JPH11275897A

JPH11275897A - パルスモータ制御装置および方法、撮像装置

Info

Publication number: JPH11275897A
Application number: JP10071544A
Authority: JP
Inventors: Taeko Tanaka; 妙子田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-08
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: US6118945A; JP4006082B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な位置検出装置がない状態でも、正確な
位相位置検出を行うことができるようにする。【解決手段】パルスモータを駆動する際のパルス数を
カウントする位置検出カウンタ７５と、パルスモータの
駆動停止時の位相位置を記憶する停止位置記憶部７６
と、パルスモータの駆動開始時に、停止位置記憶部７６
に記憶されていた停止位相位置情報を用いて位置検出カ
ウンタ７５のカウント値を補正する一致判断部７７とを
設け、パルスモータ停止時にそのときの位相位置をバッ
クアップしておき、その後パルスモータを再び起動させ
るときに、駆動電流の位相状態がバックアップした位相
状態になるまで位置検出カウンタ７５のカウント動作を
止めておくようにすることにより、位相位置検出のため
のカウンタとパルスモータの実際の駆動のずれを防止で
きるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパルスモータ制御装
置および方法、並びにこれを用いた撮像装置に関し、特
に、パルスモータを駆動する際の駆動制御に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、パルスモータは回転角、回転速
度をオープン制御で正確に制御できるため、ＯＡ機器等
の駆動源として広く用いられている。また、パルスモー
タは、歩進パルス数に対する回転角度が一定であるた
め、歩進パルスをそのままインクリメントして位置検出
を行うことができ、位置検出のためのエンコーダを別に
必要としないので、近年ではビデオカメラ等の撮像装置
のレンズ制御源としても用いられている。

【０００３】以下に、パルスモータの駆動方法の一例を
説明する。図１４は、パルスモータおよびその制御装置
の構成例を示す図である。図１４において、１および２
はドライバ回路、３および４は２相パルスモータ５のモ
ータ巻線、６は２相パルスモータ５のマグネットであ
る。また、７はモータ制御を行うためのマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンと称す）であり、周波数とデュ
ーティ比とを設定可能なパルス信号（Ｅ，Ｆ）を出力す
るＰＷＭユニット７ａと、プログラム可能なタイマユニ
ット７ｂと、“Ｈ”信号および“Ｌ”信号を出力可能な
ポートａ，ｂと、モータの駆動速度やＰＷＭデューティ
比等のデータを格納したＲＯＭ７ｃとを内蔵している。

【０００４】図１５は、上記ドライバ回路１，２の内部
構成図である。図１５において、８および９はＰＮＰト
ランジスタ、１０および１１はＮＰＮトランジスタ、１
２，１３，１４，１５はダイオード、１６，１７，１
８，１９は抵抗、２０および２１はＡＮＤゲート、２２
はＮＯＴゲートである。

【０００５】この図１５において、入力ＥＮ１が“Ｈ”
レベルでもう一方の入力ＩＮ１も“Ｈ”レベルのとき、
トランジスタ８（以下Ｔｒと称す）およびＴｒ１１はＯ
Ｎ状態となり、Ｔｒ９およびＴｒ１０はＯＦＦ状態とな
る。したがって、モータ巻線３にはＯＵＴ１からＯＵＴ
２の方向に電流が流れる。また、入力ＥＮ１が“Ｈ”レ
ベルで入力ＩＮ１が“Ｌ”レベルのとき、Ｔｒ９および
Ｔｒ１０はＯＮ状態となり、Ｔｒ８およびＴｒ１１はＯ
ＦＦ状態となる。したがって、モータ巻線３にはＯＵＴ
２からＯＵＴ１の方向に電流が流れる。また、入力ＥＮ
１が“Ｌ”レベルのときは、もう一方の入力ＩＮ１の入
力レベルに関わらずＴｒ８，Ｔｒ９，Ｔｒ１０およびＴ
ｒ１１は皆ＯＦＦ状態となり、出力ＯＵＴ１からＯＵＴ
２はバイインピーダンス状態となる。

【０００６】図１６は、これらの入力ＥＮ１，ＩＮ１と
各Ｔｒ８〜９の状態との関係を示すものである。以上は
一方のドライバ回路１の関係を示したものであるが、も
う一方のドライバ回路２の関係、すなわち、ＩＮ２，Ｅ
Ｎ２，各Ｔｒ８〜９間の関係も同じである。

【０００７】ここで、上記ドライバ回路１の入力ＩＮ１
には、マイコン７のＰＷＭユニット７ａより出力された
パルス信号Ｅが入力され、上記ドライバ回路２の入力Ｉ
Ｎ２には、マイコン７のＰＷＭユニット７ａより出力さ
れたパルス信号Ｆが入力される。また、入力ＥＮ１，Ｅ
Ｎ２は、図１に示すようにそれぞれマイコン７の出力ポ
ートａ，ｂに接続され、“Ｈ”／“Ｌ”レベルがコント
ロールされる。これらの入力ＥＮ１，ＥＮ２は、マイコ
ン７に接続せずに“Ｈ”レベルに固定するようにしても
良い。

【０００８】次に、ＰＷＭ（パルス信号Ｅ，Ｆ）による
モータ巻線３，４の電流の制御方法を説明する。マイコ
ン７は、ＰＷＭ出力（パルス信号Ｅ，Ｆ）を一定の周波
数fpでドライバ回路１，２に供給する。このＰＷＭ出力
の“Ｈ”／“Ｌ”により上述した論理でモータ巻線３，
４は駆動されるが、周波数fpが高いため、モータ巻線
３，４のインダクタンスの影響でモータ巻線３，４に
は、図１７に示すようなデューティ比に応じた電流が流
れる。

【０００９】したがって、振動や騒音の小さいとされる
正弦波駆動を行うためには、このＰＷＭデューティ比の
変化を略正弦波的にすれば良い。さらに効率よくモータ
駆動を行うためには、上記正弦波の振幅をモータの回転
速度に応じて変化させるようにＰＷＭデューティ比の変
化を調整すれば良い。このデューティ比の操作方法を以
下に述べる。

【００１０】すなわち、図１８に示すように、最大値を
ＦＦｈ、最小値を００ｈとした基本デューティ比データ
（Ｄｎ）をＲＯＭ７ｃに格納しておく。このデューティ
比データは、例えば一周期の正弦波信号を６４分割した
ものである。上列の０〜６３の数値は、便宜的に付けた
ＲＯＭ７ｃのアドレスであり、図１９のＡに相当するも
のである。このアドレスでは、パルスモータを駆動させ
る駆動電流の正弦波形の位相の何処に位置するかが決定
される。そして、エンコーダの代わりにマイコン７が、
図１９のＤに相当するパルス位相位置、つまりパルス数
をカウントすることによって、位置検出を行うことがで
きる。ここでは、正弦波駆動電流の１周期で８パルス駆
動している状態を示している。

【００１１】また、図１８の下列の数値は、各アドレス
に格納されたデューティ比データである。このデューテ
ィ比データをマイコン７のタイマ割り込みによって順次
読み出して、ＰＷＭのデューティ比とする。このタイマ
割り込み時間（Ｔｔ）を操作することにより、モータ回
転速度を操作することができる。また、ＰＷＭ（Ｅ）と
ＰＷＭ（Ｆ）は、読み出しＲＯＭアドレスを１６ずらし
て９０ｄｅｇ位相のずれた関係とする。そして、パルス
モータの駆動を停止させる際には、ＰＷＭ（ＥＦ）を停
止すればよい。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したパルスモータ
は、ロータの停止した状態から駆動を開始する際には、
ロータの保持トルク以上のトルクがかからないと駆動し
ない。したがって、正弦波電流で駆動する際には、必要
とする保持トルク分と同等の駆動電流が必要で、この同
等の駆動位相までは駆動を開始しない。例えば、図１９
のＢ点の位相状態でロータが停止していたとすると、駆
動を開始させるためには、少なくとも位相位置Ｄ＝５の
位相状態の駆動電流をモータに加えてあげなくてはなら
ない。

【００１３】しかしながら、パルスモータの歩進パルス
をインクリメントすることにより位置検出を行うとき
に、図１９のように駆動開始状態をＲＯＭアドレスＡ＝
０から始めたとすると、アドレスＡ＝４０まではモータ
は駆動しないにも関わらず、歩進パルスはＤ＝５パルス
だけ進んだことになり、位置検出は駆動開始から５パル
ス進んだことになる。したがって、パルスをカウントし
て位置検出を行う際にずれが生じてしまうという問題が
発生する。

