JP3812080B2

JP3812080B2 - 駆動制御装置

Info

Publication number: JP3812080B2
Application number: JP24536097A
Authority: JP
Inventors: 克明廣田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: JPH1189289A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動手段に電力を供給する駆動制御装置および駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばカラービデオカメラにおいては、ズーム機能等を実現するためにズームレンズおよびフォーカスレンズレンズ等を変位させるステッピングモーターが使用される。これらのレンズの変位に伴う摩擦力は、一般に温度上昇に伴って低下するので、装置の通常の使用条件の下で装置全体に対する通電によって温度が上昇することにより、ステッピングモーターにかかる負荷が減少する。
【０００３】
従って、変位部分の温度が上昇した時には、ステッピングモーターを駆動するために供給される供給電力を減少させても良い。そこで、変位部分の温度を計測する温度センサーを設け、この温度センサーの計測データに基づいて変位部分の温度が上昇した時に供給電力を低下させるように制御することによって、消費電力を低減する技術が知られている。
【０００４】
このような制御を行なうカラービデオカメラの一例を図７に示す。レンズブロック２内の所定のレンズを変位させるために、駆動回路４によって駆動されるステッピングモーター３が設けられている。レンズブロック２内には温度センサー３０が設けられ、温度センサー３０が計測した計測データがＡ／Ｄ変換器３１を介してＣＰＵ（マイコン）８に供給される。ＣＰＵ８は、駆動指示信号を生成することによって駆動回路４の動作を制御すると共に、Ａ／Ｄ変換器３１の出力に基づいて供給電力可変指示信号を生成することによって可変電源５が駆動回路４に供給する供給電力を制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような制御においては、筐体内に温度センサーを設ける必要がある。また、モーターを駆動するための供給電力は、モーター自体の温度、および上述したレンズ等、モーターによって変位させられる対象の温度、並びにかかる対象にモーターの動力を伝達する部品の温度等様々な構成要素の温度に依存して変化する。このため、供給電力を高精度で行なうためには、温度センサーを複数個備える構成としなければならず、装置全体の構成が複雑化するという問題が生じるので、実現が困難であった。
【０００６】
また、温度センサーの計測データの誤り等に起因して、供給電力の制御に係る誤動作が生じるおそれもある。しかも、このような誤動作が生じる確率は、温度センサーの個数が増える程高くなる。
【０００７】
従って、この発明の目的は、装置全体の構成を複雑化すること無く、若しくは複雑化の程度を大幅なものとせずに、モーターを駆動するための供給電力を低減させる駆動制御装置および駆動制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電子機器内に設けられる、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動装置に電力を供給する駆動制御装置において、
電子機器本体に電源が投入された時点を起点として経過時間を計測する経過時間計測手段と、
経過時間と駆動装置に供給すべき供給電力との関係を示す供給電力データを記憶する記憶手段とを有し、
供給電力データを参照して、経過時間に応じて駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成して、電子機器本体の通電によって生じる、モーター、モーターによって変位させられる構成要素、およびモーターから構成要素に動力を伝達する伝達部の温度上昇に応じて、モーターを駆動する駆動装置に供給する電力をより小とすることを特徴とする駆動制御装置である。
【０００９】
請求項７の発明は、電子機器内に設けられる、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動装置に電力を供給する駆動制御方法において、
電子機器本体に電源が投入された時点を起点として経過時間を計測する経過時間計測ステップと、
経過時間と駆動装置に供給すべき供給電力との関係を示す供給電力データとを記憶手段に記憶する記憶ステップと、
