JP2013178501A - モータ制御装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流モータおよび１相エンコーダを使用したモータ制御装置において、被駆動部の位置検出精度を向上させる。
【解決手段】モータ制御装置は、１相エンコーダが直流モータの回転に応じて出力するパルスを計数するカウンタと、カウンタで計数されたパルス数に基づき直流モータの回転量を認識する制御部とを備える。制御部は、直流モータの制動後（Ｓ６００）、直流モータの停止前の第１のタイミングで直流モータへの所定電圧の印加を開始し（Ｓ６０３）、直流モータの停止よりも後の第２のタイミングで所定電圧の印加を停止する（Ｓ６０５）。制御部は、第２タイミングの後に発生したパルスの数をカウンタにより計数された値から減算する（Ｓ６０６）。所定電圧は、被駆動部を駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である。
【選択図】図６

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、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

このような従来のモータ制御装置において、被駆動部の駆動にＤＣモータを使用し、かつ被駆動部の位置検出のために１相ロータリーエンコーダを使用した場合、被駆動部の位置検出精度が低下するという課題がある。

本開示は、ＤＣモータおよび１相エンコーダを使用したモータ制御において、被駆動部の位置検出精度を向上させることを目的とする。

本開示によれば、被駆動部を駆動するための直流モータの回転を制御するモータ制御装置が提供される。モータ制御装置は、１相エンコーダが前記直流モータの回転に応じて出力するパルスを計数するカウンタと、カウンタで計数されたパルス数に基づき直流モータの回転量を認識する制御部とを備える。制御部は、駆動中の直流モータに制動をかけた後、直流モータが停止する前のタイミングである第１タイミングで、直流モータへの所定電圧の印加を開始し、直流モータの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで、所定電圧の印加を停止する。制御部は、第２タイミングの後に発生したパルスの数をカウンタにより計数された値から減算する。所定電圧は、被駆動部を駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である。

さらに、本開示によれば、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、レンズを駆動する直流モータと、直流モータの回転に応じてパルスを発生する１相エンコーダと、１相エンコーダから出力されるパルスを計数するカウンタと、カウンタで計数されたパルス数に基づき直流モータの回転量を認識する制御部とを備える撮像装置が提供される。制御部は、駆動中の直流モータに制動をかけた後、直流モータが停止する前のタイミングである第１タイミングで直流モータへの所定電圧の印加を開始し、直流モータの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで所定電圧の印加を停止する。制御部は、第２タイミングの後に発生したパルスの数をカウンタにより計数された値から減算する。所定電圧は、レンズを駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である。

さらに、本開示によれば、レンズと、レンズを駆動する直流モータと、直流モータの回転に応じてパルスを発生する１相エンコーダと、１相エンコーダから出力されるパルスを計数するカウンタと、カウンタで計数されたパルス数に基づき直流モータの回転量を認識する制御部とを備えるレンズ鏡筒が提供される。制御部は、駆動中の直流モータに制動をかけた後、直流モータが停止する前のタイミングである第１タイミングで直流モータへの所定電圧の印加を開始し、直流モータの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで所定電圧の印加を停止する。制御部は、第２タイミングの後に発生したパルスの数をカウンタにより計数された値から減算する。所定電圧は、レンズを駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である。

本開示によれば、ＤＣモータおよび１相エンコーダを使用したモータ制御において、被駆動部の位置検出精度を向上させることができる。

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に係るズーム停止処理を示すフローチャート 実施の形態１に係るズーム停止処理中にエンコーダから出力されるパルスの様子を示す図

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〕
〔０．ＤＣモータ制御における課題〕
一般にＤＣモータはモータ磁石とモータコイルとを含む。モータ磁石は、ＤＣモータの固定子および回転子の一方に設けられ、モータコイルは固定子および回転子の他方に設けられる。ＤＣモータにおいて、モータコイルへの通電により生じる磁力とモータ磁石の磁力による引力および斥力によりモータの回転力が発生する。