【００１４】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、略正弦波的な駆動電流を用いる
パルスモータにおいて、特別な位置検出装置がない状態
でも、正確な位相位置検出を行うことができるようにす
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のパルスモータ制
御装置は、パルスモータを略正弦波駆動するための駆動
手段と、上記パルスモータを駆動する際のパルス数をカ
ウントするカウント手段とを備えたパルスモータ制御装
置であって、上記パルスモータの駆動停止状態のときの
ロータの停止位相位置を記憶する記憶手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１６】本発明の他の態様では、上記パルスモータ
の駆動開始時に、上記記憶手段に記憶されていた上記駆
動停止状態のときのロータの停止位相位置の情報を用い
て、上記カウント手段のカウント値を補正する補正手段
を備えたことを特徴とする。ここで、上記補正手段は、
上記パルスモータの駆動開始時からのパルス数をカウン
トする第２のカウント手段と、上記記憶手段に記憶され
ている上記駆動停止状態のときのロータの停止位相位置
を表すパルス数と、上記第２のカウント手段によりカウ
ントされるパルス数とが一致するかどうかを判断し、一
致したときに上記カウント手段のカウント動作を開始さ
せる一致判断手段とを備えるようにしても良い。

【００１７】本発明のその他の態様では、上記パルスモ
ータの駆動開始時に、上記記憶手段に記憶されていた上
記駆動停止状態のときのロータの停止位相位置の情報を
用いて、上記パルスモータを駆動する際の開始励磁位相
を補正する補正手段を備えたことを特徴とする。ここ
で、上記補正手段は、上記パルスモータの励磁位相を表
すアドレスを発生するアドレス発生手段と、上記パルス
モータの駆動開始時に、上記記憶手段に記憶されている
上記駆動停止状態のときのロータの停止位相位置の情報
に基づいて、開始アドレスを補正するアドレス補正手段
とを備えるようにしても良い。

【００１８】また、本発明のパルスモータ制御方法は、
パルスモータの駆動停止時におけるロータの停止位相位
置情報を記録媒体に記憶しておき、その後のパルスモー
タの駆動開始時に、上記記録媒体に記憶されていた上記
駆動停止時におけるロータの停止位相位置情報を用い
て、上記パルスモータを駆動する際のパルス数をカウン
トするカウント手段のカウント値を補正するようにした
ことを特徴とする。

【００１９】本発明の他の態様では、パルスモータの駆
動停止時におけるロータの停止位相位置情報を記録媒体
に記憶しておき、その後のパルスモータの駆動開始時
に、上記記録媒体に記憶されていた上記駆動停止時にお
けるロータの停止位相位置情報を用いて、上記パルスモ
ータを駆動する際の開始励磁位相を補正するようにした
ことを特徴とする。

【００２０】また、本発明の撮像装置は、光軸と平行に
移動する少なくとも１つ以上のレンズ群と、上記レンズ
群を移動させるパルスモータと、上記パルスモータを略
正弦波駆動するための駆動手段と、上記パルスモータを
駆動する際のパルス数をカウントして上記レンズ群の位
置を検出するレンズ位置検出手段と、上記レンズ群を移
動させて上記レンズ位置検出手段の初期化を行う初期化
手段と、上記パルスモータの駆動停止時におけるロータ
の停止位相位置を記憶する記憶手段と、上記レンズ群を
移動させて上記レンズ位置検出手段による初期化を行う
際に、上記記憶手段に記憶されている上記駆動停止時に
おけるロータの停止位相位置の情報を用いて、上記レン
ズ位置検出手段のカウント値を補正する補正手段とを備
えたことを特徴とする。

【００２１】ここで、上記少なくとも１つ以上のレンズ
群は、変倍を行うための変倍レンズを含んでも良い。ま
た、上記少なくとも１つ以上のレンズ群は、焦点調節を
行うためのフォーカスレンズを含んでも良い。

【００２２】上記のように構成した本発明によれば、パ
ルスモータの駆動開始時に、記憶手段に記憶しておいた
駆動停止状態のときのロータの停止位相位置の情報を利
用して、例えばパルスモータを駆動する際のパルス数を
カウントする手段のカウント値を補正することによっ
て、パルスモータの実際の駆動量とパルスカウンタとの
ずれを取り除くことが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００２４】（第１の実施形態）本実施形態によるパル
スモータ制御装置は、図１４に示したマイコン７によっ
て構成される。図１は、このマイコン７の本実施形態に
係る主要な機能構成を示すブロック図であり、図２は、
本実施形態においてパルスモータの駆動開始時と駆動時
にマイコン７によって行われる動作を示すフローチャー
トである。

【００２５】図１において、７１は駆動情報設定部であ
り、マイコン７の外部からの情報に従って、パルスモー
タを駆動するべき駆動速度Ｖｔと駆動方向とを設定す
る。７２は割り込み時間設定部であり、上記駆動情報設
定部７１により設定された駆動速度Ｖｔに応じたタイマ
割り込み時間Ｔｔを設定する。以降、この設定されたタ
イマ割り込み時間ＴｔごとにＲＯＭ７ｃからデューティ
比データＤｎが読み出され、ＰＷＭのデューティ比を実
現した駆動電流として出力されることとなる。

【００２６】７３はアドレス発生部であり、タイマ割り
込み処理が発生するごとに、上記駆動情報設定部７１に
より設定されたモータの駆動方向に応じてアドレスＡの
値をカウントアップあるいはカウントダウンしていく。
そして、このアドレスＡに従ってＲＯＭ７ｃからデュー
ティ比データＤｎが読み出される。

【００２７】７４はパルスカウンタであり、パルスモー
タを駆動するパルス幅ごとにカウント値Ｄをカウントす
る。上記デューティ比データＤｎで示される正弦波駆動
電流の１周期を図１９のように６４アドレスで表し、１
周期で８パルス駆動とした場合、１周期を６４分割した
うちの８の倍数のところが１パルス分となるので、上記
アドレス発生部７３から出力されるアドレスＡの値が８
だけ進められるごとに、パルスカウンタ７４のカウント
値Ｄは１だけカウントアップあるいはカウントダウンす
る。

【００２８】７５は位置検出カウンタであり、駆動状態
にあるパルスモータの現在の位相位置Ｃを検出し、歩進
パルスとして出力するものである。この位置検出カウン
タ７５もパルスカウンタ７４と同様に、アドレスＡの値
が８だけ進められるごとにカウント値Ｃが１だけカウン
トアップあるいはカウントダウンする。７６は停止位置
記憶部であり、前回パルスモータの駆動が停止したとき
のロータの位相位置（停止したときにパルスカウンタ７
４に格納されていたカウント値）を記憶しておくもので
ある。この停止位置記憶部７６は、電源がＯＦＦにされ
ても記憶内容を保持する不揮発性の記録媒体によって構
成される。

【００２９】７７は一致判断部であり、上記パルスカウ
ンタ７４で計数されたカウント値Ｄと、上記停止位置記
憶部７６に記憶（バックアップ）された以前のモータ停
止時における歩進パルスの位相位置を表すカウント値Ｂ
とが一致するかどうかを判断し、一致したときに上記位
置検出カウンタ７５のカウント動作を開始するように制
御する。

【００３０】また、図２において、ステップＳ２０１は
電源投入のスタートであり、ここからパルスモータの駆
動を開始する。ステップＳ２０２は、マイコン７内のカ
ウンタ等を初期化する処理である。すなわち、ＲＯＭ７
ｃに記憶されている図１８のようなデュティー比データ
Ｄｎを順番に読み出すためのアドレスＡを初期化すると
ともに、以前に電源をＯＦＦした際に停止位置記憶部７
６に記憶（バックアップ）しておいたモータ停止位置の
位相状態、例えば、図１９の位相位置Ｂの値を読み出
す。そして、位置検出カウンタ７５のカウント値Ｃを初
期化し（ここでは初期データを１００とした）、電源Ｏ
Ｎ時であることを示す初期フラグｆを“１”（Ｈｉ）に
する。

