特許 7511195 駆動モジュール、撮像装置及び交換レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】駆動モジュール、撮像装置及び交換レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20210101AFI20240628BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20240628BHJP

   G03B 17/14 20210101ALI20240628BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

G02B7/08 Z

G02B7/08 C

G02B7/04 E

G03B17/14

H04N23/60

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023210265

(22)【出願日】2023-12-13

【審査請求日】2023-12-18

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100199314

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 寛

(72)【発明者】

【氏名】大谷 欽洋

【審査官】堀井 康司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７１２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０３１２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０７２２１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／０８

Ｇ０２Ｂ ７／０４

Ｇ０３Ｂ １７／１４

Ｈ０４Ｎ ２３／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像装置における素子を駆動するための駆動モジュールであって、
前記素子を駆動するモータと、
前記モータを駆動するための駆動信号により前記モータの励磁を制御するモータ駆動部と、
前記素子の位置を検出する位置検出部と、
前記モータ駆動部を制御して、前記素子の位置を管理する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記モータによる駆動の停止中に、前記位置検出部により検出される前記素子の位置と前記制御部により管理される前記素子の位置との差分が所定値よりも大きい脱調を検出し、
前記脱調が検出されたとき、前記モータの停止時に前記素子が停止する位置として管理する停止位置に応じて、前記モータ駆動部に前記モータの励磁を行わせ、
前記制御部は、前記停止位置に応じた前記モータの励磁中に前記位置検出部により検出される検出位置と、前記停止位置との差分が前記所定値よりも大きいとき、
前記停止位置との距離が前記駆動信号の周期の整数倍となる複数の位置のうちの、前記検出位置に最も近い位置から、前記停止位置まで前記素子を駆動するように、前記モータ駆動部を制御する
駆動モジュール。

【請求項2】

撮像装置における素子を駆動するための駆動モジュールであって、
前記素子を駆動するモータと、
前記モータを駆動するための駆動信号により前記モータの励磁を制御するモータ駆動部と、
前記素子の位置を検出する位置検出部と、
前記モータ駆動部を制御して、前記素子の位置を管理する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記モータによる駆動の停止中に、前記位置検出部により検出される前記素子の位置と前記制御部により管理される前記素子の位置との差分が所定値よりも大きい脱調を検出し、
前記脱調が検出されたとき、前記モータの停止時に前記素子が停止する位置として管理する停止位置に応じて、前記モータ駆動部に前記モータの励磁を行わせ、
前記制御部は、前記停止位置に応じた前記モータの励磁中に前記位置検出部により検出される検出位置と、前記停止位置との差分が前記所定値よりも大きいとき、
前記検出位置及び前記停止位置に基づいて、前記停止位置との距離が前記駆動信号の周期の整数倍となる複数の位置のうちの、前記検出位置に最も近い位置を算出し、
前記停止位置と、前記素子の駆動量に応じて管理する位置とを前記算出した位置に更新する
駆動モジュール。

【請求項3】

前記位置検出部は、前記モータの回転に応じた位置を検出するエンコーダを含む
請求項１に記載の駆動モジュール。

【請求項4】

前記位置検出部は、前記素子の直線変位を検出するエンコーダを含み、前記エンコーダによる検出結果を前記モータの回転に応じて補正して、前記素子の位置を検出する
請求項１に記載の駆動モジュール。

【請求項5】

前記位置検出部は、前記モータの回転に応じた位置を検出するエンコーダを含む
請求項２に記載の駆動モジュール。

【請求項6】

前記位置検出部は、前記素子の直線変位を検出するエンコーダを含み、前記エンコーダによる検出結果を前記モータの回転に応じて補正して、前記素子の位置を検出する
請求項２に記載の駆動モジュール。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の駆動モジュールと、
光学系を介して形成された被写体像を撮像する撮像部と、
前記光学系と前記撮像部との少なくとも一方において、前記駆動モジュールにより駆動される素子とを備える
撮像装置。

【請求項8】

撮像装置におけるカメラボディに装着可能な交換レンズであって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の駆動モジュールと、
前記駆動モジュールにより駆動される素子を含む光学系とを備える
交換レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撮像装置における素子を駆動するための駆動モジュール、並びに駆動モジュールを備えた撮像装置及び交換レンズに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、パルスモータの駆動停止状態においても、駆動対象部の移動量の検出により、パルスモータの脱調を防止する制御を行うことを目的とするミシンを開示している。特許文献１のミシンは、駆動対象部の目標位置と、検出された移動量に基づく現在位置との差が脱調限界値以下になるように、即ち脱調しないように目標位置を現在位置に近づける。その後、当該ミシンは、目標位置をパルスモータの駆動終了時に停止した停止位置に設定して、現在位置を停止位置に戻すようにパルスモータを制御する。このようなパルスモータのフィードバック制御を行うことで、外力が加わることにより脱調を起こす可能性がある場合にも脱調の防止が図られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－０００３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、モータの脱調から精度良く復帰することができる駆動モジュール、撮像装置及び交換レンズを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る駆動モジュールは、撮像装置における素子を駆動する。駆動モジュールは、素子を駆動するモータと、モータの励磁を制御するモータ駆動部と、素子の位置を検出する位置検出部と、モータ駆動部を制御して、素子の位置を管理する制御部とを備える。制御部は、モータによる駆動の停止中に、位置検出部により検出される素子の位置と制御部により管理される素子の位置との差分が所定値よりも大きい脱調を検出する。制御部は、脱調が検出されたとき、モータの停止時に制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界を用いて脱調を解消するようにモータ駆動部を制御する。

【0006】

本開示の一態様に係る撮像装置は、本開示の駆動モジュールと、光学系を介して形成された被写体像を撮像する撮像部と、光学系と撮像部との少なくとも一方において、駆動モジュールにより駆動される素子とを備える。

【0007】

本開示の一態様に係る交換レンズは、撮像装置におけるカメラボディに装着可能な交換レンズであって、本開示の駆動モジュールと、駆動モジュールにより駆動される素子を含む光学系とを備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示の駆動モジュール、撮像装置及び交換レンズによると、モータの脱調から精度良く復帰することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態１に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図

【図2】実施形態１のデジタルカメラにおける駆動モジュールの構成を例示する図

【図3】駆動モジュールの動作を説明するための図

【図4】実施形態１における駆動モジュールの動作を例示するフローチャート

【図5】実施形態１の駆動モジュールの励磁による脱調からの復帰動作を説明するためのタイミングチャート

【図6】実施形態１の駆動モジュールの励磁により復帰しない脱調時の動作を説明するための図

【図7】実施形態１の駆動モジュールの復帰位置による脱調からの復帰動作を説明するためのタイミングチャート

【図8】図６（Ｂ）の状態からの駆動モジュールの動作を説明するための図

【図9】実施形態２における駆動モジュールの動作を例示するフローチャート

【図10】実施形態２の駆動モジュールの動作を説明するためのタイミングチャート

【図11】実施形態３における駆動モジュールの構成を例示する図

【図12】実施形態３の駆動モジュールにおけるエンコーダ補正位置を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示における実施の形態を、図面を適宜参照しながら説明する。ただし、詳細な説明において、従来技術および実質的に同一の構成に関する説明のうち不必要な部分は省略されることもある。これは、説明を簡単にするためである。また、以下の説明および添付の図面は、当業者が本開示を充分に理解できるよう開示されるのであって、特許請求の範囲の主題を限定することを意図されていない。

【0011】

（実施形態１）
実施形態１では、本開示の駆動モジュールを含む撮像装置の一例としてデジタルカメラを説明する。

【0012】

１．構成
図１は、実施形態１に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１は、カメラ本体１００と、それに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。

