JP2007047449A - ステッピングモータを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステッピングモータの非通電時に作用した外力による光学素子の位置ずれを自動的に修正する。
【解決手段】 光学機器は、光学素子１０４と、該光学素子を駆動するステッピングモータ１０８と、該ステッピングモータへの通電を制御する制御手段１１１と、ステッピングモータの励磁コイルにおいて発生する逆起電力を検出する検出手段１２とを有する。制御手段は、ステッピングモータの非通電状態において該検出手段により逆起電力を検出した場合に、ステッピングモータへの通電を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ等の光学素子をステッピングモータによって駆動する、撮像装置、レンズ装置等の光学機器に関する。

光学機器では、変倍レンズやフォーカスレンズ等のレンズの駆動を高い位置精度で制御するために、駆動源としてステッピングモータが多く用いられている。ステッピングモータによりレンズを光軸方向に駆動する場合、ステッピングモータの出力軸にネジ部を設け、該ネジ部に対して、レンズを保持する部材に取り付けられたラックを係合させる。これにより、ステッピングモータによる出力軸の回転が、レンズの光軸方向移動に変換される。

このようにステッピングモータを用いた機器では、消費電力を削減するために、駆動対象が所望の位置に駆動された後、次に駆動するまでは、ステッピングモータへの通電を遮断し、非通電状態（無励磁状態）することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２１９９９６号公報（段落００１９等）

しかしながら、ステッピングモータの非通電状態において、光学機器に対して外部からの振動や衝撃が加わった場合、レンズおよび保持部材を含む移動ユニットの自重と衝撃等による加速度とにより発生する力（以下、外力という）が移動ユニットに作用する。この外力は、ラックを介してステッピングモータの出力軸に伝達される。そして、この外力がステッピングモータのディテント力で支えられる大きさよりも大きいと、出力軸（つまりはステッピングモータのロータ）が回転してしまい、この結果、レンズの光軸方向での位置ずれが生じてしまう。

このような位置ずれを修正するためには、ユーザーが光学機器の電源を一旦遮断（オフ）し、再度電源を投入（オン）して、レンズの位置制御上の基準位置へのリセット動作を行う必要がある。

本発明は、ステッピングモータの非通電時に作用した外力による光学素子の位置ずれを自動的に修正することができるようにした光学機器を提供すること目的としている。

本発明の一側面としての光学機器は、光学素子と、該光学素子を駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータへの通電を制御する制御手段と、ステッピングモータの励磁コイルにおいて発生する逆起電力を検出する検出手段とを有する。制御手段は、ステッピングモータの非通電状態において該検出手段を作動させることを特徴とする。

本発明では、ステッピングモータの非通電状態において外力による光学素子の位置ずれが生じた場合、すなわち該外力によってステッピングモータのロータが回転した場合には、これを励磁コイルで発生する逆起電力を利用して検出することができる。したがって、該逆起電力を検出したことに応じて、ステッピングモータへの通電を行ったステッピングモータつまりは光学素子を位置ずれ前の位置に戻したり、位置制御上の基準位置に移動させたりすることができる。また、使用者に警告を行うこともできる。これにより、光学機器の消費電力を抑えながらも、光学素子の位置ずれを修正することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の第１実施例であるステッピングモータを用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置（光学機器）の構成を示している。この撮像装置は、被写体側（図の左側）から順に、フィールドレンズ１０１と、変倍レンズとしてのバリエータレンズ１０２と、光量を調節する絞りユニット１１４と、アフォーカルレンズ１０３と、フォーカスレンズ１０４とを含む撮影光学系を有する。１１６は、該撮影光学系により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。

バリエータレンズ１０２とフォーカスレンズ１０４はそれぞれ、レンズ保持枠１０５，１０６により保持されている。これらレンズ保持枠１０５，１０６は、不図示のガイド軸によって光軸方向にガイドされている。

