JP2010057308A - Drive device and image capturing apparatus with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device, the number of components of which can be reduced than in the prior art. <P>SOLUTION: An auto-focus camera 10 includes a moving section 13c for moving a focus lens 11, a protrusion 14 and a machine end 15, a microcomputer 24, and a counter 28. The microcomputer 24 has a movement control mode for moving the moving section 13c and an initialization mode to be executed before the movement control mode, as operation modes. In the initialization mode, the machine end is moved by moving the moving section 13c so that the protrusion 14 may abut against any position of the machine end 15 to set the counter 28 to a predetermined value. Thereafter, the moving direction is reversed and the moving section 13c is moved at a predetermined power supply time to reach a position which is used as the origin for the movement control mode. In the movement control mode, positioning the moving position 13c is controlled based on a counter value of the counter 28. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電素子を有する駆動装置及びそれを備えた撮像装置に関する。   The present invention relates to a driving device having a piezoelectric element and an imaging device including the driving device.

近年、撮影レンズの焦点検出を自動的に行うようにしたオートフォーカス機能を搭載した小型のカメラモジュールが携帯機器などに採用されている。さらに、カメラモジュールの小型化のためレンズの駆動装置に種々の工夫が模索されている。   In recent years, small camera modules equipped with an autofocus function that automatically detects the focus of a photographic lens have been adopted in portable devices and the like. Furthermore, various devices have been sought for the lens driving device in order to reduce the size of the camera module.

従来の駆動装置は、レンズを移動させる移動部の移動原点を得るために例えばフォトインタラプタの検出センサを用いている(例えば、特許文献1参照)。また、検出センサとしてホール素子のような磁気センサを用いたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。以下、従来の駆動装置について図18を用いて説明する。図18は、特許文献1に記載された従来の駆動装置を備えたオートフォーカスカメラを示す。   A conventional driving device uses, for example, a photo interrupter detection sensor in order to obtain a moving origin of a moving unit that moves a lens (see, for example, Patent Document 1). A sensor using a magnetic sensor such as a Hall element as a detection sensor is also known (see, for example, Patent Document 2). Hereinafter, a conventional driving apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 18 shows an autofocus camera provided with a conventional driving device described in Patent Document 1.

図18における従来のオートフォーカスカメラ310は、フォーカスレンズ311と、光を遮蔽する遮蔽板312aを有するレンズ鏡筒312と、フォーカスレンズ311の光軸方向にレンズ鏡筒312を駆動するインパクト形圧電アクチュエータ313と、遮蔽板312aの移動可能範囲の基端位置315aに配置された基端センサ315と、遮蔽板312aの移動可能範囲の先端位置316aに配置された先端センサ316と、フォーカスレンズ311によって結像した被写体光を映像信号に変換するCCD(Charge Coupled Device)317と、インパクト形圧電アクチュエータ313に電力を供給する駆動回路318と、CCD317が出力した映像信号に基づいて画像処理を行う画像処理IC(Integrated Circuit)320とを備えている。また、基端センサ315は、遮蔽板312aによって光路が遮られることにより遮蔽板312aが基端位置315a側に存在することを検出するフォトインタラプタからなり、先端センサ316は、遮蔽板312aによって光路が遮られることにより遮蔽板312aが先端位置316a側に存在することを検出するフォトインタラプタからなる。   A conventional autofocus camera 310 in FIG. 18 includes a focus lens 311, a lens barrel 312 having a shielding plate 312 a that shields light, and an impact-type piezoelectric actuator that drives the lens barrel 312 in the optical axis direction of the focus lens 311. 313, a base end sensor 315 disposed at the base end position 315a of the movable range of the shielding plate 312a, a distal end sensor 316 disposed at the distal end position 316a of the movable range of the shielding plate 312a, and the focus lens 311. A CCD (Charge Coupled Device) 317 that converts the imaged subject light into a video signal, a drive circuit 318 that supplies power to the impact piezoelectric actuator 313, and an image processing IC that performs image processing based on the video signal output from the CCD 317 (Integrated Circuit) 320. The proximal sensor 315 includes a photo interrupter that detects the presence of the shielding plate 312a on the proximal end position 315a side when the light path is blocked by the shielding plate 312a. The distal sensor 316 has a light path that is blocked by the shielding plate 312a. It is composed of a photo interrupter that detects that the shielding plate 312a is present on the tip end position 316a side by being blocked.

ここで、インパクト形圧電アクチュエータ313は、矢印310aで示す方向に伸び、矢印310aで示す方向とは反対方向である矢印310bで示す方向に縮む圧電素子313aと、圧電素子313aと結合して圧電素子313aによって矢印310a及び310bで示す方向に駆動される駆動軸313bと、レンズ鏡筒312を固定すると共に駆動軸313bと摩擦係合して駆動軸313bに対して矢印310a及び310bで示す方向に移動する移動部313cとを有している。   Here, the impact-type piezoelectric actuator 313 extends in the direction indicated by the arrow 310a and contracts in the direction indicated by the arrow 310b opposite to the direction indicated by the arrow 310a, and the piezoelectric element 313a is coupled to the piezoelectric element 313a. The driving shaft 313b driven in the direction indicated by arrows 310a and 310b by 313a and the lens barrel 312 are fixed and frictionally engaged with the driving shaft 313b to move in the direction indicated by arrows 310a and 310b with respect to the driving shaft 313b. Moving part 313c.

図18における従来のオートフォーカスカメラ310は、フォーカスレンズ311の移動とともに遮蔽板312aが移動し、フォーカスレンズ311が無限遠で焦点を結ぶ位置において基端センサ315内の光が遮蔽されると、基端センサ315の出力信号の電圧がハイレベルからローレベルに変化するため、無限遠側原点のレンズ位置を検出することができるようになっている。また、同様に至近側の所定の物体距離でフォーカスレンズ311が焦点を結ぶ位置において先端センサ316内の光が遮光されると、先端センサ316の出力信号の電圧がハイレベルからローレベルに変化することによって至近側原点の位置を検出できるようになっている。
特開2007−37337号公報 特開2007−41387号公報
In the conventional autofocus camera 310 in FIG. 18, when the shielding plate 312 a moves with the movement of the focus lens 311, and the light in the proximal sensor 315 is shielded at a position where the focus lens 311 is focused at infinity, Since the voltage of the output signal of the end sensor 315 changes from the high level to the low level, the lens position at the infinity side origin can be detected. Similarly, when the light in the tip sensor 316 is blocked at a position where the focus lens 311 is focused at a predetermined object distance on the near side, the voltage of the output signal of the tip sensor 316 changes from a high level to a low level. As a result, the position of the nearest origin can be detected.
JP 2007-37337 A JP 2007-41387 A

しかしながら、従来の駆動装置は、移動部の位置情報の基準となる基端、先端の位置情報を得るため、フォトインタラプタなどの光学センサや、ホール素子のような磁気センサなど位置検出センサを移動部の付近に、また、遮蔽板やマグネットなどの被検出物を移動部側にそれぞれ必要な位置関係を保ちつつ配置する構成となっているので、部品点数の増加や、部品配置空間の確保が必要となり、小型化、軽量化が困難であるという課題を有していた。   However, in order to obtain the position information of the base end and the distal end, which is the reference for the position information of the moving unit, the conventional driving device uses a position detecting sensor such as an optical sensor such as a photo interrupter or a magnetic sensor such as a Hall element. In addition, it is necessary to increase the number of parts and secure the part placement space because the object to be detected such as a shielding plate and magnet is placed on the moving part while maintaining the necessary positional relationship. Thus, it has been difficult to reduce the size and weight.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、位置決め精度を損なうことなく部品点数を従来よりも減少させることができ、小型化及び軽量化を図ることができる駆動装置及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and can reduce the number of parts compared to the conventional one without impairing positioning accuracy, and can achieve a reduction in size and weight, and a driving device thereof. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus provided.

本発明の駆動装置は、圧電素子と、前記圧電素子によって駆動される駆動部と、前記駆動部との間の摩擦力によって前記駆動部に対して係合され、前記圧電素子の伸縮動作に応じて移動する移動部と、前記移動部の移動範囲の始点と終点とを機械的に制限する機械端部と、前記圧電素子への電力の供給の制御を行う供給制御手段と、前記圧電素子に対する電力供給時間と前記移動部の移動方向とに基づく前記移動部の位置情報に応じたカウンタ値を格納するカウンタとを備え、前記供給制御手段は、前記制御を行って前記移動部を移動させる移動制御モードと、前記移動制御モードより前に行われる初期化モードとを動作モードとして有し、前記初期化モードにおいて、前記始点及び前記終点のいずれかの位置に前記移動部を移動させて前記カウンタを予め定めた値に設定する機械端移動動作を行った後、移動方向を反転して予め定めた電力供給時間で前記移動部を移動させた位置を前記移動制御モードにおける前記移動部の原点とするものであって、前記移動制御モードにおいて、前記カウンタのカウンタ値に基づいて前記移動部の位置決め制御を行うものである構成を有している。   The drive device of the present invention is engaged with the drive unit by a frictional force between the piezoelectric element, the drive unit driven by the piezoelectric element, and the drive unit, and according to the expansion and contraction operation of the piezoelectric element. A moving part, a mechanical end part that mechanically limits a start point and an end point of a moving range of the moving part, a supply control unit that controls supply of electric power to the piezoelectric element, and the piezoelectric element A counter that stores a counter value corresponding to position information of the moving unit based on a power supply time and a moving direction of the moving unit, and the supply control unit performs the control to move the moving unit The control mode and an initialization mode performed before the movement control mode are provided as operation modes, and in the initialization mode, the moving unit is moved to any one of the start point and the end point. After performing the machine end moving operation to set the unter to a predetermined value, the position where the moving unit is moved in a predetermined power supply time by reversing the moving direction is the origin of the moving unit in the movement control mode. In the movement control mode, positioning control of the moving unit is performed based on the counter value of the counter.

