JP2006227653A - 手ぶれ補正機能を有するカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記光軸の変位の範囲のほぼ真ん中の中央位置と前記変位検出手段の出力値との差に応じて目標変位速度を算出する目標変位速度算出手段と、前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段と、前記速度誤差にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段と、少なくとも前記基本駆動量と前記補正駆動量により前記アクチュエータを駆動し、光軸を前記中央位置に駆動する駆動手段とを有する。
【選択図】図1
Description
回路よりカメラに生じた手ぶれを検出し、その検出量に基づき、撮影光学系の光軸を変化させることで手ぶれを抑える様なカメラが提案されている。撮影光学系の光軸変化手段としては、例えば撮影レンズの一部である補正レンズをシフトさせて光軸を変化させている。撮影光学系の光軸変化手段はモータ等のアクチュエータにより駆動を行う。詳しく言うならば、モータを用いた場合では、モータの回転はギア等で減速し、且つ、ギアの回転運動を直線運動に変換し補正レンズを駆動するように構成される。
1つめの問題は、従来、手振れ検出回路の出力値に対して光軸をどれだけ変化させるかの適正補正係数が定まると、その適正補正係数と手振れ検出回路の出力値から手振れ補正光学系の光学系補正量を算出し、その補正量に比例した駆動量でモータ等のアクチュエータを駆動し、撮影光軸を変化させて手振れ補正を行っていた。しかし、手振れ補正光学系のメカ、或いは、モータ等のアクチュエータには応答遅れがあり、詳しく述べるならば、アクチュエータを駆動してから手振れ補正光学系が動作して目的通りの補正に到達するのに時間がかかる。或いは、手振れ検出回路の出力を検出してからモータ等のアクチュエータを駆動するまでには前記の様な演算時間も要する。また、カメラを駆動する、或いは、アクチュエータを駆動する電源(通常電池であることが多い)の変動、或いは、手振れ補正光学系のメカの特性ばらつき、詳しく述べれば、所定のアクチュエータへの駆動量に対して個々のメカでその動き易さが異なる、或いは、1つのメカに対しても経時変化、或いは、温度変化によりその動き易さが変化する。これらの問題の為に、防振制御が精度良く行われず制御誤差が大きくなってしまう。
く、この場合に、位置検出回路が壊れ、手振れ補正光学系の位置を検出できなくなり、このまま制御を続行した場合には手振れ補正光学系メカの制御端にぶつけるなどしてメカを破損するような事故が発生する。
まず、
1つめの問題に対しては、撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、手振れによる角速度を検出する角速度検出手段と、前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、前記角速度検出手段の出力に応じた前記光軸変化手段の目標変位速度を算出する目標変位速度算出手段と、前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段とを設け、前記基本駆動量と以下の手段を用いて算出されるのいずれかの補正駆動量、或いはその組み合わせとにより前記アクチュエータを駆動する駆動手段を設けた。このことにより、手振れ補正光学系のメカ、或いは、アクチュエータの応答遅れ、駆動演算等の演算時間の影響、電源の変動の影響、メカの特性ばらつき等による制御誤差を極力小さくすることができる。
(1)補正駆動量算出方法1
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段
(2)補正駆動量算出方法2
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差の絶対値が所定値以上の場合に前記速度誤差を積分、或いは、積算し、逆に速度誤差の絶対値が所定値未満である場合にはその積分値、或いは、積算値をクリアする速度誤差積分手段と、前記速度誤差積積分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段
(3)補正駆動量算出方法3
前記目標変位速度の微分値、或いは、所定時間の変化量を算出する目標速度微分手段と前記目標速度微分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量算出手段
(4)補正駆動量算出方法4
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差を積分、或いは、積算し速度誤差積算値を算出する速度誤差積分手段と、前記速度誤差積分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段
(5)補正駆動量算出方法5
前記目標変位速度を積分、或いは、積算し、目標変位位置を算出する目標変位位置算出手段と、前記変位検出手段の出力と前記目標変位位置とから変位位置誤差量を算出する変位位置誤差算出手段と、前記変位位置誤差量算出手段の出力値にある係数を掛け合わせて補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段
