JP2006129597A - 駆動方法、駆動機構及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 駆動機構は、所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータ3と、前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部4とを備える。前記駆動パルス発生制御部4には、所定のサンプリング周期S0〜S5が設定されている。この駆動パルス発生制御部4は、前記サンプリング周期S0〜S5毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行う。
【選択図】 図1
Description
(カメラ構造の説明)
図2は、本実施形態にかかるデジタルカメラ1の外観を示す図であって、図2(a)はその正面図、(b)は背面図をそれぞれ示している。この鏡胴内蔵型のデジタルカメラ1は、カメラ本体ボディ10の頂面にはレリーズ釦101等が、正面側には撮影窓部102や閃光部103等が、また背面側には各種の操作ボタン104や液晶モニタ(LCD)等からなる表示部105、ファインダー106等がそれぞれ配置されている。
図5は、上記制御回路4(駆動パルス発生制御部)の機能を説明するための機能ブロック図である(本発明にかかる駆動機構Gの一実施形態を示すブロック図でもある)。この制御回路4は、所定のサンプリング周期毎に、ピッチ方向モータ3a及びヨー方向モータ3bを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うことを主な機能としている。前記制御回路4は、サンプリング周期設定部41、ウェイト時間設定部42、サンプリング部43、比較部44、駆動方向判別部45及び出力パルス数算出部46を備えている。
続いて、制御回路4(駆動パルス発生制御部)により発生される駆動パルスの具体例及び動作について説明する。
図7は、サンプリング間隔毎のウェイト時間を特段考慮せず、且つ駆動パルスのパルスレートにより速度制御を行うような場合の、駆動パルス発生状態を示すタイムチャートである。この場合、パルスレートにより速度制御を行うことから、前記サンプリング周期設定部41には、鏡胴2の折点周波数f0に鑑み、1/f0以上の長周期となるようなサンプリング周期t11〜t14が設定されている。
図8は、以上の点に鑑みて、サンプリング間隔毎にウェイト時間を設定するものとし、且つ駆動パルスのパルスレートにより速度制御を行うような場合の、駆動パルス発生状態を示すタイムチャートである。この場合も、1/f0以上の長周期となるようなサンプリング周期t21〜t24が設定されると共に、制御回路4のウェイト時間設定部42に所定のウェイト時間が設定される。
図8に示した駆動パルス発生制御では、所定のウェイト時間が確保され、ステッピングモータの脱調の問題は解消できるという大きな利点があるが、サンプリング周期毎に算出した駆動パルスレートが脱調しないかの判定処理が必要となる(図9に示すフローチャートのステップ#3)ことから、処理が煩雑になるという点は否めない。また、駆動パルスレートを変更して速度制御するよりも、駆動パルスレートを一定とし、単純に各サンプリング間隔において出力する駆動パルスの数のみに依拠して速度制御を行う方が、制御処理をより簡素化できると言える。
最高速度=(1パルス時の移動量×駆動パルス数)/サンプリング間隔
上記関係式から明らかな通り、最高速度はサンプリング間隔を短くすることで大きくすることができる。
位置偏差e<2・Δx
すなわち、もし位置偏差eが2・Δxより大きくなってしまうと、最高速度でも目標位置への追随ができなくなり、サーボ制御が困難となるからである。
図13は、上記第3実施形態にかかる駆動パルス発生制御方法の変形実施形態にかかる第4実施形態のタイムチャートである。この第4実施形態は、駆動速度と位置決め分解能とを、各サンプリング周期t41〜t44において制御目標位置に応じて設定できるようにした駆動パルス発生制御方法である。
以上、本発明にかかる駆動機構(駆動方法)をデジタルカメラ1の振れ補正機構に適用した場合について説明したが、本発明は撮像装置の他の駆動機構にも適用可能である。図15は、動体追尾撮影を行う移動体カメラ(パン・チルトカメラ)70の一例を概略的に示す図である。この移動体カメラ70は、結像部72を有する撮像装置71、パン用アクチュエータ73及びチルト用アクチュエータ74、動体追尾センサ75、パン方向振動検出器76a及びチルト方向振動検出器76bを備えて構成される。
11 ピッチ振れ検出ジャイロ(振れ検出手段)
12 ヨー振れ検出ジャイロ(振れ検出手段)
14 制御目標位置演算部(制御情報設定部)
2 鏡胴
3 ステッピングモータ
3a ピッチ方向モータ(ステッピングモータ)
3b ヨー方向モータ(ステッピングモータ)
4 制御回路(駆動パルス発生制御部)
41 サンプリング周期設定部
42 ウェイト時間設定部
43 サンプリング部
44 比較部
45 駆動方向判別部
46 出力パルス数算出部
5 積分回路
6 駆動回路
Claims (15)
- 所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータを、サーボ制御方式で駆動させる駆動方法であって、