【００３１】次に、ステップＳ２０３では、外部からの
情報により、モータを駆動するべき速度Ｖｔと駆動方向
とを設定する。これは、マイコン外部のスイッチや通信
等、マイコン７に駆動速度Ｖｔと駆動方向とを入力でき
る構成であればよい。ステップＳ２０４では、上記設定
された駆動速度Ｖｔに応じたタイマ割り込み時間Ｔｔを
設定する。この時間は、駆動速度Ｖｔが速ければ短く、
遅ければ長くなる。そして、ステップＳ２０５で、次に
外部からの駆動情報がくるまで待機し、駆動情報が来た
らステップＳ２０３に戻る。以上に示した図２の動作を
繰り返しながら、パルスモータを駆動させる。

【００３２】次に、実際にパルスモータを駆動するため
のＰＷＭ出力を制御しているタイマ割り込みルーチン内
の動作フローを、図３に示す。図３において、ステップ
Ｓ３０１は当該タイマ割り込みルーチンのスタートであ
る。まず、ステップＳ３０２で上記図２に示したメイン
ルーチン内で設定された駆動速度Ｖｔが“０”かどうか
を判断する。

【００３３】ここで、駆動速度Ｖｔが“０”であれば、
それはパルスモータを駆動しないということなので、ス
テップＳ３０３でＰＷＭ出力を停止し、そのときのモー
タの停止位相位置Ｂ（図１９参照）を、電源ＯＦＦ時に
記憶させるためのバックアップデータとして停止位置記
憶部７６に格納する。一方、駆動速度Ｖｔが“０”でな
ければ、ステップＳ３０４に進み、図２のステップＳ２
０４で設定したタイマ割り込み時間Ｔｔを設定する。

【００３４】そして、ステップＳ３０５で、図２のステ
ップＳ２０３で設定したモータの駆動方向が順転かどう
か判断し、順転ならば、ステップＳ３０６でアドレスＡ
の値が“６３”かどうかを判断する。ここで、アドレス
Ａ＝６３でなければ、ステップＳ３０７でアドレスＡを
インクリメントし、アドレスＡ＝６３ならばステップＳ
３０８でアドレスＡの値を“０”にする。このアドレス
Ａにより、正弦波の１周期を６４分割したうちの、現在
の位相位置が分かる。

【００３５】上記ステップＳ３０５でモータの駆動方向
が順転でないと判断した場合は、ステップＳ３０９でア
ドレスＡの値が“０”かどうかを判断する。ここで、ア
ドレスＡ＝０でなければ、ステップＳ３１０でアドレス
Ａをデクリメントし、アドレスＡ＝０ならばステップＳ
３１１でアドレスＡの値を“６３”にする。そして、ス
テップＳ３１２で、そのときのモータの位相状態を示す
アドレスＡ（例えば０〜６３）で示される図１８のよう
な基本デューティ比データＤｎをＲＯＭ７ｃから読み出
す。

【００３６】次に、ステップＳ３１３でアドレスＡの値
が８の倍数かどうかを判断する。図１９に示したよう
に、１周期を６４分割したうちの８の倍数のところが１
パルス分となり、８パルスで１周期となる。よって、ス
テップＳ３１３でアドレスＡの値が８の倍数でないと判
断した場合は、現在１パルス分の移動途中なので、その
まま割り込み処理を終了する。

【００３７】一方、上記ステップＳ３１３でアドレスＡ
の値が８の倍数であると判断した場合は、ステップＳ３
１４に進み、そのときのアドレスＡの値を８で割った整
数値をカウント値Ｄとして格納し、現在駆動させようと
しているパルスモータの位相がどこにあるのかを、図１
９で示すＤに値する位相位置で求める。このような演算
処理を行う場合には、図１のパルスカウンタ７４は不要
であり、その代わりに演算結果を格納するメモリが設け
られる。

【００３８】そして、ステップＳ３１５で初期フラグｆ
の値が“１”かどうか、すなわち、電源ＯＮ時であるか
どうかを判断し、当該フラグ値が“１”であるならばス
テップＳ３１６に進み、上記ステップＳ３１４にて求め
た位相位置Ｄが、以前の電源ＯＦＦのモータ駆動停止時
に停止位置記憶部７６に記憶した位相位置Ｂと同じかど
うかを判断する。

【００３９】両位相位置Ｂ，Ｄが同じならば、駆動位相
と駆動位相を作るためのアドレスＡの初期状態とが一致
したので、ステップＳ３１７で初期フラグｆの値を
“０”にし、割り込み処理を終了する。また、上記ステ
ップＳ３１６で両位相位置Ｂ，Ｄが一致しなければ、駆
動位相と駆動位相を作るためのアドレスＡの初期状態と
がまだ一致していないということなので、そのまま割り
込み処理を終了する。

【００４０】また、上記ステップＳ３１５で初期フラグ
ｆの値が“０”であると判断した場合は、駆動位相と駆
動位相を作るためのアドレスＡの初期状態とが一致し
て、パルスモータ駆動準備が終了したということなので
（上記ステップＳ３１７の処理による）、通常の駆動動
作を行う。ここで、ステップＳ３１８で駆動方向が順転
かどうかを判断し、そうであるならば、ステップＳ３１
９に進んで位置検出カウンタ７５のカウント値Ｃをイン
クリメントし、順転でなければ、ステップＳ３２０で位
置検出カウンタ７５のカウント値Ｃをデクリメントして
割り込みルーチンを終了する。

【００４１】以上のように、本実施形態では、パルスモ
ータ停止時の位相位置を記憶（バックアップ）してお
き、その後パルスモータを再び起動させるときに、駆動
電流の位相状態がバックアップした位相状態になるま
で、位置検出のためのカウンタを止めておくことによっ
て、位置検出のためのカウンタとパルスモータの実際の
駆動とのずれを防止することができ、特別な位置検出装
置がない状態で、正確な位置検出を行うことができる。

【００４２】（第２の実施形態）上記第１の実施形態で
は、パルスモータ停止時の位相位置を記憶（バックアッ
プ）し、パルスモータを起動させるときに、駆動電流の
位相状態がバックアップした位相状態になるまで、位置
検出のためのカウンタを止めておくことによって、位置
検出のためのカウンタとパルスモータの実際の駆動のず
れを防止する方法を示した。これに対して、位置検出の
ためのカウンタの値を補正することなく、パルスモータ
停止時の位相位置を記憶（バックアップ）しておき、パ
ルスモータ駆動開始時に停止時の位相で励磁するように
しても良い。

【００４３】すなわち、第２の実施形態は、例えば図１
９の位相位置Ｂのところでパルスモータが停止したら、
その後駆動を再び開始するときは、アドレスＡ＝０から
ではなくて、アドレスＡ＝４０から開始するようにする
ものである。このことは、図４に示すように、ステップ
Ｓ４０２で初期化処理を行う際に、位相位置Ｂ＝停止位
相のバックアップデータとした後、アドレスＡ＝Ｂ×８
とすることによって実現できる。タイマ割り込みルーチ
ン内の処理は、図３のステップＳ３１４〜Ｓ３１７の処
理を除いた図５のようなフローになる。

【００４４】以上のように、第２の実施形態では、パル
スモータ停止時の位相位置を記憶（バックアップ）して
おき、その後パルスモータを再び起動させるときに、上
記停止時の位相で励磁するようにすることにより、位置
検出のためのカウンタとパルスモータの実際の駆動との
ずれをより簡単な構成および処理で防止することがで
き、特別な位置検出装置がない状態で、正確な位置検出
を行うことができる。

【００４５】（第３の実施形態）図６は、本発明のパル
スモータ制御装置をビデオカメラ等の撮像装置のレンズ
駆動に用いた例を示すブロック図である。図６におい
て、１０１〜１０５はいわゆるインナーフォーカスタイ
プのレンズシステムの簡単な構成を示している。

【００４６】ここで、１０１は固定されている第１のレ
ンズ群、１０２は光軸に沿って移動し変倍を行うための
第２のレンズ群（以下、変倍レンズまたはズームレンズ
と称す）、１０３は絞り、１０４は固定されている第３
のレンズ群、１０５は光軸に沿って移動し、焦点調節機
能と変倍による焦点面の移動を補正するためのいわゆる
コンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群（以下、フォ
ーカスレンズと称す）、１０６はＣＣＤ等の撮像素子上
に形成される撮像面である。