ＤＣモータの回転の停止時において、ＤＣモータ内のモータコイルへの通電を停止すると、モータ磁石の磁力によりモータ磁石にモータコイルが引き込まれることにより、モータの回転軸が特定の位相で停止する場合がある。すなわち、モータコイルへの通電中は回転軸が正転していたとしても、回転軸が停止する瞬間に、モータ磁石の磁力によりモータ磁石にモータコイルが引き込まれ、停止直前に回転方向が逆転して、上記特定の位相に停止する場合がある。

一方、１相ロータリーエンコーダは、ＤＣモータの回転に応じてパルスを発生させるものである。モータ制御装置は、１相ロータリーエンコーダが発生するパルスを計数してＤＣモータの回転量を算出している。１相ロータリーエンコーダは２相ロータリーエンコーダと比較して構成が簡易であり、機器の小型化やコストダウンが可能である。しかしながら、１相ロータリーエンコーダはその原理上、ＤＣモータの回転方向については区別できない。

上記の通りＤＣモータにおいては、停止時に本来意図している回転方向に対して逆転して停止する可能性がある。１相ロータリーエンコーダでは、このような逆転は区別できず、正転と同様にパルスを発生する。したがって、例えば逆転しているにもかかわらず正転したものとしてパルスを計数してしまうと、位置検出に誤差が生じる。そして長時間の使用でこの誤差が蓄積されることにより、位置検出精度が低下するという問題がある。

本実施形態では、このような問題を解決するデジタルカメラ（電子機器の一例）の構成および動作を説明する。

〔１．構成〕
以下、図を用いてデジタルカメラ１００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の前面構成図である。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の背面構成図である。デジタルカメラ１００は背面に液晶モニタ１２３、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（本実施形態では、代表してメモリカード１４０として説明する）に記録される。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上に表示される。以下、図１から図３に示す各構成の詳細を説明する。

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等により構成される。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、モータ１１１Ｍによって駆動される。ズームレンズ１１２は、モータ１１２Ｍによって駆動される。絞り１１３は、モータ１１３Ｍによって駆動される。シャッタ１１４は、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（モータ制御部の一例）から通知された制御信号に従って駆動される。

モータ１１２ＭにはＤＣモータが使用される。すなわち、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、回転軸が回転する。モータ１１２Ｍが回転すると１相の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エンコードの構成を有する。コードホイールはモータ１１２Ｍの回転と連動して回転する。エンコーダ１１２Ｅは、受光素子により、コードホイールのスリットを通過した光を検出し、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からの指示によってモータ１１１Ｍ〜１１４Ｍを駆動させ光学系１１０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。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。

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ある。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、使用者によるレリーズ釦の操作を受け付けた後に、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。また、ＲＯＭはコントローラ１３０の内部構成である必要はなく、コントローラ１３０の外部に備わったものでもよい。

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を装着可能な接続手段である。カードスロット１４１は、メモリカード１４０を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録部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、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を押下すると、動画の記録が終了する。

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。すわなち、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レンズ制御部１０５にズームレンズ１１２を駆動させるための指示を通知する。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は各部への電力供給を停止する。

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、再生モードに切り替えることができる。

なお、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、撮像部の一例である。コントローラ１３０は、画像記録部の一例である。

〔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処理を行う。図４は、デジタルカメラ１００の撮影モード時の撮影制御の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、ここでは静止画の撮影について説明する。

コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００が使用者によるモード切替スイッチ２０７の操作により撮影モードに移行したとき、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、ステップＳ４０４において、モード切替スイッチ２０７の状態が、撮影モードでなければ撮影モードの処理を終了する。

コントローラ１３０は、表示に関して、現在設定されている設定値に応じてスルー画像の表示処理を行う（Ｓ４０８）。また、ステップＳ４０９においてズームレバー操作を検知すると、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、静止画レリーズ釦２０１の押下を検知すると（Ｓ４１０においてＹＥＳ）、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（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。

図５は、ズーム処理（Ｓ４１１）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。レンズ制御部１０５は、モータ１１２Ｍに、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、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）。その際、レンズ制御部１０５は、レンズの正の移動方向（モータの正の回転方向）への移動量を示す値として、エンコーダ１１２Ｅのパルス数をカウントしている。ただし、エンコーダ１１２Ｅは１相エンコーダなので、エンコーダ１１２Ｍの出力からはモータ１１２Ｍの真の回転方向は判別できない。よって、レンズ制御部１０５は、モータの回転方向を、モータに通電している電圧の正負により判断する。