この構成により、本発明の駆動装置は、カウンタを所定の値にリセットした後、移動方向を反転して特定の電力供給時間で移動部を移動させた位置を移動制御モードにおける移動部の原点とし、移動制御モードにおいてカウンタの情報に基づいて位置決めを行うことができるので、位置検出センサを用いずに圧電アクチュエータを用いた駆動装置の制御を行うことが可能となる。したがって、本発明の駆動装置は、位置決め精度を損なうことなく部品点数を従来よりも減少させることができ、小型化及び軽量化を図ることができる。   With this configuration, the drive device of the present invention resets the counter to a predetermined value, and then reverses the moving direction and moves the moving unit for a specific power supply time as the origin of the moving unit in the movement control mode. Since the positioning can be performed based on the counter information in the movement control mode, the driving device using the piezoelectric actuator can be controlled without using the position detection sensor. Therefore, the drive device of the present invention can reduce the number of parts as compared with the conventional one without impairing positioning accuracy, and can achieve a reduction in size and weight.

また、本発明の撮像装置は、駆動装置と、前記移動部に支持されたレンズと、被写体を撮像する撮像素子とを備え、前記移動制御モードは、前記被写体の像を前記撮像素子に自動的に合焦させるオートフォーカス機能を含み、前記供給制御手段は、前記初期化モードにおいて決定した前記原点の位置に基づき、オートフォーカス制御が開始される開始点の位置に前記レンズの位置を移動させる開始点移動動作モードと、前記開始点から合焦点の探索を開始する合焦点探索動作を行う合焦点探索動作モードとを動作モードとして有するものであって、前記開始点移動動作モードにおいて前記合焦点の探索を開始する探索開始点の位置に前記レンズの位置を互いに異なる方法によって移動させる複数の手段を備え、前記オートフォーカス制御を実行する際、前記オートフォーカス制御以前に行われた動作に応じて、前記複数の手段によって開始点移動動作モードにおける動作を選択的に切り換えるものである構成を有している。   The image pickup apparatus of the present invention further includes a drive device, a lens supported by the moving unit, and an image pickup device that picks up an image of the subject, and the movement control mode automatically transfers the image of the subject to the image pickup device. The supply control means starts moving the lens position to the start point position where the autofocus control is started based on the position of the origin determined in the initialization mode. And a focal point search operation mode for performing a focal point search operation for starting a focal point search from the start point. A plurality of means for moving the position of the lens to a position of a search start point for starting a search by different methods, and performing the autofocus control. To time, in response to said operation performed autofocus control previously has selectively those switching configure the operation at the start of the movement operation mode by said plurality of means.

この構成により、本発明の撮像装置は、オートフォーカスを実行する前にレンズ移動履歴を参照し、論理位置と物理位置との誤差度合を判定して、その結果に基づいてオートフォーカスの探索開始点への複数の移動方法の中から選択することにより不要な時間を省くことができるので、オートフォーカス動作に要する時間を短縮することができる。   With this configuration, the imaging apparatus of the present invention refers to the lens movement history before executing autofocus, determines the degree of error between the logical position and the physical position, and based on the result, the search start point of autofocus By selecting from a plurality of movement methods, unnecessary time can be saved, so that the time required for the autofocus operation can be shortened.

さらに、本発明の撮像装置は、前記供給制御手段が、前記始点及び前記終点のいずれかの位置から予め定めた位置まで前記レンズの位置を移動させるための駆動装置固有の電力供給時間のデータを記憶するメモリを備えると共に、前記機械端移動動作を行った後に移動方向を反転し、前記駆動装置固有の電力供給時間で前記レンズの位置を移動させた位置を前記原点とし、このときのカウンタ値に基づいて前記レンズの位置を前記探索開始点に移動させる第1の開始点移動手段と、現在のカウンタ値に基づいて前記機械端移動動作を行った後に移動方向を反転し、前記駆動装置固有の電力供給時間で前記レンズの位置を移動させた位置を前記原点とし、このときのカウンタ値に基づいて前記レンズの位置を前記探索開始点に移動させる第2の開始点移動手段と、前記初期化モードにおいて得られた前記原点のカウンタ値に基づいて前記レンズの位置を前記探索開始点に直接移動させる第3の開始点移動手段とのうちの少なくとも2つの開始点移動手段を前記複数の手段として備えたものである構成を有している。   Furthermore, in the imaging apparatus according to the present invention, the supply control unit stores power supply time data specific to the driving device for moving the position of the lens from one of the start point and the end point to a predetermined position. A memory for storing, reverse the moving direction after performing the machine end moving operation, and the position where the lens position is moved during the power supply time unique to the driving device as the origin, the counter value at this time And a first start point moving means for moving the lens position to the search start point based on the first counter movement direction, and the moving direction is reversed after the machine end moving operation is performed based on the current counter value. The position where the position of the lens is moved during the power supply time is set as the origin, and the position of the lens is moved to the search start point based on the counter value at this time. At least two start points of start point moving means and third start point moving means for directly moving the position of the lens to the search start point based on the counter value of the origin obtained in the initialization mode The moving means is provided as the plurality of means.

この構成により、本発明の撮像装置は、開始点移動手段の選択肢が増すことでより適切な制御を行うことができる。   With this configuration, the imaging apparatus of the present invention can perform more appropriate control by increasing the choices of the starting point moving means.

さらに、本発明の撮像装置は、前記供給制御手段が、前記オートフォーカス制御時において、前記合焦点探索動作を行う方向と反対の方向に前記カウンタ値が示す原点の位置よりも予め定めた値だけ前記レンズを移動させた位置を前記探索開始点とするものである構成を有している。   Furthermore, in the imaging apparatus of the present invention, during the autofocus control, the supply control unit is set to a value that is predetermined from the position of the origin indicated by the counter value in a direction opposite to the direction in which the in-focus search operation is performed. The position where the lens is moved is used as the search start point.

この構成により、本発明の撮像装置は、オートフォーカスを適用すべき探索範囲を確実にとらえることができる。   With this configuration, the imaging apparatus of the present invention can reliably capture a search range to which autofocus should be applied.

さらに、本発明の撮像装置は、前記供給制御手段が、前記オートフォーカス制御時にフォーカス調整を行った後において、静止画撮像を含む予め定めた撮像動作を終了した後は前記レンズが常に前記原点の位置に移動するよう位置決め制御するものである構成を有している。   Furthermore, in the imaging apparatus of the present invention, after the supply control unit performs focus adjustment during the autofocus control, the lens is always set to the origin after finishing a predetermined imaging operation including still image imaging. It has a configuration that controls positioning so as to move to a position.

この構成により、本発明の撮像装置は、次回オートフォーカスを開始する際、速やかに焦点探索動作を開始できるのでオートフォーカス動作に要する時間を短縮することができる。   With this configuration, the imaging apparatus of the present invention can quickly start the focus search operation when the next autofocus is started, so that the time required for the autofocus operation can be shortened.

本発明は、位置決め精度を損なうことなく部品点数を従来よりも減少させることができ、小型化及び軽量化を図ることができるという効果を有する駆動装置及びそれを備えた撮像装置を提供することができるものである。   The present invention provides a driving device that can reduce the number of parts as compared with the conventional one without impairing positioning accuracy, and can be reduced in size and weight, and an imaging device including the driving device. It can be done.

以下、本発明に係る駆動装置及び撮像装置について図面を用いて説明する。なお、本発明に係る駆動装置を備えた撮像装置として、オートフォーカスカメラを例に挙げて実施の形態を説明する。   Hereinafter, a driving apparatus and an imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that an embodiment will be described by taking an autofocus camera as an example of an imaging apparatus provided with a drive device according to the present invention.

図1は、本実施の形態におけるオートフォーカスカメラの構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態におけるオートフォーカスカメラ10は、フォーカスレンズ11と、レンズ鏡筒12と、レンズ鏡筒12を駆動する圧電アクチュエータ13と、レンズ鏡筒12の移動範囲を制限する凸部14及び機械端部15と、駆動装置固有の調整値データ等を記憶するEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)16と、フォーカスレンズ11によって結像した被写体光を映像信号に変換する撮像素子17と、圧電アクチュエータ13に電力を供給する駆動回路18と、撮像素子17が出力した映像信号に基づいて画像処理を行う画像処理IC20とを備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an autofocus camera in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the autofocus camera 10 according to the present embodiment limits the movement range of the focus lens 11, the lens barrel 12, the piezoelectric actuator 13 that drives the lens barrel 12, and the lens barrel 12. The convex portion 14 and the machine end portion 15, the EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) 16 that stores adjustment value data unique to the driving device, and the subject light imaged by the focus lens 11 are converted into video signals. An image sensor 17, a drive circuit 18 that supplies power to the piezoelectric actuator 13, and an image processing IC 20 that performs image processing based on a video signal output from the image sensor 17 are provided.

ここで、圧電アクチュエータ13は、矢印10aで示す方向に伸び、矢印10aで示す方向とは反対方向である矢印10bで示す方向に縮む圧電素子13aと、圧電素子13aと結合して圧電素子13aによって矢印10a及び10bで示す方向に駆動される駆動部としての駆動軸13bと、レンズ鏡筒12を固定すると共に駆動軸13bと摩擦係合して駆動軸13bに対して矢印10a及び10bで示す方向に移動する移動部13cとを有している。移動部13cは、圧電素子13aの伸縮方向、即ち駆動軸13bの軸方向と平行に光学系の光軸に沿ってフォーカスレンズ11を移動させる構造になっている。   Here, the piezoelectric actuator 13 extends in the direction indicated by the arrow 10a and contracts in the direction indicated by the arrow 10b opposite to the direction indicated by the arrow 10a, and the piezoelectric element 13a coupled to the piezoelectric element 13a. A direction indicated by arrows 10a and 10b with respect to the drive shaft 13b by fixing the lens barrel 12 and frictionally engaging the drive shaft 13b as a drive unit driven in a direction indicated by arrows 10a and 10b. And a moving portion 13c that moves to the position. The moving unit 13c is configured to move the focus lens 11 along the optical axis of the optical system in parallel with the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 13a, that is, the axial direction of the drive shaft 13b.

機械端部15は、固定されたレンズフレーム(図示せず)に設けられ、凸部14を介して、フォーカスレンズ11の繰り込み方向の移動を制限する無限遠側機械端部15aと、フォーカスレンズ11の繰り出し方向の移動を制限するマクロ側機械端部15bとを備えている。   The mechanical end 15 is provided on a fixed lens frame (not shown), and the infinity-side mechanical end 15 a that restricts the movement of the focus lens 11 in the retracting direction via the convex 14, and the focus lens 11. And a macro-side machine end 15b for restricting movement in the feeding direction.