また、レンズ保持枠１０５，１０６にはそれぞれ、ラック１０５ａ，１０６ａが取り付けられている。ラック１０５ａ，１０６ａは、ステッピングモータ１０７，１０８の出力軸であるスクリュウ軸（ネジ軸）１０７ａ，１０８ａのスクリュウ部（ネジ部）に噛み合っている。各ステッピングモータが駆動され、スクリュウ軸が回転することにより、該スクリュウ軸とラックとの噛み合い作用によって、レンズ保持枠が光軸方向（図中の矢印方向）に駆動される。ここで、スクリュウ軸（ネジ軸）のネジ条件について説明する。ここでのネジは、外径が２ｍｍで、リード０．６（スクリュウ軸が１回転したときラックが０．６ｍｍ光軸方向に移動する）で、２条のネジで構成されている。ここでは、一例を示しており、ネジは外径、リードがこの例と異なるものでもよい。

このようにステッピングモータ１０７，１０８によりバリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４をそれぞれの目標位置に駆動する場合、まずレンズを位置制御上の基準となる位置（初期位置）にセットし、この初期位置から目標位置まで移動させるために必要なパルス数の駆動信号をステッピングモータに入力する。このため、撮像装置には、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４がそれぞれ初期位置に位置しているか否かを検出するための初期位置センサが設けられている。該初期位置センサは、本実施例で、発光素子と受光素子とが一体となったフォトインターラプタ１０９，１１０により構成されている。

フォトインターラプタ１０９，１１０の発光素子と受光素子との間に、レンズ保持枠１０５，１０６に設けられた遮光部１０５ｂ，１０６ｂが入り込み、発光素子から受光素子に向かう光を遮断することで、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４が初期位置に位置したことが検知される。

なお、遮光部材１０５ｂは、バリエータレンズ１０２の望遠側か広角側かのゾーン検出を可能とする形状に設定されている。また、遮光部材１０６ｂはフォーカスレンズ１０４の遠距離物体に対してフォーカスする位置か至近物体に対してフォーカスする位置かのゾーン検出を可能する形状に設定されている。

制御手段としてのマイクロプロセッサ１１１は、電源スイッチ１６１，録画スイッチ１６２、ズームスイッチ１６３等のスイッチからの入力に応じて、本撮像装置の動作全体の制御を司る。マイクロプロセッサ１１１内に設けられた内部メモリ１１２には、バリエータレンズ１０２の初期位置に対する望遠側と広角側の位置が、ステッピングモータ１０７の回転量に対応したステップ数として記憶されている。また、フォーカスレンズ１０４の初期位置に対しても、物体距離とバリエータレンズ１０２の位置とで決定される位置データがステッピングモータ１０８の回転量に対応したステップ数として記憶されている。

ステッピングモータ１０７，１０８はそれぞれ、ステッピングモータ駆動回路１１９，１２０に入力されるマイクロプロセッサ１１１からの正逆信号に応じて駆動される。つまり、撮像光学系の変倍動作およびこれに伴う合焦動作は、ビデオカメラなどで一般的に用いられているカムデータを利用した電子カム方式によりステッピングモータ１０７，１０８を制御することによって行われる。なお、本実施例で用いられるステッピングモータの駆動方式には特に限定がなく、１−２相駆動方式や２−２相駆動方式でもよい。

絞りユニット１１４は、所謂ガルバノ方式のアクチュエータ１１３と、このアクチュエータ１１３により開閉駆動される絞り羽根１１４ａ，１１４ｂと、絞り開閉状態を検出する位置検出素子（ホール素子）１１５とを有する。

撮像素子１１６からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１７によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、信号処理回路１１８に入力される。信号処理回路１１８は、入力された電気信号から映像信号を記録部１５０に送る。マイクロプロセッサ１１１は、入力された輝度信号成分が常に適正値になるようにアクチュエータ１１３をフィードバック制御する。この際、マイクロプロセッサ１１１には、位置検出素子１１５からの出力が増幅され、さらにＡ／Ｄ変換回路１２３によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて絞りの開閉位置を示す情報として入力される。マイクロプロセッサ１１１は、この絞り位置情報に基づいて、輝度信号成分が常に適正値になるように駆動回路１２１に開閉信号を送り、アクチュエータ１１３を制御する。マイクロプロセッサ１１１からは、絞り位置を所定の開閉位置に位置決めするための開閉信号を駆動回路１２１に送ることもできる。

逆起電圧検出回路１１，１２はそれぞれ、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４の位置設定完了後にステッピングモータ１０７，１０８への通電がＯＦＦされた状態（非通電状態又は無励磁状態）において、該ステッピングモータの励磁コイルに発生する逆起電圧を検出する。

