JP4641677B2 - Digital camera shutter drive circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャッターを駆動するモータのモータコイルへの電流を制御してデジタルカメラのシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路、特に駆動特性の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、デジタルカメラのシャッター駆動回路の従来例を示す図である。一端が電源VBに接続されたモータのモータコイル10の他端は、NPNトランジスタ12、電流検出抵抗14を介しグランドに接続されている。そして、NPNトランジスタ12のベースには電流制御アンプ16の出力が接続され、この電流制御アンプ16の負入力端には、トランジスタ12のエミッタと電流検出抵抗14の接続点が接続されている。また、電流制御アンプ16の正入力端は、一端がグランドに接続された直列接続された一対の抵抗18,20の接続点が接続されている。抵抗18,20の他端(上側)は、定電流回路22を介し、電源に接続されるとともに、ツェナーダイオード24を介し、グランドに接続されている。
【0003】
従って、定電流回路22からの定電流が抵抗18,20に流れるとともに、ツェナーダイオードにより抵抗18,20の上端電圧が規制されることで、電流制御アンプ16の正入力端が一定の設定電圧に設定される。
【0004】
そして、電流制御アンプ16の負入力端は、イマジナリーショートにより正入力端と同電位になる。このため、電流検出抵抗14の上側電圧が設定電圧になるようにトランジスタ12が駆動され、モータコイル10に流れる電流が一定電流に制御される。
【0005】
デジタルカメラにおいては、シャッターの押下に応じてCCD撮像素子の露光(電荷の蓄積)を開始し、シャッタースピードに応じた時間経過した際に、モータコイル10に電流を流し、CCD撮像素子の前に外光を遮断するシャッター羽根を移動するが、上述のようにモータコイル10に一定電流が流れることで、シャッター羽根の移動をいつも一定にして、目的とするシャッタースピードでシャッターを切ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、シャッタースピードは、デジタルカメラの高機能化に伴い、高速化しており、1/2000秒以上のスピードのものも増えてきている。このような場合には、モータコイル10への電流供給の精度をより向上する必要がある。
【0007】
すなわち、上記従来の回路においては、上述のようにして電流検出抵抗14に流れる電流が一定に制御され、モータコイル10に流れる電流が一定に制御されるが、この回路において、電源電圧VBが変動すると、モータコイル10に流れる電流の立ち上がりが変動するという問題が生じた。
【0008】
これは、モータコイル10のインダクタンスとの関係により決定されるコイル電流の立ち上がりの傾きがモータコイル10の両端に印加される電圧が大きいほど大きくなるからである。
【0009】
すなわち、図5に示すように、モータコイル10の電流(コイル電流)は、電源電圧VBが低いときと電源電圧VBが高いときとでは、その立ち上がりの傾きが異なり、コイル電流が設定電流、例えば200mAに至るまでの時間が異なってしまい、このためにシャッタースピードを精度よく制御することができないという問題があった。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電源電圧の変動によらず、精度よくモータコイルの電流を制御することができるデジタルカメラのシャッター駆動回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シャッターを駆動するモータのモータコイルへの電流を制御してデジタルカメラのシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路であって、モータコイルに一端が接続され、他端が電流検出抵抗を介し、グランドに接続される制御トランジスタと、この制御トランジスタの制御信号入力端に出力が接続され、負入力端に前記制御トランジスタと電流検出抵抗の中間点が接続される電流制御アンプと、この電流制御アンプの正入力端に接続され、ここに定電圧を供給する定電圧源と、前記電流制御アンプの正入力端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、このコンデンサの充電電圧を引き抜く放電トランジスタと、を有し、放電トランジスタをオフして前記コンデンサを充電し、所定の特性で前記電流制御アンプの正入力端の電圧を立ち上げ、この正入力端の電圧に応じた電流をモータコイルに流してシャッターを駆動することを特徴とする。
【0012】
このように、本発明によれば、コンデンサ及び抵抗の時定数により、電流制御アンプの正入力端の立ち上げ時の電圧を決定する。そこで、モータコイルのインダクタンスによらず、モータコイルへの電流量の立ち上がりを設定することができ、電源電圧の変動によるモータコイル電流の変動を防止することができる。
【0013】
また、前記コンデンサと定電圧回路との間に抵抗が配置されていることが好適である。この抵抗の抵抗値の調整によって、コンデンサの充電時間を変更することができる。
【0014】
また、前記モータは、ボイスコイルモータまたはソレノイドモータであることが好適である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係るデジタルカメラのシャッター駆動回路の構成例を示す図である。
【0016】
上述の図4の従来例と同様に、一端が電源VBに接続されたモータコイル10の他端は、NPNトランジスタ12、電流検出抵抗14を介しグランドに接続されている。ここで、シャッター駆動用のモータは、シャッター羽根を移動させて開閉することが目的であり、モータとしては、ボイスコイルモータやソレノイドモータが好適である。しかし、他の形式のモータを採用することも可能である。
【0017】
そして、NPNトランジスタ12のベースには電流制御アンプ16の出力が接続され、この電流制御アンプ16の負入力端には、トランジスタ12のエミッタと電流検出抵抗14の接続点が接続されている。また、電流制御アンプ16の正入力端は、一端がグランドに接続された抵抗18,20の接続点が接続されている。抵抗18,20の他端は、定電流回路22を介し、電源に接続されるとともに、ツェナーダイオード24を介し、グランドに接続されている。
【0018】
従って、定電流回路22からの定電流が抵抗18,20に流れるとともに、ツェナーダイオードにより抵抗18,20の上端電圧が規制されることで、電流制御アンプ16の正入力端の電圧が設定電圧に設定される。
【0019】
また、電流制御アンプ16の負入力端は、正入力端と同電位になるため、電流検出抵抗14の上端電圧が設定電圧になるようにトランジスタ12が駆動され、モータコイル10に流れる電流が一定電流に制御される。
【0020】
例えば、電流検出抵抗14の抵抗値を1Ω程度とし、モータコイル10に200mA程度の電流を流す場合であれば、電流制御アンプ16の正入力端の設定電圧は、0.2V程度になる。