所定のサンプリング周期を設定すると共に、該サンプリング周期毎に、前記ステッピングモータを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うことを特徴とする駆動方法。 - 前記サンプリング周期で制御目標情報を取得し、
取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング周期毎に、前記ステッピングモータを駆動させる駆動パルスの発生条件の設定を行うことを特徴とする請求項1記載の駆動方法。 - 前記制御目標情報が、前記ステッピングモータにより駆動される駆動対象物の位置情報であることを特徴とする請求項2記載の駆動方法。
- 所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータと、前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを備える駆動機構であって、
前記駆動パルス発生制御部には、所定のサンプリング周期が設定されており、
前記駆動パルス発生制御部は、前記サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行うことを特徴とする駆動機構。 - ステッピングモータの制御目標情報を設定する制御情報設定部を備え、
前記駆動パルス発生制御部は、前記制御情報設定部から前記サンプリング周期毎に制御目標情報を取得し、取得された前記制御目標情報に応じて、前記サンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行うことを特徴とする請求項4記載の駆動機構。 - 前記制御情報設定部により設定される制御目標情報が、前記ステッピングモータにより駆動される駆動対象物の位置情報であり、
駆動パルス発生制御部は、前記駆動対象物の単位時間当たりの移動距離を制御するものであることを特徴とする請求項5記載の駆動方法。 - 前記駆動パルスの発生間隔を所定間隔に設定可能とするウェイト時間設定部を備え、
前記ウェイト時間設定部は、第1のサンプリング間隔内において最後に発せられる駆動パルスと、前記第1のサンプリング間隔に続く第2のサンプリング間隔内において最初に発せられる駆動パルスとの発生間隔を、所定のウェイト時間に設定するものであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の駆動機構。 - 前記ウェイト時間内に、前記駆動パルス発生制御部による駆動パルス発生条件を定める演算が行われることを特徴とする請求項7記載の駆動機構。
- 前記サンプリング周期が一定周期とされており、
前記駆動パルス発生制御部は、個々のサンプリング間隔内において発生させる駆動パルス数を演算で求めて出力するものであることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の駆動機構。 - 前記サンプリング周期が一定周期とされていると共に、前記駆動パルスのパルスレートが一定とされており、
前記駆動パルス発生制御部は、個々のサンプリング間隔内において発生させる駆動パルスの数の上限及び下限を設定することで、駆動速度及び駆動分解能を設定可能とされていることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の駆動機構。 - 請求項4〜10のいずれかに記載の駆動機構により駆動される駆動対象物が一次遅れ系に近似され固有の折点周波数f0を有している場合において、
前記サンプリング周期が、1/f0以下の短周期に設定されていることを特徴とする駆動機構。 - 被写体の撮像動作を行う撮像手段と、該撮像手段による撮像動作の際に各種の駆動を行う駆動機構とを具備する撮像装置であって、
前記駆動機構として、請求項4〜11のいずれかに記載の駆動機構が採用されていることを特徴とする撮像装置。 - 被写体の撮像動作を行う撮像手段と、該撮像手段による撮像動作の際に機械的な振れ補正を行う振れ補正手段とを具備する撮像装置であって、
前記振れ補正手段は、サーボ制御されたステッピングモータを有する駆動機構を具備することを特徴とする撮像装置。 - 被写体の撮像動作を行う撮像手段と、
所定の駆動機構を備え、前記撮像手段による撮像動作の際に機械的な振れ補正を行う振れ補正手段と、
所定の振れ検出手段により検出される振れ量に基づいて、前記振れ補正手段による駆動目標位置を演算する制御目標位置演算部とを具備する撮像装置であって、
前記振れ補正手段の駆動機構は、
所定の駆動パルスにより駆動されるステッピングモータと、前記駆動パルスの発生条件を制御する駆動パルス発生制御部とを備え、
前記駆動パルス発生制御部には、所定のサンプリング周期が設定されており、
前記駆動パルス発生制御部は、前記サンプリング周期毎に、それまでの駆動パルスの発生条件をリセットすると共に、前記制御目標位置演算部から制御目標位置情報を取得し、取得された制御目標位置情報に応じて、次のサンプリング周期までのサンプリング間隔内における駆動パルス発生条件を定める演算を行う
ことを特徴とする撮像装置。 - 撮像装置本体を一次遅れ系に近似したときの固有の折点周波数をf0とするときに、
前記サンプリング周期が、1/f0以下の短周期に設定されていることを特徴とする請求項14記載の撮像装置。
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