さらに、(4)の項目に対しては、前記アクチュエータを駆動してから所定時間は前記速度誤差積算値をクリアするか、或いは、前記速度誤差積算手段の動作を中止する速度誤差積分中止手段をさらに有した。また、(5)の項目に対しては、前記目標変位位置算出手段は、前記アクチュエータを駆動して所定時間後の変位位置検出手段の出力値を初期値として積分、或いは、積算する様にした。さらに、(1)から(5)の項目に対して、前記駆動手段は算出された駆動量が正である場合には正の、負である場合には負の所定補正量を前記算出された駆動量に加算するようにした。或いは、前記補正駆動量算出手段の係
数は書き換え可能な不揮発性メモリに予め記憶しておいた値により設定する様にした。或いは、前記駆動手段を動作させる電源の電源供給能力を測定するバッテリーチェック手段をさらに有し、前記基本駆動量算出手段の目標変位速度に掛け合わせる係数は前記バッテリーチェック手段の出力値により可変する様にした。或いは、前記アクチュエータを駆動し、光軸を概略中央位置に駆動するセンタリング駆動手段と、前記センタリング駆動手段の動作中の前記変位速度算出手段の出力値の最大変位速度を算出する最大変位速度算出手段とをさらに有し、前記基本駆動量算出手段の目標変位速度に掛け合わせる係数は前記最大変位速度により可変する様にした。或いは、前記アクチュエータを駆動する駆動量を変化させることで前記光軸変化手段を定速制御して光軸を概略中央位置に駆動するセンタリング駆動手段と、前記定速制御中の前記駆動量の平均値を算出する平均駆動量算出手段とをさらに有し、前記基本駆動量算出手段の目標変位速度に掛け合わせる係数は前記平均駆動量算出手段の出力により可変する様にした。
まず、センタリング制御時には、撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、前記光軸の変位の範囲のほぼ真ん中の中央位置と前記変位検出手段の出力値との差に応じて目標変位速度を算出する目標変位速度算出手段と、前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段とを設け、前記基本駆動量と以下の手段を用いて算出されるのいずれかの補正駆動量、或いはその組み合わせとにより前記アクチュエータを駆動し、光軸を前記中央位置に駆動する駆動手段を設けた。このことにより、手振れ補正光学系のメカ、或いは、アクチュエータの応答遅れ、駆動演算等の演算時間の影響、電源の変動の影響、メカの特性ばらつき等があった場合にもセンタリング制御時の中央位置への停止精度を良くでき、又、動作音もなめらかになる。
(1)補正駆動量算出方法1
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段
(2)補正駆動量算出方法2
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記速度誤差の絶対値が所定値以上の場合に前記速度誤差を積分、或いは、積算し、逆に速度誤差の絶対値が所定値未満である場合にはその積分値、或いは、積算値をクリアする速度誤差積分手段と、前記積分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段
(3)補正駆動量算出方法3
前記目標変位速度の微分値、或いは、所定時間の変化量を算出する目標速度微分手段と、前記微分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段を設けた。
(1)センタリング駆動中止方法1
撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動し、光軸を概略中央位置に駆動するセンタリング駆動手段と、前記センタリング駆動手段の動作開始から所定時間経過してもその動作が終了しない場合には前記センタリング駆動の動作を中止するセンタリング駆動中止手段を設けた。
(2)センタリング駆動中止方法2
センタリング駆動手段の動作開始から所定時間後以降の前記変位速度が所定値より小さい場合にはセンタリング駆動の動作を中止するセンタリング駆動中止手段
(3)センタリング駆動中止方法3
前記センタリング駆動手段の動作中に前記変位速度が所定値より小さい場合には前記センタリング駆動の動作を中止するセンタリング駆動中止手段
まず第1の効果は、角速度検出回路の出力により光軸を変化させて像面での手振れを抑える防振制御において、本発明では諸手段を用いて防振制御特性を改善しているので、手振れ補正光学系のメカ、或いは、アクチュエータの応答遅れの影響、駆動演算等の演算時間の影響、電源変動の影響、その他メカの特性ばらつき等の変動の影響等により従来技術では防振制御を行っても残る制御誤差を極力小さくすることが可能となり、且つ、滑らかな制御が行えることによる動作音の静寂化も可能としている。
1.回路図
図1は、本発明の実施例のに関わる部分を示した回路図である。5は手振れ検出手段としての角速度検出回路であり、手振れによる角速度を検出し、その出力と書き込み可能な不揮発正メモリであるE2PROM10に書き込まれている角