【0013】

１－１．カメラ本体
カメラ本体１００は、画像センサ１１０と、液晶モニタ１２０と、操作部１３０と、カメラ制御部１４０と、ＲＡＭ１４１と、ＲＯＭ１４２と、ボディマウント１５０と、カードスロット１７０と、シャッタ１８０とを備える。

【0014】

カメラ制御部１４０は、レリーズ釦からの指示に応じて、画像センサ１１０等の構成要素を制御することでデジタルカメラ１全体の動作を制御する。カメラ制御部１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器（ＴＧ）１１２に送信する。これと並行して、カメラ制御部１４０は、露光同期信号を生成する。カメラ制御部１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズ制御部２４０に周期的に送信する。カメラ制御部１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＲＡＭ１４１をワークメモリとして使用する。

【0015】

画像センサ１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子の一例である。画像センサ１１０は例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＮＭＯＳイメージセンサである。生成された画像データは、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１１１でデジタル化される。デジタル化された画像データは、カメラ制御部１４０により所定の画像処理が施される。所定の画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、及び／又はＪＰＥＧ圧縮処理である。

【0016】

画像センサ１１０は、タイミング発生器１１２により制御されるタイミングで動作する。画像センサは、記録用の静止画像もしくは動画像またはスルー画像を生成する。スルー画像は、主に動画像であり、ユーザが静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０に表示される。

【0017】

液晶モニタ１２０はスルー画像等の画像およびメニュー画面等の種々の情報を表示する。液晶モニタ１２０は、本実施形態における表示部の一例である。液晶モニタに代えて、他の種類の表示デバイス、例えば、有機ＥＬディスプレイデバイスを使用してもよい。

【0018】

操作部１３０は、撮影開始を指示するためのレリーズ釦、撮影モードを設定するためのモードダイアル、及び電源スイッチ等の種々の操作部材を含む。操作部１３０は、液晶モニタ１２０に重畳して配置されたタッチパネルも含む。

【0019】

ＲＡＭ１４１は、カメラ制御部１４０のワークメモリとして機能する記録媒体である。ＲＡＭ１４１は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により実現される。ＲＡＭ１４１は、例えば画像センサ１１０により生成される画像データ、及びデジタルカメラ１における各種の設定情報などを一時的に記憶（即ち保持）する。ＲＯＭ１４２は不揮発性の記録媒体である。ＲＯＭ１４２は、フラッシュメモリ等により実現される。例えば、ＲＯＭ１４２は、デジタルカメラ１における所定の設定値などを記憶する。

【0020】

カードスロット１７０は、メモリカード１７１を装着可能であり、カメラ制御部１４０からの制御に基づいてメモリカード１７１を制御する。デジタルカメラ１は、メモリカード１７１に対して画像データを格納したり、メモリカード１７１から画像データを読み出したりすることができる。

【0021】

シャッタ１８０は、画像センサ１１０に入射する光の露出時間（露光時間）を調節する。シャッタ１８０は、ＤＣモータ又はステッピングモータ等の駆動系により、カメラ制御部１４０から発行される制御信号に従って駆動される。例えば、カメラ制御部１４０は、シャッタ１８０が駆動する駆動速度（シャッタスピード或いは連写速度）を制御できる。

【0022】

ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００との間で、データを送受信可能である。ボディマウント１５０は、カメラ制御部１４０から受信した露光同期信号を、レンズマウント２５０を介してレンズ制御部２４０に送信する。また、カメラ制御部１４０から受信したその他の制御信号を、レンズマウント２５０を介してレンズ制御部２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズ制御部２４０から受信した信号をカメラ制御部１４０に送信する。

【0023】

また、カメラ本体１００は、カメラ本体１００内の撮像素子を移動してぶれを補正するＢＩＳ(Body Image Stabilizer)機能を実現する構成として、カメラ本体１００のぶれを検出するジャイロセンサ１８４と、ＢＩＳ処理部１８３とを備える。ＢＩＳ処理部１８３は、ジャイロセンサ１８４の検出結果に基づきぶれ補正処理を制御する。さらに、カメラ本体１００は、画像センサ１１０を移動させるセンサ駆動部１８１と、画像センサ１１０の位置を検出する位置センサ１８２とを備える。

【0024】

センサ駆動部１８１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。センサ駆動部１８１は、その他のモータ又はアクチュエータ等を含んでもよい。位置センサ１８２は、光学系の光軸に垂直な面内における画像センサ１１０の位置を検出するセンサである。位置センサ１８２は、例えば、マグネットとホール素子とで実現可能である。

【0025】

ＢＩＳ処理部１８３は、ジャイロセンサ１８４からの信号及び位置センサ１８２からの信号に基づき、センサ駆動部１８１を制御して、カメラ本体１００のぶれを相殺するように画像センサ１１０を光軸に垂直な面内にシフトさせる。

【0026】

１－２．交換レンズ
交換レンズ２００は、光学系と、レンズ制御部２４０と、ＲＡＭ２４１と、ＲＯＭ２４２と、レンズマウント２５０とを備える。光学系は、ズームレンズ２１０と、ＯＩＳ(Optical Image Stabilizer)レンズ２２０と、フォーカスレンズ２３０と、絞り２６０とを含む。また、交換レンズ２００は、光学系の各素子を駆動するズーム駆動部２１１、ＯＩＳ駆動部２２１、フォーカス駆動部２３１、及び絞り駆動部２６２を備える。本実施形態のデジタルカメラ１において、フォーカス駆動部２３１、エンコーダ２３２、レンズ制御部２４０、ＲＡＭ２４１及びＲＯＭ２４２は、フォーカスレンズ２３０を駆動するための駆動モジュール２０を構成する。

【0027】

ズームレンズ２１０は、光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。ズームレンズ２１０は、ズーム駆動部２１１により駆動される。ズーム駆動部２１１は、ユーザが操作可能なズームリングを含む。または、ズーム駆動部２１１は、ズームレバー及びアクチュエータまたはモータを含んでもよい。ズーム駆動部２１１は、ユーザによる操作に応じてズームレンズ２１０を光学系の光軸方向に沿って移動させる。

【0028】

フォーカスレンズ２３０は、光学系で画像センサ１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。フォーカスレンズ２３０は、フォーカス駆動部２３１により駆動される。

【0029】

フォーカス駆動部２３１はアクチュエータまたはモータを含み、レンズ制御部２４０の制御に基づいてフォーカスレンズ２３０を光学系の光軸に沿って移動させる。本実施形態のフォーカス駆動部２３１は、ステッピングモータにより実現される。また、交換レンズ２００は、フォーカス駆動部２３１により駆動されるフォーカスレンズ２３０の位置を検出するためのエンコーダ２３２を備える。

【0030】

例えばエンコーダ２３２は、ＧＭＲ（giant magnetoresistance）センサにより実現される。本実施形態のエンコーダ２３２は、ロータリエンコーダとしてフォーカス駆動部２３１におけるモータの回転を検出し、検出結果に応じた信号をレンズ制御部２４０に出力する。例えばエンコーダ２３２は、モータの回転として、回転位置、回転量、回転速度、及び／又は回転方向を検出する。

【0031】

ＯＩＳレンズ２２０は、交換レンズ２００内の補正用レンズを移動してぶれを補正するＯＩＳ機能において、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１のぶれを相殺する方向に移動することにより、画像センサ１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は１枚又は複数枚のレンズで構成される。ＯＩＳレンズ２２０はＯＩＳ駆動部２２１により駆動される。

【0032】

ＯＩＳ駆動部２２１は、ＯＩＳ処理部２２３からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０をシフトする。ＯＩＳ駆動部２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置センサ２２２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサである。位置センサ２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ処理部２２３は、位置センサ２２２の出力及びジャイロセンサ２２４の出力に基づいてＯＩＳ駆動部２２１を制御する。