【００４７】図６のように構成されたレンズシステムで
は、フォーカスレンズ１０５が焦点調節機能とコンペ機
能とを兼ね備えているため、焦点距離（変倍レンズ１０
２の位置）が等しくても、撮像面１０６に合焦するため
のフォーカスレンズ１０５の位置は、被写体距離によっ
て異なってしまう。各焦点距離において被写体距離を変
化させたとき、撮像面１０６上に合焦させるためのフォ
ーカスレンズ１０５の位置を連続してプロットすると、
図７のようになる。したがって、変倍動作中は、被写体
距離に応じて図７に示された何れかの合焦軌跡を選択
し、その選択した軌跡どおりにフォーカスレンズ１０５
を移動させれば、ボケのないズームが可能になる。

【００４８】そこで、図７に示される複数の軌跡情報を
何らかの形でレンズ制御用マイコンに記憶させておく。
そして、フォーカスレンズ１０５と変倍レンズ１０２の
位置によって何れかの合焦軌跡を選択して、該選択した
軌跡上をたどりながらズーミングを行うのが一般的であ
る。

【００４９】しかしながら、このような追従方法を実現
するためには、各レンズ位置を表すカウンタの値を特定
の値にリセットする必要がある。すなわち、レンズ位置
カウンタの値がずれると、マイコン内に記憶した変倍レ
ンズ位置とフォーカスレンズ位置との組合せ座標で得ら
れるカム軌跡情報が正しく読み取れないため、変倍動作
中に合焦軌跡を正確にトレースすることができなくなる
ためである。

【００５０】そのため、電源投入後、通常の動作に入る
前に、変倍レンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５
を所定位置に移動させて、各レンズ位置カウンタをリセ
ットすることが多く用いられている。この場合、上記の
所定位置としては、レンズ内に組み込まれたフォトダイ
オードの各取付位置とするのが一般的である。つまり、
各フォトダイオードからの出力信号が変化した各レンズ
位置を、各レンズリセット位置として、各レンズ位置カ
ウンタの値を光学系のバランス調整によって決まる値に
それぞれ設定している。

【００５１】レンズリセット動作中は、撮影画像はボケ
が大きくなるので出力せず、リセット動作の完了後に出
力する方法をとっている。また、各レンズ位置カウンタ
のリセット動作完了後も出力を禁止したまま、電源投入
前にあったレンズ位置まで再び各レンズを戻し、レンズ
リセット動作による画角変化等を生じさせないようにし
ている。また、レンズを駆動させるためのモータとして
は、歩進パルス数に対する回転角度が一定なために、歩
進パルスをそのままインクリメントして位置検出を行う
ことができ、位置検出のために別のエンコーダを必要と
しないパルスモータを使用している。

【００５２】また、図６において、１２４，１２６はそ
れぞれ変倍レンズ１０２とフォーカスレンズ１０５とが
基準位置にあることを検出するためのスイッチであり、
本実施形態においてはそれぞれがフォトセンサ１２５，
１２７と共に各レンズ１０２，１０５に組み込まれてい
る。これらの基準スイッチ１２４，１２６は、それぞれ
変倍レンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５に固定
されており、これらのレンズ群１０２，１０５が光軸と
平行に移動するのに伴って一体的に移動する。そして、
各レンズ群１０２，１０５の移動可能領域において、中
間付近を境界としてフォトセンサ１２５，１２７の出力
光を遮るか遮らないかの動作を行う。

【００５３】上記フォトセンサ１２５，１２７の出力光
が遮られているか、または遮られていないかによって、
フォトセンサ１２５，１２７の光検出部は“１”か
“０”の信号を出力する。よって、この出力信号の変化
するところを上記基準位置として、レンズがそこにある
のかどうかを検出できる。

【００５４】図８は、レンズ位置カウンタの動作を行う
リセットスイッチの構成を示す図である。フォトセンサ
１２５（または１２７）を構成する発光部４０１から受
光部４０２への光路を、レンズと共に光軸と平行に移動
する基準スイッチ（遮蔽板）１２４（または１２６）が
遮ったとき、受光部４０２の出力信号はＬｏｗレベルに
なり、また遮らないときＨｉレベルになる。

【００５５】このレンズシステムを透過した被写体光
は、ＣＣＤ等の撮像素子１０６上で結像され、光電変換
により映像信号に変換される。この変換された映像信号
は、増幅器またはインピーダンス変換器１０７で増幅さ
れ、カメラ信号処理回路１０８に入力される。ここで所
定の信号処理を施された映像信号は、増幅器１０９で規
定レベルまで増幅され、ＬＣＤ表示回路１１０で処理さ
れた後、ＬＣＤ１１１に撮影画像として表示される。

【００５６】上記増幅器またはインピーダンス変換器１
０７で増幅された映像信号は、絞り制御回路１１２およ
びＡＦ評価値処理回路１１５にも送られる。絞り制御回
路１１２では、映像信号の入力レベルに応じて、ＩＧド
ライバ１１３およびＩＧメータ１１４を駆動して、絞り
１０３を制御し、光量調節を行っている。また、ＡＦ評
価値処理回路１１５では、測距枠生成回路１１７からの
ゲート信号に応じて、測距枠内の映像信号の高周波成分
のみを抽出し、ＡＦ評価信号生成のための所定の処理を
行っている。

【００５７】１１６はＡＦマイコンであり、上記ＡＦ評
価値処理回路１１５から与えられるＡＦ評価信号強度に
応じて、レンズの駆動制御、および測距エリアを変更す
るための測距枠制御を行っている。また、ＡＦマイコン
１１６は、システムコントロールマイコン（以下、シス
コンと称す）１２２と通信をしており、シスコン１２２
がＡ／Ｄ変換等によって読み込むズームスイッチ１２３
（ユニット化されたズームＳＷであり、操作部材の回転
角度に応じた電圧が出力される。この出力電圧の大きさ
に応じて可変速ズームが行われる）の情報や、ＡＦマイ
コン１１６が制御するズーム時のズーム方向や焦点距離
などの変倍動作情報等を、互いにやり取りしている。

【００５８】１１８，１２０は電流波形の変更が可能な
駆動ドライバであり、ＡＦマイコン１１６から出力され
る変倍レンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の駆
動命令に従って、駆動エネルギーをレンズ駆動用モータ
に出力する。１１９，１２１はそれぞれ変倍レンズ１０
２およびフォーカスレンズ１０５を駆動するための上記
レンズ駆動用モータである。

【００５９】上記レンズ駆動用モータがステッピングモ
ータであるとして、モータの駆動方法を以下に説明す
る。ＡＦマイコン１１６は、プログラム処理によりズー
ムモータ１１９、フォーカスモータ１２１の駆動速度を
決定し、それを各ステッピングモータの回転周波数信号
として、変倍レンズ１０２用の駆動ドライバ１１８とフ
ォーカスレンズ１０５用の駆動ドライバ１２０とに送
る。また、各モータ１１９，１２１の駆動／停止命令お
よび回転方向命令も各ドライバ１１８，１２０に送って
いる。

【００６０】上記駆動／停止命令および回転方向命令
は、ズームモータ１１９に関しては、主としてズームス
イッチユニット１２３の状態に応じて出力される。ま
た、フォーカスモータ１２１に関しては、ＡＦ時および
ズーム時にＡＦマイコン１１６内の処理で決定する駆動
命令に応じて出力される。モータドライバは、受信した
回転方向信号に応じて、４相のモータ励磁相の位相を順
回転および逆回転の位相に設定する。さらに、受信した
回転周波数信号に応じて、４つのモータ励磁相の印加電
圧（または電流）を変化させながら出力することによ
り、モータの回転方向と回転周波数とを制御しつつ、駆
動／停止命令に応じて、モータへの出力をＯＮ／ＯＦＦ
している。

【００６１】図９は、上記レンズ位置カウンタのリセッ
ト動作を説明するためのフローチャートであり、これは
レンズ制御用のＡＦマイコン１１６内で処理される。図
９において、ステップＳ９０１で処理の実行が開始され
ると、ステップＳ９０２で電源が投入されたかどうかを
検出し、電源が投入されていなければそのまま待機し続
ける。電源が投入されると、ステップＳ９０３で初期設
定を行う。ここでは、ＡＦマイコン１１６内のデューテ
ィ比データを読み出すための駆動電流の位相状態を決定
するカウンタＡｚの値を“０”にし、以前の電源ＯＦＦ
時に記憶しておいたモータ駆動停止位置の位相状態をＢ
ｚとする。