例えば、モータに正の電圧を印加したときにズームレンズが望遠側に移動することとし、ズームレンズ１１２が望遠側へ向かう方向を正の方向（順方向）として、エンコーダ１１２Ｅのパルス数をカウントする場合を考える。この場合、コントローラ１３０から望遠側にズームレンズ１１２を駆動する指示があったとき、レンズ制御部１０５は、ズームレンズ１１２に正の電圧を印加することでズームレンズ１１２を望遠側に駆動させる。またレンズ制御部１０５は、このときにエンコーダ１１２Ｍが出力したパルス数をカウンタ値に加算する。コントローラ１３０から広角側にズームレンズ１１２を駆動する指示があったとき、レンズ制御部１０５は、ズームレンズ１１２に負の電圧を印加することでズームレンズ１１２を広角側に駆動する。また、レンズ制御部１０５は、このときにエンコーダ１１２Ｍが出力したパルス数をカウンタ値から減算する。こうすることにより、カウンタが示す数値が望遠端と広角端の間におけるズームレンズ１１２の相対的な位置を示すことになる。

レンズ制御部１０５はステップＳ５０２でカウントしたカウント値に基づきズームレンズ１１２が広角端／望遠端に到達したか否かを判定し（Ｓ５０３）、到達しているときはズーム停止処理を行う（Ｓ５０５）。これは例えば、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をあらかじめ記憶しておき、カウンタがこれらの値を示すかどうかで判定できる。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操作がＯＦＦされたか否かを判定する（Ｓ５０４）。ズームレバー操作がＯＦＦされれば、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する（Ｓ５０５）。一方、ズームレバー操作がＯＦＦされていなければ、コントローラ１３０、およびレンズ制御部１０５はステップＳ５０２からの処理を繰り返し実行する。次に、ズーム停止処理（Ｓ５０５）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、ズーム停止処理（Ｓ５０５）を示すフローチャートである。レンズ制御部１０５は、コントローラ１３０からズーム停止処理の指示を受けるとまず、モータ１１２Ｍを回転させるための通電を停止すると共に、ショートブレーキを開始してモータ１１２Ｍに停止制動をかける（Ｓ６００）。なおショートブレーキとは、ＤＣモータのモータコイルの両極の端子を短絡させることにより、ＤＣモータにブレーキをかけることである。ショートブレーキにより惰性回転のエネルギーを電気エネルギーに変換し、消費することで惰性回転をより早く停止させることができる。レンズ制御部１０５は、ショートブレーキの開始後、発生するエンコーダ１１２Ｅのパルス数を、順方向の回転としてカウントする（例えば、それまでズームレバー２０２を望遠側に操作していた場合、カウンタに対してパルス数を加算する）（Ｓ６０１）。また、これと並行してレンズ制御部１０５は、発生パルスの周期ｔを測定して、周期ｔが閾値Ｔ未満かどうかの判定を行う（Ｓ６０２）。レンズ制御部１０５が、周期ｔが閾値Ｔ未満であると判断したときは、ステップＳ６０１の処理を繰り返す。ここで閾値Ｔは、例えば、モータ１１２Ｍの回転速度が、モータコイルがモータ磁石によって引き込まれるほど遅くはないが、その後仮にショートブレーキを継続した場合、エンコーダ１１２Ｅが数パルスを発生した後にモータ１１２Ｍが停止する程度に遅くなっているときのエンコーダ１１２Ｅの周期に設定する。