画像処理IC20は、駆動装置固有の調整値データ等をEEPROM16との間で授受する入出力回路21と、撮像素子17の動作を制御する撮像素子制御回路22と、撮像素子17が出力した映像信号の高周波成分から焦点評価値を生成する画像信号処理部23と、画像信号処理部23によって得られた焦点評価値に基づいて入出力回路21を介して駆動回路18の動作を制御して映像コントラスト方式のオートフォーカスを行うマイコン部24と、マイコン部24の動作プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)25と、マイコン部24の作業領域であるRAM(Random Access Memory)26と、主に映像信号の入出力を制御するメモリコントローラ27と、フォーカスレンズ11の位置情報に対応するカウンタ値をカウントして格納するカウンタ28とを備えている。   The image processing IC 20 includes an input / output circuit 21 that exchanges adjustment value data and the like unique to the driving device with the EEPROM 16, an image sensor control circuit 22 that controls the operation of the image sensor 17, and a video signal output by the image sensor 17. An image signal processing unit 23 for generating a focus evaluation value from the high-frequency component of the image, and an image contrast by controlling the operation of the drive circuit 18 via the input / output circuit 21 based on the focus evaluation value obtained by the image signal processing unit 23 A microcomputer unit 24 for performing auto-focusing of the system, a ROM (Read Only Memory) 25 for storing an operation program of the microcomputer unit 24, a RAM (Random Access Memory) 26 as a work area of the microcomputer unit 24, and mainly video The memory controller 27 that controls signal input / output and the counter value corresponding to the position information of the focus lens 11 are counted and stored. And a counter 28.

マイコン部24は、駆動回路18による圧電素子13aへの電力供給の制御を行うようになっており、供給制御手段を構成している。具体的には、例えば、マイコン部24は、駆動回路18によって圧電素子13aに電圧を供給する場合、圧電素子13aへの電圧の供給時間を制御単位時間の整数倍の時間とするようになっている。カウンタ28は、例えば、圧電素子13aへの電圧の供給時間に応じてカウンタ値をカウントし、カウンタ値は、例えば、上記整数倍の整数の値となる。したがって、カウンタ28のカウンタ値は、フォーカスレンズ11の位置情報に対応するものとなる。   The microcomputer unit 24 controls the power supply to the piezoelectric element 13a by the drive circuit 18, and constitutes a supply control means. Specifically, for example, when the microcomputer unit 24 supplies voltage to the piezoelectric element 13a by the drive circuit 18, the supply time of the voltage to the piezoelectric element 13a is set to an integral multiple of the control unit time. Yes. The counter 28 counts a counter value according to, for example, the voltage supply time to the piezoelectric element 13a, and the counter value is an integer that is an integer multiple of the above, for example. Therefore, the counter value of the counter 28 corresponds to the position information of the focus lens 11.

ROM25は、駆動回路18が圧電素子13aに供給する電圧の波形形状を与える信号、即ち、圧電素子13aの収縮、伸長の速度や駆動周波数を決定する信号として、フォーカスレンズ11の繰り出し方向、即ち矢印10aで示す方向に移動部13cを移動させるときに使用される図2(a)に示す信号と、フォーカスレンズ11の繰り込み方向、即ち矢印10bで示す方向に移動部13cを移動させるときに使用される図2(b)に示す信号とを記憶している。ここで、図2に示す信号は、例えば、フォーカスレンズ11、レンズ鏡筒12及び移動部13cの慣性質量と、駆動軸13bと移動部13cとの間に生じる動摩擦力、静止摩擦力等の負荷と、圧電素子13aの推力と、移動部13cの移動速度とに基づいて、オートフォーカスカメラ10が安定に動作するよう設定されている。なお、図2(a)に示す信号の周期と、図2(b)に示す信号の周期とは、互いに等しい。図2に示した周期で制御単位時間を設定してもよく、その場合、図示した周期に対応する時間でフォーカスレンズ11の移動する距離が決定される。   The ROM 25 is a signal that gives the waveform shape of the voltage that the drive circuit 18 supplies to the piezoelectric element 13a, that is, a signal that determines the contraction / extension speed and drive frequency of the piezoelectric element 13a. 2A used when the moving unit 13c is moved in the direction indicated by 10a, and when the moving unit 13c is moved in the retraction direction of the focus lens 11, that is, the direction indicated by the arrow 10b. The signal shown in FIG. 2B is stored. Here, the signals shown in FIG. 2 include, for example, inertial masses of the focus lens 11, the lens barrel 12, and the moving unit 13c, and loads such as dynamic friction force and static friction force generated between the drive shaft 13b and the moving unit 13c. The autofocus camera 10 is set to operate stably based on the thrust of the piezoelectric element 13a and the moving speed of the moving unit 13c. Note that the cycle of the signal shown in FIG. 2A is equal to the cycle of the signal shown in FIG. The control unit time may be set in the cycle shown in FIG. 2, and in this case, the distance that the focus lens 11 moves is determined in the time corresponding to the cycle shown in the figure.

なお、フォーカスレンズ11を駆動する駆動装置30は、レンズ鏡筒12、圧電アクチュエータ13、EEPROM16、駆動回路18、入出力回路21、マイコン部24、ROM25、RAM26、及びメモリコントローラ27によって構成される。   The driving device 30 that drives the focus lens 11 includes the lens barrel 12, the piezoelectric actuator 13, the EEPROM 16, the driving circuit 18, the input / output circuit 21, the microcomputer unit 24, the ROM 25, the RAM 26, and the memory controller 27.

次に、図1に示した駆動装置30が携帯機器用のレンズ機構を駆動する駆動装置である場合を例に挙げて以下説明する。   Next, the case where the driving device 30 shown in FIG. 1 is a driving device that drives a lens mechanism for portable equipment will be described as an example.

オートフォーカスカメラ10は、カメラ起動時の初期化モードと、フォーカスレンズ11を移動させる移動制御モードとを有する。まず、カメラ起動の際、初期化モードによりフォーカスレンズ11の位置を初期化(レンズ位置初期化)すると、自動的にオートフォーカスを実行する前のフォーカスレンズ11の位置を、無限遠の被写体を撮像する際に所定水準の解像度を満たす位置となるようにセットし、その後の移動制御モードにおいて、フォーカスレンズ11を適切な位置に移動させるようになっている。   The autofocus camera 10 has an initialization mode when the camera is activated and a movement control mode for moving the focus lens 11. First, when the camera is activated, if the position of the focus lens 11 is initialized in the initialization mode (lens position initialization), the position of the focus lens 11 before the automatic focusing is automatically performed and an object at infinity is imaged. At this time, the position is set so as to satisfy a predetermined level of resolution, and the focus lens 11 is moved to an appropriate position in the subsequent movement control mode.

以下、オートフォーカスカメラ10の動作について説明する。図3は、カメラ起動時の初期化モードの処理を示すフローチャートである。   Hereinafter, the operation of the autofocus camera 10 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing processing in the initialization mode when the camera is activated.

カメラ起動時の初期化モードにおいて、マイコン部24は、移動制御モードの原点となる目標停止位置にフォーカスレンズ11を移動するために、フォーカスレンズ11を機械端部15のいずれかの方向に十分に移動して機械端部15のいずれかに押し当てる(ステップS1)。マイコン部24は、ステップS1の後、フォーカスレンズ11の位置情報を取得するカウンタ28を所定の値に初期化する(ステップS2)。   In the initialization mode when the camera is activated, the microcomputer unit 24 sufficiently moves the focus lens 11 in any direction of the machine end 15 in order to move the focus lens 11 to the target stop position that is the origin of the movement control mode. It moves and presses against one of the machine end parts 15 (step S1). After step S1, the microcomputer unit 24 initializes a counter 28 that acquires position information of the focus lens 11 to a predetermined value (step S2).

次に、マイコン部24は、移動方向を反転して所定の電力供給時間を与え、携帯機器の表示画面における所定の解像度を満たす範囲にフォーカスレンズ11を繰り出し、移動制御モードの原点とするよう制御する(ステップS3)。以降、カウンタ28は、電力供給時間及び移動方向に応じてカウントし、カウント値はフォーカスレンズ11の位置情報として記憶される。   Next, the microcomputer unit 24 reverses the moving direction to give a predetermined power supply time, extends the focus lens 11 to a range that satisfies a predetermined resolution on the display screen of the portable device, and controls it to be the origin of the movement control mode. (Step S3). Thereafter, the counter 28 counts according to the power supply time and the moving direction, and the count value is stored as position information of the focus lens 11.

本実施の形態において、カメラ起動時のフォーカスレンズ11の位置が、カメラの表示装置で常に所定の解像度を得られる焦点深度範囲内に位置決めされるよう、所定の電力供給時間を与えて、例えば光学無限遠側基準位置(又は、パンフォーカス位置及び光学マクロ側基準位置)を移動制御モードの原点としてフォーカスレンズ11を移動するようになっており、この結果、フォーカスレンズ11の位置決め範囲は、遠方(または目標被写体距離)の物体に対し常に、カメラの表示装置で所定の解像度が得られるような焦点深度範囲内に収容される。   In the present embodiment, a predetermined power supply time is provided so that the position of the focus lens 11 at the time of starting the camera is positioned within a focal depth range in which a predetermined resolution can always be obtained by the display device of the camera. The focus lens 11 is moved with the infinity side reference position (or pan focus position and optical macro side reference position) as the origin of the movement control mode. As a result, the positioning range of the focus lens 11 is far ( Alternatively, an object having a target subject distance) is always accommodated within a focal depth range in which a predetermined resolution can be obtained by a camera display device.

本実施の形態の初期化モードにおいて、マイコン部24は、フォーカスレンズ11を機械端部15(無限遠側機械端部15a又はマクロ側機械端部15b)に押し当てた後、移動方向を反転して移動制御モードの原点に移動する際の電力供給時間を、予めカメラ個体ごとに無限遠(又は目標被写体距離)で焦点を結ぶレンズ位置となるような電力供給時間に基づく値を調整値としてEEPROM16に記録する。   In the initialization mode of the present embodiment, the microcomputer unit 24 reverses the movement direction after pressing the focus lens 11 against the machine end 15 (the infinity side machine end 15a or the macro side machine end 15b). The EEPROM 16 uses the power supply time when moving to the origin of the movement control mode as an adjustment value based on a power supply time that is a lens position that focuses at infinity (or target subject distance) in advance for each individual camera. To record.

