JP2004354321A - Position detector, position detection method, and imager - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置検出装置に関し、特に、カメラの撮影レンズ等の位置を検出する位置検出装置、位置検出方法及び位置検出装置を用いる撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、撮影レンズ等が取り付けられた移動部材を棒状の駆動部材に所定の摩擦力を有するように結合させると共に、その駆動部材の一方端に圧電素子を固着して構成されたインパクト型圧電アクチュエータからなる駆動装置が知られている。この構成の圧電アクチュエータをフォーカスレンズ、ズームレンズ、手振れ補正用レンズ等に用いる場合には、ピント合わせ、倍率合わせ、手振れ補正等を正確に行うために、移動部材の位置を制御する必要がある。そこで、このような駆動装置には、撮影レンズの位置を検出するための位置検出装置が設けられている。この位置検出装置は、発光素子(IRED)からの光を半導体位置検出素子(PSD)により受光し、PSD上の受光位置に応じた電流を検出することによって移動部材の位置を検出している。
【0003】
しかしながら、PSDは、フォトダイオードのような光電変換部材で構成されるため、温度に依存する暗電流が発生し、この暗電流によって、検出精度に悪影響を及ぼす可能性がある。
【0004】
そこで、従来の位置検出装置では、PSDの暗電流に相当する暗電流電圧を保持する暗電流保持手段を設け、減算回路によりPSDの出力電流から暗電流保持手段によって保持された暗電流電圧に相当する電流を減算することによって、暗電流の影響を回避している(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−239249号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の位置検出装置では、暗電流を検出するために絶えず暗電流電圧を保持する必要があり、回路構成が煩雑となると共に、例えば、取り付け時の誤差やシステム構成上の問題によりIRED(発光部)とPSD(受光部)との相対距離が変化した場合、PSDの出力電流の補正が困難であった。
【0007】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができる位置検出装置、位置検出方法及び撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置検出装置は、光を発光する発光部と、前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部と、前記発光部を消灯した状態で、前記受光部より出力される電流を暗電流として検出する暗電流検出部と、前記暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する補正係数算出部と、前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数算出部によって算出された補正係数により前記差電流を位置データに変換する位置データ変換部とを備える。
【0009】
この構成によれば、発光部により光が発光され、発光部からの光が受光部によって受光され、受光面の受光位置に応じた電流が出力される。そして、暗電流検出部によって、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、補正係数算出部によって、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、位置データ変換部によって、受光部からの差電流が検出され、補正係数算出部によって算出された補正係数により差電流が位置データに変換される。
【0010】
したがって、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部より出力される電流の差電流に当該補正係数を乗算することにより位置データに変換されるので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができる。
【0011】
また、上記の位置検出装置において、前記補正係数算出部は、所定のタイミングで前記暗電流検出部によって検出された暗電流から前記補正係数を算出することが好ましい。
【0012】
この構成によれば、所定のタイミングで暗電流検出部によって検出される暗電流から補正係数が算出される。したがって、経時変化による温度上昇の影響を受けて発生する暗電流が所定のタイミングで検出され、この所定のタイミングで検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出されるので、温度上昇に応じてリアルタイムで受光部の暗電流の補正を行うことができる。
【0013】
また、上記の位置検出装置において、電源がオンされてからの経過時間を計測する計測部をさらに備え、前記計測部によって計測された経過時間が、所定の時間に達した場合に、前記補正係数算出部は、前記暗電流検出部によって検出された暗電流から前記補正係数を算出することが好ましい。
【0014】
この構成によれば、計測部によって、電源がオンされてからの経過時間が計測され、計測部によって計測された経過時間が、所定の時間に達した場合に、暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出される。したがって、電源オン直後の受光部の温度が低い状態では暗電流の発生量が少ないので、暗電流検出部によって検出された暗電流から補正係数を算出する処理を行わず、電源がオンされてからの経過時間が所定の時間に達した場合に、暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する処理が行われるので、暗電流を補正するための処理にかかる負担を軽減することができる。
【0015】
また、本発明に係る位置検出方法は、発光部から光を発光する工程と、前記発光部を消灯した状態で、前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部より出力される電流を暗電流として検出する工程と、前記検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する工程と、前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数により前記差電流を位置データに変換する工程とを備える。
【0016】
この構成によれば、発光部により光が発光され、発光部からの光が受光部によって受光され、受光面の受光位置に応じた電流が出力される。そして、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部からの差電流が検出され、補正係数により差電流が位置データに変換される。
【0017】
したがって、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部より出力される電流の差電流に当該補正係数を乗算することにより差電流が位置データに変換されるので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができる。
【0018】
また、本発明に係る撮像装置は、手振れを補正するための手振れ補正用光学系を備える撮像装置において、前記手振れ補正用光学系を駆動するアクチュエータと、前記手振れ補正用光学系の現在位置を検出する位置検出部と、前記手振れ補正用光学系の制御目標位置を演算する演算部と、前記手振れ補正用光学系が前記制御目標位置に追随するように、前記現在位置と前記制御目標位置との差に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部とを備え、前記位置検出部は、光を発光する発光部と、前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部と、前記発光部を消灯した状態で、前記受光部より出力される電流を暗電流として検出する暗電流検出部と、前記暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する補正係数算出部と、前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数算出部によって算出された補正係数により前記差電流を前記手振れ補正用光学系の現在位置に変換する変換部とを備える。
【0019】
この構成によれば、アクチュエータによって、手振れを補正するための手振れ補正用光学系が駆動され、位置検出部によって、手振れ補正用光学系の現在位置が検出される。位置検出部では、発光部により光が発光され、発光部からの光が受光部によって受光され、受光面の受光位置に応じた電流が出力される。そして、暗電流検出部によって、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、補正係数算出部によって、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、位置データ変換部によって、受光部からの差電流が検出され、補正係数算出部によって算出された補正係数により差電流が前記手振れ補正用光学系の現在位置に変換される。そして、演算部によって、手振れ補正用光学系の制御目標位置が演算され、駆動制御部によって、手振れ補正用光学系が制御目標位置に追随するように、現在位置と制御目標位置との差に応じてアクチュエータの駆動が制御される。
【0020】
したがって、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部より出力される電流の差電流に当該補正係数を乗算することにより差電流が前記手振れ補正用光学系の現在位置に変換されるので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができ、さらに受光部の暗電流が補正されるので、高精度の手振れ補正を実現することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0022】
図1は、本実施形態における手振れ補正機能付きカメラの構成を概略的に示すブロック図である。
【0023】
図1において、本実施形態における手振れ補正機能付きカメラ1は、カメラ本体2及び撮影レンズ3を備えて構成される。カメラ本体2は、P振れ検出ジャイロ11、Ya振れ検出ジャイロ12、振れ検出回路13、振れ量検出回路14、係数変換回路15、レリーズ釦16、シーケンスコントロール回路17及び制御回路18を備える。撮影レンズ3は、Y方向位置センサ21、Y方向駆動アクチュエータ22、X方向位置センサ23、X方向駆動アクチュエータ24、駆動回路25、温度センサ26、手振れ補正光学系27及び撮影光学系28を備えて構成される。なお、本実施形態において、カメラ1に対して横方向をX軸方向とし、カメラ1に対して縦方向をY軸方向とし、X軸周りの回転方向をピッチ(P)方向とし、Y軸周りの回転方向をヨー(Ya)方向とする。
【0024】
まず、カメラ本体2について説明する。レリーズ釦16は、半押しされる半押し状態で撮影準備状態となる。この撮影準備状態では、被写体に自動的にピントを合わせるオートフォーカス(AF)、露出を自動的に決定するオートエクスポージャー(AE)及び手振れ補正機能が動作する。手振れ補正機能は、フレーミングを容易にするために半押し状態中は連続して動作し続ける。また、レリーズ釦16が、撮影者によって全押しされる全押し状態にされると、撮影が行われる。すなわち、AEで決定された露出状態に従って、撮像素子(不図示)が適正露出になるように露光制御が行われる。なお、暗所では、シャッタスピードが低速となり、カメラ振れが発生するので、この間もカメラの振れによる像振れを補正するように、適正な振れ補正制御が行われる。
【0025】
P振れ検出ジャイロ11は、カメラのY方向の振れを検出するジャイロセンサであり、Ya振れ検出ジャイロ12は、カメラのX方向の振れを検出するジャイロセンサである。ジャイロセンサは、測定対象物(本実施形態ではカメラ)が振れによって回転した場合における振れの角速度を検出する。ジャイロセンサは、圧電素子を有しており、電圧を圧電素子に印加することによって振動させる。そして、この圧電素子に回転運動による角速度が加わると、振動方向に対して直角の方向にコリオリ力が発生し、圧電素子に歪みが生じる。ジャイロセンサは、この歪みを電気信号として取り出すことによって、角速度を検出する。
【0026】
P振れ検出ジャイロ11が検出したP振れ角速度信号及びYa振れ検出ジャイロ12が検出したYa振れ角速度信号は、振れ検出回路13に入力される。振れ検出回路13は、各角速度信号からノイズ及びドリフトを低減するためのフィルタ回路(ローパスフィルタ及びハイパスフィルタ)及び各角速度信号を増幅するための増幅回路などを備えて構成される。
【0027】
振れ検出回路13から出力される各角速度信号は、振れ量検出回路14に入力される。振れ量検出回路14は、各角速度信号を所定の時間間隔で取り込み、カメラのX方向の振れ量をdetx、Y方向の振れ量をdetyとして係数変換回路15に出力する。
【0028】
係数変換回路15は、手振れ補正光学系27の固体ばらつきや周囲温度に応じて補正しつつ、各方向の振れ量(detx,dety)を各方向の移動量(px,py)に変換する。手振れ補正光学系27の固体ばらつきは、例えば、カメラ本体の出荷時の検査において、実測値をカメラ本体に搭載されているメモリ(不図示)に記憶させる。温度特性も実測するなどして該メモリに記憶させる。
【0029】
係数変換回路15から出力された各方向の移動量(px、py)を示す信号は、制御回路18に入力される。制御回路18は、駆動回路25、X,Y方向駆動アクチュエータ24,22及びX,Y方向位置センサ23,21の温度等による環境変化や経時変化を考慮して、各方向の移動量(px、py)を示す信号を実際の駆動信号(drvx、drvy)に変換する。
【0030】
制御回路18から出力された各方向の駆動信号(drvx、drvy)は、駆動回路25に入力される。
【0031】
これら振れ量検出回路14、係数変換回路15及び制御回路18の動作は、シーケンスコントロール回路17によって制御される。すなわち、シーケンスコントロール回路17は、レリーズ釦16が全押しされると、振れ量検出回路14を制御することによって、各方向の振れ量(detx,dety)を取り込む。次に、シーケンスコントロール回路17は、係数変換回路15を制御することによって、各方向の振れ量を各方向の移動量(px、py)に変換させる。次に、シーケンスコントロール回路17は、制御回路18を制御することにより、各方向の移動量に基づいて操作値を演算させる。このような動作を手振れを補正するために、レリーズ釦16が全押しされ露光が終了するまでの期間中、一定の時間間隔で繰り返し行われる。ここで、カメラの振れ、いわゆる手振れは、約10Hzの小振幅である筋肉の振動、3Hz以下の大振幅である体の揺れ、及び、5Hz程度の大振幅であるレリーズ釦16を操作する際に生じる振れが合成された振動であると言われている。このことから、本実施形態では例えば0.0005秒間隔(2kHz)で手振れ補正を行う。
【0032】
なお、シーケンスコントロール回路17は、レリーズ釦16が半押しされると不図示の回路を用いて測光や被写体距離検出などの撮影の準備を行い、レリーズ釦16が全押しされるとフォーカス調整用のレンズを駆動するなどして撮影を行う動作も行う。
【0033】
次に、撮影レンズ3について説明する。温度センサ26は、例えば、サーミスタなどであり、周囲温度を検出してカメラ本体2の係数変換回路15及び制御回路18に検出結果を出力する。検出結果は、温度による特性の変化を補正するために利用される。例えば、手振れ補正光学系27や各方向の位置センサ21、23の温度変化に対する補正、各方向の駆動アクチュエータ22、24の基本駆動周波数、駆動電圧などの補正である。これらは、カメラ本体2内の前述のメモリ(不図示)に各特性ごとに温度に対する補正値を示すLUテーブルを予め記憶させることで行う。
【0034】
撮影光学系28は、被写体からの被写体光を撮像面に結像させる。手振れ補正光学系27は、手振れを補正するためのレンズであり、被写体からの被写体光を屈折させる。
