧駆動となっている。
【００２２】
図１に示したモータ駆動回路は、１個の負荷を駆動する為に、一のチャネル内で一対の出力端子を割り当てるチャネル内駆動と、２つのチャネル間で一対の出力端子を割り当てるチャネル間駆動とが可能とされている。以下、この点につき、デジタルカメラ用のレンズ鏡胴を駆動する場合を例に挙げて、具体的に説明する。レンズ鏡胴に使用される駆動機能は、シャッタ、絞り、ＡＦ、ズーミングがある。これらの駆動に用いるアクチュエータの種類は、シャッタがアイリスモータ（ＩＭ）であり、１負荷で構成されている。絞りは、アイリスモータ１個又は２個の場合と、ステッピングモータ（ＳＴＭ）の場合がある。ＡＦはステッピングモータの場合が多い。ズームはステッピングモータの場合とＤＣモータ（ＤＣＭ）の場合がある。ステッピングモータでズーミングを行なう時には、２個の負荷（コイル）のそれぞれを正逆駆動する必要がある。ズーミングをＤＣモータで行なう場合には、１個の負荷の正逆駆動とブレーキ駆動が必要である。ここで、ブレーキ駆動とは、コイルの両端を短絡する制御を意味する。上述した各アクチュエータの組み合わせの種類を、最小限の駆動回路構成で共通にドライブ可能なモータ駆動装置が、図１に示したレイアウトとなっている。前述した様に基本となる駆動回路は、駆動電源の正側と負側に直列にスイッチ回路を設け、スイッチ接合点を出力端子とするスイッチ列を４組設け、隣り合う２つの出力端子間に負荷を接続して、計３個の負荷を駆動可能にしたもので、この構成をチャネルＣＨ１とＣＨ２で２組設ける。各チャネル内の各負荷は相互接続されている為、同時には駆動不可能である。又、２つのチャネルＣＨ１，ＣＨ２にアクチュエータの負荷の割り当てを行なう時、ステッピングモータでは同時に２コイルを通電するタイミング（２相駆動）があることで、２個のコイルを２個のチャネルＣＨ１，ＣＨ２に振り分ける必要がある。
【００２３】
図２は、図１に示したモータ駆動回路で、チャネル内駆動に加えチャネル間駆動を採用した接続例を示す回路図である。理解を容易にする為、図１と対応する部分には対応する参照番号を付してある。デジタルカメラ用のシャッタを駆動する為に、１コイルのアイリスモータＩＭ１が、一対の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に接続されている。アイリスモータＩＭ１はシャッタの開方向で、外付けの電流設定抵抗ＲＯと一対のＰＮＰトランジスタとから構成されるカレントミラー回路によるオープンループ制御の定電流駆動とされ、閉方向で負荷抵抗ＲＣとオペアンプとによるフィードバックループ制御の定電流駆動とされる。一般に、デジタルカメラでは、露光量は閉動作で決まる。従って、閉動作では高速且つ高精度の制御が可能なフィードバックループによる定電流駆動を採用する。一方、デジタルカメラではシャッタの開動作は露光量に直接影響しない為、オープンループ型の定電流制御を採用している。この様に、通電方向によって定電流制御でもフィードバックループとオープンループを使い分けることで、電流検出抵抗が一本で済む。これにより、電流検出抵抗を隣の出力端子と共通インピーダンス化しなくて済む。このことにより本例では、電流検出抵抗ＲＣをＩＣチップ内に駆動回路部や制御回路部とともに一体化することが可能となるので、同様に一体化されているオペアンプの電流設定用に参照電圧をＩＣ内部にて生成して、フィードバックループを構成している。
【００２４】
絞りは、同じく一コイルのアイリスモータＩＭ２により駆動される。このアイリスモータＩＭ２は出力端子ＯＵＴ５，ＯＵＴ６に接続され、通常のスイッチ駆動とされる。ＡＦ用に２コイルのステッピングモータＳＴＭ１が使われている。ＳＴＭ１の一方のコイル負荷はチャネルＣＨ１のＯＵＴ２，ＯＵＴ３に接続され、他方のコイル負荷はチャネルＣＨ２の出力端子ＯＵＴ６，ＯＵＴ７に接続されている。各コイル負荷は、通常のスイッチ駆動とされている。残るズーミングは、ＤＣモータＤＣＭで行なわれる。ＤＣＭの一方の端子はチャネルＣＨ１の出力端子ＯＵＴ４に接続され、他方の端子はチャネルＣＨ２の出力端子ＯＵＴ８に接続されており、定電圧駆動となっている。以上の説明から明らかな様に、シャッタ用のアイリスモータＩＭ１，絞り用のアイリスモータＩＭ２、ＡＦ用のステッピングモータＳＴＭ１に含まれる負荷は全て、チャネル内駆動とされている。これに対し、ズーム用のＤＣモータＤＣＭがチャネル間駆動となっている。チャネル間駆動では、チャネルＣＨ１内で出力端子ＯＵＴ４が残りの出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３から結合を解かれており、単独駆動可能である。同様に、チャネルＣＨ２でも出力端子ＯＵＴ８が残る出力端子ＯＵＴ５〜ＯＵＴ７から結合を解かれており、単独駆動が可能である。従って、ズーミング用のＤＣモータＤＣＭはチャネル間駆動とすることで、他の負荷とは独立的に駆動可能である。よって、ズーミング用のＤＣモータＤＣＭは、必要に応じ絞り用のアイリスモータＩＭ２やＡＦ用のステッピングモータＳＴＭ１と同時駆動が可能となる。この様にしてＣＨ１，ＣＨ２から分離構成された一対の出力端子ＯＵＴ４，ＯＵＴ８は第３のチャネルＣＨ３を構成する。ＤＣモータＤＣＭを第３のチャネルＣＨ３で駆動することにより、他のモータとの同時駆動が可能になる。