速度検出回路5の個々のゲインばらつきを調整する為のゲイン調節値と、測距回路7によって検出された被写体距離と、撮影レンズ11、12、13、14で構成される撮影光学系は焦点距離を可変可能なズームレンズであってズーム位置検出回路8により検出された撮影焦点距離とによりワンチップマイクロコンピュータであるCPU1によって所定の演算がなされ、モータ駆動回路2により、撮影レンズ11、12、13、14内の光軸変化手段としての手ぶれ補正レンズ13(単に補正レンズ、或いは防振レンズと言うことがある)をアクチュエータとしてのモータ4を制御することにより適当な速度でシフトして光軸を変化させることで、像面での手ぶれを打ち消す様な構成をとる。通常、この様な補正レンズ13の補正は直角に交差する2軸分必要であるが、同様な制御になるので1軸分の制御についてのみ述べることにする。また、CPU1にはこれ以外に回路系を動作させる為の電池(不図示)の残有容量、若しくは電流供給能力をチェックするバッテリーチェック回路6、露光処理を行う為のシャッタ回路9、半押しSW15、全押しSW16が接続されている。
2.防振制御
次に露光時の防振制御方法の概略を説明する。
(1)角速度検出回路出力−防振レンズ目標速度変換係数算出
まず、CPU1は、所定のタイミングで測距回路7により測距(AFという場合がある)処理を行ってその結果である被写体距離と、ズーム位置検出回路8により撮影が行われる焦点距離を検出、E2PROM値に書き込まれた角速度検出
回路5の個々のばらつきを補正する為のゲイン調整値G0を読み込み、これらの結果から角速度検出回路5の出力値に対してどれだけ補正レンズ13をシフトされたらいいかの適正補正係数A0(角速度検出回路出力−防振レンズ目標速度変換係数と言う場合がある)を下記の様に算出する。
は防振制御処理を開始する以前、詳しく述べれば半押し中の比較的処理の頻繁でないタイミングに算出を行わせている。
(2)防振レンズ目標速度算出
次に、露光時に行われる防振制御について説明する。以下で説明する処理は、所定時間間隔で行われるタイマ割り込み処理において行われる処理である。
次に、(2)項で算出された防振レンズ目標速度VCに対して精度良く防振レンズ13を制御する為に以下の様な方法でモータ4の制御を行う。モータ4の駆動する駆動dutyを下式の様な制御式を用いて算出し、モータ駆動回路2を通じてモータ4を駆動する。
まず、式(数4)の第1項と第6項について説明する。図2は、モータ4に所定dutyで通電を行った時の防振レンズ13の速度を縦軸に、その通電開始からの時間を横軸にとった時の防振レンズ速度VRの立ち上がり特性である。防振レンズ13の速度VRは概略下式の様な関数で表せる変化をする。
3の駆動duty以下になってもモータは回転を停止しない。この図3の例では点A5の駆動duty以下になって初めてモータは回転を停止している。まとめると、駆動dutyを変化させるとA1→A2→A3→A4→A5→A6→A7という経路でモータの回転数、つまり防振レンズ速度が変化する。このことから分かることは、点A3、点A4を結ぶ直線を傾きK1とし、この直線のX接片をDoffsetとすると、下式で算出される駆動dutyでモータを駆動すれば、時間的に定常状態においては制御目標である防振レンズ目標速度VRで防振レンズをシフトすることが可能となる。
5(a)の場合の積算値ΔSの様子を図5(b)に示す。尚、駆動開始t=0時にΔS=0としている。
法により算出される。第1の方法は、防振レンズ目標速度VCを所定のタイミング(通常このタイミングは防振制御開始)から積分、或いは、積算し、防振レンズ目標位置LCを式(数11)の様に算出する。
(3)防振制御に於ける助走制御
次に、露光時に行われる防振制御に於ける、制御開始から所定時間の助走制御について説明する。今、図7の様な防振レンズ目標速度VCが与えられた場合に、式(数4)を用いてt=0から防振制御を開始した場合を考えると、モータ4、或いは、防振メカ系の立ち上がり時定数により制御開始初期については速度誤差ΔVが大きい。このΔVが大きい間は前記位置誤差ΔLの説明からも明かな通り、ΔLが増大して、第5項が大きくなる。このことにより、図7の例では駆動開始直後はオーバーシュート、或いは、発振ぎみな制御になってしまい、制御が安定するまでに時間がかかる。
3.防振レンズのセンタリング制御
次に、露光処理の前に行われる処理で、防振レンズ13を防振レンズのシフト範囲の中央位置LSへ駆動する制御方法を説明する。
(1)防振レンズ目標速度算出
以下で説明する処理は、所定時間間隔で行われるタイマ割り込み処理において行われる処理である。
(2)モータ駆動dutyの算出
次に、(1)項で算出された防振レンズ目標速度VCに対して以下の様に駆動dutyを算出し、モータ4の制御を行う。
(3)制御の様子
図8において実際の防振レンズ速度VRと防振レンズ位置LRの関係を説明する。まず、防振レンズ13の初期位置は位置B0にある。この位置B0をリセット位置と言うことにし、防振レンズ位置LRの値を0と決めることにする。
4.防振レンズのリセット制御
次に、露光処理の後に行われる処理で、防振レンズ13を防振レンズのシフト範囲の一端のリセット位置、つまり、防振レンズ位置LRが0の位置へ駆動する制御方法を説明する。
(1)防振レンズ目標速度算出
以下で説明する処理は、所定時間間隔で行われるタイマ割り込み処理において行われる処理である。
(2)モータ駆動dutyの算出