励磁コイルを励磁するために該励磁コイルに電流を流すと、該励磁コイルに発生した磁界と永久磁石であるロータのＮ極又はＳ極との作用によってロータが回転する。一方、ステッピングモータの非通電状態（いずれの励磁コイルにも通電していない状態）において、外力によってロータが回転すると、励磁コイルに誘導起電力である逆起電力（逆起電圧）が発生する。逆起電圧検出回路１１，１２はこの逆起電圧を検出するためのものである。

本実施例の撮像装置に対して光軸方向の振動や衝撃が加わった場合、バリエータレンズ１０２やフォーカスレンズ１０４およびこれを保持するレンズ保持枠１０５，１０６を含む移動ユニットの自重と衝撃等の加速度との積により表される大きさの力（外力）が該移動ユニットに作用する。この外力は、ラック１０５ａ，１０６ａを介してステッピングモータ１０７，１０８のスクリュウ軸１０７ａ，１０８ａにそれぞれ作用し、該スクリュウ軸１０７ａ，１０８ａのネジのリード角によって該スクリュウ軸１０７ａ，１０８ａは回転しようとする。

そして、該外力がステッピングモータのディテント力を上回る回転力を発生させるほど大きいときには、スクリュウ軸とともにロータが回転するため、各ステッピングモータの各相を構成する励磁コイルに逆起電圧が発生する。逆起電圧検出回路１１，１２はこのときの逆起電圧を検出して、マイクロプロセッサ１１１に検出信号を送る。該検出信号を受けたマイクロプロセッサ１１１は、ステッピングモータ１０７、１０８への再通電を指令するための信号を出力する。

ここで、該再通電指令によってステッピングモータへの通電を行う際の通電条件（通電パターン）は、各ステッピングモータ１０７，１０８が前回停止する（非通電状態となる）前の最後の励磁状態と同じ励磁状態になる条件とする。例えば、ステッピングモータが、図１１に示すように、Ａ，Ａ′，Ｂ，Ｂ′の４つの励磁コイルに対する図示の通電パターン（１）〜（４）を循環的に切り換えることで回転する場合を考える（１は通電、０は無通電を示す）。例えば前回のステッピングモータの駆動において、（２）（Ａ＝１，Ａ′＝０，Ｂ＝０，Ｂ′＝１）の通電パターンでの通電が行われた直後に、該ステッピングモータ（４つの励磁コイル）に対する全通電がＯＦＦされた場合、上記再通電指令による通電パターンを（２）とする。

これにより、再通電時の励磁状態が、前回の停止直前の励磁状態と同じになる。このような再通電制御を行うために、マイクロプロセッサ１１１は、ステッピングモータ１０７，１０８それぞれの前回の停止直前（停止前最後）の励磁状態を内部メモリ１１２に記憶しておく。

次に、図２を用いて、図１に示した逆起電圧検出回路１１，１２について詳しく説明する。なお、両逆起電圧検出回路１１，１２は同じ回路構成を有するため、ここでは代表としてフォーカスレンズ１０４側の逆起電圧検出回路１２についてのみ説明する。また、ステッピングモータ１０８がＡ相（Ａ，Ａ′）およびＢ相（Ｂ，Ｂ′）を有するものとして説明する。

逆起電圧検出回路１２は、Ａ相用およびＢ相用のアナログＳＷ１２ａ，１２ｃと、Ａ相用およびＢ相用の全波整流回路（第１の回路）１２ｂ，１２ｄと、加算回路（第２の回路）１２ｅと、比較回路（第３の回路）１２ｆとを有する。フォーカスレンズ１０４の位置を制御するための駆動が完了すると、マイクロプロセッサ１１１は再通電モードに入り、ステッピングモータ１０８の各相（Ａ相、Ｂ相）に対する通電をＯＦＦする。そして、このマイクロプロセッサ１１１からの指令信号によってアナログＳＷ１２ａ，１２ｃが非導通（ＯＦＦ）状態から導通（ＯＮ）状態に切り換えられる。これらアナログＳＷ１２ａ，１２ｃはそれぞれ、ステッピングモータ１０８で発生した逆起電圧を全波整流回路１２ｂ，１２ｄに取り込むためのスイッチである。