【0021】
そして、電流制御アンプ16の正入力端には、他端がグランドに接続されたコンデンサ26が接続されると共に、他端が接続されたスイッチトランジスタ28が接続されている。
【0022】
従って、スイッチトランジスタ28がオフの時に、定電流源22からの電流は抵抗20だけでなく、コンデンサ26への充電に利用される。従って、電流制御アンプ16の正入力端の立ち上がり時の電圧は、抵抗18,20とコンデンサ26からなるCR積分回路の時定数によって決定される。
【0023】
なお、モータ駆動のための回路は、全体として半導体集積回路内に収容されるが、抵抗18,20、コンデンサ26をその集積回路に外付けし、任意に調整可能とすることが好適である。なお、抵抗18,20の両方を調整してもよいが、抵抗18が充電時定数に支配的であるため抵抗18のみの抵抗値を変更することも好適である。
【0024】
そして、この電流制御アンプ16の正入力端の電圧の立ち上がりを電源電圧VB低下時におけるコイル電流の立ち上がりより遅くすることで、電流検出抵抗14の上側電圧、すなわちモータコイル10のコイル電流の立ち上がり特性は、CR積分回路の時定数のみにより決定され、電源電圧VBの変動によらないことになる。
【0025】
すなわち、図2に示すように、コンデンサ26がない場合には、コイル電流の立ち上がり特性に応じて電源電圧VBが3Vの時にコイル電流は早急に立ち上がる。一方、電源電圧VBが2Vの時には、立ち上がりは遅くなる。
【0026】
一方、コンデンサ26を設けた場合には、電流制御アンプの立ち上がりの影響はなく、常にCR積分回路の時定数に応じて、コイル電流が決定される。すなわち、電流制御アンプ16の正入力端と負入力端のイマジナリーショートは常に維持される。図2における実線は電源電圧VBが2Vでコンデンサなしの場合およびコンデンサ26を設けた場合を示している。コンデンサ26を設けた場合には、常にこの実線のコイル電流の立ち上がり特性が得られる。なお、この例の場合、回路の動作できる最低電圧を2Vと仮定している。
【0027】
このようにして、モータコイル10のコイル電流が設定電流に至るまでの時間に対する電源電圧VBの変動の影響を排除して、常に一定時間に維持することができる。なお、この立ち上がりはスイッチトランジスタ28をオフにした時点から始まる。
【0028】
従って、本実施形態においては、図3に示すように、シャッターが切られた時点で、CCD取り込み信号をオンにして露光を開始する。また、そのときのシャッタースピードからモータコイル10の駆動開始時間を計算する。そして、所定時間経過後、スイッチ閉信号をオンにしてスイッチトランジスタ28をオフする。これによって、電流制御アンプ16の正入力端にCR積分回路の時定数に応じて上昇する電圧が供給され、電流検出抵抗14の上側電圧がその電圧に制御され、一定時間でコイル電流が設定電流に至る。そこで、モータコイル10によって駆動されるシャッター羽根は、常に一定の速度でシャッターを閉じることになり、精度の高いシャッター動作が保証される。
【0029】
すなわち、CCD取り込み信号がオンしてからスイッチ閉信号をオンするまでの時間がシャッタースピードにより計算された所定時間である。一方、実際にシャッターがオフされるのはシャッター羽根が閉となった時点である。そこで、スイッチ閉信号オンから実際にシャッター羽根が閉になるまである程度の遅れ時間がある。本実施形態においては、モータコイル10のコイル電流の立ち上がりを単に一定にすることで、この遅れ時間を電源電圧変動によらず一定にできる。
【0030】
なお、上述のようにして、シャッター羽根を閉にすることで、画像信号の取り込みが行われる。そして、その後シャッター羽根は開状態に戻され、次の画像取り込みに備えられる。
【0031】
ここで、モータがソレノイドモータであれば、シャッター羽根の開閉の一方(通常は「開」方向)にバネの力を利用し、シャッター閉の時にモータに通電し、そのバネの力を振り切るようにしてシャッタ羽根を閉じる。このため、通電を止めることにより、バネの力でシャッターは開く。そこで、通電は、シャッター羽根が閉の時のみ通電する片通電である。
【0032】
一方、モータがボイスコイルモータの場合には、シャッター羽根の開閉を互いに反対方向の通電による。すなわち、モータコイルへの一方向の通電により、シャッター羽根が一方向に移動しシャッターが閉じ、他方の通電によりシャッター羽根が反対方向に移動しシャッターが開く。
【0033】
また、上述の例では、定電流回路22と、ツェナーダイオード24によって作成される電圧を抵抗18、20で分圧してアンプ16の正入力端電圧を作成したが、定電流回路22とツェナーダイオード24で形成される部分は、定電圧を出力する回路であればどのような構成でもよい。例えば、ツェナーダイオード24をバンドギャップ定電圧回路に置き換えることも好適である。さらに、抵抗18の上端にIC外の定電圧源を接続してもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンデンサの充電電圧により、電流制御アンプの正入力端の立ち上げ時の電圧を決定する。そこで、モータコイルのインダクタンスに電流の立ち上がりによらず、モータコイルへの電流量の立ち上がりを設定することができ、電源電圧の変動によるモータコイル電流の変動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の回路の構成を示す図である。
【図2】 モータコイル10のコイル電流の変化状態を示す図である。
【図3】 各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図4】 従来例の回路の構成を示す図である。
【図5】 モータコイル10のコイル電流の変化状態を示す図である。
【符号の説明】
10 モータコイル、12 トランジスタ、14 電流検出抵抗、16 電流制御アンプ、18,20 抵抗、22 定電流回路、24 ツェナーダイオード、26 コンデンサ、28 スイッチングトランジスタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shutter drive circuit of a digital camera that drives a shutter of a digital camera by controlling a current to a motor coil of a motor that drives the shutter, and more particularly to improvement of drive characteristics.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a diagram showing a conventional example of a shutter drive circuit of a digital camera. The other end of the
[0003]
Therefore, the constant current from the constant