次に、(1)項で算出された防振レンズ目標速度VCに対して式(数15)を用いて駆動dutyを算出し、モータ4の制御を行う。そして、防振レンズ13がリセット位置に停止したことを確認し、防振レンズのリセット処理が終了する。尚、リセット位置に停止したかの判断方法は後述する。式(数15)は式(数4)から第5項を削除した制御式で
、各係数K1、K2、K3、K4、及び、Doffsetは式(数4)の説明と同様な設定値の決め方をするか、或いは、式(数4)と同じ値に設定し、ΔSの積分開始、或いは、積算開始タイミングはリセット駆動開始タイミングとする。また、さらに式(数15)の第3項、或いは、第4項も削除した制御式を用いることで演算を簡略化することも可能である。(3)制御の様子
図8において実際の防振レンズ速度VRと防振レンズ位置LRの関係を防振レンズ13のリセット処理を行う前の位置がB4にあった場合を例にとって説明すると、まず、B4から防振レンズのリセット駆動が開始されると、防振レンズは設定されている防振レンズの目標速度VC_Rに制御しようとするが防振制御系の時定数の関係から次第に防振レンズ速度VRが増加し、C1に達する。C1からC2までは設定されている目標速度VC_Rで制御され、C2でリセット位置へ到達したことを判定し、防振レンズのリセット制御を完了する。リセット位置への到達の判定は、このC2で急激に防振レンズ速度VRが減少し、概略0になることから防振レンズ速度VRが所定値以下になることを確認することで行う。5.制御係数K1の可変
以上、露光時の防振制御、防振レンズのセンタリング制御、或いは、防振レンズのリセット制御時に、式(数4)、ないし、式(数15)、もしくは、式(数15)から第3項、ないし、第4項を削除した制御式で制御を行っているが、ここでは電池電圧変動の影響、或いは、防振レンズシフトメカ系の変動等の外的要因があった場合にも精度良く制御の行える方法として制御係数K1をこれらの外的要因を検出して柔軟に変化させる方法を説明する。
検出し、制御係数K1を補正する方法である。
6.駆動dutyのリミット設定
防振レンズのセンタリング制御、或いは、防振レンズのリセット制御時に、何らかの原因により速度制御を誤った場合に、防振レンズの制御端にぶつけて防振レンズシフト系メカを破損する場合がある。或いは、防振レンズのリセット制御時において、リセット位置にぶつけてしばらくの間、詳しく述べれば、防振レンズ速度VRが所定速度以下になりリセット位置に駆動されたことを確認し、リセット制御を終了する間に、防振レンズ速度VRが減少し、防振レンズ目標速度VCとこのVRの差の応じて式(数15)、もしくは、式(数15)から第3項、ないし、第4項を削除した制御式によって算出される駆動dutyは増大してしまう。この時、モータ4を通じて防振レンズシフト系メカに大きな力が加わり、防振レンズシフト系メカを破損する場合がある。
BC電圧、或いは、BC電圧によって算出されたK1を用いる場合には、下記の式による。
7.防振レンズのセンタリング、リセット時の異常の検出方法
防振レンズのセンタリング制御、或いは、防振レンズのリセット制御時に、何らかの原因により速度制御を誤った場合に、防振レンズの制御端にぶつけて防振レンズシフト系メカを破損する場合がある。そこで、防振レンズのセンタリング制御と、防振レンズのリセット制御時にこの異常を検出し、異常検出時にはその制御を中断し、露光時の防振制御も中止することで、防振レンズシフト系メカの破損を未然に防いでいる。
8.CPU1の処理内容
次に図10から図20のフローチャートに示した処理は本実施例の動作を示したもので、CPU1に内蔵しているプログラムのうち、本実施例に関わる部分のみを示したものである。
(1)半押し処理
CPU1に接続された半押しSW15がオンすると、図10で示されるフローに従ってCPU1の処理が開始される。まず、S1000から処理が開始され、S1001で防振制御における係数K2、K3、K3_th、K4、K5、Doffset、K10、Kbc、Kmax、Kave、Kave’、K11、K11’、K12、K12’、K13、及び、K13’がE2PROMから読み込ま
れて各係数に書き込まれる。これらの制御における各係数をE2PROMに設定
し、後に変更するのが容易にしている。これらの制御係数は、防振レンズシフト系メカ、或いは、モータ4の特性により最良な値に設定値すべきもので、この特性が何らかの要因
で変化した場合にはそれに見合った設定にしないと制御精度が保てない。例えば、本実施例をもとにつくられた製品において、このメカ特性のばらつき、或いは、モータ4の特性ばらつきを個々の製品ごとに調整する様な場合に、E2PROMの各設定値を変更するこ
とだけで可能となる。或いは、本実
施例をもとに製作された製品が量産後、防振レンズシフト系メカ、或いは、モータ4が変更になった場合、にもこのことが言える。次に、S1002においてバッテリーチェック回路6によりBC電圧を検出し、S1003で式(数18)、或いは、式(数19)によりBC防振制御係数K1を算出する。次に、S1004で測距回路7により測距処理(AF処理)を行い、S1005で角速度ゲイン調節値をE2PROMより読み込みそれをG
0とし、S1006では、S100