ステッピングモータ１０８が外力によって回転させられた場合に発生する逆起電圧（図２中のＡ点での波形）は、図３に示すように交流信号となる。このため、全波整流回路１２ｂ，１２ｄは、ステッピングモータ１０８がどのような回転位置にあっても、同一極性の逆起電圧の信号、すなわち逆起電圧の絶対値を示す信号が得られるようにするための回路である。図３に示すような入力波形に対する全波整流回路１２ｂ，１２ｄからの出力波形（図２中のＢ点での波形）は、図４に示すようになる。また、加算回路１２ｅは、逆起電圧を全波整流した後に各相の信号を加算することによって、さらに安定した逆起電圧の検出が行えるようにする。加算回路１２ｅからの出力（図２中のＣ点での波形）は、図５に示すような波形となる。

比較回路１２ｆは、加算回路１２ｅからの出力を２値化（Ｈ，Ｌ）する。全波整流回路１２ｂ，１２ｄおよび加算回路１２ｅによって、ステッピングモータ１０８に逆起電圧が発生した場合は常にプラス方向の信号が比較回路１２ｆに入力されるため、比較回路１２ｆから逆起電圧検出信号としてＨレベルの信号（図２中のＤ点での信号）が得られる。

次に、図１０のフローチャートを用いて、再通電モードにおけるマイクロプロセッサ１１１の動作について説明する。再通電モードは、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４のそれぞれに対して互いに独立に設定される。ここでは、フォーカスレンズ１０４に対して再通電モードが設定された場合について説明する。バリエータレンズ１０２の再通電モードにおけるマイクロプロセッサ１１１の動作は、フォーカスレンズ１０４の再通電モードにおけるマイクロプロセッサ１１１の動作と同じである。

マイクロプロセッサ１１１は、レンズ位置設定サブルーチンでのステッピングモータ１０８の駆動制御によるフォーカスレンズ１０４の位置設定が完了したことを検知すると（ステップ〈図ではＳＴと略記する〉１００）、再通電モードに入る（ステップ１０１）。

ステップ１０２では、ステッピングモータ１０８への通電をＯＦＦする。また、ステップ１００にてフォーカスレンズ１０４の位置設定が完了した時点、すなわちステッピングモータ１０８の通電をＯＦＦする前の最後のステッピングモータ１０８に対する通電パターンを内部メモリ１１２に記憶する。

ステップ１０３では、逆起電圧検出回路１２におけるアナログＳＷ１２ａ，１２ｃをＯＮにする。

次にステップ１０４では、加算回路１２ｅの出力を比較回路１２ｆで２値化し、ステッピングモータ１０８に逆起電圧が発生していないか否かを判別する。比較回路１２ｆの出力（図２中のＤ点の出力）がＬレベルであれば逆起電圧は発生しておらず、Ｈレベルであれば発生していることを示す。

ここで、図１３に、ステッピングモータの構成を模式的に示す。図１３において、２０１はステッピングモータのステータの周方向複数箇所に形成された磁極部であり、２０２は各磁極部２０１に対応して設けられた励磁コイルである。また、２０３はロータである。ロータ２０３は、図中に実線で示す位置に回転した状態でステッピングモータへの通電がＯＦＦされたものとする。この非通電状態で比較回路１２ｆからＨレベルの信号が出力されるということは、外力によってロータ２０３が実線位置（ステップ１０２で記憶した通電パターンに対応した位置）から、例えば点線位置に回転したことを意味する。

ステップ１０４において、逆起電圧が発生していなければステップ１０３に戻り、発生していればステップ１０５に進む。

ステップ１０５では、アナログＳＷ１２ａ，１２ｃをＯＦＦにする。そして、ステップ１０６ において、ステッピングモータ１０８に対して、ステップ１０２で内部メモリ１１２に記憶した通電パターンでの通電（再通電）を開始する。

次に、ステップ１０７では、ステッピングモータ１０８に対する駆動命令が入力されていないか否かを判別する。ここにいう駆動命令には、オートフォーカス制御又はマニュアルフォーカス操作による駆動命令や、撮像装置の電源のＯＮからＯＦＦへの切り換えによる初期位置への復帰駆動命令等がある。なお、バリエータレンズ１０２の場合は、ズーム操作に応じた駆動命令や電源のＯＮからＯＦＦへの切り換えによる初期位置への復帰駆動命令等がある。