【００６２】次に、ステップＳ９０４でレンズ位置カウ
ンタのリセット動作が終了したかどうかを判断し、終了
していればステップＳ９２４にジャンプする。一方、リ
セット動作がまだ終了していなければ、ステップＳ９０
５で変倍レンズ１０２用の位置検出カウンタＣｚをクリ
アし、ステップＳ９０６でフォトセンサ１２５の出力信
号がＨｉレベルかどうかを確認する。

【００６３】例えば、遮光と透光の境界がレンズ移動可
能範囲のほぼ中間にある場合、フォトセンサ１２５の出
力信号の状態から、上記境界が現在のレンズ位置よりも
テレ側にあるのかワイド側にあるのかが判別できる。図
８を例にとると、フォトセンサ１２５の出力信号がＬｏ
ｗレベルである場合は遮光されているので、変倍レンズ
１０２は上記境界よりもテレ側に位置している。よっ
て、変倍レンズ１０２をワイド側に移動することによっ
て、フォトセンサ１２５の出力信号をＬｏｗレベルから
Ｈｉレベルへと変化させることができる。始めにフォト
センサ１２５の出力信号がＨｉレベルであったときに
は、その逆になる。

【００６４】したがって、図９のステップＳ９０６でフ
ォトセンサ１２５の出力信号の状態を確認し、Ｈｉレベ
ルであれば、ステップＳ９０７で変倍レンズ１０２をテ
レ方向に移動させて境界点を得ようとする。またステッ
プＳ９０８で、変倍レンズ１０２用の位置検出カウンタ
Ｃｚを、ズームモータ１１９の歩進パルスに同期させて
インクリメントする。そして、ステップＳ９０９でフォ
トセンサ１２５の出力信号がＬｏｗレベルに変化したか
どうかを検出して、変化していなければステップＳ９０
７に戻って動作を繰り返す。

【００６５】また、上記ステップＳ９０９でフォトセン
サ１２５の出力信号がＬｏｗレベルに変化したことが確
認できれば、ステップＳ９１０の処理へ進む。ステップ
Ｓ９１０では、変倍レンズ１０２用の位置検出カウンタ
Ｃｚの値からモータ駆動停止位置の位相状態を表す値Ｂ
ｚを減算し、その結果をメモリＣｏに格納する。すなわ
ち、「Ｃｚ−Ｂｚ」は、ＡＦマイコン１１６から出力さ
れた駆動電流のパルス数から停止位置の位相パルス数を
引いた値である。

【００６６】この値は、電源投入直後、リセット動作を
行う前のズームレンズ位置とリセットスイッチ位置との
間のズームモータ１１９の歩進パルス数を示しており、
この値が即ち、変倍レンズ１０２の電源投入前の位置
と、フォトセンサ１２５によるリセットスイッチ位置と
の距離を表すことになる。

【００６７】また、上記ステップＳ９０６でフォトセン
サ１２５の出力信号がＬｏｗレベルであると判断された
場合には、ステップＳ９１１、Ｓ９１２、Ｓ９１３、Ｓ
９１４でそれぞれ上記ステップＳ９０７、Ｓ９０８、Ｓ
９０９、Ｓ９１０とは逆の動作および判断を行う。ここ
では、ステップＳ９１３でフォトセンサ１２５の出力信
号の変化を確認した後、ステップＳ９１４で「Ｃｚ−
（８−Ｂｚ）」の計算結果をメモリＣｏに格納する。

【００６８】上記ステップＳ９１４で計算される値は、
ＡＦマイコン１１６から出力された駆動電流のパルス数
から（８−停止位置の位相パルス数）を引いた値であ
る。この値は、電源投入直後、リセット動作を行う前の
ズームレンズ位置とリセットスイッチ位置との間のズー
ムモータ１１９の歩進パルス数を示しており、この値が
即ち、変倍レンズ１０２の電源投入前の位置と、フォト
センサ１２５によるリセットスイッチ位置との距離を表
すことになる。

【００６９】そこで、次のステップＳ９１５では、この
ときの位置検出カウンタＣｚの値をメモリＣｏに一旦格
納し、位置検出カウンタＣｚには予め測定または決めら
れているリセットスイッチの位置を表す数値（例えば、
変倍レンズ１０２の移動範囲内にある光学設計上定めら
れた原点から測定したリセットスイッチ位置を、ズーム
モータ１１９の歩進パルス数に換算した値）を代入す
る。このステップＳ９１５の処理が完了した時点で、変
倍レンズ１０２の位置検出カウンタＣｚのリセット動作
が完了する。

【００７０】次に、ステップＳ９１６において、上記ス
テップＳ９１５で新たに決められた位置検出カウンタＣ
ｚの値からメモリＣｏの値を減じ、この結果を改めてメ
モリＣｏに代入する。ステップＳ９１６では、ある原点
から測定したリセットスイッチの位置を基準として（そ
こからリセットスイッチ〜初めのズームレンズ位置間の
距離を減じて）初めの変倍レンズ１０２の絶対位置を求
め、メモリＣｏに代入しているのであるから、位置検出
カウンタＣｚの値がメモリＣｏの値になるまで変倍レン
ズ１０２を移動させれば、電源投入前の位置に戻ること
ができる。

【００７１】なお、本実施形態のステップＳ９１１、Ｓ
９１２、Ｓ９１３の処理を通った場合、ステップＳ９１
４でメモリＣｏに格納する値は負の値となっている。こ
れをそのままステップＳ９１６の式に代入すれば、その
結果はステップＳ９１５で求めた位置検出カウンタＣｚ
の値より大きくなり、初めのレンズ位置がリセットスイ
ッチ位置よりもテレ側にあることを意味するので、何ら
差し支えない。

【００７２】以上のようにして変倍レンズ１０２の初め
のレンズ位置を求め、ステップＳ９１７からの処理に移
る。ステップＳ９１７では、メモリＣｏに格納されてい
る変倍レンズ１０２の戻り先位置と、位置検出カウンタ
Ｃｚに格納されているリセット完了済みの変倍レンズ１
０２の位置とが等しいかどうかを判断し、等しければ既
にズームレンズ位置は戻り先位置にあることになるの
で、ステップＳ９２３へジャンプする。

【００７３】一方、上記ステップＳ９１７の判断結果が
偽ならば、ステップＳ９１８でメモリＣｏ内の戻り先位
置の値が、位置検出カウンタＣｚ内の現在のズーム位置
の値より大きいかどうかを判断する。大きいならば、変
倍レンズ１０２の戻り方向はテレ方向であるとして、ス
テップＳ９１９で変倍レンズ１０２をテレ方向に駆動す
る。そして、ステップＳ９２０で、変倍レンズ１０２が
メモリＣｏ内の戻り先位置に到達したかどうかを確認す
る。到達が確認されたらステップＳ９２３に進み、まだ
到達していない場合にはステップＳ９１９からの処理を
繰り返す。

【００７４】また、上記ステップＳ９１８の判断結果が
偽ならば、変倍レンズ１０２の戻り先位置が変倍レンズ
１０２の現在位置よりもワイド側にある場合であり、そ
のときはステップＳ９２１、Ｓ９２２の処理で上記ステ
ップＳ９１９、Ｓ９２０の処理とは逆の動作および判別
を行う。そして、ステップＳ９２２の処理で、変倍レン
ズ１０２が戻り先位置に到達したと確認したら、ステッ
プＳ９２３に進む。

【００７５】ステップＳ９２３では、変倍レンズ１０２
の駆動を停止させる。そして、ステップＳ９２４で画像
を出力後、通常撮影動作を実行する。その後、ステップ
Ｓ９２５で撮影が終了して電源が遮断されたかどうかを
確認し、電源がＯＦＦにされていないときはステップＳ
９０４の処理に戻り、ＯＦＦにされたときはステップＳ
９２６に進み、そのときのズームモータ１１９の停止位
置の駆動電流位相をメモリＢｚに記憶（バックアップ）
する。

【００７６】図１０は、本実施形態を実施するための制
御フローであり、図９中のステップＳ９２４における通
常動作の部分を示す。この制御は、レンズ制御のための
ＡＦマイコン１１６内で処理される。ステップＳ１００
１はシスコン１２２との相互通信ルーチンであり、ここ
でズームＳＷユニット１２３の情報や、ズームレンズ位
置などの変倍動作情報のやりとりを行っている。