4で得られた被写体距離とS1005で得られたG0と、ズーム位置検出回路8で現在の撮影光学系の焦点距離を検出し、これらから式(数1)、ないし、式(数2)により角速度検出回路出力−防振レンズ目標速度変換係数A0を算出し、S1007へ進む。S1007では全押しSW16がオンかの判定を行い、オンであったらS1010へ、オフであったらS1008へ進み、S1008で半押しSW15がオンかの判定を行い、オンであったらS1007へ戻り、オフであったらS1009で本処理を終了する。S1010では防振レンズのセンタ位置LSの調整値をE2PROMから読み込み、センタ位置LSへ
入れS1011へ
進む。防振レンズシフト系メカ精度や、防振レンズ13の取り付け精度の関連で必ずしも既定の位置が撮影解像力の最良の位置とは言えない場合が多い。そこで、個々の製品でE2PROMに調整値を書き込むことで撮影解像力の最良ポイン
トに防振レンズ13を駆動する為のものである。次に、S1011では、防振レンズのセンタリング駆動を行う時の駆動dutyのリミット値を設定し、S1012へ進む。S1011では式(数26)、或いは、式(数27)、或いは、式(数28)により駆動dutyのリミット設定値を算出している。S1012では後述する図13で示される防振レンズ13のセンタリング処理を行い、防振レンズ13をS1010で設定されたセンタ位置LSへ駆動する。S1013では後述する図15で示される防振制御開始処理を行い、防振レンズ13を角速度検出回路5で検出した出力に応じてシフトし、像面での手振れによる像面シフトを打ち消す様に動作させる。S1014ではS1015で行われる露光処理における露光タイミング時に、既に、S1013で防振制御が開始されて前記助走制御が終了し、防振制御が安定している様にする為に必要な所定時間をウエイトし、S1015へ進む。S1015ではシャッタ回路9を動作させ、露光処理を行う。S1015で露光処理が完結すると、S1016でS1014で開始した防振制御を終了し、所定時間モータ4をショートブレーキ状態にして防振レンズ13を停止する。S1017では、防振レンズのリセット制御に於ける駆動dutyのリミット値をBC電圧を基に式(数26)、式(数27)、式(数28)のいずれかで算出し、或いは、センタリング制御時のリミット速度VC_Cを図8のVC_C2で示された様に防振レンズ速度にリミットがかからない様な設定にした場合には、VRmaxを基に式(数29)、式(数30)、式(数31)のいずれかで、センタリング制御時のリミット速度VC_Cを図8のVC_C1で示された様に防振レンズ速度にリミットがかかる様な設定にした場合には、Daveを基に式(数32)、式(数33)、式(数34)のいずれかで算出し、算出された駆動dutyのリミット値によりS1018では後述する図14で示される防振レンズリセット処理により防振レンズ13をリセット位置へと駆動し、S1019で本実施例の処理を終了する。
まず第1の違いは、S1113でその直前S1112で行われた防振レンズのセンタリング制御時に異常を検出した場合、つまり、タイムアップ異常、動き具合異常、防振レンズ位置検出異常の1つでも異常があった場合には、S1115へ進み何も行わないが、そ
れ以外、つまり、防振レンズのセンタリング制御時に全く異常なく処理が行われた場合にはS1114でセンタリング制御時のリミット速度VC_Cを図8のVC_C2で示された様に防振レンズ速度にリミットがかからない様な設定にした場合には、VRmaxを基に式(数21)、ないし、式(数22)で、センタリング制御時のリミット速度VC_Cを図8のVC_C1で示された様に防振レンズ速度にリミットがかかる様な設定にした場合には、Daveを基に式(数23)、式(数24)、式(数25)のいずれかで防振制御係数K1を再算出している。これは、BC電圧でK1を算出する場合には電池の残留容量、若しくは電源供給能力の変動だけしかK1の算出に考慮されていなかったが、防振レンズのセンタリング制御時に求められたVRmax、或いは、Daveを用いれば防振レンズシフト系メカ等の変動要因も考慮にいれて算出される為、より精度の良いK1の算出が可能で、それによってS1115から開始される防振制御処理においても精度の良い制御が可能となる。また、防振レンズのセンタリング制御時に異常を検出した場合には、VRmax、或いは、Daveは正確な値に設定されてない可能性があり、VRmax、或いは、Daveに基づいてK1を算出しないほうが良い為、この場合にはK1の再算出は行わないようにしている。
(2)防振制御
図15で示される防振制御開始処理は、図10のS1013で、或いは、図11のS1115でコールされる処理で防振レンズ13を角速度検出回路5の出力に応じて動作させ像面での手振れを抑える防振制御を開始する処理でである。本処理はS1500から開始され、まず、S1501で防振レンズセンタリングタイムアップ異常FLGがセットされているかを判定し、セットされていたらS1508で本処理を終了し、セットされていない場合にはS1502へ進む。S1502では防振レンズ動き具合異常FLGがセットされているかを判定し、セットされていたらS1508で本処理を終了し、セットされていない場合にはS1503へ進む。S1503では防振レンズ位置検出異常FLGがセットされているかを判定し、セットされていたらS1508で本処理を終了し、セットされていない場合にはS1504へ進む。次に、S1504では、防振レンズの駆動dutyのリミット値を所定値に設定し、S1505で防振制御助走タイマを設定し、S1506でΔSをクリア、S1507で後述する防振制御タイマ割込み処理を許可することで防振制御を開始し、S1507で本処理を終了する。尚、S1501、S1502、S1503で本処理が開始される前に行われた後述する防振レンズのセンタリング駆動制御時に何らかの異常を検出したかの判定を行い、異常であった場合にはS1508へ進み本処理を終了し、防振制御を開始しない様に、つまり、防振制御を行わない様にしている。