【0033】

レンズ制御部２４０は、例えばカメラ制御部１４０からの制御信号に応じて、各駆動部２１１、２２１、２３１、２６２等の構成要素を制御することで交換レンズ２００の動作を制御する。例えばレンズ制御部２４０は、デジタルカメラ１のオートフォーカス(ＡＦ）動作において、フォーカスレンズ２３０を駆動させるようにフォーカス駆動部２３１を制御する。

【0034】

ＲＡＭ２４１は、レンズ制御部２４０のワークメモリとして機能する記録媒体である。例えばＲＡＭ２４１は、ＤＲＡＭ等により実現されて、デジタルカメラ１における各種のデータ及び情報などを一時的に記憶する。ＲＯＭ２４２は、不揮発性の記録媒体である。例えばＲＯＭ２４２は、フラッシュメモリ等により実現され、デジタルカメラ１における所定の設定値などを記憶する。ＲＡＭ１４１，２４１及びＲＯＭ１４２，２４２の各々は、本実施形態におけるデジタルカメラ１の記憶部の一例である。

【0035】

絞り２６０は画像センサ１１０に入射される光の量を調整する。絞り２６０は、絞り駆動部２６２により駆動され、その開口の大きさが制御される。絞り駆動部２６２はモータまたはアクチュエータを含む。

【0036】

ジャイロセンサ１８４または２２４は、デジタルカメラ１の単位時間あたりの角度変化すなわち角速度に基づいて、デジタルカメラ１のぶれ（振動）を検出する。ジャイロセンサ１８４または２２４は、検出したぶれの量（角速度）を示す角速度信号をＢＩＳ処理部１８３またはＯＩＳ処理部２２３に出力する。ジャイロセンサに代えて、デジタルカメラ１のぶれを検出できる他のセンサを使用することもできる。

【0037】

カメラ制御部１４０及びレンズ制御部２４０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。例えば、カメラ制御部１４０及びレンズ制御部２４０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＵ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣ等の各種プロセッサで実現できる。カメラ制御部１４０及びレンズ制御部２４０は、それぞれ本実施形態のデジタルカメラ１における制御部の一例である。

【0038】

１－３．駆動モジュール
図２は、本実施形態のデジタルカメラ１における駆動モジュール２０の構成を例示する図である。図２の例では、駆動モジュール２０のフォーカス駆動部２３１は、リードシャフト２３３、リードスクリュー２３４、ステッピングモータ２３６、及びモータドライバ２３７を含む。以下、ステッピングモータを「ＳＴＭ」と略記する。また、レンズ制御部２４０は、例えば機能的構成としてエンコーダ検出部２４３、モータ制御部２４４、及び脱調復帰制御部２４５を備える。

【0039】

例えばレンズ制御部２４０は、ＲＯＭ２４２に格納されたプログラムを読み出して実行することで、エンコーダ検出部２４３、モータ制御部２４４、及び脱調復帰制御部２４５として機能する。

【0040】

フォーカス駆動部２３１は、ＳＴＭ２３６によりリードスクリュー２３４を回転させ、リードシャフト２３３及びリードスクリュー２３４によりフォーカスレンズ２３０を光軸方向に移動させる。

【0041】

エンコーダ２３２は、リードスクリュー２３４に取り付けられ、ＳＴＭ２３６の回転に応じた信号をエンコーダ検出部２４３に出力する。エンコーダ検出部２４３は、例えば、エンコーダ２３２から出力される正弦波の信号をエンコードする処理により、フォーカスレンズ２３０が光軸に沿って移動する位置を検出する。例えばエンコーダ２３２によれば、ＳＴＭ２３６の実際の回転に応じたフォーカスレンズ２３０の位置を検出でき、フォーカスレンズ２３０を精度良く位置決めすることができる。エンコーダ２３２及びエンコーダ検出部２４３は、本実施形態における位置検出部の一例である。

【0042】

ＳＴＭ２３６は、例えば２相のＳＴＭであり、Ａ相及びＢ相の各相について電流または電圧の供給により励磁されるコイルと、ロータとを含む。例えばＳＴＭ２３６の各コイルは、モータドライバ２３７から出力される駆動信号の電圧の印加により励磁され、ロータが励磁に応じて回転することで、ＳＴＭ２３６が駆動される。

【0043】

モータドライバ２３７は、モータ制御部２４４からの制御信号に応じてＳＴＭ２３６に駆動信号を出力する。本実施形態では、ＳＴＭ２３６は、駆動信号の電圧が正弦波の波形を有するように変化するマイクロステップ駆動により駆動される。モータ制御部２４４は、例えばＲＡＭ２４１等においてＳＴＭ２３６により駆動されるフォーカスレンズ２３０の位置を管理して、管理している位置に応じてＳＴＭ２３６を回転させるための制御信号をモータドライバ２３７に出力する。

【0044】

脱調復帰制御部２４５は、例えばエンコーダ検出部２４３により検出されるエンコーダ位置と、モータ制御部２４４により管理される位置とに基づいて、ＳＴＭ２３６の脱調を検出する。本実施形態では、脱調は、エンコーダ検出部２４３により検出される位置が、モータ制御部２４４により管理される位置との比較において、所定値よりも大きくずれている状態として検出される。

【0045】

脱調が検出されると、脱調復帰制御部２４５は、脱調から復帰するための所定の処理を実行することで、モータ制御部２４４からの制御信号により脱調を解消するようにモータドライバ２３７を制御する。こうした脱調復帰処理について詳細は後述する。

【0046】

駆動モジュール２０の構成は、上記の例に限らず、例えばレンズ制御部２４０が、それぞれ専用のハードウェア回路に実装されるエンコーダ検出部２４３、モータ制御部２４４、及び脱調復帰制御部２４５を制御してもよい。

【0047】

２．動作
以上のように構成されるデジタルカメラ１の動作について以下説明する。

【0048】

本実施形態のデジタルカメラ１は、駆動モジュール２０によりフォーカスレンズ２３０を駆動することで、例えばＡＦ動作を行う。例えば図２に示す駆動モジュール２０のモータ制御部２４４は、フォーカスレンズ２３０の位置として、フォーカスレンズ２３０の目標位置と現在位置とを管理する。目標位置は、例えばＡＦ動作においてレンズ制御部２４０が決定して、フォーカスレンズ２３０を移動させる位置として管理される。現在位置は、例えばモータ制御部２４４が順次、モータドライバ２３７に指示するフォーカスレンズ２３０の移動量の累積により、フォーカスレンズ２３０が駆動された位置として管理される。

【0049】

図３は、駆動モジュール２０の動作を説明するための図である。駆動モジュール２０は、例えばＳＴＭ２３６のＡ相のコイル及びＢ相のコイルにモータドライバ２３７から駆動信号の電圧をそれぞれ印加して、励磁によりＳＴＭ２３６を所定の回転角度に応じたステップ毎に回転させることで、フォーカスレンズ２３０を駆動する。図３（Ａ）は、ＳＴＭ２３６の各相の電圧の時間変化を例示する。図３（Ａ）は、更に、時刻毎にＳＴＭ２３６のステップに対応してフォーカスレンズ２３０が駆動される位置を示す。図３（Ａ）の例では、駆動モジュール２０は、「０」から「２４」の位置までフォーカスレンズ２３０を移動させる。

【0050】

駆動モジュール２０は、フォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐｃを目標位置Ｐｔに一致させるように、駆動信号によりＳＴＭ２３６を制御する。図３（Ａ）の例では、駆動後の現在位置Ｐｃに加えて、エンコーダ２３２を用いて検出されたエンコーダ位置Ｐｅが目標位置Ｐｔに一致している。エンコーダ位置Ｐｅは、現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔと共通の単位系におけるフォーカスレンズ２３０の位置として、エンコーダ検出部２４３によりエンコーダ２３２からのＳＴＭ２３６の回転の検出結果に基づいて検出される。

