JP2010204429A - レンズ駆動装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フォーカスレンズを前回の移動方向と異なる方向に移動させる際に、高速に、かつ、正確に、目標位置に移動させることが可能なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】モータ22が駆動することにより回転する回転枠90と、フォーカスレンズ3が保持され、回転枠90に設けられたカムにより回転枠90が回転することで光軸方向93に移動する固定枠92とを備えるレンズ送り出し機構において、モータ22の回転方向が変わるようにモータ22が駆動されてから、回転枠90と固定枠92との間の距離の変化がなくなるまで、モータパルス整形回路101により発生されるパルスをパルス計数回路102にカウントさせないようにする。
【選択図】図1
【解決手段】モータ22が駆動することにより回転する回転枠90と、フォーカスレンズ3が保持され、回転枠90に設けられたカムにより回転枠90が回転することで光軸方向93に移動する固定枠92とを備えるレンズ送り出し機構において、モータ22の回転方向が変わるようにモータ22が駆動されてから、回転枠90と固定枠92との間の距離の変化がなくなるまで、モータパルス整形回路101により発生されるパルスをパルス計数回路102にカウントさせないようにする。
【選択図】図1
Description
本発明は、モータを駆動させることにより、目標位置までフォーカスレンズを移動させるレンズ駆動装置及び撮像装置に関する。
図7は、既存の撮像装置を示す図である。
図7に示す撮像装置1は、ズームレンズ2と、フォーカスレンズ3と、絞り4と、CCD5と、撮像回路6と、A/D変換器7と、メモリ8と、D/A変換器9と、LCD10と、圧縮伸張回路11と、記録用メモリ12と、AE処理回路13と、AF処理回路14と、CPU15と、TG回路16と、CCDドライバ17と、第1モータドライブ18と、第2モータドライブ19と、第3モータドライブ20と、モータ21〜23と、操作スイッチ24と、EEPROM25と、電池26とを備える。
図7に示す撮像装置1は、ズームレンズ2と、フォーカスレンズ3と、絞り4と、CCD5と、撮像回路6と、A/D変換器7と、メモリ8と、D/A変換器9と、LCD10と、圧縮伸張回路11と、記録用メモリ12と、AE処理回路13と、AF処理回路14と、CPU15と、TG回路16と、CCDドライバ17と、第1モータドライブ18と、第2モータドライブ19と、第3モータドライブ20と、モータ21〜23と、操作スイッチ24と、EEPROM25と、電池26とを備える。
撮像光学系としてのズームレンズ2及びフォーカスレンズ3を経た光線は、絞り4を通って固体撮像素子としてのCCD5に被写体像を結ぶ。CCD5で光電変換された信号は、撮像回路6に入力され、撮像回路6により映像信号が生成される。映像信号は、A/D変換器7によってデジタルの映像信号(画像データ)に変換され、メモリ8に一時格納される。メモリ8に格納された画像データは、所定の画面レート(例えば1/30秒)で読み出されてD/A変換器9でアナログの映像信号に変換された後、表示手段としてのLCD10に表示される。
また、ユーザにより操作スイッチ24(レリーズスイッチ)が操作されて記録操作が行われる場合、メモリ8に格納されている画像データは、圧縮伸張回路11で圧縮された後、記録手段としての記録用メモリ12に記録される。
また、ユーザにより操作スイッチ24が操作されて再生操作が行われる場合、記録用メモリ12に記憶されている画像データは、圧縮伸張回路11で伸張された後、メモリ8に一時記憶される。その画像データは、D/A変換器9でアナログの映像信号に変換された後、LCD10に表示される。
また、A/D変換器7によってデジタルに変換された画像データは、AE処理回路13及びAF処理回路14にそれぞれ入力される。AE処理回路13では、1フレーム分の画像データの輝度値を算出するなどして被写体の明るさに対応したAE評価値を算出し、CPU15に出力する。また、AF処理回路14では、ある領域の画像データの輝度成分における高周波成分をハイパスフィルタなどで抽出して、累積加算値を算出するなどして高域側の輪郭成分量などに対応したAF評価値を算出し、CPU15に出力する。
TG回路16は、画面レートに同期した所定のタイミング信号を撮像回路6、CCDドライバ17、及びCPU15にそれぞれ出力する。撮像回路6は、入力されるタイミング信号に同期して、色信号の分離等の処理を行う。CCDドライバ17は、入力されるタイミング信号に同期して、CCD5の駆動を制御する。CPU15は、入力されるタイミング信号に同期して、各種の制御動作を行う。
CPU15は、AE評価値に基づいて第1モータドライブ18の動作を制御することによりモータ21を駆動させて絞り4の開口径を制御する(オート露出制御)。
また、CPU15は、第3モータドライブ20の動作を制御することにより、モータ23を駆動させてズームレンズ2の位置を制御する。
また、CPU15は、第3モータドライブ20の動作を制御することにより、モータ23を駆動させてズームレンズ2の位置を制御する。
また、CPU15は、AF評価値が最大になるように、第2モータドライブ19の動作を制御することによりモータ22を駆動させてフォーカスレンズ3の位置を制御する(オートフォーカス)。このとき、CPU15は、AF評価値が上昇するようにCCD5の撮像タイミング毎に所定移動量ずつフォーカスレンズ3を移動させるとともに、フォーカスレンズ3を移動させた後のレンズ位置に対応するAF評価値がフォーカスレンズ3を移動させる前のレンズ位置に対応するAF評価値よりも小さくなるまでフォーカスレンズ3を移動させる。例えば、図8に示すように、Startから至近側端点側へフォーカスレンズ3を所定移動量ずつ移動させることによりAF評価値を上昇させ、AF評価値がピークを超えて下降し始めたら1つ前のレンズ位置であるEndにフォーカスレンズ3を移動させてフォーカスレンズ3の位置制御処理を終了する。