【００２５】
ここで、ズーム用のＤＣモータＤＣＭをチャネル間駆動とすることのメリットについて説明する。レンズ鏡胴の光学的な特性により、ズーミングに応じてＡＦや絞り設定を変える要求が発生する。ズーミングをステッピングモータで行なう時には、他のステッピングモータとシーケンシャルに駆動することができるが、ＤＣモータの場合は不可能である。よって、ＤＣモータを用いた場合には他のモータと同時駆動する必要がある。そこで、図２に示した様に、ステッピングモータとＤＣモータの両方を同時駆動する場合、ＤＣモータをチャネル間駆動とすることにより、ＤＣモータと各チャネルの負荷は結合が解かれ、同時駆動が可能になる。
【００２６】
又、ＤＣモータは特性上大きな起動電流を許容する為、ドライブ能力は高い。この為、駆動回路は大電流出力で低スイッチ損失である必要がある。仮に、ＤＣモータをチャネル内駆動とした場合、ブリッジ回路のスイッチ辺を共用する他の負荷が正方向回転と逆方向回転でドライブ能力が異なってしまう。ステッピングモータなどは脱調防止の意味でドライブ能力は安定している方が好ましい。この様な左右のアンバランスを避ける為、ＤＣモータの駆動はチャネル間に分けた方がよい。又、ドライバＩＣの構造設計において、ドライブ能力の確保はその分チップ面積を必要とする。従って、大面積の部分をチャネル間に分散した方が、ＩＣ設計上も都合がよいことが多い。
【００２７】
図３は、本発明に係るモータ駆動装置に対する負荷の他の接続例を示す。理解を容易にする為、図２に示した接続例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。図２の例と異なり、本例はズーミング用としてＤＣモータＤＣＭに代えて、ステッピングモータＳＴＭ２を用いている。ステッピングモータＳＴＭ２の一方のコイルは、チャネルＣＨ１側の出力端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４に接続され、他方のコイルは他方のチャネルＣＨ２の出力端子ＯＵＴ７，ＯＵＴ８間に接続されている。この構造では、ズーミング用のステッピングモータＳＴＭ２の各コイル負荷は、いずれもチャネル内駆動とされている為、他のモータとの同時駆動はできない。しかし、ステッピングモータＳＴＭ２は他のモータＳＴＭ１やＩＭ２と連携を保ったシーケンシャル駆動が可能である為、特に問題はない。
【００２８】
本例では、ＡＦとズームにステッピングモータＳＴＭ１，ＳＴＭ２を用いている。従って、各チャネルとも出力２個が消費され、残る１個ずつをシャッタと絞りに割り当てている。即ち、シャッタはチャネルＣＨ１側のアイリスモータＩＭ１で駆動され、絞りはチャネルＣＨ２側のアイリスモータＩＭ２で駆動される。この様に、本例はＳＴＭ１，ＳＴＭ２，ＩＭ１，ＩＭ２で合計６個の負荷を駆動しており、最大能力を発揮している。一方、先の図２の例は、ＳＴＭ１，ＩＭ１，ＩＭ２，ＤＣＭで計５個の負荷を駆動しており、１個分だけ余裕のある構成となっている。
【００２９】
図４は、更に別の接続例を示している。理解を容易にする為、図２に示した例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。図２の例と異なる点は、絞り用のアイリスモータＩＭ２に代えて、ステッピングモータＳＴＭ３を用いていることである。ステッピングモータＳＴＭ３の一方のコイル負荷は、チャネルＣＨ１の出力端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４に接続され、他方のコイル負荷はチャネルＣＨ２の出力端子ＯＵＴ５，ＯＵＴ６に接続されている。本例でも、ＳＴＭ１，ＳＴＭ３，ＩＭ１，ＤＣＭの計６個の負荷がチャネルＣＨ１，ＣＨ２で駆動されており、最大能力を発揮している。
【００３０】