【0035】
Y方向位置センサ21は、手振れ補正光学系27のY方向の位置を検出し、検出結果を駆動回路25に出力する。Y方向駆動アクチュエータ22は、例えば、圧電素子を用いたインパクト型圧電アクチュエータであり、駆動回路25から出力される駆動電圧に従って手振れ補正光学系27をY方向に移動する。X方向位置センサ23は、手振れ補正光学系27のX方向の位置を検出し、検出結果を駆動回路25に出力する。X方向駆動アクチュエータ24は、例えば、圧電素子を用いたインパクト型圧電アクチュエータであり、駆動回路25から出力される駆動電圧に従って手振れ補正光学系27をX方向に移動する。
【0036】
Y方向位置センサ21及びX方向位置センサ23は、例えば、赤外発光ダイオード(IRED)とスリットとを可動側に搭載させ、固定側にポジションセンサ(PSD,Position Sensitive Devices)を搭載させて構成される。Y方向位置センサ21及びX方向位置センサ23の各出力は、制御回路18に入力される。駆動回路25は、カメラ本体2の制御回路18から出力された制御信号に基づいてY方向駆動アクチュエータ22及びX方向駆動アクチュエータ24にそれぞれ駆動電圧を供給する。
【0037】
次に、手振れ補正光学系ユニットの構成について説明する。
【0038】
図2は、手振れ補正光学系ユニットの構成を概略的に示す図である。
【0039】
図2において、手振れ補正光学系ユニット4は、Y方向駆動アクチュエータ22、X方向駆動アクチュエータ24、手振れ補正光学系27、土台30、台板31、レンズ枠32、Y方向スライド軸34y、X方向スライド軸34x、Y方向スライドガイド35y、X方向スライドガイド35x、Y方向サブガイド36y及びX方向サブガイド36xを備えて構成される。
【0040】
土台30は、手振れ補正光学系ユニット4の各部を搭載する部材である。土台30は、撮影レンズ3の鏡胴に固定される。X方向駆動アクチュエータ24は、例えば、素子固定式構造のインパクト型圧電アクチュエータであり、土台30の一方向に固定されて搭載される。X方向駆動アクチュエータ24の移動部材241xが移動する方向をX方向とする。
【0041】
X方向スライドガイド35xは、基部の両端に一対の凸形状のスライダを備えた略コ字形状をした動力伝達部材である。このX方向スライドガイド35xの基部は、移動部材241xに固着され、一対のスライダの端部は、それぞれにおいて、一方の端部が基部に固着し、他方の端部が台板31に固着している。そして、一対のスライダには、X方向スライド軸34xが貫通する孔を有し、X方向スライド軸34xに沿って移動可能となっている。X方向スライド軸34xは、X方向スライドガイド35xがX方向スライド軸34xに沿って移動可能となるように土台30と間隔を空けて、その両端部が土台30に固着されている。一方、台板31には、X方向スライドガイド35xが固着されている側と対向する側にX方向サブガイド36xのスライダが固着されている。X方向サブガイド36xは、スライダとスライダ軸とからなる。X方向サブガイド36xのスライダは、スライダ軸を貫通する孔を有し、このスライダ軸は、該スライダがスライダ軸に沿って移動可能となるように土台30と間隔を空けて、その両端部が土台30に固着されている。これによってX方向サブガイド36xは、台板31がX方向にスムーズに移動するようにX方向スライドガイド35xを補助すると共に、光軸方向に台板31が傾かないように支えている。
【0042】
Y方向駆動アクチュエータ22は、例えば、素子固定式構造のインパクト型圧電アクチュエータであり、X方向と直交するように台板31に固定されて搭載される。
【0043】
Y方向スライドガイド35yは、基部の両端に一対の凸形状のスライダを備えた略コ字形状をした動力伝達部材である。このY方向スライドガイド35yの基部は、移動部材221yに固着され、一対のスライダの端部は、それぞれにおいて、一方の端部が基部に固着し、他方の端部がレンズ枠32に固着している。そして、一対のスライダには、Y方向スライド軸34yが貫通する孔を有し、Y方向スライド軸34yに沿って移動可能となっている。Y方向スライド軸34yは、Y方向スライドガイド35yがY方向スライド軸34yに沿って移動可能となるように台板31と間隔を空けて、その両端部が台板31に固着されている。一方、レンズ枠32には、Y方向スライドガイド35yが固着されている側と対向する側にY方向サブガイド36yのスライダが固着されている。Y方向サブガイド36yは、スライダとスライダ軸とからなる。Y方向サブガイド36yのスライダは、スライダ軸を貫通する孔を有し、このスライダ軸は、該スライダがスライダ軸に沿って移動可能となるように台板31と間隔を空けて、その両端部が台板31に固着されている。これによってY方向サブガイド36yは、レンズ枠32がY方向にスムーズに移動するようにY方向スライドガイド35yを補助すると共に、光軸方向にレンズ枠32が傾かないように支えている。レンズ枠32は、手振れ補正光学系27を保持する保持部材である。
【0044】
このような構成によって、手振れ補正光学系27は、制御回路18による位置サーボ制御の基で、最適な制御(速度)状態で、X方向、Y方向に連続的に追随制御しながら被写体光をそれぞれの方向に屈折する。その結果、手振れ補正が可能となる。
【0045】
次に、制御回路18及びその周辺回路についてさらに説明する。
【0046】
図3は、制御回路及びその周辺回路の構成を示すブロック図である。なお、手振れ補正は、X方向及びY方向について補正するので、X方向駆動アクチュエータ24を制御する構成及びY方向駆動アクチュエータ22を制御する構成が必要である。これら両構成は同一であるので、図3は、X方向駆動アクチュエータ24を制御する構成を示し、Y方向駆動アクチュエータ22を制御する構成については省略してある。以下の説明もY方向駆動アクチュエータ22を制御する構成については省略する。
【0047】
図3において、制御回路18は、減算回路180、PID181、LUテーブル回路(LUT)182、DAC183、PWMコントローラ184、PWM回路185、駆動周波数決定回路186、単位変換回路187及びADC188を備えて構成される。駆動回路25は、電圧変更回路251及びHブリッジ回路252を備えて構成され、X方向位置センサ23は、IRED231、PSD232及びPSD信号処理回路233を備えて構成される。
【0048】
X方向駆動アクチュエータ24の移動部材に取り付けられたIRED231の赤外線は、スリットを介してPSD232に入射される。PSD232は、この赤外線を検出し、検出結果をPSD信号処理回路233に出力する。PSD信号処理回路233は、検出結果を移動部材の現在位置pxn、すなわち、手振れ補正光学系27の現在位置pxnを示すアナログ電圧になるように処理して、該アナログ電圧を制御回路18のADC188に出力する。
【0049】
ADC188は、アナログ・ディジタル変換回路であり、手振れ補正光学系27の現在位置pxnを示すアナログ電圧を10ビット(bit)のディジタル信号に変換し、単位変換回路187に出力する。単位変換回路187は、係数変換回路17から入力された目標位置pxと同じ単位になるように、ディジタル信号に変換された現在位置を示す信号を定倍(Kps倍)するとともに、PSD232において発生する暗電流を補正するための暗電流補正係数αpxを乗算する。
Kps倍されるとともに、暗電流補正係数αpxが乗算された現在位置を示す信号は、駆動周波数決定回路186と目標位置pxを示す信号が入力される減算回路180とに入力される。
【0050】
駆動周波数決定回路186は、特定の条件下における駆動周波数であるアクチュエータの基本駆動周波数を基に、手振れ補正光学系27の固体ばらつき及び温度特性を考慮して、駆動周波数を演算する。すなわち、駆動周波数決定回路186は、手振れ補正光学系27の固体ばらつき及び周囲温度に応じて基本駆動周波数を補正して駆動周波数を演算する。駆動周波数における手振れ補正光学系27の固体ばらつきは、例えば、カメラ本体の出荷時の検査において補正値を実測するなどして補正値をカメラ本体に搭載されている前述のメモリ(不図示)に記憶させる。駆動周波数の温度特性も実測などすることによって温度補正テーブルとして基本駆動周波数の補正値を温度ごとに該メモリに記憶させる。駆動周波数決定回路186で演算された駆動周波数を示す信号は、PWMコントローラ184に入力される。このように駆動周波数決定回路186によって基本駆動周波数が補正されるので、手振れ補正光学系27の固体ばらつきや温度変化があった場合でも、適切な基本駆動周波数となる。
【0051】
一方、係数変換回路17から制御回路18に入力された目標位置pxを示す信号は、減算回路180で現在位置pxnを示す信号で減算される。減算された制御偏差信号は、PID181に入力される。PID181は、目標位置pxと現在位置pxnとの差に対して最適な操作値となるように、比例、微分、積分のゲインを決定する。このゲインで増幅された制御偏差信号は、PID181からLUテーブル回路182とPWMコントローラ184に入力される。
【0052】
LUテーブル回路182は、メモリ内の電圧LUテーブルを参照して、制御偏差信号に応じて駆動電圧の直流電源電圧Vpの電圧値を決定する。決定された駆動電圧の電圧値は、DAC183に入力される。ここで、LUテーブル回路182は、比例ゲイン、微分ゲイン(高周波成分のゲイン)などでは設定が困難な、非線形部分のゲインを設定する。例えば、本駆動装置の場合では、0〜1.5Vを印加しても摩擦によって動作しない不感帯に対応する観点から、その値の制御値が入力されても1.5Vを出力すると共に、駆動装置の耐久性を確保する観点から駆動装置の不要な高温化を避けるため、印加電圧の最大値を制限する。このLUテーブルは、例えば、図4に示す特性を実現するようにテーブル化される。
すなわち、入力電圧が−5.5V以下の場合では出力電圧が−5.5で一定となるように、入力電圧が−5.5V以上0V未満では(出力電圧)=(4/5.5)×(入力電圧)−1.5の比例関係になるように、入力電圧が0V以上5.5V以下では(出力電圧)=(4/5.5)×(入力電圧)+1.5の比例関係になるように、そして、入力電圧が5.5V以上では出力電圧が5.5Vで一定となるように、テーブル化される。
【0053】
DAC183は、ディジタル・アナログ変換回路であり、この駆動電圧の電圧値を8ビットでアナログ電圧に変換し、駆動回路25に入力する。これによって、駆動回路25が図14に示す回路である場合に、直流電源電圧VpがLUテーブル回路182で決定された駆動電圧の電圧値に変更される。これによって、シャッターが開いて被写体像を撮像(露光)している間、手振れ補正が実施されるように、移動部材、すなわち、手振れ補正光学系27は所定の時間間隔で連続的に移動し続ける。
【0054】
また、PWMコントローラ184は、PID181からの制御偏差信号の符号に応じて手振れ補正光学系27の移動方向を決定し、これに応じてデューティー比Dを正方向の場合は3:7に、逆方向の場合は7:3に設定する。PWMコントローラ184は、駆動周波数決定回路186で演算された駆動周波数で、かつ、設定したデューティー比Dで矩形波電圧を発生させるように制御信号をPWM回路185に出力する。PWM回路185は、この状態の矩形波の駆動電圧を発生させ、駆動回路25のHブリッジ回路252に供給する。Hブリッジ回路252は、例えば、図14に示す回路が利用される。
【0055】
X方向駆動アクチュエータ24の電気機械変換素子は、このHブリッジ回路252によって駆動され、X方向駆動アクチュエータ24は、手振れ補正光学系27を所定の速度で目標位置に向かって移動させる。そして、制御回路18は、最新の目標位置px、現在位置pxnの差に対してPID回路181、LUT182及びDAC183で最適な印加電圧をHブリッジ回路252に印加すると共に、駆動周波数決定回路186、PWMコントローラ184及びPWM回路185からHブリッジ回路252に最適な駆動パルス信号を供給し続けることで、手振れ補正光学系27を連続的に駆動し、シャッターが開いている間は、手振れ補正を連続的に行うことが可能となる。
【0056】
次に、本実施形態における手振れ補正機能付きカメラの動作について説明する。
【0057】
撮影者によってレリーズ釦16が全押しされると、手振れを補正するために、シーケンスコントロール回路17は、P振れ検出ジャイロ11及びYa振れ検出ジャイロ12がそれぞれ検出した各方向の角速度を振れ量検出回路14及び係数変換回路15を用いて、手振れ補正光学系27を移動させるべき各方向の目標位置(px、py)を示す信号に変換させ、制御回路18に入力させる。
【0058】
X方向駆動アクチュエータ24とY方向駆動アクチュエータ22との動作は、同様なので、以下、X方向駆動アクチュエータ24の動作を説明する。
【0059】
制御回路18は、X方向位置センサ23から手振れ補正光学系27の現在位置pxnを示す信号を取得する。現在位置pxnを示す信号は、ADC188でディジタル信号に変換され、そして、単位変換回路187で目標位置pxを示す信号と同じ単位に変換される。変換された現在位置pxnを示す信号は、駆動周波数決定回路186及び目標位置pxを示す信号と減算する減算回路180に入力される。
【0060】
減算回路180は、目標位置pxから現在位置pxnを減算することによって制御偏差信号を演算し、制御偏差信号は、PID181で上記の処理がなされた後に、LUテーブル回路182及びPWMコントローラ184に出力される。LUテーブル回路182は、制御偏差信号に基づいて、電圧LUテーブルを参照することによって駆動電圧の電圧値Vpxを決定する。決定された電圧値Vpxは、DAC183でアナログ信号に変換された後に、駆動回路25の電圧変更回路251に入力され、駆動回路25の直流電源電圧の値が電圧値Vpxに設定される。
【0061】
一方、駆動周波数決定回路186は、現在位置pxnを示す信号が入力されたことをトリガーに、温度センサ26で検出された周囲温度に基づいて、不図示のメモリに記憶された温度補正テーブルを参照することによって検出周囲温度に対応する補正値を判断する。駆動周波数決定回路186は、該メモリに記憶された固体ばらつきによる補正値及び周囲温度による補正値によって、該メモリに記憶された基本駆動周波数を修正することで、駆動周波数を決定する。なお、この駆動周波数の決定は、手振れ補正のフィードバックの位置サーボ制御ごとに必ずしも行われる必要はなく、起動時のみに、または、数回に1回の割合でもよい。
【0062】
決定された駆動周波数を示す信号は、PWMコントローラ184にPID181の出力と共に入力される。PWMコントローラ184は、PID181の出力の符号から移動部材、すなわち手振れ補正光学系27の移動方向を判断し、この判断結果に基づいて、デューティー比Dを決定する。つまり、正方向に移動する場合にはデューティー比Dを3:7に決定し、逆方向に移動する場合にはデューティー比Dを7:3に決定する。そして、PWMコントローラ184は、PWM回路185を制御することによって、修正された駆動周波数及び決定したデューティー比DであるPWM信号を駆動回路25のHブリッジ回路252に供給する。Hブリッジ回路252は、直流電源電圧が電圧値Vpxで供給されたPWM信号に従ってX方向駆動アクチュエータ24の電気機械変換素子を駆動することによって、移動部材を所定の速度で移動させる。すなわち、手振れ補正光学系27を所定の速度で移動させる。
【0063】
制御回路18は、このような手振れ補正光学系27の位置制御をシャッターが開いて被写体像を撮像(露光)している間、所定の時間間隔で連続的に続ける。
すなわち、制御回路18は、最新の目標位置pxと最新の現在位置pxnとから最適な制御電圧を決定し、その電圧値に応じた速度でX方向駆動アクチュエータ24を繰り返し駆動する。ここで、最新の目標位置pxは、Ya振れ検出ジャイロ12の出力信号に基づいて算出され、最新の現在位置pxnは、X方向位置センサ23の出力信号から取得する。この位置サーボ制御は、基本的には、位置偏差(pxとpxnとの差)、速度偏差が大きい場合に、X方向駆動アクチュエータ24の電気機械変換素子の印加電圧値が大きくなって駆動速度が速くなるように最適化される。その結果、目標位置pxとの偏差が小さい状態で手振れ補正光学系27を駆動し続けることができる。
【0064】