【００７７】ステップＳ１００２のＡＦ処理ルーチンで
は、ＡＦ評価値処理回路１１５から得られた信号によっ
てＡＦ評価信号である鮮鋭度信号を加工し、このＡＦ評
価信号の変化に応じて自動焦点調節処理を行っている。
次のステップＳ１００３はズーム処理ルーチンであり、
変倍動作時において合焦を維持するためのコンペ動作の
処理を行う。本ルーチンで、図７に示したようなカム軌
跡をトレースするために、フォーカスレンズ１０５の駆
動方向および駆動速度を算出する。

【００７８】ステップＳ１００４では、ＡＦ動作時や変
倍動作時等に応じて、上記ステップＳ１００２〜Ｓ１０
０３で算出されるズームやフォーカスの駆動方向および
駆動速度のうち、いずれを使用するのかを選択し、レン
ズのメカ端に当たらないようにソフト的に設けているテ
レ端よりテレ側、ワイド端よりワイド側、至近端より至
近側および無限端より無限側には駆動しないように設定
する。

【００７９】ステップＳ１００５では、上記ステップＳ
１００４で定めたズームおよびフォーカス用の駆動方向
と駆動速度に関する情報に応じて、変倍レンズ１０２用
の駆動ドライバ１１８およびフォーカスレンズ１０５用
の駆動ドライバ１２０に制御信号を出力し、レンズの駆
動／停止を制御する。このステップＳ１００５の処理終
了後は、図９のステップＳ９２５に戻る。なお、図１０
の一連の処理は、垂直同期期間に同期して実行される
（図９のステップＳ９２５〜Ｓ９０４に戻る処理の中
で、次の垂直同期信号がくるまで、待機する）。

【００８０】上記ステップＳ１００５で設定された駆動
速度および駆動パルスによって、次の図１１に示すよう
な割り込み処理を行い、変倍レンズ１０２やフォーカス
レンズ１０５を駆動する。この図１１は、本実施形態の
特徴を表すものであり、タイマ割り込み処理の動作フロ
ーを示すフローチャートである。このタイマ割り込み処
理は、図１０のステップＳ１００４で設定された駆動速
度によって決まるタイミングで割り込みがかかるもの
で、駆動速度が速いときは速い周期で、駆動速度が遅い
ときは遅い周期で割り込み駆動パルスを出力するための
処理である。

【００８１】図１１において、ステップＳ１１０１は当
該タイマ割り込みルーチンのスタートである。まず、ス
テップＳ１１０２で上記図１０に示したメインルーチン
内で設定された駆動速度が“０”かどうかを判断する。
ここで、駆動速度が“０”であれば、それはパルスモー
タを駆動しないということなので、ステップＳ１１０３
でＰＷＭ出力を停止する。一方、駆動速度が“０”でな
ければ、ステップＳ１１０４に進み、図１０のステップ
Ｓ１００４で設定した駆動速度に応じたタイマ割り込み
時間Ｔｔを設定する。

【００８２】そして、ステップＳ１１０５で、図１０の
ステップＳ１００４で設定したモータの駆動方向がテレ
側かどうかを判断し、テレ側ならば、ステップＳ１１０
６でカウンタＡｚの値が“６３”かどうかを判断する。
ここで、カウンタＡｚ＝６３でなければ、ステップＳ１
１０７でカウンタＡｚをインクリメントし、カウンタＡ
ｚ＝６３ならばステップＳ１１０８でカウンタＡｚの値
を“０”にする。このカウンタＡｚの値により、正弦波
の１周期を６４分割したうちの、現在の位相位置が分か
る。

【００８３】上記ステップＳ１１０５でモータの駆動方
向がテレ側でないと判断した場合には、ステップＳ１１
０９でカウンタＡｚの値が“０”かどうかを判断する。
ここで、カウンタＡｚ＝０でなければ、ステップＳ１１
１０でカウンタＡｚをデクリメントし、カウンタＡｚ＝
０ならばステップＳ１１１１でカウンタＡｚの値を“６
３”にする。そして、ステップＳ１１１２で、そのとき
のモータの位相状態を示すカウンタＡｚ（例えば０〜６
３）で示される図１８のような基本デューティ比データ
Ｄｎを読み出す。

【００８４】以上のように、第３の実施形態では、電源
ＯＮ時における最初のズームカウンタリセット操作時
に、以前のパルスモータ停止時の位相位置を記憶（バッ
クアップ）しておいた値を考慮し、駆動開始位置からフ
ォトセンサ１２５の位置までのパルス数を計算すること
により、変倍レンズ１０２の位置検出のためのカウンタ
とパルスモータの実際の駆動のずれを防止することがで
き、特別な位置検出装置がない状態で、正確な位置検出
を行うことができる。

【００８５】（第４の実施形態）上記第３の実施形態で
は変倍レンズ１０２の位置カウンタリセット動作につい
て説明してきたが、このリセット動作はフォーカスレン
ズ１０５のリセットについても同様に用いることができ
る。以下に、フォーカスレンズ１０５のリセット動作に
関して、図１２を用いて説明する。

【００８６】図１２において、ステップＳ１２０１は処
理の開始を示す。まず、ステップＳ１２０２で電源が投
入されるまで待機し、電源が投入されると、ステップＳ
１２０３で初期設定を行う。ここでは、ここでは、ＡＦ
マイコン１１６内のデューティ比データを読み出すため
の駆動電流の位相状態を決定するカウンタＡｆの値を
“０”にし、以前の電源ＯＦＦ時に記憶しておいたモー
タ駆動停止位置の位相状態をＢｆとする。

【００８７】次に、ステップＳ１２０４でレンズ位置カ
ウンタのリセット動作が終了したかどうかを判断し、終
了していればステップＳ１２２５にジャンプする。一
方、リセット動作がまだ終了していなければ、ステップ
Ｓ１２０５で図９に示した変倍レンズ１０２のリセット
動作を行う。次のステップＳ１２０６〜Ｓ１２１５の処
理は、図９のステップＳ９０５〜Ｓ９１４の処理と同様
であり、フォーカスレンズ１０５のリセットスイッチ位
置を検出するための処理である。すなわち、まずステッ
プＳ１２０６でフォーカスレンズ１０５用の位置検出カ
ウンタＣｆをクリアし、ステップＳ１２０７でフォトセ
ンサ１２７の出力信号がＨｉレベルかどうかを確認す
る。

【００８８】例えば、遮光と透光の境界がレンズ移動可
能範囲のほぼ中間にある場合、フォトセンサ１２７の出
力信号の状態から、上記境界が現在のレンズ位置よりも
至近側にあるのか無限側にあるのかが判別できる。図８
を例にとると、フォトセンサ１２７の出力信号がＬｏｗ
レベルである場合は遮光されているので、フォーカスレ
ンズ１０５は上記境界よりも至近側に位置している。よ
って、フォーカスレンズ１０５を無限側に移動すること
によって、フォトセンサ１２７の出力信号をＬｏｗレベ
ルからＨｉレベルへと変化させることができる。始めに
フォトセンサ１２７の出力信号がＨｉレベルであったと
きには、その逆になる。

【００８９】したがって、図１２のステップＳ１２０７
でフォトセンサ１２７の出力信号の状態を確認し、Ｈｉ
レベルであれば、ステップＳ１２０８でフォーカスレン
ズ１０５を至近方向に移動させて境界点を得ようとす
る。またステップＳ１２０９で、フォーカスレンズ１０
５用の位置検出カウンタＣｆを、フォーカスモータ１２
１の歩進パルスに同期させてインクリメントする。そし
て、ステップＳ１２１０でフォトセンサ１２７の出力信
号がＬｏｗレベルに変化したかどうかを検出して、変化
していなければステップＳ１２０８に戻って動作を繰り
返す。

【００９０】また、上記ステップＳ１２１０でフォトセ
ンサ１２７の出力信号がＬｏｗレベルに変化したことが
確認できれば、ステップＳ１２１１の処理へ進む。ステ
ップＳ１２１１では、フォーカスレンズ１０５用の位置
検出カウンタＣｆの値からモータ駆動停止位置の位相状
態を表す値Ｂｆを減算し、その結果をメモリＣfoに格納
する。すなわち、「Ｃｆ−Ｂｆ」は、ＡＦマイコン１１
６から出力された駆動電流のパルス数から停止位置の位
相パルス数を引いた値である。