【0051】

例えば図３（Ａ）に示すように、駆動モジュール２０は、現在位置Ｐｃが目標位置Ｐｔに到達後、ＳＴＭ２３６を停止させた際のフォーカスレンズ２３０の停止位置を保持するため、ＳＴＭ２３６の停止から所定の期間、ＳＴＭ２３６への通電を維持する。このように、目標位置Ｐｔに対応する電圧の印加が所定の期間、維持される。

【0052】

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の例におけるフォーカスレンズ２３０の位置と、ＳＴＭ２３６のＡ相及びＢ相の各コイルに印加される駆動信号の電圧との対応関係を例示する。こうした位置毎の電圧を規定する電圧データＤ１は、例えばＲＯＭ２４２に予め格納される。本例の電圧データＤ１では、位置が「８」離れるごとに同じ大きさの電圧が印加される。このように、本例では、電圧の正弦波の周期、即ち駆動信号の周期は、位置の差分「８」に対応する。駆動モジュール２０は、こうした電圧データＤ１により、駆動信号の周期に対応した位置毎に同じ状態となるようにＳＴＭ２３６の各相のコイルに形成される磁界のパターンにおいて、ＳＴＭ２３６に励磁する。

【0053】

ここで、ＳＴＭ２３６の停止中に、駆動信号とＳＴＭ２３６の回転との同期が取れず、脱調を生じる場合がある。例えば、デジタルカメラ１の落下あるいはデジタルカメラ１への加振といった外乱によりＳＴＭ２３６が回転して、フォーカスレンズ２３０を保持した停止位置から動かしてしまうことによる脱調が考えられる。例えばデジタルカメラ１での画像撮影中に、落下等の外乱により脱調が生じると、ＡＦ動作のフォーカス精度に影響を及ぼすことが懸念される。

【0054】

図３（Ｂ）は、フォーカスレンズ２３０を目標位置Ｐｔに駆動後、ＳＴＭ２３６の停止中に、脱調が生じた際のエンコーダ位置Ｐｅ、現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔを例示している。脱調が生じると、脱調前のフォーカスレンズ２３０の停止位置である目標位置Ｐｔから、外乱等によるフォーカスレンズ２３０の移動により、エンコーダ位置Ｐｅがずれると想定される。本実施形態の駆動モジュール２０は、脱調復帰制御部２４５により、こうした目標位置Ｐｔとエンコーダ位置Ｐｅとのずれに応じて、脱調を検出する。脱調が検出された場合、脱調復帰制御部２４５は、目標位置Ｐｔ及びエンコーダ位置Ｐｅに基づいて、脱調から復帰するための脱調復帰処理を実行する。脱調復帰処理の詳細は後述する。

【0055】

本実施形態の駆動モジュール２０によれば、例えばＳＴＭ２３６の駆動毎にエンコーダ位置Ｐｅをフィードバックしないオープンループでの制御が可能な一方、エンコーダ位置Ｐｅを用いて、ＳＴＭ２３６の停止中に外乱等から生じる脱調が検出できる。駆動モジュール２０は、脱調が検出されると、停止時の目標位置Ｐｔ及び随時検出されるエンコーダ位置Ｐｅに応じて、脱調復帰処理を行う。これにより、例えばＳＴＭ２３６の駆動では、オープンループの制御によりフィードバックのような複雑な処理を回避しながら、脱調を検出して、デジタルカメラ１の初期化のために再起動等を行わなくても脱調から速やかに復帰することができる。

【0056】

２－１．脱調の検出及び復帰
本実施形態の駆動モジュール２０における脱調の検出及び復帰に関する動作について、図４～図８を用いて説明する。

【0057】

図４は、本実施形態における駆動モジュール２０の動作を例示するフローチャートである。図４のフローチャートに示す処理は、例えばデジタルカメラ１の起動時に開始され、レンズ制御部２４０により所定の周期で繰り返し実行される。

【0058】

レンズ制御部２４０は、例えば脱調復帰制御部２４５として、エンコーダ２３２による検出結果に基づき、ＳＴＭ２３６が停止中であるか否かを判断する（Ｓ１）。エンコーダ２３２によりＳＴＭ２３６の回転が検出され、ＳＴＭ２３６が停止中ではない場合（Ｓ１でＮＯ）、レンズ制御部２４０は、例えば所定の周期でステップＳ１の判断を繰り返す。

【0059】

ＳＴＭ２３６が停止中である場合（Ｓ１でＹＥＳ）、レンズ制御部２４０は、エンコーダ位置Ｐｅ及び目標位置Ｐｔに基づいて、脱調が検出されるか否かを判断する（Ｓ２）。レンズ制御部２４０は、エンコーダ位置Ｐｅと目標位置Ｐｔとの差分が、所定の脱調閾値よりも大きいか否かにより、脱調が発生しているか否かを判断する。脱調閾値は、後述のステップＳ３での励磁による脱調からの復帰の可能性を高める観点から、ＳＴＭ２３６の駆動信号の周期に対応する位置の差分（図３の例では「８」）の２分の１以下の所定値（例えば「２」）として予め設定され、ＲＯＭ２４２等に格納される。脱調が検出されない場合（Ｓ２でＮＯ）、レンズ制御部２４０は、例えばステップＳ１に戻る。

【0060】

脱調が検出された場合（Ｓ２でＹＥＳ）、レンズ制御部２４０は、ステップＳ３以降の脱調復帰処理を実行する。まず、レンズ制御部２４０は、例えば電圧データＤ１に基づき、ＳＴＭ２３６に停止時の目標位置Ｐｔに対応する励磁を行うように、モータ制御部２４４としてモータドライバ２３７に制御信号を出力する（Ｓ３）。こうした励磁によれば、ＳＴＭ２３６の停止時にモータドライバ２３７を制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界により、ＳＴＭ２３６が励磁された位置に対応する回転位置に引き込まれるように回転して、フォーカスレンズ２３０が駆動される。

【0061】

図５は、本実施形態の駆動モジュール２０の励磁による脱調からの復帰動作を説明するためのタイミングチャートである。図５は、脱調の程度が比較的小さい図３（Ｂ）の例における脱調時の動作例を示す。図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれＳＴＭ２３６に励磁を行うか否か（即ち励磁のオンまたはオフ）、エンコーダ位置Ｐｅ、及び現在位置Ｐｃの時間変化を示す。図５（Ｂ），（Ｃ）では、目標位置Ｐｔを一点鎖線で示している。

【0062】

図５の例では、ＳＴＭ２３６の停止に応じて励磁をオフした後、図５（Ｂ）に示すように時刻ｔ１に脱調が発生して、エンコーダ位置Ｐｅが停止時の目標位置Ｐｔと一致する「２４」から「２１」に変化する。その後、時刻ｔ２から、目標位置Ｐｔに対応する励磁が行われる（Ｓ３）。

【0063】

レンズ制御部２４０は、目標位置Ｐｔの励磁をオンした後（Ｓ３）、所定期間（例えば１００～２００ミリ秒）待機する（Ｓ４）。所定期間はＳＴＭ２３６の駆動対象に応じて予め設定され、ＲＯＭ２４２等に格納される。例えば図５（Ａ）に示すように、所定期間として時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、目標位置Ｐｔに応じて励磁する状態が継続される。

【0064】

レンズ制御部２４０は、所定期間待機した後（Ｓ４）、例えばステップＳ２と同様に、エンコーダ位置Ｐｅと目標位置Ｐｔとの差分が脱調閾値よりも大きいか否か、即ち脱調が検出されるか否かを判断する（Ｓ５）。

【0065】

図５の例では、目標位置Ｐｔの励磁（Ｓ３）に応じたＳＴＭ２３６の引き込みにより、フォーカスレンズ２３０が目標位置Ｐｔに向けて移動する。この場合、例えば図５（Ｂ）に示すように、エンコーダ位置Ｐｅが脱調後の位置から変化して、時刻ｔ３には脱調前の位置に復帰しているため、脱調が解消して検出されない（Ｓ５でＮＯ）。