とし、S2002へ進む。S2002では式(数4)の第2項を算出する処理で防振レンズ目標速度VCから防振レンズ速度VRを減算した速度誤差ΔVにK2をかけてD2とし、S2003へ進む。S2003、S2004、S2005、S2006では式(数4)の第3項を算出する処理である。まずS2003に於いて防振レンズ目標速度VCと防振レンズ速度VRの差の絶対値をとり、その絶対値がK3_th以上かの判定を行い、以上であったらS2004で式(数8)により速度誤差ΔV(つまりVC−VRに相当する)を今までの速度誤差積算値ΔSに加えてそれをΔSとし、逆に以上でなかった場合にはS2005で式(数9)によりΔSをクリアし、それぞれS2006に進み、S2006で算出されたΔSにK3をかけてD3とし、S2007へ進む。S2007では式(数4)の第4項を算出する処理で式(数10)により現在の防振レンズ目標速度VCから前回の防振レンズ速度VC’を減算することで、防振制御タイマ割込み処理は所定時間間隔で処理が行われているわけだから、所定時間中の防振レンズ目標速度の変化量を求め、求めた値にK4をかけてD4とし、S2008へ進む。S2008では式(数4)の第5項を算出する処理でΔLにK5をかけてD5とし、S2009へ進む。S2009では求められたD1、D2、D3、D4、D5を全て足し合わせ、つまり、式(数4)の第1項から第5項までの和をとり、それをDとし、S2010へ進む。S2010、S2011、S2012の処理は式(数4)の第6項を第1項から第5項までの和Dが正であった場合には加算し、負であった場合には減算する処理で、まずS2010でDが0が0以上であるかの判定を行い、0以上であったらS2011でDにDoffsetを加算して駆動dutyとし、S2013で本処理を終了し、0以上でなかったらS2012でDにDoffsetを減算して駆動dutyとし、S2013で本処理を終了する。
(3)防振レンズのセンタリング
図13で示される防振レンズセンタリング処理は、図10のS1012で、或いは、図11のS1112でコールされる処理で防振レンズ13を中央位置LSに駆動する処理である。本処理はS1300から開始され、まず、S1301で防振レンズ停止FLGのクリアと、前記説明した異常が検出された場合にセットされるFLG(防振レンズセンタリングタイムアップ異常FLG、防振レンズ動き具合異常FLG、防振レンズ位置検出異常FLG)をクリアし、S1302で防振レンズセンタリング処理中断タイムアップ時間を設定する。ここで、この設定時間は、センタリング制御を開始してから、何らかの異常がない限りは必ず設定された時間で確実に中央位置に防振レンズ13が駆動される様な時間設定とする。S1303ではΔSをクリアし、次に、S1304で図18で示される防振レンズセンタリングタイマ割込み処理を許可することで防振レンズセンタリング制御を開始する。防振レンズセンタリングタイマ割込み処理は後述する。
積算回数は駆動duty平均値Daveを算出する為のもので、S1308のタイミングは図9のB7のタイミングになる様にS1307のウエイト時間を設定する。S1308のタイミング、つまり、図9のB7のポイントから、後述する防振レンズセンタリングタイマ割込み処理のなかで所定時間ごとに駆動dutyが積算され、その値が駆動duty積算値INTEG_DUTYに入れられると共に、その積算回数が駆動duty積算回数INTEG_CNTに入れられる。
後述する防振レンズセンタリングタイマ割込み処理のなかで設定された駆動duty積算値INTEG_DUTYと、駆動duty積算回数INTEG_CNTとから式(数36)を用いて図9のB7からB6の間の平均駆動dutyDaveを算出し、S1318へ進む。
次に、図18で示された防振レンズセンタリングタイマ割込み処理を説明する。本防振レンズセンタリングタイマ割込み処理は所定間隔、例えば1ms間隔でその処理が開始されるタイマ割込み処理である。S1800から処理を開始し、S1801でLR’に前回の防振レンズセンタリング割込み処理で設定されている防振レンズ位置LRを入れ、S1