以下、その調整値を取得する調整手順について図4〜図10を用いて説明する。図4〜図7は、光学位置(光学無限遠側基準位置、光学マクロ側基準位置)の調整手順を示すフローチャートである。図8〜図10は、光学位置の調整手順の説明図である。   Hereinafter, an adjustment procedure for acquiring the adjustment value will be described with reference to FIGS. 4 to 7 are flowcharts showing the adjustment procedure of the optical position (optical infinity side reference position, optical macro side reference position). 8-10 is explanatory drawing of the adjustment procedure of an optical position.

まず、無限遠側機械端部15aから光学無限遠側基準位置までの調整手順を、図4に示すフローチャート及び図8を用いて説明する。   First, the adjustment procedure from the infinity side machine end 15a to the optical infinity side reference position will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 and FIG.

マイコン部24は、無限遠側機械端部15aに十分に到達可能な電力供給時間で圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を無限遠側機械端部15aに移動させる(ステップS11)。ここで、図8に示すように、マイコン部24は、調整用チャートとして無限遠側のオートコリメータを撮影する(ステップS12)ことで、レンズ繰り出し量と像のコントラストの関係を示すカーブを取得し、カーブ頂点のレンズ位置に相当する電力供給時間を求めるために以降のステップを実行する。   The microcomputer unit 24 moves the focus lens 11 to the infinity side machine end 15a by driving the piezoelectric actuator 13 with a power supply time that can sufficiently reach the infinity side machine end 15a (step S11). Here, as shown in FIG. 8, the microcomputer unit 24 captures a curve indicating the relationship between the lens extension amount and the contrast of the image by photographing the autocollimator on the infinity side as the adjustment chart (step S12). The subsequent steps are executed to obtain the power supply time corresponding to the lens position of the curve vertex.

マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動して無限遠側機械端部15aからフォーカスレンズ11を光学無限遠側基準位置の方向に反転し(ステップS13)、規定量の電力供給分、フォーカスレンズ11をマクロ方向に移動させる(ステップS14)と共に、無限遠側機械端部15aから累積した、移動した分の電力供給時間を更新する(ステップS15)。   The microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to reverse the focus lens 11 from the infinity side machine end 15a to the direction of the optical infinity side reference position (step S13). Is moved in the macro direction (step S14), and the power supply time accumulated from the infinity side machine end 15a is updated (step S15).

ここで、マイコン部24は、画像信号処理部23から焦点評価値を取得し(ステップS16)、上述したカーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が既に通過したか否かを判定する(ステップS17)。カーブ頂点の通過は、取得した焦点評価値と前回取得値との変分が負となることにより判定する。ステップS17において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定された場合、マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を無限遠側機械端部15aに一旦再移動させる(ステップS18)。一方、ステップS17において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定されなかった場合はステップS14に戻る。   Here, the microcomputer unit 24 acquires the focus evaluation value from the image signal processing unit 23 (step S16), and determines whether or not the focus lens 11 has already passed the position corresponding to the above-described curve vertex (step S17). ). The passage of the curve vertex is determined by the negative variation between the acquired focus evaluation value and the previous acquired value. If it is determined in step S17 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to once move the focus lens 11 to the infinity side machine end 15a. (Step S18). On the other hand, if it is not determined in step S17 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the process returns to step S14.

次に、マイコン部24は、図8に示すように、頂点前後の3つ以上の焦点評価値及びそれぞれに対応する電力供給時間に基づいて、多項式で近似した関数を求め、この関数から導き出される曲線の頂点に対応する電力供給時間を算出し、算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させる(ステップS19)。   Next, as shown in FIG. 8, the microcomputer unit 24 obtains a function approximated by a polynomial on the basis of three or more focus evaluation values before and after the apex and the power supply time corresponding to each, and is derived from this function. The power supply time corresponding to the top of the curve is calculated, and the focus lens 11 is moved by the calculated power supply time (step S19).

マイコン部24は、算出した電力供給時間を調整値としてRAM26に一時保存する(ステップS20)。なお、ステップS20の前に、マイコン部24が算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させた位置で画像信号処理部23から焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値が頂点に相当するか否か確認する工程を加えてもよい。   The microcomputer unit 24 temporarily stores the calculated power supply time in the RAM 26 as an adjustment value (step S20). Before step S20, a focus evaluation value is acquired from the image signal processing unit 23 at a position where the focus lens 11 is moved by the power supply time calculated by the microcomputer unit 24, and the acquired focus evaluation value corresponds to the apex. A step of confirming whether or not may be added.

次に、マクロ側機械端部15bから光学無限遠側基準位置までの調整手順を、図5に示すフローチャート及び図8を用いて説明する。   Next, the adjustment procedure from the macro side machine end 15b to the optical infinity side reference position will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5 and FIG.

マイコン部24は、マクロ側機械端部15bに十分に到達可能な電力供給時間で圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11をマクロ側機械端部15bに移動させる(ステップS31)。図8に示したように、マイコン部24は、調整用チャートとして無限遠側のオートコリメータを撮影する(ステップS32)ことで、レンズ繰り出し量(ステップ)と像のコントラストの関係を示すカーブを取得し、カーブ頂点のレンズ位置に相当する電力供給時間を求めるために以降のステップを実行する。   The microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 with a power supply time that can sufficiently reach the macro machine end 15b to move the focus lens 11 to the macro machine end 15b (step S31). As shown in FIG. 8, the microcomputer unit 24 captures a curve indicating the relationship between the lens extension amount (step) and the contrast of the image by photographing the autocollimator on the infinity side as an adjustment chart (step S32). Then, the following steps are executed in order to obtain the power supply time corresponding to the lens position at the vertex of the curve.

マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してマクロ側機械端部15bからフォーカスレンズ11を光学マクロ側基準位置の方向に反転し(ステップS33)、規定量の電力供給時間分フォーカスレンズ11を無限遠方向に移動させる(ステップS34)と共に、マクロ側機械端部15bから累積した、移動した分の電力供給時間を更新する(ステップS35)。   The microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to invert the focus lens 11 from the macro-side machine end 15b toward the optical macro-side reference position (step S33), and moves the focus lens 11 infinitely for a specified amount of power supply time. While moving in the far direction (step S34), the power supply time for the amount of movement accumulated from the macro-side machine end 15b is updated (step S35).

ここで、マイコン部24は、画像信号処理部23から焦点評価値を取得し(ステップS36)、上述したカーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したか否かを判定する(ステップS37)。カーブ頂点の通過は、取得した焦点評価値と前回取得値との変分が負となることにより判定する。ステップS37において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定された場合、マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を一旦マクロ側機械端部15bに再移動させる(ステップS38)。一方、ステップS37において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定されなかった場合はステップS34に戻る。   Here, the microcomputer unit 24 acquires the focus evaluation value from the image signal processing unit 23 (step S36), and determines whether or not the focus lens 11 has passed the position corresponding to the above-described curve vertex (step S37). . The passage of the curve vertex is determined by the negative variation between the acquired focus evaluation value and the previous acquired value. If it is determined in step S37 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to once move the focus lens 11 again to the macro side machine end 15b. (Step S38). On the other hand, if it is not determined in step S37 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the process returns to step S34.

次に、マイコン部24は、頂点前後の3つ以上の焦点評価値及びそれぞれに対応する電力供給時間に基づいて、多項式で近似した関数を求め、この関数から導き出される曲線の頂点に対応する電力供給時間を算出し、算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させる(ステップS39)。   Next, the microcomputer unit 24 obtains a function approximated by a polynomial based on three or more focus evaluation values before and after the vertex and the power supply time corresponding to each of the focus evaluation values, and the power corresponding to the vertex of the curve derived from this function. The supply time is calculated, and the focus lens 11 is moved by the calculated power supply time (step S39).

マイコン部24は、算出した電力供給時間を調整値としてRAM26に一時保存する(ステップS40)。なお、ステップS40の前に、マイコン部24が算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させた位置で画像信号処理部23から焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値が頂点に相当するか否か確認する工程を加えてもよい。   The microcomputer unit 24 temporarily stores the calculated power supply time in the RAM 26 as an adjustment value (step S40). Before step S40, the focus evaluation value is acquired from the image signal processing unit 23 at the position where the focus lens 11 is moved by the power supply time calculated by the microcomputer unit 24, and the acquired focus evaluation value corresponds to the apex. A step of confirming whether or not may be added.

次に、無限遠側機械端部15aから光学マクロ側基準位置までの調整手順を、図6に示すフローチャート及び図9を用いて説明する。   Next, the adjustment procedure from the infinity side machine end 15a to the optical macro side reference position will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 6 and FIG.

マイコン部24は、無限遠側機械端部15aに十分に到達可能な電力供給時間で圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を無限遠側機械端部15aに移動させる(ステップS51)。ここで、図9に示すように、マイコン部24は、マクロの調整用チャートを撮影する(ステップS52)ことで、レンズ繰り出し量と像のコントラストの関係を示すカーブを取得し、カーブ頂点のレンズ位置に相当する電力供給時間を求めるために以降のステップを実行する。   The microcomputer unit 24 moves the focus lens 11 to the infinity side machine end 15a by driving the piezoelectric actuator 13 with a power supply time that can sufficiently reach the infinity side machine end 15a (step S51). Here, as shown in FIG. 9, the microcomputer section 24 captures a curve indicating the relationship between the lens feed amount and the image contrast by photographing the macro adjustment chart (step S52), and the lens at the curve apex. The following steps are executed to obtain the power supply time corresponding to the position.

マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を無限遠側機械端部15aから光学無限遠側基準位置の方向に反転し(ステップS53)、規定量の電力供給時間分フォーカスレンズ11をマクロ方向に移動させる(ステップS54)と共に、無限遠側機械端部15aから累積した、移動した分の電力供給時間を更新する(ステップS55)。   The microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to invert the focus lens 11 from the infinity side machine end 15a toward the optical infinity side reference position (step S53), and the focus lens 11 for a specified amount of power supply time. Is moved in the macro direction (step S54), and the power supply time for the amount of movement accumulated from the infinity side machine end 15a is updated (step S55).