【0066】

エンコーダ位置Ｐｅと目標位置Ｐｔとの差分が脱調閾値以下であって、脱調が検出されない場合（Ｓ５でＮＯ）、レンズ制御部２４０は、ステップＳ６以降の処理を実行せず、本フローチャートの処理を終了する。この場合、レンズ制御部２４０は、例えば図５（Ａ）に示すように、所定期間待機した時刻ｔ３以降にはＳＴＭ２３６に励磁しないように、モータドライバ２３７を制御する。また、図５（Ｃ）に示すように、現在位置Ｐｃは脱調前から変更されない。

【0067】

一方、エンコーダ位置Ｐｅと目標位置Ｐｔとの差分が脱調閾値よりも大きく脱調が検出される場合（Ｓ５でＹＥＳ）、レンズ制御部２４０は、エンコーダ位置Ｐｅ及び目標位置Ｐｔに基づいて、脱調からの復帰に用いる復帰位置を算出する（Ｓ６）。

【0068】

図６は、本実施形態の駆動モジュール２０の励磁により復帰しない脱調時の動作を説明するための図である。図６では、図３（Ｂ）と同様に、電圧データＤ１における駆動信号の電圧を示す正弦波に重畳させて、エンコーダ位置Ｐｅ、現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔを示している。図６（Ａ）は、目標位置Ｐｔの「２４」にフォーカスレンズ２３０を駆動後、脱調によりエンコーダ位置Ｐｅが「１９」の位置に移動した例を示す。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の状態から、目標位置Ｐｔに応じた励磁により（Ｓ３）、所定期間の待機後（Ｓ４）、エンコーダ位置Ｐｅが目標位置Ｐｔに復帰せず「１６」の位置に移動した例を示す。

【0069】

図６の例では、目標位置Ｐｔの「２４」に応じた励磁を行うと、エンコーダ位置Ｐｅは、目標位置Ｐｔと正弦波の同位相かつ目標位置Ｐｔよりも脱調後の「１９」に近い「１６」の位置に移動している。この場合、目標位置Ｐｔの励磁によっては脱調が解消されず、脱調が検出されることから（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ６以降の処理が実行される。

【0070】

ステップＳ６において、レンズ制御部２４０は、下記の算出式により、エンコーダ位置Ｐｅの近傍で、ＳＴＭ２３６の停止時の目標位置Ｐｔからの距離が駆動信号の周期の整数倍となる復帰位置Ｐｒを算出する。Ｓｎは、駆動信号の１周期に対応するＳＴＭ２３６のステップ数を示す。以下の算出式では、整数演算として小数点以下の数値は演算毎に切り捨てられる。
（算出式）
Ｐｒ＝Ｐｔ＋（（（Ｐｅ－Ｐｔ）＋Ｓｎ／２）／Ｓｎ）＊Ｓｎ （Ｐｅ＞Ｐｔの場合）
Ｐｒ＝Ｐｔ－（（（Ｐｔ－Ｐｅ）＋Ｓｎ／２）／Ｓｎ）＊Ｓｎ （Ｐｅ＜Ｐｔの場合）

【0071】

図７は、本実施形態の駆動モジュール２０の復帰位置による脱調からの復帰動作を説明するためのタイミングチャートである。図７は、脱調の程度が比較的大きい図６の例における脱調時の動作例を示す。図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と同様に、それぞれ励磁のオン又はオフ、エンコーダ位置Ｐｅ、及び現在位置Ｐｃの時間変化を示す。例えば図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１に脱調が生じて、時刻ｔ２に目標位置Ｐｔの励磁を行うことでエンコーダ位置Ｐｅが変化して、所定期間待機後の時刻ｔ３に未解消の脱調が検出される。

【0072】

図７の例では、ステップＳ６の算出式において、Ｐｔ＝２４、Ｐｅ＝１６、Ｓｎ＝８として、Ｐｅ＜Ｐｔの場合であることから、復帰位置Ｐｒは以下のように「１６」となる。
Ｐｒ＝２４－（（（２４－１６）＋８／２）／８）＊８＝１６

【0073】

レンズ制御部２４０は、例えばモータ制御部２４４として管理する現在位置Ｐｃを上書きするように、ステップＳ６で算出した復帰位置Ｐｒに更新する（Ｓ７）。図７の例では、図７（Ｃ）に示すように、時刻ｔ３に現在位置Ｐｃが復帰位置Ｐｒに更新される。

【0074】

図８は、図６（Ｂ）の状態からの駆動モジュール２０の動作を説明するための図である。図８は、図６（Ａ），（Ｂ）と同様にエンコーダ位置Ｐｅ、現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔを示す。図８の状態では、現在位置Ｐｃは、図６（Ｂ）における脱調後の「１９」から、ステップＳ６で算出された復帰位置Ｐｒの「１６」に更新されている。

【0075】

ステップＳ６の算出式により、復帰位置Ｐｒとして、脱調した位置の周辺で、駆動信号の電圧の正弦波において目標位置Ｐｔに対応する電圧と同位相となる位置が算出される。これにより、ＳＴＭ２３６の停止時に目標位置Ｐｔに応じてモータドライバ２３７を制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界となる複数の位置のうち、脱調後の位置に最も近い位置が、復帰位置Ｐｒとして算出できる。このように、駆動信号によるＳＴＭ２３６の制御と整合する復帰位置Ｐｒを算出して、レンズ制御部２４０が管理する現在位置Ｐｃの更新に用いることができる。

【0076】

その後、レンズ制御部２４０は、復帰位置Ｐｒで更新した現在位置Ｐｃを目標位置Ｐｔに移動させるように、ＳＴＭ２３６を駆動する制御を行う（Ｓ８）。例えばレンズ制御部２４０は、脱調前のＳＴＭ２３６の駆動と同様に、電圧データＤ１に基づき、モータドライバ２３７から、位置毎にＳＴＭ２３６に印加する電圧が変化する駆動信号を出力させる。図７（Ａ）～（Ｃ）の例では、時刻ｔ３から、こうした駆動信号により目標位置Ｐｔにフォーカスレンズ２３０を停止させるまで励磁を行い、ＳＴＭ２３６の駆動に伴って現在位置Ｐｃが更新されると共に、エンコーダ位置Ｐｅが変化する。本例では、現在位置Ｐｃが目標位置Ｐｔに到達後の時刻ｔ４に励磁がオフされる。

【0077】

ＳＴＭ２３６の駆動制御を実行後（Ｓ８）、レンズ制御部２４０は、本フローチャートの処理を終了する。

【0078】

以上の駆動モジュール２０の動作によれば、ＳＴＭ２３６の停止中に（Ｓ１でＹＥＳ）、脱調が検出されると（Ｓ２でＹＥＳ）、ＳＴＭ２３６が停止時の目標位置Ｐｔに応じて励磁される（Ｓ３）。所定期間の待機後（Ｓ４）、励磁中のエンコーダ位置Ｐｅの変化により脱調が検出されなくなる場合（Ｓ５でＮＯ）、脱調が解消しているとして以降の処理が実行されない。一方、まだ脱調が検出される場合（Ｓ５でＹＥＳ）、目標位置Ｐｔからの距離が、励磁用の駆動信号の周期の整数倍となる復帰位置Ｐｒが算出される（Ｓ６）。そして、レンズ制御部２４０が管理する現在位置Ｐｃを復帰位置Ｐｒに更新後（Ｓ７）、現在位置Ｐｃを目標位置Ｐｔに移動させるようにＳＴＭ２３６が駆動される（Ｓ８）。