[0004]
The negative input terminal of the
[0005]
In the digital camera, exposure (charge accumulation) of the CCD image sensor is started in response to pressing of the shutter, and when a time corresponding to the shutter speed elapses, an electric current is passed through the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the shutter speed has been increased with the advancement of functions of digital cameras, and the speed of more than 1/2000 seconds has also increased. In such a case, it is necessary to improve the accuracy of current supply to the
[0007]
That is, in the above conventional circuit, the current flowing through the
[0008]
This is because the rising slope of the coil current determined by the relationship with the inductance of the
[0009]
That is, as shown in FIG. 5, the current (coil current) of the
[0010]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a shutter drive circuit for a digital camera that can accurately control the current of a motor coil regardless of fluctuations in power supply voltage.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a shutter drive circuit for a digital camera that drives a shutter of a digital camera by controlling a current to a motor coil of a motor that drives a shutter, and has one end connected to the motor coil and the other end a current detection resistor. A control transistor connected to the ground, a current control amplifier having an output connected to the control signal input terminal of the control transistor, and an intermediate point of the control transistor and the current detection resistor connected to the negative input terminal, A constant voltage source connected to the positive input terminal of the current control amplifier for supplying a constant voltage thereto, a capacitor connected to the positive input terminal of the current control amplifier and connected to the ground at the other end, and charging of this capacitor A discharge transistor for extracting a voltage, and turning off the discharge transistor to charge the capacitor, and the current with a predetermined characteristic. Up the voltage of the positive input terminal of the control amplifier, and drives the shutter by applying a current corresponding to the voltage of the positive input to the motor coil.
[0012]
Thus, according to the present invention, the voltage at the time of starting up the positive input terminal of the current control amplifier is determined by the time constant of the capacitor and the resistor. Therefore, the rise of the amount of current to the motor coil can be set regardless of the inductance of the motor coil, and fluctuations in the motor coil current due to fluctuations in the power supply voltage can be prevented.
[0013]
In addition, it is preferable that a resistor is disposed between the capacitor and the constant voltage circuit. The charging time of the capacitor can be changed by adjusting the resistance value of the resistor.
[0014]
The motor is preferably a voice coil motor or a solenoid motor.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a shutter drive circuit of a digital camera according to an embodiment.