【００９１】この値は、電源投入直後、リセット動作を
行う前のフォーカスレンズ位置とリセットスイッチ位置
との間のフォーカスモータ１２１の歩進パルス数を示し
ており、この値が即ち、フォーカスレンズ１０５の電源
投入前の位置と、フォトセンサ１２７によるリセットス
イッチ位置との距離を表すことになる。

【００９２】また、上記ステップＳ１２０７でフォトセ
ンサ１２７の出力信号がＬｏｗレベルであると判断され
た場合には、ステップＳ１２１２、Ｓ１２１３、Ｓ１２
１４、Ｓ１２１５でそれぞれ上記ステップＳ１２０８、
Ｓ１２０９、Ｓ１２１０、Ｓ１２１１とは逆の動作およ
び判断を行う。ここでは、ステップＳ１２１４でフォト
センサ１２７の出力信号の変化を確認した後、ステップ
Ｓ１２１５で「Ｃｆ−（８−Ｂｆ）」の計算結果をメモ
リＣfoに格納する。

【００９３】上記ステップＳ１２１１やステップＳ１２
１５に処理が移行したとき、「Ｃｆ−Ｂｆ」の値や「Ｃ
ｆ−（８−Ｂｆ）」の値は、電源投入直後、リセット動
作を行う前のフォーカスレンズ位置とリセットスイッチ
位置との間のフォーカスモータ１２１の歩進パルス数を
示しており、この値が即ち、フォーカスレンズ１０５の
電源投入前の位置とリセットスイッチ位置との距離を表
すことになる。

【００９４】そこで、次のステップＳ１２１６では、こ
のときの位置検出カウンタＣｆの値をメモリＣfoに一旦
格納し、位置検出カウンタＣｆには予め測定または決め
られているリセットスイッチの位置を表す数値（例え
ば、フォーカスレンズ１０５の移動範囲内にある光学設
計上定められた原点から測定したリセットスイッチ位置
を、フォーカスモータ１２１の歩進パルス数に換算した
値）を代入する。このステップＳ１２１６の処理が完了
した時点で、フォーカスレンズ１０５の位置検出カウン
タＣｆのリセット動作が完了する。

【００９５】次に、ステップＳ１２１７において、上記
ステップＳ１２１６で新たに決められた位置検出カウン
タＣｆの値からメモリＣfoの値を減じ、この結果を改め
てメモリＣfoに代入する。ステップＳ１２１７では、あ
る原点から測定したリセットスイッチの位置を基準とし
て（そこからリセットスイッチ〜初めのフォーカスレン
ズ位置間の距離を減じて）初めのフォーカスレンズ１０
５の絶対位置を求め、メモリＣfoに代入しているのであ
るから、位置検出カウンタＣｆの値がメモリＣfoの値に
なるまでフォーカスレンズ１０５を移動させれば、電源
投入前の位置に戻ることができる。

【００９６】以上のようにしてフォーカスレンズ１０５
の初めのレンズ位置を求め、ステップＳ１２１８からの
処理に移る。ステップＳ１２１８では、メモリＣfoに格
納されているフォーカスレンズ１０５の戻り先位置と、
位置検出カウンタＣｆに格納されているリセット完了済
みのフォーカスレンズ１０５の位置とが等しいかどうか
を判断し、等しければ既にフォーカスレンズ位置は戻り
先位置にあることになるので、ステップＳ１２２４へジ
ャンプする。

【００９７】一方、上記ステップＳ１２１８の判断結果
が偽ならば、ステップＳ１２１９でメモリＣfo内の戻り
先位置の値が、位置検出カウンタＣｆ内の現在のフォー
カス位置の値より大きいかどうかを判断する。大きいな
らば、フォーカスレンズ１０５の戻り方向は至近方向で
あるとして、ステップＳ１２２０でフォーカスレンズ１
０５を至近方向に駆動する。そして、ステップＳ１２２
１で、フォーカスレンズ１０５がメモリＣfo内の戻り先
位置に到達したかどうかを確認する。到達が確認された
らステップＳ１２２４に進み、まだ到達していない場合
にはステップＳ１２２０からの処理を繰り返す。

【００９８】また、上記ステップＳ１２１９の判断結果
が偽ならば、フォーカスレンズ１０５の戻り先位置がフ
ォーカスレンズ１０５の現在位置よりも無限側にある場
合であり、そのときはステップＳ１２２２、Ｓ１２２３
の処理で上記ステップＳ１２２０、Ｓ１２２１の処理と
は逆の動作および判別を行う。そして、ステップＳ１２
２３の処理でフォーカスレンズ１０５が戻り先位置に到
達したと確認したら、ステップＳ１２２４に進む。

【００９９】ステップＳ１２２４では、フォーカスレン
ズ１０５の駆動を停止させる。そして、ステップＳ１２
２５で画像を出力後、通常撮影動作を実行する。その
後、ステップＳ１２２６で撮影が終了して電源が遮断さ
れたかどうかを確認し、電源がＯＦＦにされていないと
きはステップＳ１２０４の処理に戻り、ＯＦＦにされた
ときはステップＳ１２２７に進み、そのときのフォーカ
スモータ１２１の停止位置の駆動電流位相をメモリＢｆ
に記憶（バックアップ）する。

【０１００】図１３は、本実施形態の特徴を表すもので
あり、タイマ割り込み処理の動作フローを示すフローチ
ャートである。このタイマ割り込み処理は、図１０のス
テップＳ１００４で設定された駆動速度によって決まる
タイミングで割り込みがかかるもので、駆動速度が速い
ときは速い周期で、駆動速度が遅いときは遅い周期で割
り込み駆動パルスを出力するための処理である。

【０１０１】図１３において、ステップＳ１３０１は当
該タイマ割り込みルーチンのスタートである。まず、ス
テップＳ１３０２で上記図１０に示したメインルーチン
内で設定された駆動速度が“０”かどうかを判断する。
ここで、駆動速度が“０”であれば、それはパルスモー
タを駆動しないということなので、ステップＳ１３０３
でＰＷＭ出力を停止する。一方、駆動速度が“０”でな
ければ、ステップＳ１３０４に進み、図１０のステップ
Ｓ１００４で設定した駆動速度に応じたタイマ割り込み
時間Ｔｔを設定する。

【０１０２】そして、ステップＳ１３０５で、図１０の
ステップＳ１００４で設定したモータの駆動方向が至近
側かどうかを判断し、至近側ならば、ステップＳ１３０
６でカウンタＡｆの値が“６３”かどうかを判断する。
ここで、カウンタＡｆ＝６３でなければ、ステップＳ１
３０７でカウンタＡｆをインクリメントし、カウンタＡ
ｆ＝６３ならばステップＳ１３０８でカウンタＡｆの値
を“０”にする。このカウンタＡｆの値により、正弦波
の１周期を６４分割したうちの、現在の位相位置が分か
る。

【０１０３】上記ステップＳ１３０５でモータの駆動方
向が至近側でないと判断した場合には、ステップＳ１３
０９でカウンタＡｆの値が“０”かどうかを判断する。
ここで、カウンタＡｆ＝０でなければ、ステップＳ１３
１０でカウンタＡｆをデクリメントし、カウンタＡｆ＝
０ならばステップＳ１３１１でカウンタＡｆの値を“６
３”にする。そして、ステップＳ１３１２で、そのとき
のモータの位相状態を示すカウンタＡｆ（例えば０〜６
３）で示される図１８のような基本デューティ比データ
Ｄｎを読み出す。

【０１０４】以上のように、第４の実施形態では、電源
ＯＮ時におけるの最初のフォーカスカウンタリセット動
作時に、以前のパルスモータ停止時の位相位置を記憶
（バックアップ）しておいた値を考慮し、駆動開始位置
からフォトセンサ１２７の位置までのパルス数を計算す
ることにより、フォーカスレンズ１０５の位置検出のた
めのカウンタとパルスモータの実際の駆動のずれを防止
することができ、特別な位置検出装置がない状態で、正
確な位置検出を行うことができる。