駆動命令がない場合は、ステップ１０６に戻り、ステッピングモータ１０８への再通電を維持する。この再通電が行われている間に、図１３に示すように、外力によって位置がずれたロータおよびフォーカスレンズ１０４は、該記憶された通電パターンに対応した位置（元の位置）に戻る。なお、この再通電によってロータが元の位置に戻れるのは、図１３において実線で示すロータ２０３の元の位置から概ね隣接するロータ停止位置（元の位置に対応する通電パターンの前後の通電パターンに対応する位置）までの回転範囲θである。

ステップ１０７において駆動命令がある場合は、ステップ１０８に進み、再通電モードを終了して、レンズ位置設定サブルーチンに入る。

なお、本実施例では、ステップ１０７においてステッピングモータ１０８の駆動命令がない限りステッピングモータ１０８に対する再通電が維持されるように記載されているが、再通電が所定時間継続された場合には、ステップ１０２に戻って再通電をＯＦＦするようにしてもよい。これにより、外力によるレンズおよびステッピングモータのずれを自動的に修正しながらも、消費電力の増加を抑えることができる。

図６には、本発明の実施例２である撮像装置の逆起電圧検出回路を示している。本実施例の撮像装置の構成は、逆起電圧検出回路１２′の構成を除いて実施例１と同様である。本実施例において、実施例１と同じ構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。

本実施例の逆起電圧検出回路１２′には、加算回路１２ｅの次段に、比較回路１２ｆと併設したレベル判定回路１２ｇが設けられている。レベル判定回路１２ｇは、図７に示すように逆起電圧の大きさに応じて変化する加算回路１２ｅからの出力値を所定の閾値Ｆと比較し、加算回路１２ｅからの出力値が該閾値Ｆより高い場合に、図９に示すようにＨレベルの信号を出力する。また、加算回路１２ｅからの出力値が閾値Ｆより低い場合にはＬレベルの信号を出力する。

閾値Ｆは、実施例１で図１３を用いて説明した、記憶された通電パターンでの再通電によってロータが元の位置に戻れる最大位置（回転範囲θの端部）にロータが回転（位置ずれ）した場合の加算回路１２ｅからの出力値に対応して設定される。これ以上ロータが回転した場合には、加算回路１２ｅからの出力値が閾値Ｆより高くなる。

なお、比較回路１２ｆは、図８に示すように、加算回路１２ｅからの出力が閾値Ｆに対して高いか低いかにかかわらず、Ｈレベルの信号を出力する。レベル判定回路１２ｇからの出力（図６中のＥ点での出力：Ｈ，Ｌ）は、マイクロプロセッサ１１１に入力される。

また、本実施例では、ステッピングモータに逆起電圧が発生すると再通電モードに入るが、このときの逆起電圧が所定値より小さい場合には実施例１と同様の再通電を行い、逆起電圧が該所定値より大きい場合には初期位置への復帰動作を行う。

図１１のフローチャートを用いて、本実施例における再通電モードでのマイクロプロセッサ１１１の動作について説明する。実施例１と同様に、再通電モードは、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０４のそれぞれに対して互いに独立に設定される。ここでは、フォーカスレンズ１０４に対して再通電モードが設定された場合について説明する。バリエータレンズ１０２の再通電モードにおけるマイクロプロセッサ１１１の動作は、フォーカスレンズ１０４の再通電モードにおけるマイクロプロセッサ１１１の動作と同じである。

マイクロプロセッサ１１１は、レンズ位置設定サブルーチンでのステッピングモータ１０８の駆動制御によるフォーカスレンズ１０４の位置設定が完了したことを検知すると（ステップ１００）、再通電モードに入る（ステップ１０１）。

ステップ１０２では、ステッピングモータ１０８への通電をＯＦＦする。また、ステップ１００にてフォーカスレンズ１０４の位置設定が完了した時点、すなわちステッピングモータ１０８の通電をＯＦＦする前の最後のステッピングモータ１０８に対する通電パターンを内部メモリ１１２に記憶する。