802でレンズ位置検出回路3により検出された現在の防振レンズ位置をLRに入れる。次に、S1803で式(数35)により、今回の防振レンズ位置LRから前回の防振レンズ位置LR’を引き算することで防振レンズ速度VRを算出する。これは、所定間隔、例えば1ms間隔で本処理が行われている為、前回と今回の防振レンズの位置の差から所定時間にどれだけ防振レンズ13が移動したかを検出することで防振レンズ速度VRを算出している。次に、S1804では防振レンズ速度VRがVRmaxより大きいかを判定し、大きい場合にはS1805でVRmaxにVRを入れ、S1806に進み、逆に、大きくなかったらS1806へ進む。S1806では防振レンズ速度VRがVRminより小さかったらS1807でVRminにVRを入れ、S1808へ進み、小さくなかったらS1808へ進む。このS1804、S1805、S1806、S1807の処理により、防振レンズ速度VRの最大値、最小値が算出される。次に、S1808では防振レンズ位置LRが中央位置LSの所定量Lstop前(図8のB3のポイントに相当する)に駆動されたかをLR+LstopがLS以上になったかで判定し、その位置に駆動されたと判断したらS1809で防振レンズ停止FLGをセットし、S1810へ進み、逆にまだその位置に駆動されていないと判断した場合にはS1810へ進む。S1810では防振レンズ目標速度VCを式(数14)を用いて算出し、S1811でVCが防振レンズ目標速度のリミット値VC_Cより大きいかの判定を行い、大きい場合にはS1813でVCにVC_Cを設定し、S1814で式(数15)、もしくは、式(数15)から第3項、ないし、第4項を削除した制御式で駆動dutyを算出し、S1815で駆動dutyをINTEG_DUTYに加算することで、駆動dutyの積算を行い、S1816で駆動dutyの積算回数INTEG_CNTを1インクリメントし、S1817へ進む。逆に、S1811で大きくなかったらS1812で式(数15)、もしくは、式(数15)から第3項、ないし、第4項を削除した制御式で駆動dutyを算出し、S1817へ進む。以上S1811からS1817の前までの処理により、防振レンズ目標速度VCにリミットを設定される。また、このリミットがかかっている状態は図9の防振レンズのセンタリング制御開始からB6までの領域であって、かつ、図13の説明でも述べたが図9のB7のポイントでINTEG_DUTY、及び、INTEG_CNTの値がクリアされるので、B7からB6の間の駆動dutyの積算値と、その積算回数を求めることができる。次に、S1817では駆動dutyの絶対値が設定されている駆動dutyのリミット値より大きいかの判定を行い、大きかったらS1818で駆動dutyをそのリミット値に設定するしS1819へ進む。ここで、駆動dutyは正の値である場合と、負の場合があるが、S1818では正の場合は、駆動dutyに正のリミット値を、負の場合には設定されているリミット値の絶対値を変えないで符号を負にした値を駆動dutyに設定する意味である。S1817で逆に大きくなかったらS1819へ進む。S1819では設定されている駆動dutyでモータ4を駆動し、S1820でその処理を終了する。
Cから前回の防振レンズ速度VC’を減算しすることで、防振レンズセンタリングタイマ割込み処理は所定時間間隔で処理が行われているわけだから、所定時間中の防振レンズ目標速度の変化量を求め、求めた値にK4をかけてD4とし、S2108へ進む。S2108では求められたD1、D2、D3、D4を全て足し合わせ、つまり、式(数15)の第1項から第4項までの和をとり、それをDとし、S2109へ進む。S2109、S2110、S2111の処理は式(数15)の第5項を第1項から第4項までの和Dが正であった場合には加算し、負であった場合には減算する処理で、まずS2109でDが0以上であるかの判定を行い、0以上であったらS2110でDにDoffsetを加算して駆動dutyとし、S2112で本処理を終了し、0以上でなかったらS2111でDにDoffsetを減算して駆動dutyとし、S2112で本処理を終了する。
(4)防振レンズのリセット
図14で示される防振レンズリセット処理は、図10のS1018で、或いは、図11のS1120でコールされる処理で防振レンズ13をリセット位置に駆動する処理である。本処理はS1400から開始され、まず、S1401で防振レンズリセットタイムアップ異常FLGをクリアし、S1402で防振レンズリセット処理中断タイムアップ時間を設定する。ここで、この設定時間は、リセット制御を開始してから、何らかの異常がない限りは必ず設定された時間でリセット位置に防振レンズ13が駆動される様な時間設定とする。S1403でΔSをクリアし、次に、S1404で図17で示される防振レンズリセットタイマ割込み処理を許可することで防振レンズリセット制御を開始する。防振レンズリセットタイマ割込み処理は後述する。次にS1305で所定時間ウエイトし、S1406でS1402で設定されている防振レンズリセット処理中断タイマがタイムアップしたか、つまり、防振レンズのリセット制御を開始してから所定の時間が経過しているかを判定し、タイムアップしていればS1407でタイムアップ異常として防振レンズリセットタイムアップ異常FLGをセットし、S1409へ進む。逆にタイムアップしていなければ、S1408で防振レンズ速度VRが所定値以下になったかを判定し、所定値以下にならない場合にはS1406へ戻り、逆に、所定値以下になった場合には、防振レンズ13がリセット位置に駆動された為に防振レンズ速度が小さい値になったと判断し、S1409へ進む。S1409では防振レンズリセットタイマ割込み処理を禁止し、モータ4を所定時間ショートブレーキ状態にして防振レンズ13を確実に停止させ、S1410でレンズ位置検出回路3をリセットして防振レンズ位置の出力値をクリアし、S1411で処理を終了する。
。S1706で逆に大きくなかったらS1708へ進む。S1708では設定されている駆動dutyでモータ4を駆動し、S1709でその処理を終了する。