周期ｔが閾値Ｔ以上になれば（すなわち、モータが停止寸前であると判断できるとき）、その時点（第１タイミングの一例）でレンズ制御部１０５は、ショートブレーキの通電を停止すると共に、モータ１１２Ｍに、順方向に駆動するための電圧の極性と同じ極性の弱電圧（第１電圧の一例）を印加する（Ｓ６０３）。弱電圧とは、モータ１１２Ｍが、駆動すべきズームレンズ１１２（被駆動部）を動かすことはできないが、モータ１１２Ｍのモータコイルがモータ磁石には引き込まれないだけのトルクを発生させる電圧である。レンズ制御部１０５は、モータ１１２Ｍに弱電圧をかけ始めてから第１所定期間（Ｗミリ秒）の間に発生したエンコーダ１１２Ｅのパルス数を順方向のパルスとしてカウントする（Ｓ６０４）。レンズ制御部１０５は、弱電圧をかけ始めてから第１所定期間（Ｗミリ秒）が経過した後（第２タイミングの一例）、モータ１１２Ｍへの弱電圧の通電をＯＦＦにする（Ｓ６０５）。ここで第１所定期間（Ｗミリ秒）は、モータ１１２Ｍの回転周期ｔが閾値Ｔ以上になった状態でモータ１１２Ｍに弱電圧をかけ始めてから、モータ１１２Ｍの回転が完全に停止するまでに要する十分な時間とする。よって、モータ１１２Ｍに弱電圧をかけ始めてから第１所定期間（Ｗミリ秒）後は、モータ１１２Ｍは完全に停止している。また、第１所定期間中、モータ１１２Ｍには上記のような弱電圧が印加された状態である。このため、モータ１１２Ｍが停止していても、弱電圧によりモータ１１２Ｍに発生したトルクにより、モータコイルがモータ磁石には引き込まれることはない。また、弱電圧によりモータ１１２Ｍに発生したトルクは弱いことから、被駆動部（ズームレンズ１１２）を動かすには至らず、順方向に向いて停止した状態となっている。

レンズ制御部１０５は、モータ１１２Ｍへの弱電圧の通電をＯＦＦにした後、第２所定期間（Ｗ’ミリ秒）の間に、エンコーダ１１２Ｅからパルスを受けると、そのパルス数を逆方向のパルスとしてカウントする（Ｓ６０６）。そして、レンズ制御部１０５は、通電をＯＦＦにしてから第２所定期間（Ｗ’ミリ秒）経過後にズーム停止処理を終了する。

第１所定期間の終了直前では、弱電圧によりモータ１１２Ｍが順方向に向いて完全に停止している状態である。その状態から通電をＯＦＦした場合、その後に発生したエンコーダ１１２Ｅのパルスは、モータコイルがモータ磁石によって順方向とは逆方向に引き込まれて発生した回転に起因すると考えられる。なお、モータコイルによりモータ磁石を引き込む方向が順方向であった場合、第１所定期間の終了直前においてモータ１１２Ｅは順方向に向いて停止しているので、通電をＯＦＦにしても、モータ１１２Ｅは移動せず、エンコーダ１１２Ｅのパルスが発生しない。ここで、第２所定期間（Ｗ’ミリ秒）は、弱電圧の通電をＯＦＦにしてから、（もし動くのであれば）モータ１１２Ｍのモータコイルのモータ磁石による引き込みによる停止が完了するまでに要する十分な時間に設定する。よって、モータ１１２Ｍに対する弱電圧の通電をＯＦＦにしてから第２所定期間（Ｗ’ミリ秒）経過後には、モータ１１２Ｅは、順方向と逆方向にモータ磁石によって引き込まれている（逆転した後に停止）か、順方向にモータ磁石によって引き込まれて当て付いている（全く回転しない）か、いずれかの状態になっている。