ステップ１０３では、逆起電圧検出回路１２におけるアナログＳＷ１２ａ，１２ｃをＯＮにする。

次にステップ１０４では、加算回路１２ｅの出力を比較回路１２ｆで２値化し、ステッピングモータ１０８に逆起電圧が発生していないか否かを判別する。比較回路１２ｆの出力（図６中のＤ点の出力）がＬレベルであれば逆起電圧は発生しておらず、Ｈレベルであれば発生していることを示す。また、Ｈレベルが検出されるということは、外力によってフォーカスレンズ１０４とステッピングモータ１０８のロータがステップ１０２で記憶した通電パターンに対応した位置から移動したことを意味する。逆起電圧が発生していなければステップ１０３に戻り、発生していればステップ１０５に進む。

ステップ１０５では、アナログＳＷ１２ａ，１２ｃをＯＦＦにする。そして、ステップ１０６ において、ステッピングモータ１０８に対して、ステップ１０２で内部メモリ１１２に記憶した通電パターンでの通電（再通電）を開始する。

次に、ステップ１０７では、ステッピングモータ１０８に対する駆動命令が入力されていないか否かを判別する。駆動命令の例は、実施例１にて説明したものと同じである。駆動命令がない場合は、ステップ１１０に進む。また、駆動命令がある場合は、ステップ１１３に進み、再通電モードを終了して、レンズ位置設定サブルーチンに入る。

ステップ１１０では、加算回路１２ｅからの出力（図６中のＣ点の電圧）が閾値Ｆより高いか否かを判別する。加算回路１２ｅからの出力値が閾値Ｆ以下の場合、すなわち図１３に示すように、記憶された通電パターンでの再通電によってロータが元の位置に戻れる最大範囲θ内でロータが回転した場合は、ステップ１０６に戻って、内部メモリ１１２に記憶した通電パターンでの通電を維持する。この内部メモリ１１２に記憶した通電パターンでの再通電が行われている間に、外力によって位置がずれたロータおよびフォーカスレンズ１０４は、該記憶された通電パターンに対応した元の位置に戻る。一方、加算回路１２ｅからの出力値が閾値Ｆよりも高い場合はステップ１１１に進む。

ステップ１１１では、フォーカスレンズ１０４を初期位置に復帰させるようステッピングモータ１０８に対する通電パターンを順次切り換える。フォーカスレンズ１０４の初期位置は、実施例１で説明したように、フォトインターラプタ１１０の発光素子と受光素子との間に、レンズ保持枠１０６に設けられた遮光部１０６ｂが入り込み、発光素子から受光素子に向かう光を遮断する位置である。

このように初期位置に復帰駆動される場合、すなわち加算回路１２ｅからの出力が閾値Ｆより高い場合は、外力によるステッピングモータ１０８のロータ位置ずれ量が図１３に示した範囲θより大きく、内部メモリ１１２に記憶した通電パターンでの通電を行っても元の位置に復帰させることが難しい場合である。このような場合に初期位置に復帰駆動することにより、フォーカスレンズ１０４の位置制御精度を保証することができる。

初期位置への復帰駆動が終了すると、ステップ１１２に進み、ステップ１０７と同様に、ステッピングモータ１０８に対する駆動命令が入力されていないか否かを判別する。駆動命令がない場合は、ステップ１０１に戻り、再通電モードを継続する。また、駆動命令がある場合は、ステップ１１３に進み、再通電モードを終了して、レンズ位置設定サブルーチンに入る。

以上説明したように、上記各実施例によれば、ステッピングモータの非通電状態において外力による光学素子の位置ずれが生じた場合に、これをステッピングモータの励磁コイルで発生する逆起電力を利用して逆起電圧検出回路によって高精度に検出することができる。そして、該逆起電力を検出することに応じてステッピングモータへの再通電が行われ、ステッピングモータおよび光学素子を位置ずれ前の位置に戻したり、位置制御上の基準位置である初期位置に戻したりすることができる。したがって、撮像装置の低消費電力化を図りながらも、外力による光学素子の位置ずれが自動的に修正される信頼性の高い撮像装置を実現することができる。