図３の例と図４の例を比較すると、ＡＦ用のステッピングモータＳＴＭ１については、あらかじめ決められた端子群ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ６，ＯＵＴ７がそのまま割り当てられている。一方、図３で用いたステッピングモータＳＴＭ２は、端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４，ＯＵＴ７，ＯＵＴ８が用いられているのに対し、図４のステッピングモータＳＴＭ３は、出力端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４，ＯＵＴ５，ＯＵＴ６が割り当てられている。この様に、少なくとも２個の負荷を含む１個のステッピングモータを他のモータとシーケンシャルに駆動する時、ステッピングモータの一方の負荷を一方のチャネルで駆動し、他方の負荷を他方のチャネルで駆動している。その際、他のモータとの組み合わせに応じ、少なくとも片方のチャネルでステッピングモータの負荷に割り当てるべき一対の出力端子を適宜変更可能とし、接続構成に大きな自由度を持たせている。即ち、ステッピングモータＳＴＭ２とＳＴＭ３を比較すると、チャネルＣＨ１ではいずれも一対の出力端子ＯＵＴ３，ＯＵＴ４が割り当てられているが、チャネルＣＨ２ではそれぞれ異なっている。即ちステッピングモータＳＴＭ２の負荷はＯＵＴ７，ＯＵＴ８に接続されるのに対し、ステッピングモータＳＴＭ３の負荷は出力端子ＯＵＴ５，ＯＵＴ６の間に接続可能である。
【００３１】
図５及び図６は、図１に示したモータ駆動装置に含まれる入出力論理回路２の真理値表を示す表図である。表図の左側に７個の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ７の論理レベルを示し、右側にチャネルＣＨ１，ＣＨ２に対する制御出力を示す。図示する様に、駆動すべきモータの選択（モータセレクト）にＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３の３ビットデータを用いる。又、チャネルＣＨ１，ＣＨ２の選択及びＤＣＭモードの選択に２ビットデータＩＮ４，ＩＮ５を用いる。又、モータの通電方向の指定に２ビットデータＩＮ６，ＩＮ７を用いる。この様に、最大で６個の負荷を含む複数のモータを、７ビット入力信号でシーケンシャルに制御することが可能である。
【００３２】
図示の真理値表では、７ビットデータの組み合わせで計１９種類の駆動モードが規定されている。モード１は待機状態を表わし、全ての負荷は通電されず待機状態に置かれる。モード２はシャッタ用のアイリスモータＩＭ１の駆動に対応している。モード３は絞り用のアイリスモータＩＭ２の駆動に対応している。尚、アイリスモータＩＭ２に代えてステッピングモータＳＴＭ３を用いた場合には、そのチャネルＣＨ２側のコイル負荷の駆動に対応している。モード４は、アイリスモータＩＭ１，ＩＭ２の駆動に対応している。モード２，３，４によりアイリスモータＩＭ１，ＩＭ２を双方向駆動可能である。
【００３３】
モード５，６，７はＡＦ用のステッピングモータＳＴＭ１の１−２相駆動に対応している。即ち、モード５，６ではＳＴＭ１の２つのコイルが片側ずつ駆動され、モード７では両方同時に駆動される。モード５，６，７を組み合わせることで、１−２相駆動が可能である。
【００３４】
同様に、モード８，９，１０で絞り用ステッピングモータＳＴＭ２の１−２相駆動が可能である。又、モード３，８，１１で、ズーミング用ステッピングモータＳＴＭ３の１−２相駆動が可能である。
【００３５】
更にモード１２で、ズーミング用ＤＣモータＤＣＭの正転、逆転、ブレーキの各駆動が可能である。
【００３６】
以上の様に、モード１〜１２を適宜組み合わせることで、図２〜図４に示したいずれの接続例に対しても対応可能である。但し、モード１〜１２はズーミング用のＤＣＭと他のモータを同時駆動しない場合の制御となっている。
【００３７】
モード１３は、ズーミング用のＤＣモータＤＣＭとＡＦ用のステッピングモータＳＴＭ１との同時駆動を実現するモードである。但し、ステッピングモータＳＴＭ１は２個のコイルが常に同時駆動される制御となっており、いわゆる２相駆動のみが可能である。２相駆動は前述した１−２相駆動に比べると、回転の滑らかさに若干欠ける場合がある。
【００３８】