[0016]
As in the conventional example of FIG. 4 described above, the other end of the
[0017]
The output of the
[0018]
Therefore, the constant current from the constant
[0019]
Further, since the negative input terminal of the
[0020]
For example, if the resistance value of the
[0021]
The positive input terminal of the
[0022]
Therefore, when the
[0023]
The circuit for driving the motor is accommodated in the semiconductor integrated circuit as a whole. However, it is preferable that the
[0024]
Then, by making the rise of the voltage at the positive input terminal of the
[0025]
That is, as shown in FIG. 2, when there is no
[0026]
On the other hand, when the
[0027]
In this way, the influence of the fluctuation of the power supply voltage VB on the time until the coil current of the
[0028]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, when the shutter is released, the CCD capture signal is turned on to start exposure. Further, the driving start time of the
[0029]
That is, the time from when the CCD capture signal is turned on to when the switch close signal is turned on is a predetermined time calculated by the shutter speed. On the other hand, the shutter is actually turned off when the shutter blades are closed. Therefore, there is a certain delay time from when the switch close signal is turned on until the shutter blades are actually closed. In the present embodiment, the delay time can be made constant regardless of power supply voltage fluctuation by simply making the rise of the coil current of the
[0030]
As described above, the image signal is captured by closing the shutter blade. Thereafter, the shutter blades are returned to the open state to prepare for the next image capture.
[0031]
If the motor is a solenoid motor, use the spring force to open and close the shutter blades (usually in the “open” direction), and energize the motor when the shutter is closed. Close the shutter blade. For this reason, by stopping energization, the shutter is opened by the spring force. Therefore, energization is single energization that energizes only when the shutter blades are closed.
[0032]
On the other hand, when the motor is a voice coil motor, the shutter blades are opened and closed by energization in opposite directions. That is, when the motor coil is energized in one direction, the shutter blade is moved in one direction and the shutter is closed, and when the other is energized, the shutter blade is moved in the opposite direction and the shutter is opened.
[0033]
In the above-described example, the voltage generated by the constant
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the voltage at the time of starting up the positive input terminal of the current control amplifier is determined by the charging voltage of the capacitor. Therefore, it is possible to set the rise of the current amount to the motor coil regardless of the rise of the current in the inductance of the motor coil, and it is possible to prevent the fluctuation of the motor coil current due to the fluctuation of the power supply voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a circuit according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a change state of a coil current of a
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of each part.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional circuit.
FIG. 5 is a diagram showing a change state of a coil current of a
[Explanation of symbols]
10 motor coil, 12 transistor, 14 current detection resistor, 16 current control amplifier, 18, 20 resistor, 22 constant current circuit, 24 Zener diode, 26 capacitor, 28 switching transistor.
Claims (2)
モータコイルに一端が接続され、他端が電流検出抵抗を介し、グランドに接続される制御トランジスタと、
この制御トランジスタの制御信号入力端に出力が接続され、負入力端に前記制御トランジスタと電流検出抵抗の中間点が接続される電流制御アンプと、
この電流制御アンプの正入力端に第1抵抗を介し接続され、前記正入力端に前記第1抵抗を介し定電圧を供給する定電圧源と、
前記電流制御アンプの正入力端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、
このコンデンサに並列接続された第2抵抗と、
このコンデンサの充電電圧を引き抜く放電トランジスタと、
を有し、
放電トランジスタをオフして前記コンデンサを充電し、所定の特性で前記電流制御アンプの正入力端の電圧を立ち上げ、この正入力端の電圧に応じた電流をモータコイルに流してシャッターを駆動するデジタルカメラのシャッター駆動回路。A shutter driving circuit of a digital camera that controls a current to a motor coil of a motor that drives a shutter to drive a shutter of the digital camera,
A control transistor having one end connected to the motor coil and the other end connected to the ground via a current detection resistor;
An output connected to the control signal input terminal of the control transistor, and a current control amplifier having a negative input terminal connected to an intermediate point of the control transistor and the current detection resistor;
A constant voltage source connected to the positive input terminal of the current control amplifier via a first resistor, and supplying a constant voltage to the positive input terminal via the first resistor ;
A capacitor connected to the positive input terminal of the current control amplifier and having the other end connected to the ground;
A second resistor connected in parallel to the capacitor;
A discharge transistor that pulls out the charging voltage of this capacitor;
Have
The discharge transistor is turned off to charge the capacitor, the voltage at the positive input terminal of the current control amplifier is raised with a predetermined characteristic, and a current corresponding to the voltage at the positive input terminal is supplied to the motor coil to drive the shutter. Digital camera shutter drive circuit.
前記モータは、ボイスコイルモータまたはソレノイドモータであるデジタルカメラのシャッター駆動回路。The circuit of claim 1, wherein
The motor is a shutter drive circuit of a digital camera which is a voice coil motor or a solenoid motor .
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