ここで、マイコン部24は、画像信号処理部23から焦点評価値を取得し(ステップS56)、上述したカーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したか否かを判定する(ステップS57)。カーブ頂点の通過は、取得した焦点評価値と前回取得値との変分が負となることにより判定する。ステップS57において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定された場合、マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を一旦無限遠側機械端部15aに再移動させる(ステップS58)。一方、ステップS57において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定されなかった場合はステップS54に戻る。   Here, the microcomputer unit 24 acquires the focus evaluation value from the image signal processing unit 23 (step S56), and determines whether or not the focus lens 11 has passed the position corresponding to the above-described curve vertex (step S57). . The passage of the curve vertex is determined by the negative variation between the acquired focus evaluation value and the previous acquired value. If it is determined in step S57 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to once move the focus lens 11 to the infinity-side machine end 15a. (Step S58). On the other hand, if it is not determined in step S57 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the process returns to step S54.

次に、マイコン部24は、頂点前後の3つ以上の焦点評価値及びそれぞれに対応する電力供給時間に基づいて、多項式で近似した関数を求め、この関数から導き出される曲線の頂点に対応する電力供給時間を算出し、算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させる(ステップS59)。   Next, the microcomputer unit 24 obtains a function approximated by a polynomial based on three or more focus evaluation values before and after the vertex and the power supply time corresponding to each of the focus evaluation values, and the power corresponding to the vertex of the curve derived from this function. The supply time is calculated, and the focus lens 11 is moved by the calculated power supply time (step S59).

マイコン部24は、算出した電力供給時間を調整値としてRAM26に一時保存する(ステップS60)。なお、ステップS60の前に、マイコン部24が算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させた位置で画像信号処理部23から焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値が頂点に相当するか否か確認する工程を加えてもよい。   The microcomputer unit 24 temporarily stores the calculated power supply time in the RAM 26 as an adjustment value (step S60). Before step S60, a focus evaluation value is acquired from the image signal processing unit 23 at a position where the focus lens 11 is moved by the power supply time calculated by the microcomputer unit 24, and the acquired focus evaluation value corresponds to the apex. A step of confirming whether or not may be added.

次に、マクロ側機械端部15bから光学マクロ側基準位置までの調整手順を、図7に示すフローチャート及び図9を用いて説明する。   Next, the adjustment procedure from the macro side machine end 15b to the optical macro side reference position will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 7 and FIG.

マイコン部24は、マクロ側機械端部15bに十分に到達可能な電力供給時間で圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11をマクロ側機械端部15bに移動させる(ステップS71)。ここで、図9に示したように、マイコン部24は、マクロの調整用チャートを撮影する(ステップS72)ことで、レンズ繰り出し量と像のコントラストの関係を示すカーブを取得し、カーブ頂点のレンズ位置に相当する電力供給時間を求めるために以降のステップを実行する。   The microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 with a power supply time that can sufficiently reach the macro machine end 15b to move the focus lens 11 to the macro machine end 15b (step S71). Here, as shown in FIG. 9, the microcomputer unit 24 captures a curve indicating the relationship between the lens extension amount and the contrast of the image by photographing the macro adjustment chart (step S <b> 72). The following steps are executed to obtain the power supply time corresponding to the lens position.

マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してマクロ側機械端部15bからフォーカスレンズ11を光学マクロ側基準位置の方向に反転し(ステップS73)、規定量の電力供給時間分フォーカスレンズ11を無限遠方向に移動させる(ステップS74)と共に、マクロ側機械端部15bから累積した、移動した分の電力供給時間を更新する(ステップS75)。   The microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to invert the focus lens 11 from the macro-side machine end 15b in the direction of the optical macro-side reference position (step S73), and makes the focus lens 11 infinite for a predetermined amount of power supply time. In addition to moving in the far direction (step S74), the power supply time for the amount of movement accumulated from the macro side machine end 15b is updated (step S75).

ここで、マイコン部24は、画像信号処理部23から焦点評価値を取得し(ステップS76)、上述したカーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したか否かを判定する(ステップS77)。カーブ頂点の通過は、取得した焦点評価値と前回取得値との変分が負となることにより判定する。ステップS77において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定された場合、マイコン部24は、圧電アクチュエータ13を駆動してフォーカスレンズ11を一旦マクロ側機械端部15bに再移動させる(ステップS78)。一方、ステップS77において、カーブ頂点に相当する位置をフォーカスレンズ11が通過したと判定されなかった場合はステップS74に戻る。   Here, the microcomputer unit 24 acquires the focus evaluation value from the image signal processing unit 23 (step S76), and determines whether or not the focus lens 11 has passed the position corresponding to the above-described curve vertex (step S77). . The passage of the curve vertex is determined by the negative variation between the acquired focus evaluation value and the previous acquired value. When it is determined in step S77 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the microcomputer unit 24 drives the piezoelectric actuator 13 to once move the focus lens 11 again to the macro side machine end 15b. (Step S78). On the other hand, if it is not determined in step S77 that the focus lens 11 has passed the position corresponding to the curve vertex, the process returns to step S74.

次に、マイコン部24は、頂点前後の3つ以上の焦点評価値及びそれぞれに対応する電力供給時間に基づいて、多項式で近似した関数を求め、この関数から導き出される曲線の頂点に対応する電力供給時間を算出し、算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させる(ステップS79)。   Next, the microcomputer unit 24 obtains a function approximated by a polynomial based on three or more focus evaluation values before and after the vertex and the power supply time corresponding to each of the focus evaluation values, and the power corresponding to the vertex of the curve derived from this function. The supply time is calculated, and the focus lens 11 is moved by the calculated power supply time (step S79).

マイコン部24は、算出した電力供給時間を調整値としてRAM26に一時保存する(ステップS80)。なお、ステップS80の前に、マイコン部24が算出した電力供給時間分フォーカスレンズ11を移動させた位置で画像信号処理部23から焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値が頂点に相当するか否か確認する工程を加えてもよい。   The microcomputer unit 24 temporarily stores the calculated power supply time in the RAM 26 as an adjustment value (step S80). Before step S80, a focus evaluation value is acquired from the image signal processing unit 23 at a position where the focus lens 11 is moved by the power supply time calculated by the microcomputer unit 24, and the acquired focus evaluation value corresponds to the apex. A step of confirming whether or not may be added.

最後に、マイコン部24は、RAM26に一時保存した合計4つの調整値をRAM26から取得してEEPROM16に記録する(ステップS81)。   Finally, the microcomputer unit 24 acquires a total of four adjustment values temporarily stored in the RAM 26 and records them in the EEPROM 16 (step S81).

また、マイコン部24は、被写体となる複数の異なる物体の距離が既知であり、同一の機械的端点からこれらの物体距離に対応した調整値を求める際、各調整値の差分から物体の中間に位置する物体までの電力供給時間を調整値として求めてもよい。例えば、フォーカスレンズ11のデフォーカスLdと物体距離Lとの関係は、フォーカスレンズ11の焦点距離fとすると、Ld=f2/(L−f)で表すことができるので、同一の機械端部15から取得した2つの調整値の差分より任意の被写体距離に対するデフォーカス(レンズ繰り出し量)が得られデフォーカスと比例関係の電力供給時間が求まる。したがって、マイコン部24は、フォーカスレンズ11を目的の物体距離の位置に移動させることや、上述の式から補完して算出した調整値の間の中間値で一時置き換えることにより、フォーカスレンズ11の動作範囲を変えることなどが可能となる。 Further, the microcomputer unit 24 knows the distances of a plurality of different objects serving as subjects, and when obtaining adjustment values corresponding to these object distances from the same mechanical end point, it calculates the difference between the adjustment values to the middle of the object. You may obtain | require the electric power supply time to the located object as an adjustment value. For example, the relationship between the defocus Ld of the focus lens 11 and the object distance L can be expressed as Ld = f 2 / (L−f) where the focal distance f of the focus lens 11 is the same. The defocus (lens extension amount) for an arbitrary subject distance is obtained from the difference between the two adjustment values acquired from 15, and the power supply time proportional to the defocus is obtained. Therefore, the microcomputer unit 24 moves the focus lens 11 to a target object distance position, or temporarily replaces the focus lens 11 with an intermediate value between the adjustment values calculated by complementing the above-described equations. It is possible to change the range.

また、図10に示すように、機械端部15の一方から取得された2つの調整値の差分と、機械端部15の他方から取得された2つの調整値の差分とに基づき、矢印10aで示す移動方向による移動速度比kを求めることができる。図10において、無限遠側機械端部から光学無限遠側基準位置までの調整値を(a)、無限遠側機械端部から光学マクロ側基準位置までの調整値を(d)、マクロ側機械端部から光学マクロ側基準位置までの調整値を(c)、マクロ側機械端部から光学無限遠側基準位置までの調整値を(b)とするとき、矢印10aの方向に駆動する際、移動速度比kは次式で得られる。   Further, as shown in FIG. 10, based on the difference between the two adjustment values acquired from one of the machine end portions 15 and the difference between the two adjustment values acquired from the other of the machine end portions 15, The moving speed ratio k according to the moving direction shown can be obtained. In FIG. 10, the adjustment value from the infinity side machine end to the optical infinity side reference position is (a), the adjustment value from the infinity side machine end to the optical macro side reference position is (d), the macro side machine When the adjustment value from the end to the optical macro side reference position is (c) and the adjustment value from the macro side machine end to the optical infinity side reference position is (b), when driving in the direction of the arrow 10a, The moving speed ratio k is obtained by the following equation.

k=((d)−(a))/((b)−(c))
この移動速度比kのデータは、マイコン部24が算出してRAM26に記憶される。マイコン部24は、この移動速度比kを用いることにより、通常の移動時間にkを乗じた時間で駆動することができる。
k = ((d)-(a)) / ((b)-(c))
The data of the moving speed ratio k is calculated by the microcomputer unit 24 and stored in the RAM 26. The microcomputer unit 24 can be driven in a time obtained by multiplying a normal moving time by k by using the moving speed ratio k.

次に、移動制御モードについて説明する。図11は、移動制御モードにおいてフォーカスレンズ11を移動させる際の処理を示したフローチャートである。   Next, the movement control mode will be described. FIG. 11 is a flowchart showing processing when the focus lens 11 is moved in the movement control mode.