供給電力データを参照して、経過時間計測ステップによる計測結果に基づいて駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成して、電子機器本体の通電によって生じる、モーター、モーターによって変位させられる構成要素、およびモーターから構成要素に動力を伝達する伝達部の温度上昇に応じて、モーターを駆動する駆動装置に供給する電力をより小とすることを特徴とする駆動制御方法である。
【００１０】
以上のような発明によれば、温度センサーを使用しなくても、モーターを駆動するための供給電力を低減させるように制御することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ビデオカメラにこの発明を適用した、この発明の実施の一形態について図１を参照して説明する。図１中で、図７を参照して上述した従来の構成の一例と同様の構成要素には、同一の符号を付した。レンズブロック２内のズームレンズ、フォーカスレンズ等のレンズは、ステッピングモーター３によって変位させられる。ステッピングモーター３は、駆動回路４によって駆動される。駆動回路４には、ＣＰＵ８から駆動動作を指示する駆動指示信号が供給され、また、可変電源５から動作に必要な電力が供給される。
【００１２】
可変電源５は、ＣＰＵ８から供給電力の大きさ等を指示する供給電力指示信号を供給され、この供給電力指示信号に従って供給電力を制御する。実際の制御方法としては、チョッパーの駆動におけるデューティを変化させる、または、ステータコイルに供給するモーターの電源電圧を変化させる、或いは、定電流駆動において電流値を変化させる等の方法で供給電力を制御する等がある。また、モーターとしてステッピングモーター以外に、直流モーター等が使用される場合にも、この発明を適用することができる。
【００１３】
ＣＰＵ８は、所定の操作手段を介してユーザが行なう指令等に従って駆動指示信号を生成する。また、ＣＰＵ８は、本体電源スイッチ６から、本体電源の投入に関連する所定の信号を供給される。そして、かかる信号に基づいて、後述するように供給電力指示信号を生成する。上述した各構成要素は、何れも筐体１内に設けられている。これらの内、ステッピングモーター３にかかる負荷を変化させる要因となる、後述するような温度上昇を生じる構成要素（すなわちレンズブロック２、ステッピングモーター３自体および両者の間の動力伝達に係る部品）以外の構成要素は、必ずしも筐体１内に設けなくても良い。
【００１４】
一般に、レンズブロック２においては、温度が高くなるに従ってグリースの流動性が大きくなる等の要因により、レンズを変位させるためにステッピングモーター３にかかる負荷が小さくなる。このため、本体への通電によって温度が高くなるに従って、ステッピングモーター３を駆動するのに必要な電力が小さくなる性質がある。このような性質に沿って駆動回路４に供給する供給電力を制御するようにすれば、消費電力を低減させることが可能となる。この発明は、装置全体の構成を複雑にすること無く、このような制御を実現するものである。
【００１５】
図２は、この発明の実施の一形態において、通電開始後、すなわち本体電源投入後の経過時間と、ステッピングモーター３およびレンズブロック２の温度変化の関係の一例を示したものである。ステッピングモーター３については実線１０で示し、また、レンズブロック２については実線１１で示した。さらに、比較のために、従来の装置において使用されている温度センサーによるデータを実線１２として記載した。
【００１６】
本体電源が投入されると共に、各部品温度が上昇を開始し、それぞれ異なった時間が経過した後に熱平衡状態に達する。そして、ステッピングモーター３とレンズブロック２とが共に熱平衡状態となるまでに要するまでの期間Ａが経過した時点以降においては、レンズブロック２の温度上昇分Ｘが安定したものとなることがわかる。このような期間Ａおよび温度上昇分Ｘは、通常の使用条件においては周囲温度等に依存せず、ビデオカメラ等のシステム毎に、すなわち装置の機種毎に固有の値をとる。
【００１７】
従って、原理的には、機種毎に一台の装置についてデータをとることによって期間Ａおよび温度上昇分Ｘを決定することができる。実際には、測定のばらつき等も考慮して適当な個数の装置についてデータをとるようにしても良い。一方、温度上昇分Ｘとそれに対応する供給電力の低減分Ｐ（Ｘ）も、機種毎に所定の個数の装置についてデータをとることによって求めることができる。そして、本体電源投入後の経過時間を計測し、計測された経過時間に基づいて上述の２種類のデータを参照することにより、可変電源５から駆動回路４に供給される供給電力を制御する。
【００１８】