モード１４〜１９は、上述したモード１３と合わせることで、ＤＣモータＤＣＭとステッピングモータＳＴＭ１の同時駆動を行なう際に、ステッピングモータＳＴＭ１の１−２相駆動を可能にしたものである。一般に、論理回路で処理するロジックは、入力制御信号のビット数が大きくなる程回路規模が大きくなる。そこで本発明では使用頻度に照らし、ＤＣＭとＳＴＭの同時駆動を行なう際、ＳＴＭは２相励磁に限定することが好ましい場合がある。その為にモード１３を設けている。即ち、ＳＴＭ単独動作時はモード１〜１１でステッピングモータの１−２相励磁を可能とするが、ＤＣＭとの同時駆動を行なう時は２相駆動に限定する。この様な使い分けで、実質的に制御信号のビット数を抑えて１−２相励磁を多用することが可能になる。一方、全ての状況でフルにステッピングモータの１−２相励磁を可能とする場合には、モード１〜１９を選択することになる。この場合は、モード１〜１３を選択する時に比べ、ロジック規模が大きくなる。ここで、モード１２〜１９において、出力端子１，２，３はＣＨ１、出力端子５，６，７はＣＨ２、出力端子４，８はＣＨ３に相当している。なお、ロジックは駆動仕様に合わせて最小限の構成にしておく事は当然である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、シャッタの開動作及び閉動作共に定電流制御が可能で、制御精度は駆動方向によって異なるが、シャッタ動作特性には適合することができる。又、電流値をシャッタの駆動方向別に設定可能である。シャッタ開動作及び閉動作共に定電流駆動としたにも関わらず、次段の駆動時初段の電流検出抵抗が共通インピーダンスとはならない。係るモータ駆動装置が２４ピンの標準パッケージＩＣで構成できる。オープンループ型の定電流制御はフィードバックループ型の定電流制御や定電圧制御に必要とされる負荷と並列に設けるコンデンサを要せず、更にフイードバックループ型の定電流制御は、電流設定用の抵抗をＩＣチップ内に一体化可能なので外付け抵抗を要しない為、部品削減効果が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示したモータ駆動装置に対する負荷の接続例を示す回路図である。
【図３】図１に示したモータ駆動装置に対する負荷の他の接続例を示す回路図である。
【図４】図１に示したモータ駆動装置に対する負荷の別の接続例を示す回路図である。
【図５】図１に示したモータ駆動装置の動作説明に供する真理値表である。
【図６】図１に示したモータ駆動装置の動作説明に供する真理値表である。
【符号の説明】
１・・・ドライバＩＣ、２・・・論理回路、３・・・基準電圧発生回路、４・・・定電流／定電圧回路、ＣＨ１・・・チャネル、ＣＨ２・・・チャネル、ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８・・・出力端子、ＨＡ〜ＨＦ・・・ブリッジ回路、Ｑ０〜Ｑ１６・・・トランジスタ、ＯＰ１〜ＯＰ３・・・オペアンプ、ＲＣ・・・電流検出抵抗、ＲＯ・・・電流設定抵抗

Claims

複数のモータに含まれる複数の負荷を駆動する駆動回路部と、該駆動回路部を制御して複数のモータをシーケンシャルに駆動する制御回路部とからなり、
前記駆動回路部は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の負荷を接続する為少なくともｎ＋１個の出力端子を備えており、
各出力端子は直列に配されたＰＮＰ型及びＮＰＮ型のトランジスタの中点から取り出されており、
一個の負荷に対して一対の出力端子を割り当ててブリッジ回路を構成し、
前記制御回路部は該ブリッジ回路に属するトランジスタを開閉制御して該負荷に対し順方向及び逆方向の通電を行なうモータ駆動装置であって、
特定の出力端子に連なる二個のＰＮＰ型トランジスタ及びＮＰＮ型トランジスタのうち、一方はフィードバックループで定電流制御され、他方はオープンループで定電流制御され、
該特定の出力端子と別の出力端子との間に接続された負荷に対して、通電方向に応じ該フィードバックループと該オープンループを使い分けて定電流駆動を行なうことを特徴とするモータ駆動装置。
前記フィードバックループは、該一方のトランジスタに接続された電流検出抵抗と、該電流検出抵抗により検出された電流値により該一方のトランジスタを制御するオペアンプとを含み、
前記オープンループは、該他方のトランジスタに対してミラー接続されたトランジスタと、このトランジスタに接続された電流設定抵抗とを含むことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
前記駆動回路部と制御回路部はＩＣチップに一体化されており、フィードバックループの該オペアンプに入力する電流設定用の参照電圧はＩＣチップで内部的に生成し、オープンループの電流設定抵抗はＩＣチップに対して外付けにすることを特徴とする請求項２記載のモータ駆動装置。
該特定の出力端子で構成するブリッジ回路は、デジタルカメラに内蔵されるシャッタを開閉駆動するモータを負荷とし、シャッタを開く時オープンループで該モータを定電流駆動し、シャッタを閉じる時フィードバックループで該モータを定電流駆動することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。