他の実施例として、逆起電圧を検出した場合に、撮像装置における表示ディスプレイ、LEDランプあるいはスピーカを用いて警告表示を行ったり警告音を発したりする構成としてもよい。これにより、逆起電圧を検出したこと、つまりはレンズが停止位置からずれてしまったことを操作者に伝えることができる。警告表示としては、「カメラ本体の電源を一旦OFFとし、再度ONしてください」と表示する。また警告音を発する場合、ブザーを鳴らす、あるいは合成音声にて「カメラ本体の電源を一旦OFFとし、再度ONしてください」とすればよい。

なお、上記各実施例では、撮像装置について説明したが、本発明は、光学素子をステッピングモータによって駆動する光学機器、例えば交換レンズ装置にも適用することができる。

また、本発明においてステッピングモータに発生した逆起電圧を検出する回路は上記各実施例のものに限らず、逆起電圧の発生を高感度で検出できるものであればよい。

本発明の実施例１である撮像装置の構成を示すブロック図。 実施例１の逆起電圧検出回路の構成を示すブロック図。 ステッピングモータの逆起電圧波形を示す図。 ステッピングモータの逆起電圧を全波整流した波形を示す図。 ステッピングモータの各相の全波整流信号を加算した波形を示す図。 本発明の実施例２である撮像装置の逆起電圧検出回路の構成を示すブロック図。 実施例２の逆起電圧検出回路における加算回路からの出力と閾値との関係を示す図。 実施例２の逆起電圧検出回路における比較回路からの出力を示す図。 実施例２の逆起電圧検出回路における逆起電圧のレベル判定出力を示す図。 実施例１の再通電モードにおけるマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート。 実施例２の再通電モードにおけるマイクロプロセッサの動作を示すフローチャート。 実施例１のステッピングモータの通電パターン例を示す図。 実施例１，２におけるステッピングモータの模式図。

符号の説明

１１，１２，１２′ 逆起電圧検出回路
１２ａ，１２ｃ アナログＳＷ
１２ｂ，１２ｄ 全波整流回路
１２ｅ 加算回路
１２ｆ 比較回路
１２ｇ レベル判定器
１０２ バリエータれんず
１０４ フォーカスレンズ
１０７，１０８ ステッピングモータ
２０１ ステータ
２０２ 励磁コイル
２０３ ロータ

Claims (9)

1. 光学素子と、
   該光学素子を駆動するステッピングモータと、
   該ステッピングモータへの通電を制御する制御手段と、
   前記ステッピングモータの励磁コイルにおいて発生する逆起電力を検出する検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記ステッピングモータの非通電状態において前記検出手段を作動させることを特徴とする光学機器。
2. 前記ステッピングモータが非通電状態になる前の最後の励磁状態を記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、前記非通電状態において前記逆起電力を検出した場合に、前記ステッピングモータを前記記憶された励磁状態とするための通電を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記制御手段は、前記非通電状態において前記逆起電力を検出した場合に、前記光学素子を位置制御上の基準位置に移動させるように前記ステッピングモータへの通電を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
4. 前記制御手段は、前記非通電状態において所定電圧より大きい前記逆起電力を検出した場合に、前記光学素子を前記基準位置に移動させるように前記ステッピングモータへの通電を行うことを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 前記光学機器は、表示手段および音発生手段の少なくとも一方を有し、
   前記制御手段は、前記非通電状態において前記逆起電力を検出した場合に、前記表示手段および音発生手段の少なくとも一方を作動させて警告することを特徴とする請求項１記載の光学機器。
6. 前記ステッピングモータが非通電状態になる前の最後の励磁状態を記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、前記非通電状態において所定値より小さい前記逆起電力を検出した場合に、前記ステッピングモータを前記記憶された励磁状態とするための通電を行い、前記所定値より大きい前記逆起電力を検出した場合に、前記光学素子を位置制御上の基準位置に移動させるように前記ステッピングモータへの通電を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
7. 前記ステッピングモータにより回転駆動されるネジ軸と、
   前記ネジ軸に係合し、該ネジ軸の回転により前記光学素子を駆動するラック部材とを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の光学機器。
8. 前記検出手段は、前記ステッピングモータの各相の励磁コイルからの逆起電圧信号の絶対値を示す信号を出力する第１の回路と、該第１の回路からの前記各相の出力を加算する第２の回路と、該第２の回路の出力を２値化する第３の回路とにより構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。
9. 前記検出手段は、前記第２の回路の出力レベルに応じた信号を出力するレベル判定回路をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の光学機器。