このように本実施形態では、駆動電圧の周波数が基本駆動周波数に設定されるので、手振れ補正光学系27の速度及び位置を制御する場合に駆動周波数を制御する必要がない。そして、本実施形態では、駆動電圧の電圧値を調整することによって手振れ補正光学系27の駆動状態を最適化し、高性能な手振れ補正を行うことができる。さらに、本実施形態では、インパクト型圧電アクチュエータを手振れ補正光学系27の駆動装置に利用するので、撮影レンズ3の小型化、省電力化を図ることができる。そのため、カメラの小型化、省電力化を図ることができる。
【0065】
ここで、X方向位置センサ23の具体的な構成について説明する。図5は、X方向位置センサ23の具体的な構成を示す図である。なお、以下の説明では、X方向位置センサ23について説明し、Y方向位置センサ21については同様の構成であるので説明を省略する。
【0066】
IRED231は、内部の発光チップ231hを発光させることにより、光をPSD232に向けて照射する。IRED231とPSD232との間には、スリットSが設けられている。スリットSは、IRED231の発光光束を絞り、指向性を鋭くするためのスリットである。図5に示すようにスリットSは、IRED231から発光される光のエネルギーロスを抑えて指向性を鋭くするために、発光部側よりも受光部側のほうが狭くなっている。なお、本実施形態では、IRED231はX方向駆動アクチュエータ24の移動部材に取り付けられているが、図5を用いた以下の説明では、IRED231は手振れ補正光学系27に直接取り付けられているものとして説明する。IRED231は、手振れ補正光学系27に取り付けられているので、手振れ補正光学系27がX方向に移動することによってIRED231もX方向に移動する。IRED231からの光は、スリットSによって絞られ、PSD232に入射する。
【0067】
PSD232は、シリコンの表面にP層、裏面にN層、P層とN層との中間にあるI層から構成されるPIN構造となっている。P層の両端に電極a,bが設けられ、P層におけるこの両電極a,b間が受光面となっている。PSDの受光面に入射した光は、光電変換され、光電流としてP層に付けられた電極a,bから分割出力される。PSDにスポット光が入射すると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷が発生する。発生した電荷は光電流として抵抗層(P層)を通り、電極a,bより出力される。抵抗層は、受光面に均一な抵抗値をもつように作られているため、光電流は電極a,bまでの距離(抵抗値)に逆比例して分割され、取り出される。ここで、PSDの電極a,b間の距離をLとし、光電流をI0とし、電極a,bから取り出される電流をI1,I2とし、PSDの中心から入射光の入射位置までの距離をxAとすると、下記の(1)式が得られる。
(I2−I1)/(I1+I2)=2xA/L・・・・(1)
【0068】
上記(1)式に示すように、光電流I0の総電流(I1+I2)を一定にすることで、差電流(I2−I1)を検出すれば、距離xAを算出することができる。
【0069】
また、IRED231から出力される光は、移動検出方向であるX方向には狭く、X方向に垂直な方向(Y方向)には帯状に広がっている。したがって、X方向位置センサ23は、自身の検出方向(X方向)のみ検出することができ、手振れ補正光学系27が他の方向(Y方向)に移動したとしても、PSD232面上でのスリット光の状態は変化せず、位置検出信号には影響が出ないようになっている。
【0070】
図6は、図3に示すPSD信号処理回路233及びその周辺回路の構成を示すブロック図である。図6において、PSD信号処理回路233は、電流/電圧変換回路41,42、加算回路43、光源電流制御部44、減算回路45及び増幅LPF回路46を備えて構成される。また、制御回路18は、補正係数算出部51及び単位変換回路187を備えて構成される。
【0071】
電流/電圧変換回路41は、PSD232の一方の電極aから出力される電流I1を電圧VI1に変換する。電流/電圧変換回路42は、PSD232の他方の電極bから出力される電流I2を電圧VI2に変換する。
【0072】
加算回路43は、電流/電圧変換回路41によって変換された電圧VI1と、電流/電圧変換回路42によって変換された電圧VI2とを加算し、和電流(I1+I2)に相当する和電圧(VI1+VI2)を算出する。光源電流制御部44は、加算回路43によって加算された和電圧が一定値となるように光源(IRED)231を制御する。
【0073】
減算回路45は、電流/電圧変換回路42によって変換された電圧VI2から電流/電圧変換回路41によって変換された電圧VI1を減算し、差電流(I2−I1)に相当する差電圧(VI2−VI1)を算出する。増幅LPF回路46は、減算回路43によって減算された電圧が位置検出に最適な振幅となるように増幅すると共に、不要なノイズ成分を除去する。
【0074】
補正係数算出部51は、PSD232から出力される光電流から、PSD232から出力される光電流に含まれる暗電流を除去するための暗電流補正係数を算出し、算出した暗電流補正係数を単位変換回路187に出力する。なお、この暗電流補正係数については後述する。
【0075】
図7は、PSD信号処理回路の具体的な回路構成の一例を示す図である。
【0076】
スイッチSW1は、回路電源のオン/オフを切り換えるスイッチであり、制御回路18より入力されるPWRON信号に基づいて、電源電圧VccをPSD信号処理回路233内の各オペアンプに印加する。LレベルのPWRON信号がスイッチSW1に入力されると、回路電源がオフされ、HレベルのPWRON信号がスイッチSW1に入力されると、回路電源がオンされる。また、スイッチSW2は、IRED231のオン/オフを切り換えるスイッチであり、制御回路18より入力されるIREDON信号に基づいて、電源電圧VccをIRED231に印加する。LレベルのIREDON信号がスイッチSW2に入力されると、IRED231がオフ(消灯)され、HレベルのIREDON信号がスイッチSW2に入力されると、IRED231がオン(点灯)される。
【0077】
まず、PSD232により、光源(IRED)231から発光された光の重心位置が検出される。PSD232の電極aより電流I1が出力され、電極bより電流I2が出力される。電極aから出力された電流I1は電流/電圧変換回路41に出力され、電極bから出力された電流I2は電流/電圧変換回路42に出力される。電流/電圧変換回路41は、PSD232の電極aより出力された電流I1を検出容易な電圧値に変換し、電流I1から変換された電圧VI1を減算回路45及び加算回路43に出力する。電流/電圧変換回路42は、PSD232の電極bより出力された電流I2を検出容易な電圧値に変換し、電流I2から変換された電圧VI2を減算回路45及び加算回路43に出力する。減算回路45は、電圧VI2から電圧VI1を減算した差電圧VDIFを増幅LPF回路46に出力する。加算回路43は、電圧VI1と電圧VI2とを加算した和電圧VANDを光源電流制御部44及び制御回路18の補正係数算出部51に出力する。
【0078】
増幅LPF回路46は、減算回路43より出力された差電圧VDIF(=VI2−VI1)を制御回路18のADCレンジに最適なように所定倍αだけ増幅するとともに、不要な高周波ノイズを除去する(LPF)。所定の倍数αだけ増幅された差電圧VDIF(=VI2−VI1)は、実際の手振れ補正光学系27の位置に相当する電圧Vnとして制御回路18に出力される。
【0079】
光源電流制御部44は、IRED231の固体ばらつき、経時変化が生じた場合でもPSDより出力される和電流値(I1+I2)が一定値となるように第1のIRED42に流す電流を制御する。本実施の形態では、基準電圧値ICVREFに対して0.9Vだけ高い制御電圧値IRVREFになるように制御する。和電圧VAND(=VI1+VI2)が制御電圧IRVREF(=ICVREF+0.9)よりも高い電圧値となった場合は、コンパレータの出力はLレベルとなり、制御用トランジスタをOFFにする。一方、和電圧VANDが制御電圧IRVREFよりも低い電圧値となった場合は、コンパレータの出力はHレベル(略電圧値)となり、制御用トランジスタをONにしてIRED231に電流を流す。
この処理を高速にフィードバックすることで和電圧VANDの出力が制御電圧IRVREFと同等となり安定することとなる。
【0080】
ここで、PSDの暗電流について説明する。図8は、PSDの暗電流について説明するための図である。なお、図8において、横軸はPSDの受光位置を表し、縦軸はPSDの位置電圧(ADIN)を表している。暗電流とは、IREDの発光をオフした状態、すなわち暗黒状態において、PSDから流れ出す電流のことである。PSDの暗電流は、ばらつきが大きく、温度によって温度係数分増加する。図8に示すように、暗電流がある場合、暗電流がない場合に比べて、PSDの受光位置と位置電圧との関係を表す特性の傾きが緩やかになる。この傾きの差が、暗電流による検出誤差となる。そこで、本実施形態では、このPSDの暗電流による検出誤差を下記の(2)式により補正する。
pxn=αpx×Kps×(Vadinx−Vadinx0)・・・・(2)
【0081】
なお、上記(2)式において、pxnは、手振れ補正光学系27のX方向の現在位置(um)を表し、αpxは、暗電流による影響を除去するための暗電流補正係数を表し、Kpsは、移動量変換係数(um/bit)を表し、Vadinxは、PSDの差電流に相当する差電圧ADINのADC値(bit)を表し、Vadinx0は、初期調整時における差電圧ADINのADC値(bit)を表す。
【0082】
次に、暗電流補正係数αpxの算出方法について説明する。暗電流は、IREDをオフした時(IREDON=“L”)の和電圧VAND(=VI1+VI2)をモニタすることで検出することができる。本実施形態では、例えば、PSDの和電流値2(uA)=0.896(V)(VANDX−ICVREFの値)となるように設計されており、常温(25℃)で調整時のΔVANDX0=VANDX0−ICVREFの電圧値を暗電流が0(uA)であるとすると、実動作時には、暗電流電圧ΔVANDX=VANDX−ICVREFを算出することによって、暗電流補正係数αpxを算出し、暗電流補正係数αpxを上記(2)式に代入することによって現在位置pxnを算出する。
【0083】
すなわち、下記の(3)式に示すように、初期調整時における和電流に相当する和電圧Vandx0から基準電圧Vicvrefを減算することによって初期調整時における基準暗電流電圧ΔVandx0を算出し、あらかじめメモリに記憶しておく。
ΔVandx0=Vandx0−Vicvref・・・・(3)
【0084】
そして、下記の(4)式に示すように、実動作時における和電流に相当する和電圧Vandxから基準電圧Vicvrefを減算することによって実動作時における暗電流電圧ΔVandxを算出する。
ΔVandx=Vandx−Vicvref・・・・(4)
【0085】
そして、下記の(5)式に示すように、実動作時における和電流に相当する和電圧Vandxから初期調整時における基準暗電流電圧ΔVandx0を減算することによって差分暗電流電圧Vdifvandxを算出する。
Vdifvandx=ΔVandx−ΔVandx0・・・・(5)
【0086】
ここで、差分暗電流電圧Vdifvandxが所定値以下の場合、暗電流による補正を行わない。すなわち、差分暗電流電圧Vdifvandxが9(bit)(890(mV)×3/100(3%)×3(mV/bit))より小さい場合、暗電流による影響が少ないため、暗電流補正係数αpx=1とし、暗電流による補正を行わない。なお、本実施形態において、差分暗電流電圧Vdifvandxと比較される9(bit)は設計上の数値であり、暗電流の影響を考慮して所定の数値が用いられる。
【0087】
そして、差分暗電流電圧Vdifvandxが9(bit)以上である場合、下記の(6)式に示すように、差分暗電流電圧Vdifvandxを298(bit)(890(mV)/3(mV/bit))で除算した値に1を加算することで、暗電流補正係数αpxを算出する。なお、本実施形態において、差分暗電流電圧Vdifvandxを除算する298(bit)は設計上の数値であり、暗電流の影響を考慮して所定の数値が用いられる。
αpx=1+Vdifvandx/298・・・・(6)
【0088】
なお、上記(2)式から(6)式は、手振れ補正光学系27のX方向の位置を検出するX方向位置センサ23の有するPSDの暗電流を補正する場合について説明するものであるが、手振れ補正光学系27のY方向の位置を検出するY方向位置センサ21の有するPSDの暗電流を補正する場合についても上記と同様に行われる。すなわち、手振れ補正光学系27のY方向の現在位置pynは、下記の(7)式により求めることができ、手振れ補正光学系27のY方向の位置を検出するY方向位置センサ21の有するPSDの暗電流を補正するためのαpyは、下記の(8)式により求めることができる。
pyn=αpy×Kps×(Vadiny−Vadiny0)・・・・(7)
αpy=1+Vdifvandy/298・・・・(8)
【0089】
次に、初期調整時における制御回路の動作について説明する。図9は、初期調整時における制御回路の処理を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、常温の下で行われる処理であり、本実施形態における常温は、例えば、25℃である。
【0090】
ステップS1において、制御回路18は、IRED231,211のオン/オフを切り換えるスイッチSW2にLレベルの信号IREDONを出力し、IRED231,211をオフにする。なお、IRED211は、Y方向位置センサ21が有するIREDである。
【0091】
ステップS2において、制御回路18は、PSD信号処理回路233,213の回路電源のオン/オフを切り換えるスイッチSW1にHレベルの信号PWRONを出力し、回路電源をオンにする。なお、PSD信号処理回路213は、Y方向位置センサ21が有するPSD信号処理回路である。
【0092】
ステップS3において、制御回路18は、PSD信号処理回路233,213の各回路に電源電圧が印加されて安定するまでの時間だけ待機状態となる。なお、本実施形態では、PSD信号処理回路233が安定する安定化時間は、例えば、10msecに設定されている。
【0093】
ステップS4において、制御回路18は、後述するステップS7におけるループを考慮して1msecだけ待機する。
【0094】
ステップS5において、制御回路18は、PSD信号処理回路233,213の基準電圧値ICVREFをA/D変換し、A/D変換された基準電圧値ICVREFを取得する。また、制御回路18は、手振れ補正光学系27のX方向の位置を検出するX方向位置センサ23におけるPSD232の一方の電極から出力される電流I1と、他方の電極から出力される電流I2との和電流に相当する和電圧VANDXをA/D変換し、A/D変換された和電圧VANDXを取得する。
【0095】
ステップS6において、制御回路18は、手振れ補正光学系27のY方向の位置を検出するY方向位置センサ21におけるPSDの一方の電極から出力される電流I1と、他方の電極から出力される電流I2との和電流に相当する和電圧VANDYをA/D変換し、A/D変換された和電圧VANDYを取得する。
【0096】
ステップS7において、制御回路18は、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYを検出したか否かを判断する。すなわち、本実施形態では、基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYをそれぞれ複数回検出して平均化することによって検出誤差をなくして精度を高めている。なお、本実施形態において、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数は、例えば16回であり、上記ステップS4〜S6の処理が16回行われるが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、1回だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYを検出してもよく、また、16回以上検出して平均化してもよい。ここで、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYが検出された場合(ステップS7でYES)、ステップS8に移行し、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYが検出されていない場合(ステップS7でNO)、ステップS4に戻る。