図７は、図５のフローチャートにおけるステップＳ５０１〜Ｓ５０４、および図６のフローチャートにおけるステップＳ６００〜Ｓ６０６の間に、レンズ制御部１０５がモータ１１２Ｍに印加する電圧（モータ電圧）と、エンコーダ１１２Ｅから発生したパルスとの関係を説明した図である。図７において、エンコーダからのパルスは、立ち上がりおよび立ち下がりの両エッジをそれぞれ１パルスとして計測するものとする。また、初期状態としてカウンタの値は０であるものとする。図５のフローチャートにおけるステップＳ５０１〜Ｓ５０４は、モータ１１２Ｍの印加電圧が順方向回転の期間（Ｐ７０１）に相当する。この期間Ｐ７０１において、９個のパルスが計測され、カウンタの値は９となる。図６のフローチャートにおけるステップＳ６００〜Ｓ６０２は、ショートブレーキの期間（Ｐ７０２）に相当する。この期間Ｐ７０２に１個のパルスが計測され、カウンタの値は１０となる。また、このパルスを計測したときの周期ｔが閾値Ｔを越えているので、この時点でショートブレーキを停止し、弱電圧の通電を開始する。図６のフローチャートにおけるステップＳ６０３〜Ｓ６０４は、順方向回転（弱電圧）の期間（Ｐ７０３）に相当する。図７に示す例では、この期間には、パルスは計測されていない（もし発生していた場合はカウンタに加算する）。ステップＳ６０５〜Ｓ６０６は、モータ１１２Ｍへの印加電圧がＯＦＦの期間（Ｐ７０４）に相当する。この期間には、モータ１１２Ｍの逆転により発生した１個のパルスが計測され、カウンタの値は１だけ減算されて９となる。従来技術では期間Ｐ７０３のような弱電圧を印加する処理がないため、モータ１１２Ｍにショートブレーキをかけてから通電をＯＦＦにするまでの間に発生したエンコーダ１１２Ｅのパルスが順方向の回転によるものなのか逆方向の回転によるものなのかの判別を行うことはできなかった。それに対し本実施の形態では、期間Ｐ７０１、Ｐ７０２、Ｐ７０３で発生したエンコーダ１１２Ｅのパルスは順方向の回転であり、期間Ｐ７０４で発生したパルスは順方向と逆方向の回転であることが明らかなので、モータ１１２Ｍが停止するときのエンコーダ１１２Ｅの誤カウントを防ぐことができる。

〔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は、ズームレンズ１１２を含む光学系１１０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ＣＣＤ１２０と、ズームレンズ１１２を駆動するモータ１１２Ｍと、モータ１１２Ｍの回転に応じてパルスを発生する１相エンコーダ１１２Ｅと、１相エンコーダ１１２Ｅから出力されるパルスを計数するカウンタ１０５ａと、カウンタ１０５ａで計数されたパルス数に基づき直流モータの回転量を認識するレンズ制御部１０５とを備える。レンズ制御部１０５は、駆動中のモータ１１２Ｍにブレーキをかけた後、モータ１１２Ｍが停止する前のタイミングである第１タイミングで、モータ１１２Ｍへの弱電圧（所定電圧）の印加を開始し、モータ１１２Ｍの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで、弱電圧の印加を停止する。レンズ制御部１０５は、第２タイミングの後に発生したパルスの数をカウンタ１０５ａにより計数された値から減算する。弱電圧（所定電圧）は、レンズを駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧に設定される。

この構成により、第２タイミング後に発生したパルスは逆回転を示すパルスであることが保証されるため、モータ１１２Ｍの回転方向を正確に特定できる。よって、１相エンコーダから発生するパルスの誤カウントを防ぐことができ、ズームレンズ１１２の位置検出精度を向上させることができる。

〔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。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記実施の形態では、ズーム停止処理においてショートブレーキを行うものとした。しかしながら、ショートブレーキは行わず、モータへの印加電圧をオフにするだけでもよい。この場合であっても、摩擦力によって次第にモータの回転は遅くなり、いずれは停止する。または、モータへの印加電圧を徐々に低下させていくことで、モータを停止させるようにしてもよい。または、順回転させるための電圧と逆極性の電圧をモータに印加することでモータを停止させてもよい。すなわち、停止処理に応じて各パラメータ（Ｔ、Ｗ、Ｗ’）を適宜決定し、モータの回転停止前後に弱電圧がかかるように制御すればよい。

上記実施の形態では、ズーム停止処理において、ブレーキ開始後、エンコーダ１１２Ｅの発生パルスの周期ｔに基づき（Ｓ６０２）、モータ１１２Ｍへの弱電圧の印加を開始した（Ｓ６０３）。しかし、モータ１１２Ｍへの弱電圧の印加タイミングの判断はこれに限定されない。エンコーダ１１２Ｅの発生パルスの周期を監視する代わりに、ブレーキを開始してから所定時間経過後に弱電圧の印加を開始するようにしてもよい。このとき、所定時間は、ブレーキ開始してから、モータ１１２Ｍの速度が十分遅い速度に低下するまでの期間よりも長い期間に設定する。ここで、十分に遅い速度とは、例えば、モータ１１２Ｍの回転速度が、モータコイルがモータ磁石によって引き込まれるほど遅くはないが、その後仮にショートブレーキを継続した場合、エンコーダ１１２Ｅが数パルスを発生した後にモータ１１２Ｍが停止する程度に遅い速度である。