上述の経過時間は、具体的には以下のように計測される。図１中のＣＰＵ８は、本体電源スイッチ６から供給される信号によって本体電源の投入が認識された時点を起点として経過時間ｔを計測する。
【００１９】
供給電力制御の一例について図３を参照して説明する。図３は、実線で示すように、電源投入後の経過時間ｔが上述の期間Ａと等しくなる時点において、可変電源５に対する供給電力指示信号を切替えることによって以下のような制御を行なうようにしたものである。すなわち、かかる切替え時点以前には、電源投入時の供給電力Ｂを可変電源５が駆動回路４に供給する。一方、かかる切替え時点以後には、Ｂから温度上昇分Ｘに対応する低減分Ｐ（Ｘ）を差し引いた電力（Ｂ−Ｐ（Ｘ））を可変電源５が駆動回路４に供給する。
【００２０】
図３に示す例においては、供給電力の計算は、上述の２種類のデータ（すなわち、ステッピングモーター３とレンズブロック２とが共に熱平衡状態となるまでの経過時間Ａと温度上昇Ｘ，および温度上昇分Ｘとそれに対応する供給電力の低減分Ｐ（Ｘ））を参照することによって得られる。従って、これら２種類のデータを本体の通電開始時の供給電力Ｂと共にＣＰＵ８内のＲＯＭ等の記憶手段に記憶しても良いし、また、供給電力の計算に直接必要とされるＡ，Ｐ（Ｘ）およびＢのみを記憶するようにしても良い。
【００２１】
このように記憶されたデータに基づく制御について、図４のフローチャートを参照して具体的に説明する。ステップＳ１として、本体電源スイッチ６から供給される上述の信号に基づき、本体電源の投入／未投入が検出される。本体電源が未投入である場合には、ステップＳ１が継続される。本体電源が投入されている場合には、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２においては、本体電源投入時を起点として経過時間ｔが計測される。ステップＳ３として、ステップＳ２において計測された経過時間ｔが上述の期間Ａより大きいか否かが判定される。ｔがＡより大きいと判定される場合にはステップＳ４に移行し、それ以外の場合には、ステップＳ５に移行する。
【００２２】
ステップＳ４においては、可変電源５に対して、供給電力（Ｂ−Ｐ（Ｘ））を供給するように指示する供給電力可変指示信号が生成される。一方、ステップＳ５においては、可変電源５に対して、本体電源スイッチ６投入時の供給電力Ｂを供給するように指示する供給電力可変指示信号が生成される。ステップＳ４およびＳ５が完了した後には、ステップＳ１に戻る。以上のような手順により、図３を参照して上述した供給電力の制御が実現される。
【００２３】
一方、供給電力制御の他の一例について図５を参照して説明する。図５には、本体電源投入後の経過時間ｔが期間Ａと等しくなる時点において供給電力指示信号を切替える制御に加えて、経過時間ｔが期間Ａより小さい期間にもｔに応じた供給電力の最適値を指示する供給電力指示信号を生成する制御をも行なう場合について図示した。すなわち、実線で示すように、かかる切替え時点以前には、電源投入時の供給電力Ｂから経過時間ｔに応じた低減分を差し引いた電力を可変電源５が駆動回路４に供給する。一方、かかる切替え時点以後には、Ｂから温度上昇分Ｘに対応する（ｔに対しては一定の）低減分Ｐ（Ｘ）を差し引いた電力（Ｂ−Ｐ（Ｘ））を可変電源５が駆動回路４に供給する。
【００２４】
図５に示す例においては、供給電力の計算は、上述の２種類のデータ（すなわち、ステッピングモーター３とレンズブロック２とが共に熱平衡状態となるまでの経過時間Ａと温度上昇Ｘ，および温度上昇分Ｘとそれに対応する供給電力の低減分Ｐ（Ｘ））を順次参照することによって得られる。従って、これら２種類のデータを本体の通電開始時の供給電力Ｂと共にＣＰＵ８内のＲＯＭ等の記憶手段に記憶しても良いし、また、Ａ，Ｐ（Ｘ）およびＢのみを記憶するようにしても良い。
【００２５】
このように記憶されたデータに基づく制御について、図６のフローチャートを参照して具体的に説明する。ステップＳ１１として、本体電源スイッチ６から供給される上述の信号に基づき、本体電源の投入／未投入が検出される。本体電源が未投入である場合には、ステップＳ１１が継続される。本体電源が投入されている場合には、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２においては、本体電源投入時を起点として経過時間ｔが計測される。ステップＳ１３として、ステップＳ１２において計測された経過時間ｔが上述の期間Ａより大きいか否かが判定される。ｔがＡより大きいと判定される場合にはステップＳ１４に移行し、それ以外の場合には、ステップＳ１５に移行する。
【００２６】