【0097】
ステップS8において、制御回路18は、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ検出された基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYの平均値を算出する。すなわち、制御回路18は、基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYの16回分の平均値をそれぞれ算出する。なお、基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYを1回だけ検出する場合、ステップS4、ステップS7及びステップS8の処理は不要となり、処理を簡略化することができる。
【0098】
ステップS9において、制御回路18は、基準電圧値ICVREFの16回分の平均値である平均基準電圧値AVE_ICVREFを初期基準電圧値Vicvref0としてメモリ(EEPROM)に記憶し、和電圧VANDXの16回分の平均値である平均和電圧AVE_VANDXを初期和電圧Vandx0としてメモリ(EEPROM)に記憶し、和電圧VANDYの16回分の平均値である平均和電圧AVE_VANDYを初期和電圧Vandy0としてメモリ(EEPROM)に記憶する。
【0099】
このように、カメラ1の出荷時において、上記の初期調整処理が行われ、常温(25℃)時における暗電流による影響がない基準電圧値及びX,Y方向の和電流の電圧値をそれぞれ予めメモリに記憶しておく。
【0100】
図10は、手振れ補正時における暗電流を除去する暗電流除去処理を示すフローチャートである。なお、図10に示す暗電流除去処理は、制御回路18によって行われる処理である。
【0101】
ステップS11において、制御回路18は、PSD信号処理回路233,213の回路電源のオン/オフを切り換えるスイッチSW1にHレベルの信号PWRONを出力し、回路電源をオンにする。
【0102】
ステップS12において、制御回路18は、IRED231,211のオン/オフを切り換えるスイッチSW2にLレベルの信号IREDONを出力し、IRED231をオフにする。
【0103】
ステップS13において、制御回路18は、X方向位置センサ23のPSD232の和電流に相当する和電圧値VANDX及びY方向位置センサ21のPSD212の和電流に相当する和電圧値VANDYを検出する。なお、このステップS13における和電圧値VANDX,VANDYを検出する和電圧値検出処理については、図11を用いて後述する。
【0104】
ステップS14において、制御回路18は、ステップS13で検出されたX方向位置センサ23のPSD232の和電流に相当する和電圧値VANDX及びY方向位置センサ21のPSD212の和電流に相当する和電圧値VANDYと、初期調整時において検出された初期基準電圧値Vicvref0、X方向位置センサ23のPSDの和電流に相当する和電圧値Vandx0及びY方向位置センサ21のPSDの和電流に相当する和電圧値Vandy0とに基づいて暗電流補正係数を算出する。なお、このステップS14における暗電流補正係数を算出する暗電流補正係数算出処理については、図12を用いて後述する。
【0105】
ステップS15において、制御回路18は、P振れ検出ジャイロ11及びYa振れ検出ジャイロ12から出力される各角速度信号が安定する時間だけ待機する。
【0106】
図11は、図10のステップS13における和電圧値VANDX,VANDYを検出する和電圧値検出処理を示すフローチャートである。なお、図11に示す和電圧値VANDX,VANDY検出処理は、制御回路18によって行われる処理である。
【0107】
ステップS21において、制御回路18は、PSD信号処理回路233の各回路に電源電圧が印加されて安定するまでの時間だけ待機状態となる。なお、本実施形態では、PSD信号処理回路233が安定する安定化時間は、例えば、10msecに設定されている。
【0108】
ステップS22において、制御回路18は、後述するステップS25におけるループを考慮して1msecだけ待機する。
【0109】
ステップS23において、制御回路18は、PSD信号処理回路233,213の基準電圧値ICVREFをA/D変換し、A/D変換された基準電圧値ICVREFを取得する。また、制御回路18は、手振れ補正光学系27のX方向の位置を検出するX方向位置センサ23におけるPSD232の一方の電極から出力される電流I1と、他方の電極から出力される電流I2との和電流に相当する和電圧VANDXをA/D変換し、A/D変換された和電圧VANDXを取得する。
【0110】
ステップS24において、制御回路18は、手振れ補正光学系27のY方向の位置を検出するY方向位置センサ21におけるPSDの一方の電極から出力される電流I1と、他方の電極から出力される電流I2との和電流に相当する和電圧VANDYをA/D変換し、A/D変換された和電圧VANDYを取得する。
【0111】
ステップS25において、制御回路18は、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYを検出したか否かを判断する。すなわち、本実施形態では、基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYをそれぞれ複数回検出して平均化することによって検出誤差をなくして精度を高めている。なお、本実施形態において、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数は、例えば16回であり、上記ステップS22〜S24の処理が16回行われるが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、1回だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYを検出してもよく、また、16回以上検出して平均化してもよい。ここで、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYが検出された場合(ステップS25でYES)、ステップS26に移行し、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYが検出されていない場合(ステップS25でNO)、ステップS22に戻る。
【0112】
ステップS26において、制御回路18は、暗電流によるノイズを充分に除去することが可能な回数だけ検出された基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYの平均値を算出する。すなわち、制御回路18は、基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYの16回分の平均値をそれぞれ算出する。なお、基準電圧値ICVREF、和電圧VANDX及び和電圧VANDYを1回だけ検出する場合、ステップS22、ステップS25及びステップS26の処理は不要となり、処理を簡略化することができる。
【0113】
ステップS27において、制御回路18は、基準電圧値ICVREFの16回分の平均値を平均基準電圧値AVE_ICVREFとし、和電圧VANDXの16回分の平均値を平均和電圧AVE_VANDXとし、和電圧VANDYの16回分の平均値を平均和電圧AVE_VANDYとして、それぞれメモリに一時的に記憶する。
【0114】
図12は、図10のステップS14における暗電流補正係数を算出する暗電流補正係数算出処理を示すフローチャートである。なお、図12に示す暗電流補正係数算出処理は、制御回路18によって行われる処理である。
【0115】
ステップS31において、制御回路18は、X方向位置センサ23のPSDの暗電流を補正するための暗電流補正係数αpx及びY方向位置センサ21のPSDの暗電流を補正するための暗電流補正係数αpyを共に1に設定する。
【0116】
ステップS32において、制御回路18は、メモリに記憶されている初期和電圧Vandx0から初期基準電圧Vicvref0を減算することによって、基準暗電流電圧ΔVandx0を算出する。また、制御回路18は、メモリに記憶されている初期和電圧Vandy0から初期基準電圧Vicvref0を減算することによって、基準暗電流電圧ΔVandy0を算出する。
【0117】
ステップS33において、制御回路18は、ステップS27で算出した平均和電圧AVE_VANDXから平均基準電圧値AVE_ICVREFを減算することによって、暗電流電圧ΔVandxを算出する。また、制御回路18は、ステップS27で算出した平均和電圧AVE_VANDYから平均基準電圧値AVE_ICVREFを減算することによって、暗電流電圧ΔVandyを算出する。
【0118】
ステップS34において、制御回路18は、ステップS33で算出した暗電流電圧ΔVandxからステップS32で算出した基準暗電流電圧ΔVandx0を減算することによって、差分暗電流電圧Vdifvandxを算出する。また、制御回路18は、ステップS33で算出した暗電流電圧ΔVandyからステップS32で算出した基準暗電流電圧ΔVandy0を減算することによって、差分暗電流電圧Vdifvandyを算出する。
【0119】
ステップS35において、制御回路18は、ステップS34で算出した差分暗電流電圧Vdifvandxが9ビット以上であるか否かを判断する。ここで、差分暗電流電圧Vdifvandxが9ビット以上であれば(ステップS35でYES)、暗電流を補正するためにステップS36に移行し、差分暗電流電圧Vdifvandxが9ビットより小さければ(ステップS35でNO)、X方向位置センサ23は暗電流による影響が少なく、暗電流を補正する必要がないため、ステップS37に移行する。
【0120】
ステップS36において、制御回路18は、ステップS31でαpx=1と設定した暗電流補正係数αpxをαpx=1+Vdifvandx/298と設定する。なお、ステップS35で差分暗電流電圧Vdifvandxが9ビットより小さいと判断された場合、暗電流補正係数αpxはαpx=1のままであり、暗電流の補正は行われないこととなる。
【0121】
ステップS37において、制御回路18は、ステップS34で算出した差分暗電流電圧Vdifvandyが9ビット以上であるか否かを判断する。ここで、差分暗電流電圧Vdifvandyが9ビット以上であれば(ステップS37でYES)、暗電流を補正するためにステップS38に移行し、差分暗電流電圧Vdifvandyが9ビットより小さければ(ステップS37でNO)、X方向位置センサ23は暗電流による影響が少なく、暗電流を補正する必要がないため、リターンする。
【0122】
ステップS38において、制御回路18は、ステップS31でαpy=1と設定した暗電流補正係数αpyをαpy=1+Vdifvandy/298と設定する。なお、ステップS37で差分暗電流電圧Vdifvandyが9ビットより小さいと判断された場合、暗電流補正係数αpyはαpy=1のままであり、暗電流の補正は行われないこととなる。
【0123】
このように、X,Y方向位置センサ23,21のIRED231,211により光が発光され、IRED231,211からの光がX,Y方向位置センサ23,21のPSD232,212によって受光され、受光面の受光位置に応じた光電流が出力され、光源電流制御部44によって、PSD232,212から出力される光電流の和電流が検出されIRED231,211の光量が制御される。
そして、IRED231,211を消灯した状態で、PSD232,212より出力される光電流の和電流に相当する和電圧VANDX,VANDYが検出される。補正係数算出部51によって、和電圧VANDX,VANDYから基準電圧Vicvrefを減算した暗電流電圧ΔVandx,ΔVandyが算出される。さらに、補正係数算出部51によって、暗電流電圧ΔVandx,ΔVandyから、初期調整時に予め検出された基準和電圧VANDX0,VANDY0から基準電圧Vicvrefを減算した基準暗電流電圧ΔVandx0,ΔVandy0が減算され、差分暗電流電圧Vdifvandx,Vdifvandyが算出される。補正係数算出部51によって、差分暗電流電圧Vdifvandx,Vdifvandyに基づいて補正係数αpx,αpyが算出される。単位変換回路187によって、PSD232,212からの差電流に相当する電圧Vadinx,Vadinyが検出され、当該差電流に相当する電圧Vadinx,Vadinyが補正係数算出部51によって算出された補正係数αpx,αpyにより位置データに変換される。
【0124】
したがって、IRED231,211を消灯した状態で、PSD232,212より出力される光電流の和電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、PSD232,212より出力される光電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数αpx,αpyが算出され、PSD232,212より出力される光電流の差電流に当該補正係数αpx,αpyを乗算することにより位置データに変換されるので、PSD232,212の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができる。
【0125】
なお、図12に示す暗電流補正係数を算出する処理は、暗電流の発生に応じた所定のタイミングで行われる。すなわち、本実施形態におけるカメラ1は、電源がオンされてからの経過時間を計測するタイマを備えており、図12に示す暗電流補正係数を算出する処理は、例えば、1分間に1回行われる。暗電流補正係数を算出するタイミングは、特に上記に限定されず、例えば、1秒間に1回行うなどしてもよい。このように、所定のタイミングで検出される暗電流から補正係数が算出される。したがって、経時変化による温度上昇の影響を受けて発生する暗電流が所定のタイミングで検出され、この所定のタイミングで検出された暗電流から補正係数が算出されるので、温度上昇に応じてリアルタイムでPSDの暗電流の補正を行うことができる。
【0126】
また、暗電流は、PSDの温度変化により発生するものであり、電源オン時からの経過時間に応じてPSDの温度も高くなる。そこで、予めPSDの暗電流が発生する時間をメモリに記憶しておき、タイマによって計測された時間がメモリに記憶されている時間に達した場合に、暗電流を補正する処理を行ってもよい。
このように、タイマによって、電源がオンされてからの経過時間が計測され、タイマによって計測された経過時間が、暗電流の発生する所定の時間に達した場合に、検出された暗電流から補正係数が算出される。したがって、電源オン直後のPSDの温度が低い状態では暗電流の発生量が少ないので、検出された暗電流から補正係数を算出する処理を行わず、電源がオンされてからの経過時間が暗電流の発生する所定の時間に達した場合に、検出された暗電流から補正係数を算出する処理が行われるので、暗電流を補正するための処理にかかる負担を軽減することができる。
【0127】
さらに、暗電流は、高温時にその値が大きくなる傾向にある。そこで、予めPSDの暗電流が発生する温度をメモリに記憶しておき、温度センサ26によりPSDの温度を測定し、測定されたPSDの温度が、メモリに記憶されている温度以上になった場合に暗電流を補正する処理を行ってもよい。すなわち、例えば、PSDの温度が60℃以上になった場合に暗電流を補正する処理を行う。このように、温度センサ26によって、PSDの温度が測定され、温度センサ26によって測定された温度が、暗電流の発生する所定の温度に達した場合に、検出された暗電流から補正係数が算出される。したがって、電源オン直後のPSDの温度が低い状態では暗電流の発生量が少ないので、検出された暗電流から補正係数を算出する処理を行わず、PSDの温度が暗電流の発生する所定の温度に達した場合に、検出された暗電流から補正係数を算出する処理が行われるので、暗電流を補正するための処理にかかる負担を軽減することができる。
【0128】
次に、図13に駆動回路25の一実施例を示す。
【0129】