上記実施の形態では、Ｔ、Ｗ、Ｗ’はあらかじめ決定した値だが、環境の温度等の状態に応じてその都度変更（調整）するようにしてもよい。

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、ＤＣモータの被駆動部としてズームレンズを用いた例を説明したが、被駆動部が他の部材である場合でも、本開示のモータ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、本開示のモータ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、本開示のモータ制御の思想を適用可能である。すなわち、ＤＣモータおよび１相エンコーダを用いたモータ制御全般に対して、本開示のモータ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モータおよび１相エンコーダを使用したモータ制御装置において、被駆動部の位置検出精度を向上させることが出来る。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
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 (7)

1. 被駆動部を駆動するための直流モータの回転を制御するモータ制御装置であって、
   １相エンコーダが前記直流モータの回転に応じて出力するパルスを計数するカウンタと、
   前記カウンタで計数されたパルス数に基づき前記直流モータの回転量を認識する制御部と、を備え、
   前記制御部は、駆動中の前記直流モータに制動をかけた後、前記直流モータが停止する前のタイミングである第１タイミングで、前記直流モータへの所定電圧の印加を開始し、前記直流モータの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで、前記所定電圧の印加を停止し、
   前記制御部は、前記第２タイミングの後に発生したパルスの数を前記カウンタにより計数された値から減算し、
   前記所定電圧は、前記被駆動部を駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ前記直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である、
   モータ制御装置。
2. 前記制御部は、前記直流モータの回転周期が所定値以上になったときに、前記直流モータへの前記所定電圧の印加を開始する、請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記制御部は、前記直流モータに制動を開始した後、所定時間経過したときに、前記直流モータへの前記所定電圧の印加を開始する、請求項１記載のモータ制御装置。
4. 被駆動部を回転させる前記直流モータと、
   前記直流モータの回転に応じてパルスを発生する前記１相エンコーダと、
   をさらに備えた請求項１記載のモータ制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のモータ制御装置を備えた電子機器。
6. 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、
   前記レンズを駆動する直流モータと、
   前記直流モータの回転に応じてパルスを発生する１相エンコーダと、
   前記１相エンコーダから出力されるパルスを計数するカウンタと、
   前記カウンタで計数されたパルス数に基づき前記直流モータの回転量を認識する制御部と、を備え、
   前記制御部は、駆動中の前記直流モータに制動をかけた後、前記直流モータが停止する前のタイミングである第１タイミングで、前記直流モータへの所定電圧の印加を開始し、前記直流モータの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで前記所定電圧の印加を停止し、
   前記制御部は、前記第２タイミングの後に発生したパルスの数を前記カウンタにより計数された値から減算し、
   前記所定電圧は、前記レンズを駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ前記直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である、
   撮像装置。
7. レンズと、
   前記レンズを駆動する直流モータと、
   １相エンコーダが前記直流モータの回転に応じて出力するパルスを計数するカウンタと、
   前記カウンタで計数されたパルス数に基づき前記直流モータの回転量を認識する制御部と、を備え、
   前記制御部は、駆動中の前記直流モータに制動をかけた後、前記直流モータが停止する前のタイミングである第１タイミングで、前記直流モータへの所定電圧の印加を開始し、前記直流モータの停止よりも後のタイミングである第２タイミングで、前記所定電圧の印加を停止し、
   前記制御部は、前記第２タイミングの後に発生したパルスの数を前記カウンタにより計数された値から減算し、
   前記所定電圧は、前記レンズを駆動するために必要な最低電圧よりも低く、かつ前記直流モータ内で磁石がコイルを引き込む力に抗して直流モータを回転させるために必要な最低電圧よりも高い電圧である、
   レンズ鏡筒。

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