ステップＳ１４においては、可変電源５に対して、供給電力（Ｂ−Ｐ（Ｘ））を供給するように指示する供給電力可変指示信号が生成される。一方、ステップＳ１５においては、経過時間ｔに応じた供給電力の最適な低減分が計算され、計算値をＢから差し引いた値の供給電力を供給するように指示する供給電力可変指示信号が生成される。具体的には、経過時間ｔに応じた供給電力の最適な低減分として（Ｐ（Ｘ）／Ａ）×ｔが計算される。ステップＳ１４およびＳ１５が完了した後には、ステップＳ１１に戻る。以上のような手順により、図５参照して上述した供給電力の制御が実現される。
【００２７】
図５および図６を参照して上述した制御においては、経過時間がＡに等しくなる以前の期間における、経過時間ｔに応じた供給電力の最適な低減分が（Ｐ（Ｘ）／Ａ）×ｔとされている。すなわち、経過時間ｔに比例し、経過時間ｔが期間Ａと等しくなった時点でＰ（Ｘ）となるようになされている。これに対して、より一般の場合には、供給電力の最適な低減分を、この発明を適用しようとする装置に適合するように予め求めた計算式等によって得るようにすれば良い。例えば、経過時間ｔに応じた供給電力の最適な低減分が簡単な計算式で算出できないような場合には、予めデータテーブル等の形で所定の記憶手段に記憶しておくようにする等の方法を用いても良い。
【００２８】
さらに、上述したこの発明の実施の一形態においては、温度センサーは用いられていないが、温度センサーを備え、温度センサーによる検出結果と電源投入後の経過時間との両方に基づいて供給電力を制御する、ハイブリッド制御を行なうようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、この発明は、例えばビデオカメラに備えられている、レンズを変位させるステッピングモーター等，モーター自体の温度、変位させられるレンズ等の所定の構成要素の温度変化等によってモーターにかかる負荷が変化する性質に沿って、当該モーターが駆動されるために必要な供給電力を制御するようにしたものである。すなわち、例えば本体電源投入後の経過時間として認識される通電時間と所定の構成要素の温度上昇との関係に係るデータ、および温度上昇とそれによる供給電力の低減分との関係に係るデータを参照して、通電時間に基づいて制御するようにしたものである。
【００３０】
このため、装置内に温度センサーを有しなくても、供給電力を最適に制御することが可能となる。従って、装置全体の構成を大幅に複雑化すること無く消費電力を低減することができる。また、温度センサーの検出データの誤りに起因して誤動作が行なわれる可能性を無くすことができる。
【００３１】
特に、温度センサーを用いて供給電力を精度良く制御したい場合には、温度センサーを多数備える構成としなければならず、装置全体の構成を大幅に複雑化させる必要が生じる。これに対して、この発明によれば、本体電源投入後の経過時間と経過時間に応じた適切な供給電力との関係を予め充分な精度で求めておくことにより、装置全体の構成の複雑さ、および温度センサーの検出データの誤りに起因して誤動作が行なわれる可能性を増大させること無く、充分な精度で供給電力を制御することが可能となる。
【００３２】
さらに、本体電源投入後の経過時間と、温度センサーの検出データとの両方に基づいて供給電力を制御する、ハイブリッド制御を行なう構成も可能である。このような場合にも、温度センサーの検出データのみに基づく制御を行なう場合に比較して、より少ない個数の温度センサーを有する構成によって同等以上の精度で供給電力を制御できる。従って、装置全体の構成の複雑さ、および温度センサーの検出データの誤りに起因して誤動作が行なわれる可能性を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態の全体構成について説明するためのブロック図である。
【図２】この発明を適用することができるビデオカメラにおいて、本体電源投入後の経過時間と、特定の構成要素の温度変化の関係の一例を示す略線図である。
【図３】この発明の実施の一形態において行なわれる制御の一例について説明するための略線図である。
【図４】図３に示した制御を行なう方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の実施の一形態において行なわれる制御の他の一例について説明するための略線図である。
【図６】図５に示した制御を行なう方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図７】従来の構成の一例について説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
２・・・レンズブロック、３・・・ステッピングモーター、４・・・駆動回路、５・・・可変電源、８・・・ＣＰＵ（マイコン）