2 モータ駆動回路
3 レンズ位置検出回路
4 モータ
5 角速度検出回路
6 バッテリーチェック回路
7 測距回路
8 ズーム位置検出回路
9 シャッタ回路
10 E2PROM
11 撮影レンズ1
12 撮影レンズ2
13 撮影レンズ3(防振用の補正レンズ)
14 撮影レンズ4
15 半押しSW
16 全押しSW
Claims (7)
- 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記光軸の変位の範囲のほぼ真ん中の中央位置と前記変位検出手段の出力値との差に応じて目標変位速度を算出する目標変位速度算出手段と、
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段と、
前記速度誤差にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段と、
少なくとも前記基本駆動量と前記補正駆動量により前記アクチュエータを駆動し、光軸を前記中央位置に駆動する駆動手段と
を有することを特徴とする手ぶれ補正カメラ。 - 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記光軸の変位の範囲のほぼ真ん中の中央位置と前記変位検出手段の出力値との差に応じて目標変位速度を算出する目標変位速度算出手段と、
前記変位速度と前記目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記速度誤差の絶対値が所定値以上の場合に前記速度誤差を積分、或いは、積算し、逆に速度誤差の絶対値が所定値未満である場合にはその積分値、或いは、積算値をクリアする速度誤差積分手段と、
前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段と、
前記積分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段と、
少なくとも前記基本駆動量と前記補正駆動量により前記アクチュエータを駆動し、光軸を前記中央位置に駆動する駆動手段と
を有することを特徴とする手ぶれ補正カメラ。 - 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記光軸の変位の範囲のほぼ真ん中の中央位置と前記変位検出手段の出力値との差に応じて目標変位速度を算出する目標変位速度算出手段と、
前記目標変位速度の微分値、或いは、所定時間の変化量を算出する目標速度微分手段と、
前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段と、
前記微分手段の出力値にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段と、
少なくとも前記基本駆動量と前記補正駆動量により前記アクチュエータを駆動し、光軸を前記中央位置に駆動する駆動手段と
を有することを特徴とする手ぶれ補正カメラ。 - 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記変位速度と所定の目標変位速度の差から速度誤差を算出する速度誤差算出手段と、
前記目標変位速度にある係数を掛け合わせて基本駆動量を算出する基本駆動量算出手段と、
前記速度誤差にある係数を掛け合わせた補正駆動量を算出する補正駆動量算出手段と、
少なくとも前記基本駆動量と前記補正駆動量により前記アクチュエータを駆動し、光軸をその変位の範囲の一端のリセット位置に駆動する駆動手段と
を有することを特徴とする手ぶれ補正カメラ。 - 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動し、光軸を概略中央位置に駆動するセンタリング駆動手段と、
前記センタリング駆動手段の動作開始から所定時間経過してもその動作が終了しない場合には前記センタリング駆動の動作を中止するセンタリング駆動中止手段と
を有することを特徴とする手振れ補正カメラ。 - 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記アクチュエータを駆動し、光軸を概略中央位置に駆動するセンタリング駆動手段と、
前記センタリング駆動手段の動作開始から所定時間後以降の前記変位速度が所定値より小さい場合には前記センタリング駆動の動作を中止するセンタリング駆動中止手段と
を有することを特徴とする手振れ補正カメラ。 - 撮影レンズの光軸を変化させるための光軸変化手段と、
前記光軸変化手段を駆動するアクチュエータと、
前記光軸変化手段の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段の出力から変位速度を算出する変位速度算出手段と、
前記アクチュエータを駆動し、光軸を概略中央位置に駆動するセンタリング駆動手段と、
前記センタリング駆動手段の動作中に前記変位速度が所定値より小さい場合には前記センタリング駆動の動作を中止するセンタリング駆動中止手段と
を有することを特徴とする手振れ補正カメラ。
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