図13は、駆動回路の一実施例を示す回路図である。図14は、NチャネルHブリッジ回路と電気機械変換素子の印加電圧との関係を示す回路制御状態図である。図14(A)は、制御端子IN1、IN2、INCに印加する電圧値と電気機械変換素子への印加電圧方向との関係を示し、図14(B)〜(D)は、Hブリッジ回路の各スイッチ素子におけるオン・オフ状態と移動部材の移動方向との関係を示す。図15(A)は、X方向駆動アクチュエータに印加される電圧値Vpx(X方向駆動用のVp)であり、図15(B)は、X向駆動アクチュエータ駆動用のPWMパルスXpwmと、実際に電気機械変換素子に印加される印加電圧と関係を示す図である。図15(B)(a)は、X方向駆動アクチュエータに印加される電圧値Vpxを示し、図15(B)(b)は、X方向駆動アクチュエータ駆動用のPWMパルスXpwmを示し、そして、図15(B)(c)は、実際に電気機械変換素子に印加される印加電圧を示す。
【0130】
図13において、ドライバ回路90は、2チャンネル(ch)分として2個のHブリッジ回路96、99を内蔵し、その1chは、図14に示すように、Hブリッジを構成するスイッチ素子がNチャネルMOS型FETの回路である。Hブリッジ回路96は、ドライバ回路90の制御端子IN1に入力されるXpwmのHレベル/Lレベルによって駆動方向F/Rが制御され、Hブリッジ回路99は、ドライバ回路90の制御端子IN2に入力されるYpwmのHレベル/Lレベルによって駆動方向F/Rが制御される。ここで、FはForwardすなわち正方向を示し、RはReverseすなわち逆方向を示す。
【0131】
そして、ドライバ回路90の制御端子INCをLレベルにすることによって印加電圧をオフ状態とすることが可能である。ドライバ回路90の制御端子PSは、マイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略記する。)101のパワーセーブ制御端子に接続され、手振れ補正を使用しないタイミングにおいて回路をオフ状態にする。
【0132】
また、ドライバ回路90には、Hブリッジ回路96、99のNチャネルMOS型FETのオン/オフを制御可能とするようにMOS型FETにおける制御端子の電圧を昇圧してレベルシフトを行う機能ブロック(発振回路91、チャージポンプ回路92、レベルコントロール回路94及びレベルシフト回路98など)や制御端子IN1、IN2、INCの出力信号からMOS型FETのオン/オフを制御するためのSWコントロール機能ブロック(スイッチ回路95及びコントロール回路97など)が内蔵されており、マイコン101からの電圧値が低く、制御信号のための端子数が少ない場合でも、X方向駆動アクチュエータ24やY方向駆動アクチュエータ22における印加電圧が制御可能なように構成されている。
【0133】
なお、ドライバ回路90は、これら発振回路91、チャージポンプ回路92、レベルコントロール回路94及びコントロール回路97に基準電圧を供給するために、バンドギャップレファレンス回路93を内蔵している。
【0134】
ドライバ回路90に対して、実際にX方向駆動アクチュエータ24の電気機械変換素子及びY方向駆動アクチュエータ22の電気機械変換素子に印加される電圧は、それぞれVpx及びVpyとして外部から供給される。その制御方法は、マイコン101のD/A変換部であるDACA70、DACB80からXch用、Ych用として別々に供給される電圧値CVpx、CVpyをバッファ回路71、81を介して、差動増幅器72〜74、82〜84でレベルシフト及び増幅率変換を行い最適な印加電圧となって、印加電圧Vpx、VpyがX方向駆動アクチュエータ24の電気機械変換素子及びY方向駆動アクチュエータ22の電気機械変換素子にそれぞれ供給される。また、電源電圧Vpiは、X方向駆動アクチュエータ24やY方向駆動アクチュエータ22に使用される電気機械変換素子の容量(大きさ)によって一定値として、電池やDC/DCコンバータなどから供給される。なお、カメラのレンズを駆動する場合などでは、電源電圧Vpiは、6Vないし8V程度が好ましい。コンデンサ75、85は、電気機械変換素子に例えば約60kHzの高周波の方形波電圧が印加されても印加電圧が大きく変化しないようにするための電荷蓄積用コンデンサである。本実施形態の場合では、マイコン101から制御する印加電圧の変化サイクル(例えば1kHz)、最大電圧変化量及び電気機械変換素子の容量を考慮して1μF程度が好ましい。
【0135】
一方、図15(A)において、印加電圧制御値がVpxで固定されている場合、制御端子IN1のHレベル(Vcc)/Lレベル(GND)に応答してHブリッジ回路96の駆動方向F/Rが変化するために、実際の電気機械変換素子への印加電圧は、Vpx/−Vpxとして変化する。
【0136】
図15(B)に時間分解能を粗くしてVpxの変化も同時に示す。約60kHzのHブリッジ回路96の方向反転制御に対して、印加電圧を約1kHzで変化させて(最適印加電圧を更新して)実際の電気機械変換素子への印加電圧を制御している。この制御によって、電気機械変換素子は、常に最適な共振周波数(例えば約60kHz)で共振しながら、その平均速度は、1kHzサイクルで制御可能となる。手振れ補正光学系27の駆動中は、繰り返しこの制御を行う。
【0137】
また、本実施形態では、カメラ本体2にY方向駆動アクチュエータ22及びX方向駆動アクチュエータ24を制御する制御回路18を設けたが、制御回路18を撮影レンズ3側に備えるようにしてもよい。これにより、手振れ補正光学系27を制御する各回路をカメラ本体2より除去することができるので、カメラ本体2をより小型化、低コスト化を図ることができる。
【0138】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【0139】
(1)光を発光する発光部と、
前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部と、
前記発光部を消灯した状態で、前記受光部より出力される電流を暗電流として検出する暗電流検出部と、
前記暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数算出部によって算出された補正係数により前記差電流を位置データに変換する位置データ変換部とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【0140】
(2)前記補正係数算出部は、所定のタイミングで前記暗電流検出部によって検出された暗電流から前記補正係数を算出することを特徴とする上記(1)記載の位置検出装置。
【0141】
(3)電源がオンされてからの経過時間を計測する計測部をさらに備え、
前記計測部によって計測された経過時間が、所定の時間に達した場合に、前記補正係数算出部は、前記暗電流検出部によって検出された暗電流から前記補正係数を算出することを特徴とする上記(2)記載の位置検出装置。
【0142】
(4)前記受光部の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記温度検出部によって検出された温度が、所定の温度に達した場合に、前記補正係数算出部は、前記暗電流検出部によって検出された暗電流から前記補正係数を算出することを特徴とする上記(1)記載の位置検出装置。
【0143】
(5)発光部から光を発光する工程と、
前記発光部を消灯した状態で、前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部より出力される電流を暗電流として検出する工程と、
前記検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する工程と、
前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数により前記差電流を位置データに変換する工程とを備えることを特徴とする位置検出方法。
【0144】
(6)手振れを補正するための手振れ補正用光学系を備える撮像装置において、
前記手振れ補正用光学系を駆動するアクチュエータと、
前記手振れ補正用光学系の現在位置を検出する位置検出部と、
前記手振れ補正用光学系の制御目標位置を演算する演算部と、
前記手振れ補正用光学系が前記制御目標位置に追随するように、前記現在位置と前記制御目標位置との差に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部とを備え、
前記位置検出部は、光を発光する発光部と、
前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部と、
前記発光部を消灯した状態で、前記受光部より出力される電流を暗電流として検出する暗電流検出部と、
前記暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数算出部によって算出された補正係数により前記差電流を前記手振れ補正用光学系の現在位置に変換する変換部とを備えることを特徴とする撮像装置。
【0145】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部より出力される電流の差電流に当該補正係数を乗算することにより差電流が位置データに変換されるので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができる。
【0146】
請求項2に記載の発明によれば、所定のタイミングで暗電流検出部によって検出される暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出される。したがって、経時変化による温度上昇の影響を受けて発生する暗電流が所定のタイミングで検出され、この所定のタイミングで検出された暗電流に基づいて、当該暗電流を除去するための補正係数が算出されるので、温度上昇に応じてリアルタイムで受光部の暗電流の補正を行うことができる。
【0147】
請求項3に記載の発明によれば、電源オン直後の受光部の温度が低い状態では暗電流の発生量が少ないので、暗電流検出部によって検出された暗電流から補正係数を算出する処理を行わず、電源がオンされてからの経過時間が所定の時間に達した場合に、暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する処理が行われるので、暗電流を補正するための処理にかかる負担を軽減することができる。
【0148】
請求項4に記載の発明によれば、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部より出力される電流の差電流に当該補正係数を乗算することにより差電流が位置データに変換されるので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができる。
【0149】
請求項5に記載の発明によれば、発光部を消灯した状態で、受光部より出力される電流が暗電流として検出され、検出された暗電流に基づいて、受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数が算出され、受光部より出力される電流の差電流に当該補正係数を乗算することにより差電流が手振れ補正用光学系の現在位置に変換されるので、受光部の暗電流の補正を高性能に、かつ簡易に行うことができ、さらに受光部の暗電流が補正されるので、高精度の手振れ補正を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における手振れ補正機能付きカメラの構成を概略的に示すブロック図である。
【図2】手振れ補正光学系ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図3】制御回路及びその周辺回路の構成を示すブロック図である。
【図4】LUテーブル回路において用いられるルックアップテーブル化される特性の一例を示す図である。
【図5】X方向位置センサの具体的な構成を示す図である。
【図6】図3に示すPSD信号処理回路及びその周辺回路の構成を示すブロック図である。
【図7】PSD信号処理回路の具体的な回路構成の一例を示す図である。
【図8】PSDの暗電流について説明するための図である。
【図9】初期調整時における制御回路の処理を示すフローチャートである。
【図10】手振れ補正時における暗電流を除去する暗電流除去処理を示すフローチャートである。
【図11】図10のステップS13における和電圧値VANDX,VANDYを検出する和電圧値検出処理を示すフローチャートである。
【図12】図10のステップS14における暗電流補正係数を算出する暗電流補正係数算出処理を示すフローチャートである。
【図13】駆動回路の一実施例を示す回路図である。
【図14】NチャネルHブリッジ回路と電気機械変換素子の印加電圧との関係を示す回路制御状態図である。
【図15】X方向駆動アクチュエータに印加される電圧値Vpx(X方向駆動用のVp)と、X方向駆動アクチュエータ駆動用のPWMパルスXpwmと、実際に電気機械変換素子に印加される印加電圧と関係を示す図である。
【符号の説明】
11 P振れ検出ジャイロ
12 Ya振れ検出ジャイロ
13 振れ検出回路
14 振れ量検出回路
15 係数変換回路
16 レリーズ釦
17 シーケンスコントロール回路
18 制御回路
21 Y方向位置センサ
22 Y方向駆動アクチュエータ
23 X方向位置センサ
24 X方向駆動アクチュエータ
25 駆動回路
26 温度センサ
27 手振れ補正光学系
28 撮影光学系
41,42 電流/電圧変換回路
43 加算回路
44 光源電流制御部
45 減算回路
46 増幅LPF回路
51 補正係数算出部
187 単位変換回路
231 IRED
232 PSD[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a position detection device, and more particularly to a position detection device for detecting a position of a photographic lens of a camera, a position detection method, and an imaging device using the position detection device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a moving member having a photographing lens or the like is coupled to a rod-shaped driving member so as to have a predetermined frictional force, and an impact-type piezoelectric actuator formed by fixing a piezoelectric element to one end of the driving member. The following drive devices are known. When the piezoelectric actuator having this configuration is used for a focus lens, a zoom lens, a camera shake correction lens, and the like, it is necessary to control the position of the moving member in order to accurately perform focus adjustment, magnification adjustment, camera shake correction, and the like. Therefore, such a driving device is provided with a position detecting device for detecting the position of the taking lens. In this position detecting device, light from a light emitting element (IRED) is received by a semiconductor position detecting element (PSD), and the position of the moving member is detected by detecting a current corresponding to a light receiving position on the PSD.