Claims

電子機器内に設けられる、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動装置に電力を供給する駆動制御装置において、
電子機器本体に電源が投入された時点を起点として経過時間を計測する経過時間計測手段と、
上記経過時間と上記駆動装置に供給すべき供給電力との関係を示す供給電力データを記憶する記憶手段とを有し、
上記供給電力データを参照して、上記経過時間に応じて上記駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成して、上記電子機器本体の通電によって生じる、モーター、上記モーターによって変位させられる構成要素、および上記モーターから上記構成要素に動力を伝達する伝達部の温度上昇に応じて、上記モーターを駆動する駆動装置に供給する電力をより小とすることを特徴とする駆動制御装置。
電子機器内に設けられる、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動装置に電力を供給する駆動制御装置において、
電子機器本体に電源が投入された時点を起点として経過時間を計測する経過時間計測手段と、
上記経過時間と上記温度上昇との関係を示す第１のデータと、上記温度上昇と上記駆動装置に供給すべき供給電力との関係を示す第２のデータとを記憶する記憶手段とを有し、
上記第１のデータおよび上記第２のデータを参照して、上記経過時間に応じて上記駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成して、上記電子機器本体の通電によって生じる、モーター、上記モーターによって変位させられる構成要素、および上記モーターから上記構成要素に動力を伝達する伝達部の温度上昇に応じて、上記モーターを駆動する駆動装置に供給する電力をより小とすることを特徴とする駆動制御装置。
請求項１または２において、
上記モーター、上記構成要素、および上記伝達部が筐体内に設けられることを特徴とする駆動制御装置。
請求項１において、
上記供給電力データは、予め所定個数の上記電子機器本体についての実測によって得られたものであることを特徴とする駆動制御装置。
請求項２において、
上記第１のデータおよび上記第２のデータは、予め所定個数の上記電子機器本体についての実測によって得られたものであることを特徴とする駆動制御装置。
請求項１または２において、
電子機器内にさらに温度センサーを有し、
上記駆動制御装置は、上記経過時間計測手段による計測結果と、上記温度センサーによる計測結果とに基づいて、上記駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成することを特徴とする駆動制御装置。
電子機器内に設けられる、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動装置に電力を供給する駆動制御方法において、
電子機器本体に電源が投入された時点を起点として経過時間を計測する経過時間計測ステップと、
上記経過時間と上記駆動装置に供給すべき供給電力との関係を示す供給電力データとを記憶手段に記憶する記憶ステップと、
上記供給電力データを参照して、上記経過時間計測ステップによる計測結果に基づいて上記駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成して、上記電子機器本体の通電によって生じる、モーター、上記モーターによって変位させられる構成要素、および上記モーターから上記構成要素に動力を伝達する伝達部の温度上昇に応じて、上記モーターを駆動する駆動装置に供給する電力をより小とすることを特徴とする駆動制御方法。
電子機器内に設けられる、所定の構成要素を変位させるモーターを駆動する駆動装置に電力を供給する駆動制御方法において、
電子機器本体に電源が投入された時点を起点として経過時間を計測する経過時間計測ステップと、
上記通電開始後の経過時間と上記温度上昇との関係を示す第１のデータと、上記温度上昇と上記駆動装置に供給すべき供給電力との関係を示す第２のデータとを記憶手段に記憶する記憶ステップと、
上記第１のデータおよび上記第２のデータを参照して、上記経過時間計測ステップによる計測結果に基づいて上記駆動制御装置に供給すべき供給電力を指示する信号を生成して、上記電子機器本体の通電によって生じる、モーター、上記モーターによって変位させられる構成要素、および上記モーターから上記構成要素に動力を伝達する伝達部の温度上昇に応じて、上記モーターを駆動する駆動装置に供給する電力をより小とすることを特徴とする駆動制御方法。