【0079】

ＳＴＭ２３６の脱調後、目標位置Ｐｔの励磁を行うと（Ｓ３）、目標位置Ｐｔから距離が駆動信号の周期の整数倍となる位置、即ち駆動信号の電圧の正弦波において、目標位置Ｐｔと同位相の位置についてＳＴＭ２３６が引き込まれる。上述の駆動モジュール２０によれば、図６及び図７の例のように、目標位置Ｐｔの励磁で脱調が解消しない場合にも（Ｓ５でＹＥＳ）、復帰位置Ｐｒとして、目標位置Ｐｔよりも脱調した位置に近い同位相の位置が算出できる（Ｓ６）。復帰位置Ｐｒを現在位置Ｐｃとして、ＳＴＭ２３６の駆動により目標位置Ｐｔまで移動させることで（Ｓ７，Ｓ８）、実際のエンコーダ位置Ｐｅと、管理上の現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔとを一致させ、脱調から精度良く復帰ができる。

【0080】

また、本実施形態では、脱調前の目標位置ＰｔまでＳＴＭ２３６を駆動させることで（Ｓ８）、脱調の解消に加えて、脱調前の位置に復帰することができる。

【0081】

３．まとめ
以上のように、本実施形態の駆動モジュール２０は、デジタルカメラ１（撮像装置の一例）における素子の一例としてフォーカスレンズ２３０を駆動する。駆動モジュール２０は、フォーカスレンズ２３０を駆動するＳＴＭ２３６（モータの一例）と、ＳＴＭ２３６の励磁を制御するモータドライバ２３７（モータ駆動部の一例）と、フォーカスレンズ２３０の位置を検出するエンコーダ２３２及びエンコーダ検出部２４３（位置検出部の一例）と、モータドライバ２３７を制御して、フォーカスレンズ２３０の位置を管理するレンズ制御部２４０（制御部の一例）とを備える。レンズ制御部２４０は、ＳＴＭ２３６による駆動の停止中に、フォーカスレンズ２３０について位置検出部により検出されるエンコーダ位置Ｐｅとレンズ制御部２４０により管理される目標位置Ｐｔとの差分が脱調閾値（所定値の一例）よりも大きい脱調を検出する（Ｓ２）。レンズ制御部２４０は、脱調が検出されたとき（Ｓ２でＹＥＳ）、ＳＴＭ２３６の停止時に制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界を用いて脱調を解消するようにモータドライバ２３７を制御する（Ｓ３～Ｓ８）。

【0082】

以上のような駆動モジュール２０によれば、ＳＴＭ２３６の停止中に脱調が検出されたとき（Ｓ２でＹＥＳ）、ＳＴＭ２３６の停止時にモータドライバ２３７を制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界を用いて脱調を解消する制御が行われる（Ｓ３～Ｓ８）。これにより、例えば外乱等により脱調が生じた場合にも、脱調から精度良く復帰することができる。

【0083】

本実施形態において、レンズ制御部２４０は、脱調が検出されたとき（Ｓ２でＹＥＳ）、ＳＴＭ２３６の停止時にフォーカスレンズ２３０が停止する位置として管理する目標位置Ｐｔ（停止位置の一例）に応じて、モータドライバ２３７にＳＴＭ２３６の励磁を行わせる（Ｓ３）。これにより、図３（Ｂ）及び図５における例のような比較的小さい程度の脱調では、励磁に応じたＳＴＭ２３６の引き込みにより、脱調前の停止時の目標位置Ｐｔに復帰することができる。

【0084】

本実施形態において、モータドライバ２３７は、ＳＴＭ２３６を駆動するための駆動信号によりＳＴＭ２３６の励磁を制御する。レンズ制御部２４０は、停止時の目標位置Ｐｔに応じたＳＴＭ２３６の励磁中に（Ｓ３～Ｓ４）位置検出部により検出されるエンコーダ位置Ｐｅ（検出位置の一例）と、目標位置Ｐｔの差分が脱調閾値よりも大きいとき（Ｓ５でＹＥＳ）、目標位置Ｐｔとの距離が駆動信号の周期の整数倍となる複数の位置のうちの、エンコーダ位置Ｐｅに最も近い位置の一例として復帰位置Ｐｒから、目標位置Ｐｔまでフォーカスレンズ２３０を駆動するように、モータドライバ２３７を制御する（Ｓ６～Ｓ８）。このように、駆動信号の周期と整合する復帰位置Ｐｒから目標位置Ｐｔまでの駆動により、脱調を精度よく解消して脱調前の位置に復帰することができる。これにより、図６及び図７の例のような比較的大きい程度の脱調において目標位置Ｐｔの励磁（Ｓ２）により復帰しない場合にも、脱調から精度良く復帰ができる。

【0085】

本実施形態において、位置検出部は、ＳＴＭ２３６の回転に応じた位置を検出するエンコーダ２３２を含む。エンコーダ２３２によれば、例えばＳＴＭ２３６の回転を検出することができる。

【0086】

本実施形態において、撮像装置の一例であるデジタルカメラ１は、駆動モジュール２０と、光学系を介して形成された被写体像を撮像する画像センサ１１０（撮像部の一例）と、光学系において、駆動モジュール２０により駆動されるフォーカスレンズ２３０（素子の一例）とを備える。

【0087】

本実施形態において、デジタルカメラ１におけるカメラ本体１００に装着可能な交換レンズ２００は、駆動モジュール２０と、駆動モジュール２０により駆動されるフォーカスレンズ２３０を含む光学系とを備える。

【0088】

以上のデジタルカメラ１及び交換レンズ２００によれば、駆動モジュール２０の動作によりＳＴＭ２３６の脱調から精度良く復帰することができる。

【0089】

（実施形態２）
以下、図９及び図１０を参照して、本開示の実施形態２を説明する。実施形態１では、デジタルカメラ１の駆動モジュール２０は、脱調からの復帰において、脱調前の目標位置ＰｔまでＳＴＭ２３６を駆動させた。実施形態２では、駆動モジュール２０が、こうした駆動を行わずに脱調を解消するデジタルカメラ１について説明する。

【0090】

以下、実施形態１に係るデジタルカメラ１と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係るデジタルカメラ１を説明する。

【0091】

図９は、実施形態２における駆動モジュール２０の動作を例示するフローチャートである。本実施形態の駆動モジュール２０は、実施形態１と同様の動作において、算出した復帰位置Ｐｒによる現在位置Ｐｃの更新（図４のＳ７）に代えて、復帰位置Ｐｒにより現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔを更新し（Ｓ７Ａ）、その後にＳＴＭ２３６の駆動制御（図４のＳ８）を行わない。

【0092】

図１０は、実施形態２の駆動モジュール２０の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図６及び図７の例と同様の脱調時について、それぞれＳＴＭ２３６への励磁、エンコーダ位置Ｐｅ、現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔの時間変化を示す。

【0093】

例えば実施形態１と同様に、図１０（Ｂ），（Ｄ）にそれぞれ示すエンコーダ位置Ｐｅと目標位置Ｐｔとの差分が脱調閾値よりも大きいとして、時刻ｔ３に未解消の脱調が検出され（Ｓ５でＹＥＳ）、復帰位置Ｐｒが算出される（Ｓ６）。本実施形態のレンズ制御部２４０は、図１０（Ｃ）の現在位置Ｐｃに加え、図１０（Ｄ）の目標位置Ｐｔについても、算出した復帰位置Ｐｒに更新する（Ｓ７Ａ）。その後、レンズ制御部２４０は、図９のフローチャートの処理を終了する。本実施形態では、目標位置ＰｔにＳＴＭ２３６を駆動させないことから、レンズ制御部２４０は、時刻ｔ３での復帰位置Ｐｒによる更新後（Ｓ７Ａ）、図１０（Ａ）に示すように励磁をオフする。