[0003]
However, since the PSD is configured by a photoelectric conversion member such as a photodiode, a dark current depending on temperature is generated, and the dark current may adversely affect detection accuracy.
[0004]
Therefore, in the conventional position detecting device, a dark current holding means for holding a dark current voltage corresponding to the dark current of the PSD is provided, and the output current of the PSD is equivalent to the dark current voltage held by the dark current holding means by the subtraction circuit. The influence of the dark current is avoided by subtracting the current to be performed (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-239249
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the position detecting device of
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and provides a position detection device, a position detection method, and an imaging device that can easily and easily perform correction of dark current of a light receiving unit. The purpose is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A position detecting device according to the present invention includes a light emitting unit that emits light, a light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current according to a light receiving position on a light receiving surface, and a state in which the light emitting unit is turned off. A dark current detector that detects a current output from the light receiver as a dark current; and a dark current included in the current output from the light receiver based on the dark current detected by the dark current detector. A correction coefficient calculating unit for calculating a correction coefficient for eliminating the difference current, and position data for detecting a difference current from the light receiving unit and converting the difference current into position data based on the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit. A conversion unit.
[0009]
According to this configuration, light is emitted by the light emitting unit, light from the light emitting unit is received by the light receiving unit, and a current corresponding to a light receiving position on the light receiving surface is output. A current output from the light receiving unit is detected as a dark current by the dark current detecting unit in a state where the light emitting unit is turned off, and is output from the light receiving unit based on the detected dark current by the correction coefficient calculating unit. A correction coefficient for removing a dark current included in the current is calculated, a difference data from the light receiving unit is detected by the position data conversion unit, and the difference current is calculated based on the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit. Is converted to
[0010]
Therefore, in a state where the light emitting unit is turned off, the current output from the light receiving unit is detected as a dark current, and based on the detected dark current, the dark current included in the current output from the light receiving unit is removed. Since the correction coefficient is calculated and converted into position data by multiplying the difference current of the current output from the light receiving section by the correction coefficient, the dark current of the light receiving section can be corrected with high performance and easily. Can be.
[0011]
Further, in the above-described position detection device, it is preferable that the correction coefficient calculation unit calculates the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detection unit at a predetermined timing.
[0012]
According to this configuration, the correction coefficient is calculated from the dark current detected by the dark current detector at a predetermined timing. Therefore, a dark current generated under the influence of temperature rise due to aging is detected at a predetermined timing, and based on the dark current detected at the predetermined timing, the dark current included in the current output from the light receiving unit is determined. Since the correction coefficient for removing the image is calculated, the dark current of the light receiving unit can be corrected in real time according to the temperature rise.
[0013]
Further, in the above-described position detecting device, the position detecting device further includes a measuring unit for measuring an elapsed time from when the power is turned on, and when the elapsed time measured by the measuring unit reaches a predetermined time, the correction coefficient It is preferable that the calculation unit calculates the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detection unit.
[0014]
According to this configuration, the elapsed time from when the power is turned on is measured by the measurement unit, and when the elapsed time measured by the measurement unit reaches a predetermined time, the dark current detection unit detects the elapsed time. Based on the dark current, a correction coefficient for removing the dark current included in the current output from the light receiving unit is calculated. Therefore, when the temperature of the light-receiving unit is low immediately after the power is turned on, the amount of dark current generated is small, so that the process of calculating the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detection unit is not performed, Calculating a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving unit based on the dark current detected by the dark current detecting unit when the elapsed time of the predetermined time has elapsed. Is performed, it is possible to reduce the load on the process for correcting the dark current.
[0015]
Further, the position detection method according to the present invention includes a step of emitting light from a light emitting unit, and, in a state where the light emitting unit is turned off, receiving light from the light emitting unit and generating a current corresponding to a light receiving position on a light receiving surface. Detecting a current output from the light receiving unit as a dark current, and calculating a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving unit based on the detected dark current. And a step of detecting a difference current from the light receiving unit and converting the difference current into position data using the correction coefficient.
[0016]
According to this configuration, light is emitted by the light emitting unit, light from the light emitting unit is received by the light receiving unit, and a current corresponding to a light receiving position on the light receiving surface is output. Then, with the light emitting unit turned off, the current output from the light receiving unit is detected as a dark current, and based on the detected dark current, the dark current included in the current output from the light receiving unit is removed. A correction coefficient is calculated, a difference current from the light receiving unit is detected, and the difference current is converted into position data by the correction coefficient.