圧電素子13aへの電圧の制御単位時間のN倍の時間だけフォーカスレンズ11を移動させるとき、マイコン部24は、フォーカスレンズ11を移動させる方向が矢印10aで示す方向か否かを判断し(ステップS91)、ステップS91において矢印10aで示す方向に移動させると判断した場合、制御単位時間BcのN倍にRAM26に記憶した移動速度比kを乗じた時間だけ移動させる(ステップS92)。一方、ステップS91において矢印10aで示す方向に移動させないと判断した場合、制御単位時間BcのN倍の時間だけフォーカスレンズ11の繰り込み方向、即ち矢印10bで示す方向に移動させる(ステップS93)。なお、カウンタ28は、矢印10aで示す方向に移動させる場合、移動速度比kを乗じた分をカウントする。   When the focus lens 11 is moved by a time N times the control unit time of the voltage to the piezoelectric element 13a, the microcomputer unit 24 determines whether or not the direction in which the focus lens 11 is moved is the direction indicated by the arrow 10a (step). If it is determined in step S91 that the movement is to be performed in the direction indicated by the arrow 10a in step S91, the movement is performed for a time obtained by multiplying N times the control unit time Bc by the movement speed ratio k stored in the RAM 26 (step S92). On the other hand, if it is determined in step S91 not to move in the direction indicated by the arrow 10a, the focus lens 11 is moved in the retracting direction, that is, the direction indicated by the arrow 10b for N times the control unit time Bc (step S93). When the counter 28 is moved in the direction indicated by the arrow 10a, the counter 28 counts the amount multiplied by the moving speed ratio k.

次に、移動制御モードにおいてオートフォーカスを行うに当たり、探索を開始する位置にフォーカスレンズ11を移動する開始点移動動作について説明する。上述のように本実施の形態で採用する映像コントラスト方式のオートフォーカスは、フォーカスレンズ11の繰り出し量を変化させることによりピントの合う距離を変えて映像信号の高周波成分から得られた焦点評価値が最大(頂点)となるレンズ位置について探索してその近傍にフォーカスレンズ11を収斂、停止させる制御となる。この際、頂点位置情報を取り逃すことなく確実にオートフォーカスを成立させるには探索範囲を確実に取り込む必要があり、この点でオートフォーカスの探索動作を開始する位置が重要となる。   Next, the start point moving operation for moving the focus lens 11 to the position where the search is started when performing autofocus in the movement control mode will be described. As described above, the video contrast autofocus employed in the present embodiment changes the focus distance by changing the feed amount of the focus lens 11, and the focus evaluation value obtained from the high-frequency component of the video signal is changed. This is a control for searching for the maximum (vertex) lens position and converging and stopping the focus lens 11 in the vicinity thereof. At this time, in order to reliably establish the autofocus without missing the vertex position information, it is necessary to reliably capture the search range. In this respect, the position at which the autofocus search operation is started is important.

頂点を検出するには、頂点を一旦通過させる処理を行い、このときの焦点評価値の増減から検出する方法が一般に知られており、本実施の形態でもこの方法を採用するものとする。そこで、光学無限遠から目標至近距離に相当するフォーカスレンズ11の繰り出し範囲よりも若干広い領域でフォーカスレンズ11を移動する。さらに、本実施の形態において原点と定義している光学無限遠側の絶対位置に対し位置決め誤差が見込まれる場合、その偏移量に見合う領域に移動範囲を拡大して探索する。   In order to detect a vertex, a method of once passing the vertex and detecting from the increase / decrease of the focus evaluation value at this time is generally known, and this method is also adopted in this embodiment. Therefore, the focus lens 11 is moved in a region slightly wider than the extension range of the focus lens 11 corresponding to the target close distance from the optical infinity. Furthermore, when a positioning error is expected with respect to the absolute position on the optical infinity side, which is defined as the origin in the present embodiment, the search is performed by enlarging the movement range in a region corresponding to the deviation amount.

レンズ位置初期化直後の光学無限遠への位置決めは調整時と同様の動作で行われ、その後の移動もないので位置精度は高い。これに比べ、レンズの移動、停止を行った後に、カメラ内部の内部カウンタの把握値に基づいて光学無限遠と定義した内部カウンタの位置にレンズを戻した場合には真の光学無限遠基準位置に対し偏差が増すことになる。特にオートフォーカス実行時においては、圧電アクチュエータの起動、停止及び移動方向の反転を繰り返す動作を伴うので、内部カウンタが把握するレンズ位置と物理的なレンズ位置との誤差が蓄積されて次第に大きくなる傾向になる。一方、オートフォーカス実行の際、開始点移動動作として常にレンズ位置初期化と同様の手順を行った後、探索を開始するようにすると圧電アクチュエータの駆動時間が長くなり、オートフォーカス処理全体に要する時間が長くなってしまうため、常にこの方法をとることは得策ではない。   Positioning to the optical infinity immediately after the lens position initialization is performed by the same operation as that at the time of adjustment, and since there is no subsequent movement, the position accuracy is high. Compared to this, when the lens is moved and stopped, the true optical infinity reference position is obtained when the lens is returned to the internal counter position defined as optical infinity based on the grasp value of the internal counter inside the camera. The deviation will increase. In particular, when autofocus is executed, the actuator is repeatedly started, stopped, and reversed in the direction of movement, and therefore the error between the lens position grasped by the internal counter and the physical lens position tends to increase gradually. become. On the other hand, when auto-focusing is performed, if the search is started after always performing the same procedure as the lens position initialization as the starting point movement operation, the drive time of the piezoelectric actuator becomes longer, and the time required for the entire auto-focus process It is not a good idea to always use this method.

そこで、本実施の形態では、オートフォーカスを開始する開始点への移動方法を複数備えて、フォーカスレンズ11の移動履歴に応じて、適切に管理することにより、不必要な移動時間を減らしオートフォーカスに要する時間の増加を抑えながら、合焦の精度を損なうことなくオートフォーカスが成立するようにしている。以下具体的に、本実施の形態における開始点移動動作の方法について説明する。   Therefore, in the present embodiment, a plurality of methods for moving to the starting point for starting autofocus are provided, and by appropriately managing according to the movement history of the focus lens 11, unnecessary movement time is reduced to reduce autofocus. The autofocus is established without impairing the accuracy of focusing while suppressing an increase in the time required for focusing. Hereinafter, the method of the starting point moving operation in the present embodiment will be specifically described.

まず、関連するカメラ初期化動作について述べる。カメラ初期化動作ではフォーカスレンズ11の現在位置が把握されていないため、はじめに、基準とする側の機械端部15への駆動時間を任意のレンズ位置からでも基準とする側の機械端部15に到達できるような所定の値で電力供給時間を設定し駆動して基準とする側の機械端部15に押し当て、カウンタ28を所定の値にセットする。レンズ移動方向を反転して、EEPROM16から読み出した調整値に基づく電力供給時間により駆動して、移動制御モードの原点となる光学無限遠側基準位置にフォーカスレンズ11を移動させる。   First, the related camera initialization operation will be described. Since the current position of the focus lens 11 is not grasped in the camera initialization operation, first, the drive time to the machine end 15 on the reference side is changed from the arbitrary lens position to the machine end 15 on the reference side. The power supply time is set and driven with a predetermined value that can be reached and pressed against the machine end 15 on the reference side, and the counter 28 is set to a predetermined value. The lens moving direction is reversed, and the focus lens 11 is moved to the optical infinity side reference position that is the origin of the movement control mode by driving with the power supply time based on the adjustment value read from the EEPROM 16.

ここで、機械端部15への電力供給時間を算定するための移動距離は上記のように無限遠側機械端部15aからマクロ側機械端部15bに至るフルストロークを想定し、また、圧電アクチュエータ13の移動速度は上述した調整値より導かれる値を用いて算定される。即ち、移動方向に応じて移動速度が異なる場合には上述の移動速度比kにより補正がなされる。このとき、移動速度の絶対値は、光学無限遠側基準位置と光学マクロ側基準位置との間の距離を調整した際に、例えばレーザ変位計で測定してEEPROM16に格納されている値に基づく。   Here, the moving distance for calculating the power supply time to the machine end 15 is assumed to be a full stroke from the infinity side machine end 15a to the macro side machine end 15b as described above, and the piezoelectric actuator The moving speed of 13 is calculated using a value derived from the adjustment value described above. That is, when the moving speed varies depending on the moving direction, the correction is made by the above-described moving speed ratio k. At this time, the absolute value of the moving speed is based on a value measured by, for example, a laser displacement meter and stored in the EEPROM 16 when the distance between the optical infinity side reference position and the optical macro side reference position is adjusted. .

次に、移動制御モードにおける第1〜3の開始点移動動作について説明する。これら第1〜3の開始点移動動作は、それぞれ、第1〜3の開始点移動手段としてのマイコン部24により実行されるものである。なお、第1〜3の開始点移動手段のうち、少なくとも2つの開始点移動手段を備える構成とするのが好ましい。   Next, the first to third start point movement operations in the movement control mode will be described. These first to third start point moving operations are respectively executed by the microcomputer unit 24 as first to third start point moving means. In addition, it is preferable to set it as the structure provided with at least 2 start point moving means among the 1st-3rd starting point moving means.

移動制御モードにおける第1の開始点移動方法を図12に示す。この方法は、カメラ起動直後における上述のカメラ初期化動作に対し、方向反転後の電力供給時間を算定する際にオフセットを加味するものである。即ち、無限遠側機械端部15aからマクロ側機械端部15bまでの全スパン想定で駆動時間を算出し、フォーカスレンズ11を移動させ(ステップS101)、カウンタ28を所定の値にセットする(ステップS102)。次いで、方向を反転して、読み出した調整値と設定されたオフセット値とに基づく電力供給時間によりフォーカスレンズ11を移動し(ステップS103)、移動した位置をオートフォーカスの探索開始点として探索を開始する(ステップS104)。   FIG. 12 shows a first starting point moving method in the movement control mode. This method takes the offset into account when calculating the power supply time after direction reversal with respect to the above-described camera initialization operation immediately after the camera is activated. That is, the drive time is calculated on the assumption of the entire span from the infinity side machine end 15a to the macro side machine end 15b, the focus lens 11 is moved (step S101), and the counter 28 is set to a predetermined value (step S101). S102). Next, the direction is reversed, and the focus lens 11 is moved by the power supply time based on the read adjustment value and the set offset value (step S103), and the search is started with the moved position as the search start point of autofocus. (Step S104).