【0094】

以上の駆動モジュール２０の動作によっても、ＳＴＭ２３６の実際の回転に応じたエンコーダ位置Ｐｅと、レンズ制御部２４０により管理される現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔとが一致して、脱調から精度良く復帰することができる。このように、脱調前の位置とは異なっても、エンコーダ位置Ｐｅと、管理上の現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔとのずれが解消されることで、例えばＳＴＭ２３６は次の駆動から正常に動作できる。

【0095】

以上のように、本実施形態の駆動モジュール２０において、モータドライバ２３７（モータ駆動部の一例）は、ＳＴＭ２３６（モータの一例）を駆動するための駆動信号によりＳＴＭ２３６の励磁を制御する。レンズ制御部２４０（制御部の一例）は、ＳＴＭ２３６の停止時の目標位置Ｐｔ（停止位置の一例）に応じたＳＴＭ２３６の励磁中に（Ｓ３，Ｓ４）エンコーダ２３２及びエンコーダ検出部２４３（位置検出部の一例）により検出されるエンコーダ位置Ｐｅ（検出位置の一例）と、目標位置Ｐｔとの差分が脱調閾値（所定値の一例）よりも大きいとき（Ｓ５でＹＥＳ）、エンコーダ位置Ｐｅ及び目標位置Ｐｔに基づいて、目標位置Ｐｔとの距離が駆動信号の周期の整数倍となる複数の位置のうちの、エンコーダ位置Ｐｅに最も近い位置の一例として復帰位置Ｐｒを算出する（Ｓ６）。レンズ制御部２４０は、目標位置Ｐｔと、フォーカスレンズ２３０（素子の一例）の駆動量に応じて管理する現在位置Ｐｃとを、算出した復帰位置Ｐｒに更新する（Ｓ７Ａ）。

【0096】

以上の駆動モジュール２０によれば、目標位置Ｐｔに応じたＳＴＭ２３６の励磁により脱調が解消しない場合（Ｓ５でＹＥＳ）、レンズ制御部２４０が管理する目標位置Ｐｔと現在位置Ｐｃとの両方を復帰位置Ｐｒで更新する（Ｓ７Ａ）。これにより、ＳＴＭ２３６を駆動しない場合にも、駆動信号の周期と整合する復帰位置Ｐｒに現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔを一致させて、脱調を精度良く解消することができる。

【0097】

（実施形態３）
以下、図１１及び図１２を参照して、本開示の実施形態３を説明する。実施形態１，２では、デジタルカメラ１において、駆動モジュール２０が、ＳＴＭ２３６の回転について検出するエンコーダ２３２からの検出結果に基づいて脱調の検出及び復帰を行った。実施形態３では、フォーカス２３０といったＳＴＭ２３６の駆動対象が直進する移動について検出するエンコーダを用いるデジタルカメラ１を説明する。

【0098】

以下、実施形態１，２に係るデジタルカメラ１と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係るデジタルカメラ１を説明する。

【0099】

図１１は、実施形態３における駆動モジュール２０Ａの構成を例示する図である。本実施形態の駆動モジュール２０Ａは、ＳＴＭ２３６の回転を検出する実施形態１，２のエンコーダ２３２（図２参照）に代えて、フォーカスレンズ２３０が直進により移動する位置を検出するためのエンコーダ２３８及びマグネット２３５を含む。エンコーダ２３８は、例えばＧＭＲセンサにより実現され、リニアエンコーダとして、リードシャフト２３３に沿ったフォーカスレンズ２３０の直線変位に応じた信号をレンズ制御部２４０に出力する。

【0100】

エンコーダ検出部２４３は、例えば実施形態１と同様に現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔと共通の単位系における位置として、エンコーダ２３８からの信号に基づき、フォーカスレンズ２３０の位置を検出する。

【0101】

本実施形態の駆動モジュール２０Ａでは、レンズ制御部２４０は、例えば機能的構成として、実施形態１，２と同様の構成に加えて、エンコーダ補正部２４６を備える。例えば、ＳＴＭ２３６が回転する位置と、フォーカスレンズ２３０が直進する位置として、エンコーダ２３８により検出されるエンコーダ位置とは、エンコーダ２３８の個体差等により完全には対応しないことが考えられる。エンコーダ補正部２４６は、こうしたエンコーダ位置と、モータ制御部２４４により管理される現在位置Ｐｃ及び目標位置Ｐｔとのずれを小さくするように、エンコーダ位置を補正する。エンコーダ２３８、エンコーダ検出部２４３及びエンコーダ補正部２４６は、本実施形態の駆動モジュール２０Ａにおける位置検出部の一例である。

【0102】

図１２は、実施形態３の駆動モジュール２０Ａにおけるエンコーダ補正位置を説明するための図である。エンコーダ補正位置は、エンコーダ補正部２４６により補正されたエンコーダ位置を示す。例えばＳＴＭ２３６のステップに対応する各回転位置において、目標位置Ｐｔ毎のエンコーダ位置を実測し、以下の関係式を満たす係数αを予め算出しておく。このように算出された係数αを検出されたエンコーダ位置に乗じることで、エンコーダ位置の補正が行える。
（関係式）
エンコーダ補正位置＝エンコーダ位置＊α

【0103】

本実施形態の駆動モジュール２０Ａでは、レンズ制御部２４０は、例えば実施形態１と同様の動作において、図３のステップＳ２，Ｓ５，Ｓ６でエンコーダ位置Ｐｅに代えて、エンコーダ２３８の検出結果から算出したエンコーダ補正位置を用いる。駆動モジュール２０Ａのレンズ制御部２４０は、実施形態２と同様の動作において、図９のステップＳ２，Ｓ５，Ｓ６でエンコーダ位置Ｐｅに代えて、エンコーダ補正位置を用いてもよい。

【0104】

図１２は、係数αが「０．９１」となる場合の目標位置Ｐｔ毎のエンコーダ位置とエンコーダ補正位置との関係を示す。ＳＴＭ２３６のコギング等の影響から、目標位置Ｐｔとエンコーダ補正位置とは、完全には一致しないことが考えられる。この場合であっても、例えば、目標位置Ｐｔとエンコーダ補正位置との差分が駆動信号の周期の２分の１よりも十分に小さくなるように係数αを設定することで、エンコーダ補正位置を用いても、実施形態１，２と同様に、復帰位置Ｐｒを精度良く算出できる。

【0105】

駆動信号の周期に応じて算出される復帰位置Ｐｒによれば、ＳＴＭ２３６の回転位置とのずれといったエンコーダ位置の誤差が生じる場合にも、精度良く脱調からの復帰を行うことができる。例えば複数回にわたり脱調からの復帰を繰り返しても、誤差の蓄積を回避することができる。

【0106】

上記では、エンコーダ位置の補正に係数を用いる例を説明したが、例えば上記と同様に実測したエンコーダ位置等から生成したルックアップテーブルの参照により、補正が行われてもよい。

【0107】

以上のように、本実施形態の駆動モジュール２０Ａにおける位置検出部は、フォーカスレンズ２３０（素子の一例）の直線変位を検出するエンコーダ２３８を含む。位置検出部は、例えばエンコーダ検出部２４３及びエンコーダ補正部２４６として、エンコーダ２３８による検出結果をＳＴＭ２３６の（モータの一例）の回転に応じて補正して、フォーカスレンズ２３０の位置を検出する。これにより、直線変位を検出するエンコーダ２３８を用いる駆動モジュール２０Ａによっても、補正されたエンコーダ補正位置により脱調から精度よく復帰することができる。

【0108】

（他の実施形態）
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、実施形態１～３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、置換、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、上記実施形態１～３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、他の実施形態を例示する。

【0109】

上記の各実施形態では、ＳＴＭ２３６の停止後、目標位置Ｐｔに応じた励磁をオフしてから脱調する例を説明した。本開示の駆動モジュールは、上記の脱調の例に限らず、停止後の励磁中に、比較的大きな外乱等により脱調した場合にも適用可能である。この場合、目標位置Ｐｔの励磁として（Ｓ３）、停止後の励磁を継続することで、上記の各実施形態と同様の動作により、脱調からの復帰を行うことができる。