[0017]
Therefore, in a state where the light emitting unit is turned off, the current output from the light receiving unit is detected as a dark current, and based on the detected dark current, the dark current included in the current output from the light receiving unit is removed. A correction coefficient is calculated, and the difference current is converted into position data by multiplying the difference current of the current output from the light receiving section by the correction coefficient. Therefore, the correction of the dark current of the light receiving section is performed with high performance and is simplified. Can be done.
[0018]
An image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus including a camera shake correction optical system for correcting camera shake, wherein an actuator for driving the camera shake correction optical system and a current position of the camera shake correction optical system are detected. A position detection unit that calculates a control target position of the camera shake correction optical system, and a calculation unit that calculates the control target position of the camera shake correction optical system so that the camera shake correction optical system follows the control target position. A drive control unit that controls the drive of the actuator in accordance with the difference, wherein the position detection unit receives a light from the light emission unit, and receives light from the light emission unit according to a light receiving position on a light receiving surface. A light receiving unit that outputs a current, a dark current detecting unit that detects a current output from the light receiving unit as a dark current in a state where the light emitting unit is turned off, and a dark current that is detected by the dark current detecting unit. A correction coefficient calculating section for calculating a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving section, and a difference current from the light receiving section detected by the correction coefficient calculating section. A conversion unit that converts the difference current into a current position of the optical system for camera shake correction using the corrected correction coefficient.
[0019]
According to this configuration, the camera shake correction optical system for correcting camera shake is driven by the actuator, and the current position of the camera shake correction optical system is detected by the position detection unit. In the position detection unit, light is emitted by the light emitting unit, light from the light emitting unit is received by the light receiving unit, and a current corresponding to the light receiving position on the light receiving surface is output. A current output from the light receiving unit is detected as a dark current by the dark current detecting unit in a state where the light emitting unit is turned off, and is output from the light receiving unit based on the detected dark current by the correction coefficient calculating unit. A correction coefficient for removing a dark current included in the current is calculated, a difference current from the light receiving unit is detected by the position data conversion unit, and the difference current is calculated by the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit. The current position of the correction optical system is converted. The control unit calculates the control target position of the camera shake correction optical system according to the difference between the current position and the control target position so that the camera shake correction optical system follows the control target position. Thus, the driving of the actuator is controlled.
[0020]
Therefore, in a state where the light emitting unit is turned off, the current output from the light receiving unit is detected as a dark current, and based on the detected dark current, the dark current included in the current output from the light receiving unit is removed. A correction coefficient is calculated, and the difference current is converted to the current position of the optical system for camera shake correction by multiplying the difference current of the current output from the light receiving unit by the correction coefficient. Can be performed easily and with high performance, and the dark current of the light receiving unit is corrected, so that highly accurate camera shake correction can be realized.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0022]
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a camera with a camera shake correction function according to the present embodiment.
[0023]
In FIG. 1, a
[0024]
First, the
[0025]
The P
[0026]
The P shake angular velocity signal detected by the P
[0027]
Each angular velocity signal output from the
[0028]
The
[0029]
The signals indicating the movement amounts (px, py) in each direction output from the
[0030]
The drive signals (drvx, drvy) in each direction output from the
[0031]
The operations of the shake
[0032]
When the
[0033]
Next, the photographing
[0034]
The imaging
[0035]
The Y
[0036]
The Y-
[0037]
Next, the configuration of the camera shake correction optical system unit will be described.
[0038]
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of the camera shake correction optical system unit.
[0039]
2, the camera shake correction
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The Y-
[0043]
The Y-
[0044]
With such a configuration, the camera shake correction
[0045]
Next, the
[0046]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control circuit and its peripheral circuits. In addition, since the camera shake correction is performed in the X direction and the Y direction, a configuration for controlling the X
[0047]
3, the
[0048]
The infrared light of the
[0049]
The
The signal indicating the current position multiplied by Kps and multiplied by the dark current correction coefficient αpx is input to the drive
[0050]
The drive
[0051]
On the other hand, the signal indicating the target position px input from the
[0052]
The
That is, when the input voltage is -5.5 V or less, the output voltage is constant at -5.5, and when the input voltage is -5.5 V or more and less than 0 V, (output voltage) = (4 / 5.5). When the input voltage is 0 V or more and 5.5 V or less, the proportional relationship of (output voltage) = (4 / 5.5) × (input voltage) +1.5 so that a proportional relationship of × (input voltage) −1.5 is obtained. And the output voltage is constant at 5.5 V when the input voltage is 5.5 V or more.
[0053]
The
[0054]
Further, the
[0055]
The electromechanical transducer of the
[0056]
Next, the operation of the camera with a camera shake correction function according to the present embodiment will be described.
[0057]
When the
[0058]
Since the operations of the
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
On the other hand, the driving
[0062]
The signal indicating the determined drive frequency is input to the
[0063]
The
That is, the
[0064]
As described above, in the present embodiment, since the frequency of the drive voltage is set to the basic drive frequency, it is not necessary to control the drive frequency when controlling the speed and position of the camera shake correction
[0065]
Here, a specific configuration of the
[0066]
The
[0067]
The
(I 2 −I 1 ) / (I 1 + I 2 ) = 2x A /L...(1)
[0068]
As shown in the above equation (1), the photocurrent I 0 Total current (I 1 + I 2 ) Is constant, the difference current (I 2 −I 1 ), The distance x A Can be calculated.
[0069]
The light output from the
[0070]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the PSD
[0071]
The current /
[0072]
The
[0073]
The
[0074]
The correction
[0075]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a specific circuit configuration of the PSD signal processing circuit.
[0076]
The
[0077]
First, the
[0078]
The
[0079]
The light source
By feeding back this processing at a high speed, the output of the sum voltage VAND becomes equal to the control voltage IRVREF and is stabilized.
[0080]
Here, the dark current of the PSD will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining the dark current of the PSD. In FIG. 8, the horizontal axis represents the light receiving position of the PSD, and the vertical axis represents the position voltage (ADIN) of the PSD. The dark current is a current flowing out of the PSD in a state where light emission of the IRED is turned off, that is, in a dark state. The dark current of the PSD varies greatly and increases by the temperature coefficient depending on the temperature. As shown in FIG. 8, when there is a dark current, the slope of the characteristic representing the relationship between the light receiving position of the PSD and the position voltage becomes gentler than when there is no dark current. The difference in the inclination becomes a detection error due to the dark current. Therefore, in the present embodiment, the detection error due to the dark current of the PSD is corrected by the following equation (2).
pxn = αpx × Kps × (Vadinx−Vadinx0) (2)
[0081]
In the above equation (2), pxn represents the current position (um) in the X direction of the camera shake correction
[0082]
Next, a method of calculating the dark current correction coefficient αpx will be described. The dark current is the sum voltage VAND (= VI) when the IRED is turned off (IREDON = “L”). 1 + VI 2 ) Can be detected by monitoring. In the present embodiment, for example, it is designed so that the sum current value of the PSD 2 (uA) = 0.896 (V) (the value of VANDX-ICVREF), and ΔVANDX0 at the time of adjustment at normal temperature (25 ° C.) = Assuming that the dark current is 0 (uA) as the voltage value of VANDX0-ICVREF, the dark current correction coefficient αpx is calculated by calculating the dark current voltage ΔVANDX = VANDX-ICVREF in the actual operation, and the dark current correction coefficient The current position pxn is calculated by substituting αpx into the above equation (2).
[0083]
That is, as shown in the following equation (3), the reference dark current voltage ΔVandx0 at the time of the initial adjustment is calculated by subtracting the reference voltage Vicvref from the sum voltage Vandx0 corresponding to the sum current at the time of the initial adjustment, and is previously stored in the memory. Remember.
ΔVandx0 = Vandx0−Vicvref (3)
[0084]
Then, as shown in the following equation (4), the dark current voltage ΔVandx during the actual operation is calculated by subtracting the reference voltage Vicvref from the sum voltage Vandx corresponding to the sum current during the actual operation.
ΔVandx = Vandx−Vicvref (4)
[0085]
Then, as shown in the following equation (5), the difference dark current voltage Vdifandx is calculated by subtracting the reference dark current voltage ΔVandx0 during the initial adjustment from the sum voltage Vandx corresponding to the sum current during the actual operation.
Vdifandx = ΔVandx−ΔVandx0 (5)
[0086]
Here, when the difference dark current voltage Vdifbandx is equal to or less than a predetermined value, the correction based on the dark current is not performed. That is, when the differential dark current voltage Vdifbandx is smaller than 9 (bit) (890 (mV) × 3/100 (3%) × 3 (mV / bit)), the influence of the dark current is small, and the dark current correction coefficient αpx = 1 and no correction by dark current is performed. In the present embodiment, 9 (bit) to be compared with the differential dark current voltage Vdifbandx is a design numerical value, and a predetermined numerical value is used in consideration of the influence of the dark current.
[0087]
When the difference dark current voltage Vdifbandx is 9 (bit) or more, the difference dark current voltage Vdifbandx is set to 298 (bit) (890 (mV) / 3 (mV / bit) as shown in the following equation (6). ) Is added to 1 to calculate a dark current correction coefficient αpx. In the present embodiment, 298 (bit) for dividing the differential dark current voltage Vdifbandx is a design value, and a predetermined value is used in consideration of the influence of the dark current.
αpx = 1 + Vdifandx / 298 (6)
[0088]
Expressions (2) to (6) describe the case where the PSD dark current of the
pyn = αpy × Kps × (Vadiny−Vadiny0) (7)
αpy = 1 + Vdifandy / 298 (8)
[0089]
Next, the operation of the control circuit at the time of the initial adjustment will be described. FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of the control circuit at the time of the initial adjustment. In addition, the following process is a process performed under normal temperature, and the normal temperature in this embodiment is 25 degreeC, for example.
[0090]
In step S1, the
[0091]
In step S2, the
[0092]
In step S3, the
[0093]
In step S4, the
[0094]
In step S5, the
[0095]
In step S6, the
[0096]
In step S7, the
[0097]
In step S8, the
[0098]
In step S9, the
[0099]
As described above, when the
[0100]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a dark current removal process for removing a dark current during camera shake correction. The dark current removal processing shown in FIG. 10 is processing performed by the
[0101]
In step S11, the
[0102]
In step S12, the
[0103]
In step S13, the
[0104]
In step S14, the
[0105]
In step S15, the
[0106]
FIG. 11 is a flowchart showing the sum voltage value detection processing for detecting the sum voltage values VANDX and VANDY in step S13 of FIG. Note that the sum voltage values VANDX, VANDY detection processing shown in FIG. 11 is processing performed by the
[0107]
In step S21, the
[0108]
In step S22, the
[0109]
In step S23, the
[0110]
In step S24, the
[0111]
In step S25, the
[0112]
In step S26, the
[0113]
In step S27, the
[0114]
FIG. 12 is a flowchart showing the dark current correction coefficient calculation processing for calculating the dark current correction coefficient in step S14 of FIG. The dark current correction coefficient calculation process shown in FIG. 12 is a process performed by the
[0115]
In step S31, the
[0116]
In step S32, the
[0117]
In step S33, the
[0118]
In step S34, the
[0119]
In step S35, the
[0120]
In step S36, the
[0121]
In step S37, the
[0122]
In step S38, the
[0123]
As described above, light is emitted by the
Then, with the
[0124]
Therefore, with the
[0125]
The process of calculating the dark current correction coefficient shown in FIG. 12 is performed at a predetermined timing according to the occurrence of the dark current. That is, the
[0126]
Further, the dark current is generated due to a change in the temperature of the PSD, and the temperature of the PSD increases with the lapse of time from when the power is turned on. Thus, the time during which the dark current of the PSD is generated is stored in the memory in advance, and when the time measured by the timer reaches the time stored in the memory, the process of correcting the dark current may be performed. .