第2の開始点移動方法は、図13に示すように、カウンタ値が既知である任意のレンズ位置において、はじめにカウンタ28から読み出された値に基づき現在の位置を把握し、現在位置に対し基準とする側の機械端部15に到達するために必要な理論上の電力供給時間を導き出し、これに所定の係数を乗じた時間によりフォーカスレンズ11を基準とする側の機械端部15方向に駆動し基準とする側の機械端部15に移動して押し当て(ステップS111)、カウンタ28を所定の値にセットする(ステップS112)。次いで、方向を反転して、読み出した調整値と設定されたオフセット値とに基づく電力供給時間によりフォーカスレンズ11を移動し(ステップS113)、移動した位置をオートフォーカスの探索開始点として探索を開始する(ステップS114)。   As shown in FIG. 13, in the second starting point moving method, at any lens position where the counter value is known, the current position is first grasped based on the value read from the counter 28, and the current position is determined. The theoretical power supply time required to reach the machine end 15 on the reference side is derived and multiplied by a predetermined coefficient in the direction of the machine end 15 on the side using the focus lens 11 as a reference. It moves to the machine end 15 on the side to be driven and pressed (step S111), and the counter 28 is set to a predetermined value (step S112). Next, the direction is reversed, and the focus lens 11 is moved by the power supply time based on the read adjustment value and the set offset value (step S113), and the search is started with the moved position as the search start point of autofocus. (Step S114).

第3の開始点移動方法は、図14に示すように、はじめに、カウンタ28から読み出した値に基づいて現在の位置を把握し、その位置から直接、目標とするオートフォーカスの探索開始点に相当する理論上の位置に移動し(ステップS121)、オートフォーカスの探索開始点として探索を開始する(ステップS122)。   As shown in FIG. 14, the third start point moving method first grasps the current position based on the value read from the counter 28, and directly corresponds to the target autofocus search start point from that position. (Step S121), and the search is started as an autofocus search start point (step S122).

以上説明した第1〜3の方法は、フォーカスレンズ11の動作履歴に応じてオートフォーカスの際に探索を開始する位置に移動する方法を選択的に切り換えて実行する方法であるが、これらとは別に選択可能な機能として、図15に示す制御方法を実行する構成とすることもできる。この制御方法はフォーカスレンズ11の動作履歴を参照することなしにオートフォーカス動作と、これに続く静止画撮像など付随する一連の動作とを行い、所定の時間経過した後に、フォーカスレンズ11の位置を、調整値として記録されている所定の基準位置(例えば光学無限遠側基準位置)に移動(ステップS131)しておくことにより、次回オートフォーカスが実行される際に、探索動作が開始される位置にカウンタ28の論理値に基づいて直接フォーカスレンズ11を移動(ステップS132)するようにしてオートフォーカスの探索動作を開始(ステップS133)できるようにしたものであり、オートフォーカス制御に費やされる時間を短縮することが可能な制御方法である。   The first to third methods described above are methods for selectively switching the method of moving to the position where the search starts at the time of autofocusing according to the operation history of the focus lens 11, As a separately selectable function, the control method shown in FIG. 15 may be executed. This control method performs an autofocus operation without referring to the operation history of the focus lens 11 and a series of accompanying operations such as still image capturing, and the position of the focus lens 11 is changed after a predetermined time has elapsed. By moving (step S131) to a predetermined reference position (for example, optical infinity side reference position) recorded as an adjustment value, the position at which the search operation is started the next time autofocus is executed The focus lens 11 is moved directly based on the logical value of the counter 28 (step S132) so that the autofocus search operation can be started (step S133), and the time spent for autofocus control is reduced. This is a control method that can be shortened.

カメラを起動してレンズ位置初期化動作が行われた状態で、この制御方法が選択された状態において、オートフォーカスコマンドが実行されると、カウンタ28の把握値に基づき直ちに探索動作の開始位置にフォーカスレンズ11を直接移動し探索動作が開始され、オートフォーカスが実行される。オートフォーカス完了後、続けて静止画撮像や、フォーカスロックの延長操作が所定時間内に行われない場合、自動的にレンズ位置初期化動作が行われ、フォーカスレンズ11の位置を光学無限遠側基準位置に移動する。   When the camera is activated and the lens position initialization operation is performed, and this control method is selected, when the autofocus command is executed, the search operation is immediately started based on the grasped value of the counter 28. The focus lens 11 is directly moved to start a search operation, and autofocus is executed. After the autofocus is completed, if still image capturing or focus lock extension operation is not performed within a predetermined time, the lens position initialization operation is automatically performed, and the position of the focus lens 11 is determined based on the optical infinity side reference. Move to position.

次に、開始点移動動作を選択する判定方法について説明する。なお、マイコン部24のファームウエア上には累積AFコマンドカウンタが設けられており、AFコマンドが発行されるたびにカウントアップされ、第1の開始点移動方法による開始点移動動作又は初期化が行われると累積AFコマンドカウンタは零にクリアされるようになっているものとする。   Next, a determination method for selecting the start point movement operation will be described. Note that a cumulative AF command counter is provided on the firmware of the microcomputer unit 24. The cumulative AF command counter is incremented each time an AF command is issued, and the start point moving operation or initialization is performed by the first start point moving method. It is assumed that the cumulative AF command counter is cleared to zero.

図16において、オートフォーカスコマンドが発行され、マイコン部24がオートフォーカスコマンドを受理(ステップS141)することにより、マイコン部24による開始点移動動作を開始するに当たり、オートフォーカスの探索を開始する開始点移動動作を第1〜3の方法の中から後述の選択手順(ステップS142)に基づいて選び、選択された開始点移動動作の方法に基づいてモード選択及び設定を行い(ステップS143)、選択した開始点移動動作を実行する(ステップS144)ことにより、フォーカスレンズ11が開始点に移動されて移動が完了し(ステップS145)、オートフォーカス探索が開始される(ステップS146)。   In FIG. 16, when an autofocus command is issued and the microcomputer unit 24 receives the autofocus command (step S <b> 141), the start point for starting the search for autofocus is started when the microcomputer unit 24 starts the start point moving operation. The moving operation is selected from the first to third methods based on the selection procedure (step S142) described later, and the mode is selected and set based on the selected starting point moving operation method (step S143). By executing the start point moving operation (step S144), the focus lens 11 is moved to the start point and the movement is completed (step S145), and the autofocus search is started (step S146).

図17は、開始点移動動作の選択に際し、図16における選択手順(ステップS142)を具体的に示したものである。選択が開始されると、マイコン部24は、前回実行されたコマンドがレンズ位置初期化コマンドであるか否かを判定し(ステップS151)、直前に行われた動作がレンズ位置初期化コマンドであると判定した場合、探索開始点移動動作として第3の開始点移動方法を選択する(ステップS152)。前回実行されたコマンドがレンズ位置初期化コマンド以外の場合は、累積AFコマンドカウンタの値を参照し所定の回数に達しているか否かを判定し(ステップS153)、所定の回数に達していない場合は第2の開始点移動方法を選択し(ステップS154)、所定の回数以上の場合は第1の開始点移動方法を選択する(ステップS155)。   FIG. 17 specifically shows the selection procedure (step S142) in FIG. 16 when selecting the starting point movement operation. When the selection is started, the microcomputer unit 24 determines whether or not the previously executed command is a lens position initialization command (step S151), and the operation performed immediately before is a lens position initialization command. If it is determined, the third start point moving method is selected as the search start point moving operation (step S152). If the previously executed command is other than the lens position initialization command, it is determined whether or not the predetermined number of times has been reached by referring to the value of the cumulative AF command counter (step S153). Selects the second starting point moving method (step S154), and if the number of times is equal to or greater than the predetermined number of times, selects the first starting point moving method (step S155).

なお、本実施の形態では、撮像装置内のマイコン部24及びROM25に格納されたファームウエアにレンズ動作履歴の参照手段、及び開始点移動動作の判定手段を設け、カメラモジュール内で制御を完結させる例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばオートフォーカスコマンドのようにレンズ移動に関わるコマンドの実行回数等をレンズ動作履歴の参照手段とし、そのデータに基づいた判定手段を共にカメラモジュールを搭載したホストシステム、例えば携帯端末上のソフトウエアに格納して制御する構成としてもよい。   In the present embodiment, the firmware stored in the microcomputer unit 24 and the ROM 25 in the imaging apparatus is provided with a lens operation history reference unit and a start point moving operation determination unit, and the control is completed within the camera module. Although an example is shown, the present invention is not limited to this. For example, the number of executions of a command related to lens movement, such as an autofocus command, is used as a reference means for the lens operation history, and the determination is based on the data. The means may be configured to be stored and controlled in a host system in which both camera modules are mounted, for example, software on a portable terminal.

また、オートフォーカスカメラ10は、レンズ系全体をフォーカスレンズ11としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のレンズ群を固定レンズと移動レンズとに分割して、移動レンズのうちフォーカスレンズを移動してフォーカス調整を行う構成としてもよい。   In the autofocus camera 10, the entire lens system is the focus lens 11. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of lens groups are divided into a fixed lens and a moving lens, and Of these, the focus lens may be moved to adjust the focus.

以上のように、本発明に係る駆動装置及びそれを備えた撮像装置は、位置検出センサなどの手段を必要とせずに、位置決め精度を損なうことなく、位置決め制御を行うことができ、部品点数を従来よりも減少させることができ、小型の電子機器などへの搭載に有用である。   As described above, the drive device according to the present invention and the image pickup apparatus including the drive device can perform positioning control without losing positioning accuracy without requiring a means such as a position detection sensor, and can reduce the number of parts. It can be reduced more than before and is useful for mounting on small electronic devices.