【0110】

上記の各実施形態では、デジタルカメラ１がＡＦ動作においてフォーカスレンズ２３０を駆動する例を説明した。本実施形態では、ＡＦ動作に限らず、マニュアルフォーカスの動作において、駆動モジュール２０，２０Ａによりフォーカスレンズ２３０が駆動されてもよい。

【0111】

上記の各実施形態では、駆動モジュール２０，２０Ａがフォーカスレンズ２３０を駆動した。本実施形態の駆動モジュールは、フォーカスレンズ２３０に代えて、又は加えて、デジタルカメラ１における各種素子を駆動してもよい。例えば駆動モジュールは、ズームレンズ２１０、ＯＩＳレンズ２２０、及び絞り２６０をそれぞれ駆動する、ズーム駆動部２１１、ＯＩＳ駆動部２２１、及び絞り駆動部２６２のいずれかとして実装されてもよい。本実施形態のエンコーダ２３２は、交換レンズ２００において各駆動部２１１，２２１，２６２におけるモータの回転を検出するように配置されてもよい。実施形態３と同様の直進型のエンコーダ２３８が、レンズ２１０、ＯＩＳレンズ２２０、又は絞り２６０等の移動を検出するように配置されてもよい。

【0112】

上記の各実施形態では、レンズ制御部２４０が駆動モジュール２０，２０Ａを制御した。本実施形態では、レンズ制御部２４０とは別途、デジタルカメラ１に設けられた専用のマイクロコンピュータ等が、駆動モジュール２０，２０Ａを制御してもよい。

【0113】

上記の各実施形態では、駆動モジュール２０，２０Ａが、レンズ制御部２４０により、交換レンズ２００におけるフォーカスレンズ２３０等の素子を駆動した。本実施形態では、カメラ制御部１４０が駆動モジュールを構成してもよい。この場合にも、カメラ制御部１４０は、例えばボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００内の各要素と通信して上記の各実施形態と同様の動作を行うことができる。また、本実施形態の駆動モジュールでは、カメラ制御部１４０がカメラ本体１００における素子を駆動してもよい。例えば、駆動モジュールは、カメラ本体１００のＢＩＳ機能において画像センサ１１０を駆動するセンサ駆動部１８１として構成されてもよい。

【0114】

上記の各実施形態において、撮像装置の一例であるデジタルカメラ１は、駆動モジュールと、光学系を介して形成された被写体像を撮像する画像センサ１１０（撮像部の一例）と、光学系と画像センサ１１０との少なくとも一方において、駆動モジュールにより駆動される素子とを備える。こうしたデジタルカメラによれば、駆動モジュールの動作により、各素子を駆動するモータの脱調から精度良く復帰することができる。

【0115】

上記の各実施形態では、撮像装置の一例としてレンズ交換式のデジタルカメラについて説明したが、本実施形態の撮像装置は、特にレンズ交換式ではないデジタルカメラであってもよい。また、本開示の思想は、デジタルカメラのみならず、ムービーカメラであってもよいし、カメラ付きの携帯電話、スマートフォン或いはＰＣのような種々の撮像機能を有する電子機器にも適用可能である。

【0116】

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。

【0117】

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。

【0118】

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、置換、付加、省略などを行うことができる。

【0119】

（態様のまとめ）
以下、本開示に係る各種態様を列記する。

【0120】

本開示に係る第１の態様は、撮像装置における素子を駆動するための駆動モジュールである。駆動モジュールは、素子を駆動するモータと、モータの励磁を制御するモータ駆動部と、素子の位置を検出する位置検出部と、モータ駆動部を制御して、素子の位置を管理する制御部とを備える。制御部は、モータによる駆動の停止中に、位置検出部により検出される素子の位置と制御部により管理される素子の位置との差分が所定値よりも大きい脱調を検出する。制御部は、脱調が検出されたとき、モータの停止時に制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界を用いて脱調を解消するようにモータ駆動部を制御する。

【0121】

第２の態様では、第１の態様の駆動モジュールにおいて、制御部は、脱調が検出されたとき、モータの停止時に素子が停止する位置として管理する停止位置に応じて、モータ駆動部にモータの励磁を行わせる。

【0122】

第３の態様では、第２の態様の駆動モジュールにおいて、モータ駆動部は、モータを駆動するための駆動信号によりモータの励磁を制御する。制御部は、停止位置に応じたモータの励磁中に位置検出部により検出される検出位置と、停止位置との差分が所定値よりも大きいとき、停止位置との距離が駆動信号の周期の整数倍となる複数の位置のうちの、検出位置に最も近い位置から、停止位置まで素子を駆動するように、モータ駆動部を制御する。

【0123】

第４の態様では、第２の態様の駆動モジュールにおいて、モータ駆動部は、モータを駆動するための駆動信号によりモータの励磁を制御する。制御部は、停止位置に応じたモータの励磁中に位置検出部により検出される検出位置と、停止位置との差分が所定値よりも大きいとき、検出位置及び停止位置に基づいて、停止位置との距離が駆動信号の周期の整数倍となる複数の位置のうちの、検出位置に最も近い位置を算出する。制御部は、停止位置と、素子の駆動量に応じて管理する位置とを算出した位置に更新する。

【0124】

第５の態様では、第１から第４のいずれかの態様の駆動モジュールにおいて、位置検出部は、モータの回転に応じた位置を検出するエンコーダを含む。

【0125】

第６の態様では、第１から第４のいずれかの態様の駆動モジュールにおいて、位置検出部は、素子の直線変位を検出するエンコーダを含み、エンコーダによる検出結果をモータの回転に応じて補正して、素子の位置を検出する。

【0126】

第７の態様は、撮像装置であって、第１から第６のいずれかの態様の駆動モジュールと、光学系を介して形成された被写体像を撮像する撮像部と、光学系と撮像部との少なくとも一方において、駆動モジュールにより駆動される素子とを備える。

【0127】

第８の態様は、撮像装置におけるカメラボディに装着可能な交換レンズであって、第１から第６のいずれかの態様の駆動モジュールと、駆動モジュールにより駆動される素子を含む光学系とを備える。

【産業上の利用可能性】

【0128】

本開示の思想は、撮像装置における素子をモータにより駆動するための駆動モジュール、並びに駆動モジュールを備えた撮像装置及び撮像装置を構成する交換レンズに適用することができる。

【符号の説明】

【0129】

１ デジタルカメラ
１００ カメラ本体
１１０ 画像センサ
１４０ カメラ制御部
１４１ ＲＡＭ
１４２ ＲＯＭ
１８１ センサ駆動部
２００ 交換レンズ
２１０ ズームレンズ
２１１ ズーム駆動部
２２０ ＯＩＳレンズ
２２１ ＯＩＳ駆動部
２３０ フォーカスレンズ
２３１ フォーカス駆動部
２３２，２３８ エンコーダ
２３７ モータドライバ
２４０ レンズ制御部
２４１ ＲＡＭ
２４２ ＲＯＭ
２６０ 絞り
２６２ 絞り駆動部

【要約】

【課題】モータの脱調から精度良く復帰することができる駆動モジュール等を提供する。
【解決手段】撮像装置における素子を駆動するための駆動モジュールは、素子を駆動するモータと、モータの励磁を制御するモータ駆動部と、素子の位置を検出する位置検出部と、モータ駆動部を制御して、素子の位置を管理する制御部とを備える。制御部は、モータによる駆動の停止中に、位置検出部により検出される素子の位置と制御部により管理される素子の位置との差分が所定値よりも大きい脱調を検出する。制御部は、脱調が検出されたとき、モータの停止時に制御した磁界のパターンと同じパターンの磁界を用いて脱調を解消するようにモータ駆動部を制御する。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】