In this way, the timer measures the elapsed time from when the power is turned on, and when the elapsed time measured by the timer reaches a predetermined time during which the dark current occurs, correction is performed from the detected dark current. A coefficient is calculated. Therefore, when the temperature of the PSD is low immediately after the power is turned on, the amount of generation of the dark current is small. Therefore, the process of calculating the correction coefficient from the detected dark current is not performed, and the elapsed time since the power is turned on is the dark current When the predetermined time occurs, the process of calculating the correction coefficient from the detected dark current is performed, so that the load on the process for correcting the dark current can be reduced.
[0127]
Further, the dark current tends to increase at high temperatures. Therefore, the temperature at which the dark current of the PSD is generated is stored in the memory in advance, and the temperature of the PSD is measured by the
[0128]
Next, FIG. 13 shows an embodiment of the
[0129]
FIG. 13 is a circuit diagram showing one embodiment of the drive circuit. FIG. 14 is a circuit control state diagram showing the relationship between the N-channel H-bridge circuit and the voltage applied to the electromechanical transducer. FIG. 14A shows the relationship between the voltage value applied to the control terminals IN1, IN2, and INC and the direction of the voltage applied to the electromechanical transducer, and FIGS. 14B to 14D show the H-bridge circuit. The relationship between the ON / OFF state of each switch element and the moving direction of the moving member is shown. FIG. 15A shows a voltage value Vpx (Vp for X-direction driving) applied to the X-direction driving actuator, and FIG. 15B shows a PWM pulse Xpwm for driving the X-direction driving actuator. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between an applied voltage applied to an electromechanical transducer and an applied voltage. FIGS. 15B and 15A show a voltage value Vpx applied to the X-direction drive actuator, and FIGS. 15B and 15B show PWM pulses Xpwm for driving the X-direction drive actuator. 15 (B) and (c) show applied voltages actually applied to the electromechanical transducer.
[0130]
In FIG. 13, the
[0131]
Then, by setting the control terminal INC of the
[0132]
Further, the
[0133]
The
[0134]
With respect to the
[0135]
On the other hand, in FIG. 15A, when the applied voltage control value is fixed at Vpx, the driving direction F / H of the
[0136]
FIG. 15 (B) also shows a change in Vpx with a coarser time resolution. For the direction inversion control of the H-
[0137]
In the present embodiment, the
[0138]
The specific embodiments described above mainly include inventions having the following configurations.
[0139]
(1) a light emitting unit that emits light;
A light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current according to a light receiving position on a light receiving surface;
In a state where the light emitting unit is turned off, a dark current detecting unit that detects a current output from the light receiving unit as a dark current,
Based on the dark current detected by the dark current detection unit, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving unit,
A position data conversion unit that detects a difference current from the light receiving unit and converts the difference current into position data using a correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit.
[0140]
(2) The position detection device according to (1), wherein the correction coefficient calculation unit calculates the correction coefficient from a dark current detected by the dark current detection unit at a predetermined timing.
[0141]
(3) further comprising a measuring unit for measuring an elapsed time since the power is turned on,
When the elapsed time measured by the measurement unit reaches a predetermined time, the correction coefficient calculation unit calculates the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detection unit. The position detecting device according to the above (2).
[0142]
(4) further comprising a temperature detecting section for detecting a temperature of the light receiving section;
When the temperature detected by the temperature detecting section reaches a predetermined temperature, the correction coefficient calculating section calculates the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detecting section. The position detecting device according to the above (1).
[0143]
(5) emitting light from the light emitting unit;
In a state where the light emitting unit is turned off, a step of detecting as a dark current a current output from the light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current corresponding to a light receiving position on a light receiving surface,
Based on the detected dark current, a step of calculating a correction coefficient for removing the dark current included in the current output from the light receiving unit,
Detecting a difference current from the light receiving unit and converting the difference current into position data using the correction coefficient.
[0144]
(6) In an imaging apparatus including a camera shake correction optical system for correcting camera shake,
An actuator for driving the optical system for camera shake correction,
A position detection unit that detects a current position of the camera shake correction optical system,
A calculation unit for calculating a control target position of the camera shake correction optical system,
A drive control unit that controls the drive of the actuator according to a difference between the current position and the control target position, so that the camera shake correction optical system follows the control target position,
A light emitting unit that emits light,
A light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current according to a light receiving position on a light receiving surface;
In a state where the light emitting unit is turned off, a dark current detecting unit that detects a current output from the light receiving unit as a dark current,
Based on the dark current detected by the dark current detection unit, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving unit,
A conversion unit that detects a difference current from the light receiving unit and converts the difference current into a current position of the optical system for camera shake correction using a correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit. apparatus.
[0145]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, with the light emitting unit turned off, the current output from the light receiving unit is detected as a dark current, and the current output from the light receiving unit is determined based on the detected dark current. A correction coefficient for removing the included dark current is calculated, and the difference current is converted into position data by multiplying the difference current of the current output from the light receiving section by the correction coefficient. Can be easily corrected with high performance.
[0146]
According to the second aspect of the present invention, the correction coefficient for removing the dark current included in the current output from the light receiving unit is calculated based on the dark current detected by the dark current detecting unit at a predetermined timing. Is done. Therefore, a dark current generated under the influence of temperature rise due to aging is detected at a predetermined timing, and a correction coefficient for removing the dark current is calculated based on the dark current detected at the predetermined timing. Therefore, the dark current of the light receiving unit can be corrected in real time according to the temperature rise.
[0147]
According to the third aspect of the invention, since the amount of dark current generated is small when the temperature of the light receiving unit is low immediately after the power is turned on, the process of calculating the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detecting unit is performed. When the elapsed time from when the power is turned on reaches a predetermined time, the dark current included in the current output from the light receiving unit is removed based on the dark current detected by the dark current detecting unit. Since the processing for calculating the correction coefficient for performing the correction is performed, the load on the processing for correcting the dark current can be reduced.
[0148]
According to the invention as set forth in
[0149]
According to the fifth aspect of the present invention, in a state where the light emitting unit is turned off, the current output from the light receiving unit is detected as a dark current, and the current output from the light receiving unit is determined based on the detected dark current. A correction coefficient for removing the included dark current is calculated, and the difference current is converted to the current position of the optical system for camera shake correction by multiplying the difference current of the current output from the light receiving unit by the correction coefficient. In addition, the correction of the dark current of the light receiving section can be performed easily and with high performance, and the dark current of the light receiving section is corrected, so that a highly accurate camera shake correction can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a camera with a camera shake correction function according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a camera shake correction optical system unit.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control circuit and its peripheral circuits.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a characteristic that is formed into a lookup table used in the LU table circuit.
FIG. 5 is a diagram showing a specific configuration of an X-direction position sensor.
6 is a block diagram showing a configuration of a PSD signal processing circuit shown in FIG. 3 and its peripheral circuits.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a specific circuit configuration of a PSD signal processing circuit.
FIG. 8 is a diagram for describing a dark current of the PSD.
FIG. 9 is a flowchart illustrating processing of a control circuit at the time of initial adjustment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a dark current removal process for removing a dark current during camera shake correction.
11 is a flowchart showing a sum voltage value detection process for detecting sum voltage values VANDX and VANDY in step S13 in FIG.
FIG. 12 is a flowchart showing a dark current correction coefficient calculation process for calculating a dark current correction coefficient in step S14 of FIG.
FIG. 13 is a circuit diagram showing one embodiment of a drive circuit.
FIG. 14 is a circuit control state diagram showing a relationship between an N-channel H-bridge circuit and an applied voltage of an electromechanical transducer.
FIG. 15 shows a voltage value Vpx (Vp for X-direction drive) applied to the X-direction drive actuator, a PWM pulse Xpwm for driving the X-direction drive actuator, and an applied voltage actually applied to the electromechanical transducer. It is a figure showing a relation.
[Explanation of symbols]
11 P runout detection gyro
12 Ya shake detection gyro
13 Shake detection circuit
14 Runout detection circuit
15 Coefficient conversion circuit
16 Release button
17 Sequence control circuit
18 Control circuit
21 Y-direction position sensor
22 Y direction drive actuator
23 X direction position sensor
24 X direction drive actuator
25 Drive circuit
26 Temperature sensor
27 Camera shake correction optical system
28 Shooting Optical System
41, 42 current / voltage conversion circuit
43 Addition circuit
44 Light source current controller
45 Subtraction circuit
46 Amplification LPF circuit
51 Correction coefficient calculator
187 Unit conversion circuit
231 IRED
232 PSD
Claims (5)
前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部と、
前記発光部を消灯した状態で、前記受光部より出力される電流を暗電流として検出する暗電流検出部と、
前記暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数算出部によって算出された補正係数により前記差電流を位置データに変換する位置データ変換部とを備えることを特徴とする位置検出装置。A light emitting unit that emits light,
A light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current according to a light receiving position on a light receiving surface;
In a state where the light emitting unit is turned off, a dark current detecting unit that detects a current output from the light receiving unit as a dark current,
Based on the dark current detected by the dark current detection unit, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving unit,
A position data conversion unit that detects a difference current from the light receiving unit and converts the difference current into position data using a correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit.
前記計測部によって計測された経過時間が、所定の時間に達した場合に、前記補正係数算出部は、前記暗電流検出部によって検出された暗電流から前記補正係数を算出することを特徴とする請求項2記載の位置検出装置。It further includes a measuring unit that measures the elapsed time since the power was turned on,
When the elapsed time measured by the measurement unit reaches a predetermined time, the correction coefficient calculation unit calculates the correction coefficient from the dark current detected by the dark current detection unit. The position detecting device according to claim 2.
前記発光部を消灯した状態で、前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部より出力される電流を暗電流として検出する工程と、
前記検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する工程と、
前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数により前記差電流を位置データに変換する工程とを備えることを特徴とする位置検出方法。Emitting light from the light emitting unit;
In a state where the light emitting unit is turned off, a step of detecting as a dark current a current output from the light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current corresponding to a light receiving position on a light receiving surface,
Based on the detected dark current, a step of calculating a correction coefficient for removing the dark current included in the current output from the light receiving unit,
Detecting a difference current from the light receiving unit and converting the difference current into position data using the correction coefficient.
前記手振れ補正用光学系を駆動するアクチュエータと、
前記手振れ補正用光学系の現在位置を検出する位置検出部と、
前記手振れ補正用光学系の制御目標位置を演算する演算部と、
前記手振れ補正用光学系が前記制御目標位置に追随するように、前記現在位置と前記制御目標位置との差に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部とを備え、
前記位置検出部は、光を発光する発光部と、
前記発光部からの光を受光して受光面の受光位置に応じた電流を出力する受光部と、
前記発光部を消灯した状態で、前記受光部より出力される電流を暗電流として検出する暗電流検出部と、
前記暗電流検出部によって検出された暗電流に基づいて、前記受光部より出力される電流に含まれる暗電流を除去するための補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記受光部からの差電流を検出し、前記補正係数算出部によって算出された補正係数により前記差電流を前記手振れ補正用光学系の現在位置に変換する変換部とを備えることを特徴とする撮像装置。In an imaging apparatus including a camera shake correction optical system for correcting camera shake,
An actuator for driving the optical system for camera shake correction,
A position detection unit that detects a current position of the camera shake correction optical system,
A calculation unit for calculating a control target position of the camera shake correction optical system,
A drive control unit that controls the drive of the actuator according to a difference between the current position and the control target position, so that the camera shake correction optical system follows the control target position,
A light emitting unit that emits light,
A light receiving unit that receives light from the light emitting unit and outputs a current according to a light receiving position on a light receiving surface;
In a state where the light emitting unit is turned off, a dark current detecting unit that detects a current output from the light receiving unit as a dark current,
Based on the dark current detected by the dark current detection unit, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient for removing a dark current included in the current output from the light receiving unit,
A conversion unit that detects a difference current from the light receiving unit and converts the difference current into a current position of the optical system for camera shake correction using a correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003154834A JP2004354321A (en) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | Position detector, position detection method, and imager |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2004354321A true JP2004354321A (en) | 2004-12-16 |
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ID=34049385
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007309902A (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Olympus Imaging Corp | Light irradiation device |
JP2012128035A (en) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Nikon Corp | Shake correction device and optical apparatus |
-
2003
- 2003-05-30 JP JP2003154834A patent/JP2004354321A/en active Pending
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