本発明の一実施の形態におけるオートフォーカスカメラのブロック図Block diagram of an autofocus camera in one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態において、駆動回路が圧電素子に供給する電圧の波形例 (a)フォーカスレンズの繰り出し方向にフォーカスレンズを移動させるときに圧電素子に供給される電圧波形例を示す図 (b)フォーカスレンズの繰り込み方向にフォーカスレンズを移動させるときに圧電素子に供給される電圧波形例を示す図(1) A diagram showing an example of a voltage waveform supplied to the piezoelectric element when the focus lens is moved in the extending direction of the focus lens in one embodiment of the present invention. b) A diagram showing an example of a voltage waveform supplied to the piezoelectric element when the focus lens is moved in the retraction direction of the focus lens. 本発明の一実施の形態において、起動時の初期化モードの処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the process of the initialization mode at the time of starting in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態において、無限遠側機械端部から光学無限遠側基準位置までの調整手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the adjustment procedure from an infinity side machine end part to an optical infinity side reference position in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、マクロ側機械端部から光学無限遠側基準位置までの調整手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the adjustment procedure from a macro side machine edge part to an optical infinity side reference position in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、無限遠側機械端部から光学マクロ側基準位置までの調整手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the adjustment procedure from the infinity side machine end part to the optical macro side reference position in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態において、マクロ側機械端部から光学マクロ側基準位置までの調整手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the adjustment procedure from a macro side machine end part to an optical macro side reference position in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態において、調整用チャートとして無限遠のオートコリメータを撮影する様子を示す図The figure which shows a mode that an infinite autocollimator is image | photographed as an adjustment chart in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、マクロの調整用チャートを撮影する様子を示す図The figure which shows a mode that the chart for macro adjustment is image | photographed in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、移動速度比の説明図Explanatory drawing of moving speed ratio in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における移動制御モードにおいてフォーカスレンズを移動させる際の処理を示したフローチヤートFlowchart showing processing when moving the focus lens in the movement control mode in one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態において、オートフォーカスの探索の開始点移動動作の個別動作のうち第1の開始点移動方法を説明する図The figure explaining the 1st start point movement method among the individual operation | movement of the start point movement operation | movement of an autofocus search in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、オートフォーカスの探索の開始点移動動作の個別動作のうち第2の開始点移動方法を説明する図The figure explaining the 2nd start point movement method among the individual operation | movement of the start point movement operation | movement of an autofocus search in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、オートフォーカスの探索の開始点移動動作の個別動作のうち第3の開始点移動方法を説明する図The figure explaining the 3rd start point movement method among the individual operations of the start point movement operation of an autofocus search in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態において、第1〜3の開始点移動方法とは異なる別法を説明する図The figure explaining the different method different from the 1st-3rd starting point movement method in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、開始点移動動作選択の手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the procedure of starting point movement operation | movement selection in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態において、選択手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the selection procedure in one embodiment of this invention. 従来のオートフォーカス機能を実現する駆動装置を備えたオートフォーカスカメラのブロック図Block diagram of an autofocus camera equipped with a drive unit that realizes a conventional autofocus function

符号の説明Explanation of symbols

10 オートフォーカスカメラ
10a、10b 移動方向を示す矢印
11 フォーカスレンズ
12 レンズ鏡筒
12a 遮蔽板
13 圧電アクチュエータ
13a 圧電素子
13b 駆動軸
13c 移動部
14 凸部
15 機械端部
15a 無限遠側機械端部
15b マクロ側機械端部
16 EEPROM
17 撮像素子
18 駆動回路
20 画像処理IC
21 入出力回路
22 撮像素子制御回路
23 画像信号処理部
24 マイコン部
25 ROM
26 RAM
27 メモリコントローラ
28 カウンタ
30 駆動装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Autofocus camera 10a, 10b Arrow which shows moving direction 11 Focus lens 12 Lens barrel 12a Shielding plate 13 Piezoelectric actuator 13a Piezoelectric element 13b Drive shaft 13c Moving part 14 Convex part 15 Machine end part 15a Infinity side machine end part 15b Macro Side machine end 16 EEPROM
17 Image sensor 18 Drive circuit 20 Image processing IC
21 I / O circuit 22 Image sensor control circuit 23 Image signal processing unit 24 Microcomputer unit 25 ROM
26 RAM
27 Memory Controller 28 Counter 30 Drive Device

Claims (5)

圧電素子と、前記圧電素子によって駆動される駆動部と、前記駆動部との間の摩擦力によって前記駆動部に対して係合され、前記圧電素子の伸縮動作に応じて移動する移動部と、前記移動部の移動範囲の始点と終点とを機械的に制限する機械端部と、前記圧電素子への電力の供給の制御を行う供給制御手段と、前記圧電素子に対する電力供給時間と前記移動部の移動方向とに基づく前記移動部の位置情報に応じたカウンタ値を格納するカウンタとを備え、
前記供給制御手段は、前記制御を行って前記移動部を移動させる移動制御モードと、前記移動制御モードより前に行われる初期化モードとを動作モードとして有し、前記初期化モードにおいて、前記始点及び前記終点のいずれかの位置に前記移動部を移動させて前記カウンタを予め定めた値に設定する機械端移動動作を行った後、移動方向を反転して予め定めた電力供給時間で前記移動部を移動させた位置を前記移動制御モードにおける前記移動部の原点とするものであって、前記移動制御モードにおいて、前記カウンタのカウンタ値に基づいて前記移動部の位置決め制御を行うものであることを特徴とする駆動装置。
A piezoelectric element, a driving unit driven by the piezoelectric element, a moving unit that is engaged with the driving unit by a frictional force between the driving unit and moves according to an expansion / contraction operation of the piezoelectric element; A mechanical end for mechanically limiting a start point and an end point of a moving range of the moving unit; supply control means for controlling supply of electric power to the piezoelectric element; power supply time for the piezoelectric element; and the moving unit A counter that stores a counter value according to position information of the moving unit based on the moving direction of
The supply control means has, as operation modes, a movement control mode for performing the control to move the moving unit and an initialization mode performed before the movement control mode, and in the initialization mode, the start point And moving the moving unit to any one of the end points and performing a machine end moving operation for setting the counter to a predetermined value, then reversing the moving direction and moving the moving unit for a predetermined power supply time. The position where the part is moved is used as the origin of the moving part in the movement control mode, and positioning control of the moving part is performed based on the counter value of the counter in the movement control mode. A drive device characterized by the above.
請求項1に記載の駆動装置と、前記移動部に支持されたレンズと、被写体を撮像する撮像素子とを備え、前記移動制御モードは、前記被写体の像を前記撮像素子に自動的に合焦させるオートフォーカス機能を含み、
前記供給制御手段は、前記初期化モードにおいて決定した前記原点の位置に基づき、オートフォーカス制御が開始される開始点の位置に前記レンズの位置を移動させる開始点移動動作モードと、前記開始点から合焦点の探索を開始する合焦点探索動作を行う合焦点探索動作モードとを動作モードとして有するものであって、前記開始点移動動作モードにおいて前記合焦点の探索を開始する探索開始点の位置に前記レンズの位置を互いに異なる方法によって移動させる複数の手段を備え、前記オートフォーカス制御を実行する際、前記オートフォーカス制御以前に行われた動作に応じて、前記複数の手段によって開始点移動動作モードにおける動作を選択的に切り換えるものであることを特徴とする撮像装置。
The driving apparatus according to claim 1, a lens supported by the moving unit, and an image sensor that images a subject, wherein the movement control mode automatically focuses the image of the subject on the image sensor. Including autofocus function
The supply control means includes a start point moving operation mode in which the position of the lens is moved to a position of a start point at which autofocus control is started based on the position of the origin determined in the initialization mode, and from the start point And an in-focus search operation mode in which an in-focus search operation for starting an in-focus search is performed as an operation mode, and the search start point position at which the search for the in-focus point is started in the start point movement operation mode. A plurality of means for moving the position of the lens by mutually different methods, and when performing the autofocus control, a start point moving operation mode by the plurality of means according to an operation performed before the autofocus control. An image pickup apparatus that selectively switches the operation in the above.
前記供給制御手段は、前記始点及び前記終点のいずれかの位置から予め定めた位置まで前記レンズの位置を移動させるための駆動装置固有の電力供給時間のデータを記憶するメモリを備えると共に、
前記機械端移動動作を行った後に移動方向を反転し、前記駆動装置固有の電力供給時間で前記レンズの位置を移動させた位置を前記原点とし、このときのカウンタ値に基づいて前記レンズの位置を前記探索開始点に移動させる第1の開始点移動手段と、
現在のカウンタ値に基づいて前記機械端移動動作を行った後に移動方向を反転し、前記駆動装置固有の電力供給時間で前記レンズの位置を移動させた位置を前記原点とし、このときのカウンタ値に基づいて前記レンズの位置を前記探索開始点に移動させる第2の開始点移動手段と、
前記初期化モードにおいて得られた前記原点のカウンタ値に基づいて前記レンズの位置を前記探索開始点に直接移動させる第3の開始点移動手段とのうちの少なくとも2つの開始点移動手段を前記複数の手段として備えたものであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
The supply control means includes a memory for storing data of a power supply time unique to the driving device for moving the position of the lens from any position of the start point and the end point to a predetermined position.
After performing the machine end moving operation, the moving direction is reversed, and the position where the lens position is moved during the power supply time specific to the driving device is defined as the origin, and the position of the lens is determined based on the counter value at this time. First start point moving means for moving the search point to the search start point;
After performing the machine end moving operation based on the current counter value, the moving direction is reversed, and the position where the lens position is moved during the power supply time specific to the driving device is the origin, and the counter value at this time Second starting point moving means for moving the position of the lens to the search starting point based on
A plurality of at least two start point moving means out of third start point moving means for directly moving the position of the lens to the search start point based on the counter value of the origin obtained in the initialization mode; The imaging apparatus according to claim 2, wherein the imaging apparatus is provided.
前記供給制御手段は、前記オートフォーカス制御時において、前記合焦点探索動作を行う方向と反対の方向に前記カウンタ値が示す原点の位置よりも予め定めた値だけ前記レンズを移動させた位置を前記探索開始点とするものであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の撮像装置。 In the autofocus control, the supply control means moves the lens in a direction opposite to the direction in which the in-focus search operation is performed by a predetermined value from the position of the origin indicated by the counter value. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the imaging apparatus is a search start point. 前記供給制御手段は、前記オートフォーカス制御時にフォーカス調整を行った後において、静止画撮像を含む予め定めた撮像動作を終了した後は前記レンズが常に前記原点の位置に移動するよう位置決め制御するものであることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The supply control means performs positioning control so that the lens always moves to the position of the origin after completing a predetermined imaging operation including still image imaging after performing focus adjustment during the autofocus control. The imaging device according to any one of claims 2 to 4, wherein the imaging device is any one of the above.
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