【０１０５】

【発明の効果】本発明は上述したように、パルスモータ
の駆動停止時におけるロータの停止位相位置を記憶する
記憶手段を設け、例えば、パルスモータの駆動開始時
に、記憶手段に記憶されていた停止位相位置情報を用い
て、パルスモータを駆動する際のパルス数をカウントす
るカウント手段のカウント値を補正するようにしたの
で、パルスモータ停止時の位相位置を記憶（バックアッ
プ）し、その後パルスモータを再び起動させるときに、
駆動電流の位相状態がバックアップした位相状態になる
まで、位相位置検出のためのカウント手段を止めておく
ことで、位相位置検出のためのカウンタとパルスモータ
の実際の駆動のずれを防止することができ、特別な位置
検出装置がない状態で、正確な位相位置検出を行うこと
ができる。

【０１０６】本発明の他の特徴によれば、パルスモータ
の駆動開始時に、記憶手段に記憶されていた停止位相位
置情報を用いて、パルスモータを駆動する際の開始励磁
位相を補正するようにしたので、パルスモータ停止時の
位相位置を記憶（バックアップ）し、その後パルスモー
タを再び起動させるときに、駆動停止時における位相で
パルスモータを励磁することで、位相位置検出のための
カウンタとパルスモータの実際の駆動のずれをより簡単
に防止することができ、特別な位置検出装置がない状態
でも、正確な位相位置検出を行うことができる。

【０１０７】本発明のその他の特徴によれば、光軸と平
行に移動する少なくとも１つ以上のレンズ群と、これら
のレンズ群を移動させるパルスモータと、パルスモータ
を駆動する際のパルス数をカウントして上記レンズ群の
位置を検出するレンズ位置検出手段とを備えた撮像装置
において、パルスモータの駆動停止時におけるロータの
停止位相位置を記憶する記憶手段を設け、上記レンズ群
を移動させて上記レンズ位置検出手段による初期化を行
う際に、上記記憶手段に記憶されている停止位相位置の
情報を用いて上記レンズ位置検出手段のカウント値を補
正するようにしたので、位相位置検出のためのズームカ
ウンタあるいはフォーカスカウンタとパルスモータの実
際の駆動とのずれを防止することができ、特別な位置検
出装置がない状態で、正確な位相位置検出を行ってレン
ズ群を正確なリセット位置に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要素的特徴を示すブロック図であり、
パルスモータ制御装置が備えるマイコンの機能構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態においてパルスモータ
の駆動開始時と駆動時にマイコンによって行われる動作
を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第１の実施形態を示し、実際にパルス
モータを駆動するためのＰＷＭ出力を制御しているタイ
マ割り込みルーチン内の動作フローを示すフローチャー
トである。

【図４】本発明の第２の実施形態においてパルスモータ
の駆動開始時と駆動時にマイコンによって行われる動作
を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施形態を示し、実際にパルス
モータを駆動するためのＰＷＭ出力を制御しているタイ
マ割り込みルーチン内の動作フローを示すフローチャー
トである。

【図６】本発明の第３の実施形態を示し、本発明のパル
スモータ制御装置をビデオカメラ等の撮像装置のレンズ
駆動に用いた例を示すブロック図である。

【図７】各焦点距離（変倍レンズ位置）とフォーカスレ
ンズ位置との関係を示す図である。

【図８】レンズ位置カウンタの動作を行うリセットスイ
ッチの構成を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施形態を示し、レンズ制御用
のＡＦマイコン内で処理されるレンズ位置カウンタのリ
セット動作を説明するためのフローチャートである。

【図１０】図９のステップＳ９２４における通常動作を
説明するためのフローチャートである。

【図１１】本発明の第３の実施形態を示し、タイマ割り
込みルーチン内の動作フローを示すフローチャートであ
る。

【図１２】本発明の第４の実施形態を示し、レンズ制御
用のＡＦマイコン内で処理されるレンズ位置カウンタの
リセット動作を説明するためのフローチャートである。

【図１３】本発明の第４の実施形態を示し、タイマ割り
込みルーチン内の動作フローを示すフローチャートであ
る。

【図１４】本実施形態のパルスモータおよびその制御装
置の構成を示す図である。

【図１５】図１４に示したドライバ回路の内部構成を示
す図である。

【図１６】図１５に示した入力ＥＮ１，ＩＮ１と各Ｔｒ
８〜９の状態との関係を示す図である。

【図１７】図１４に示した各モータ巻線に流れる電流お
よびそのデューティ比を示す図である。

【図１８】図１４に示したＲＯＭに格納されるデューテ
ィ比データの例を示す図である。

【図１９】略正弦波駆動電流の例を示す図である。

【符号の説明】

７マイコン７ｃＲＯＭ７１駆動情報設定部７２割り込み時間設定部７３アドレス発生部７４パルスカウンタ７５位置検出カウンタ７６停止位置記憶部７７一致判断部１０２変倍レンズ１０５フォーカスレンズ１１６ＡＦマイコン１１８ズーム駆動ドライバ１１９ズームモータ１２０フォーカス駆動ドライバ１２１フォーカスモータ１２４、１２６基準スイッチ１２５、１２７フォトセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルスモータを略正弦波駆動するための
駆動手段と、上記パルスモータを駆動する際のパルス数
をカウントするカウント手段とを備えたパルスモータ制
御装置であって、上記パルスモータの駆動停止状態のときのロータの停止
位相位置を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする
パルスモータ制御装置。
【請求項２】上記パルスモータの駆動開始時に、上記
記憶手段に記憶されていた上記駆動停止状態のときのロ
ータの停止位相位置の情報を用いて、上記カウント手段
のカウント値を補正する補正手段を備えたことを特徴と
する請求項１に記載のパルスモータ制御装置。
【請求項３】上記補正手段は、上記パルスモータの駆
動開始時からのパルス数をカウントする第２のカウント
手段と、上記記憶手段に記憶されている上記駆動停止状態のとき
のロータの停止位相位置を表すパルス数と、上記第２の
カウント手段によりカウントされるパルス数とが一致す
るかどうかを判断し、一致したときに上記カウント手段
のカウント動作を開始させる一致判断手段とを備えるこ
とを特徴とする請求項２に記載のパルスモータ制御装
置。
【請求項４】上記パルスモータの駆動開始時に、上記
記憶手段に記憶されていた上記駆動停止状態のときのロ
ータの停止位相位置の情報を用いて、上記パルスモータ
を駆動する際の開始励磁位相を補正する補正手段を備え
たことを特徴とする請求項１に記載のパルスモータ制御
装置。
【請求項５】上記補正手段は、上記パルスモータの励
磁位相を表すアドレスを発生するアドレス発生手段と、上記パルスモータの駆動開始時に、上記記憶手段に記憶
されている上記駆動停止状態のときのロータの停止位相
位置の情報に基づいて、開始アドレスを補正するアドレ
ス補正手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載
のパルスモータ制御装置。
【請求項６】パルスモータの駆動停止時におけるロー
タの停止位相位置情報を記録媒体に記憶しておき、その
後のパルスモータの駆動開始時に、上記記録媒体に記憶
されていた上記駆動停止時におけるロータの停止位相位
置情報を用いて、上記パルスモータを駆動する際のパル
ス数をカウントするカウント手段のカウント値を補正す
るようにしたことを特徴とするパルスモータ制御方法。
【請求項７】パルスモータの駆動停止時におけるロー
タの停止位相位置情報を記録媒体に記憶しておき、その
後のパルスモータの駆動開始時に、上記記録媒体に記憶
されていた上記駆動停止時におけるロータの停止位相位
置情報を用いて、上記パルスモータを駆動する際の開始
励磁位相を補正するようにしたことを特徴とするパルス
モータ制御方法。
【請求項８】光軸と平行に移動する少なくとも１つ以
上のレンズ群と、上記レンズ群を移動させるパルスモータと、上記パルスモータを略正弦波駆動するための駆動手段
と、上記パルスモータを駆動する際のパルス数をカウントし
て上記レンズ群の位置を検出するレンズ位置検出手段
と、上記レンズ群を移動させて上記レンズ位置検出手段の初
期化を行う初期化手段と、上記パルスモータの駆動停止時におけるロータの停止位
相位置を記憶する記憶手段と、上記レンズ群を移動させて上記レンズ位置検出手段によ
る初期化を行う際に、上記記憶手段に記憶されている上
記駆動停止時におけるロータの停止位相位置の情報を用
いて、上記レンズ位置検出手段のカウント値を補正する
補正手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】上記少なくとも１つ以上のレンズ群は、
変倍を行うための変倍レンズを含むことを特徴とする請
求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】上記少なくとも１つ以上のレンズ群
は、焦点調節を行うためのフォーカスレンズを含むこと
を特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。