また、フォーカスレンズ3のレンズ繰り出し機構としては、図9に示すように、カム(螺旋状の溝:図示せず)が設けられた回転枠90と、回転枠90を回転させる回転枠駆動ユニット91と、フォーカスレンズ3が保持され直進機構により光軸方向93に移動する固定枠92とを備えるものがある。固定枠92は、カムの溝にピンを落とし込むことで回転枠90と接続されており、回転枠90の回転動作が固定枠92の直進動作に変わることにより、光軸方向93に移動する。これにより、回転枠90が回転すると、フォーカスレンズ3が光軸方向93に移動する。
また、回転枠駆動ユニット91は、モータ22と、円形の板部材で構成されモータ22との接続点を中心として複数のスリットが等間隔に設けられるスリット板94と、スリット板94を挟むようにして互いに対向する発光部及び受光部を有するフォトインターラプタ95と、回転枠90を回転させるための出力軸96と、モータ22の回転を出力軸96に伝える減速ギヤ群97とを備える。モータ22が回転すると、スリット板94がモータ22の軸を中心にして回転する。スリット板94が回転すると、フォトインターラプタ95の受光部が受光と非受光を繰り返し、その受光と非受光の繰り返しを電気信号に変換する。
図10は、既存のレンズ駆動装置を示す図である。なお、図7や図9に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図10に示すレンズ駆動装置は、モータパルス整形回路101と、パルス計数回路102と、D/A変換器103と、CPU15と、第2モータドライブ19とを備えている。
図10に示すレンズ駆動装置は、モータパルス整形回路101と、パルス計数回路102と、D/A変換器103と、CPU15と、第2モータドライブ19とを備えている。
フォトインターラプタ95で変換された電気信号は、モータパルス整形回路101によりパルス信号に変換される。パルス計数回路102は、モータパルス整形回路101により変換されたパルス信号のパルス数をカウントする。CPU15は、パルス計数回路102のカウント値が、CPU15に入力されるコマンドに示す目標の回転角に対応するカウント値になるまでパルスを所定間隔毎に出力する。
なお、CPU15は、パルス計数回路102のカウント値に基づいて、回転枠90の回転角(=フォーカスレンズ3の光軸方向93の移動量)を求め、その回転角がCPU15に入力されるコマンドに示す目標の回転角に対応するカウント値になるまでパルスを所定間隔毎に出力するように構成してもよい。D/A変換器103は、CPU15から出力される複数のパルスをモータ印加電圧に変換する。第2モータドライブ19は、モータ印加電圧に基づいて、モータ22を駆動する。これにより、回転枠90が回転し固定枠92が光軸方向93に移動することにより、フォーカスレンズ3が光軸方向93に移動する。なお、図10において、D/A変換器103を備えない代わりに、モータ22としてステッピングモータを用い、そのステッピングモータをCPU15から出力されるパルスにより直接制御してもよい。
ところで、上述のようなレンズ送り出し機構では、通常、回転枠駆動ユニット91内の減速ギヤ群97におけるギヤ間のガタによるバックラッシュ(以下、ギヤ間バックラッシュという)がある。また、上述のようなレンズ送り出し機構では、回転枠90と固定枠92との間にもガタによるバックラッシュ(以下、枠間バックラッシュという)がある。この枠間バックラッシュとは、図11A及び図11Bに示すように、回転枠90が時計回り(矢印A方向)に回転した後に反時計回り(矢印B方向)が回転するとき、回転枠90が上方へ移動して回転枠90が固定枠92の内側に押し当てられてから回転枠90が回転し始めて固定枠92が光軸方向93に移動したり、回転枠90が反時計回りに回転した後に時計回りに回転するとき、回転枠90が下方へ移動して回転枠90が固定枠92の内側に押し当てられてから回転枠90が回転し始めて固定枠92が光軸方向93に移動したりするように、回転枠90が動き始めてから実際に固定枠92が光軸方向93に移動するまでに時間がかかるという現象である。図9に示すレンズ送り出し機構では、回転枠駆動ユニット91が回転枠90内側の横に設けられているために、枠間バックラッシュ期間において回転枠90が固定枠92に対して縦方向に移動する。
このように、上述のようなレンズ送り出し機構では、モータ22の回転を変えて回転枠90の回転を変える場合、ギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュが発生するため、図12に示すように、まず、モータ22の回転を変えるためのパルスがCPU15から出力され始めてから一定期間ギヤ間バックラッシュが発生し、その後、回転枠90と固定枠92との間の距離が小さくなっていく枠間バックラッシュ期間になり、枠間バックラッシュ期間が終了すると、回転枠90が回転し始めて固定枠92が移動する。そのため、モータ22の回転を変えるためのパルスがCPU15から出力され始めても、ギヤ間バックラッシュ期間及び枠間バックラッシュ期間が終わるまでフォーカスレンズ3が移動しない。そのため、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させる場合、フォーカスレンズ3が目標位置まで移動しないという不具合が発生する。
図13Aは、フォーカスレンズ3を同一方向に所定移動量(正回転10パルス)ずつ移動させた後、一番AF評価値が高かったときのレンズ位置にフォーカスレンズ3を移動させた場合のAF評価値を示す図である。また、図13Bは、図13Aに示すフォーカスレンズ3の移動制御を行った際のバックラッシュ量やフォーカスレンズ3の移動量などを示す図である。
図13A及び図13Bに示すように、一番AF評価値が高かった時刻t2のときのレンズ位置にフォーカスレンズ3を移動させるために、時刻t3の後に「逆回転10パルス」のコマンドを送る場合、その「逆回転10パルス」によりフォーカスレンズ3を移動させる際に、ギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュが発生する。そのため、時刻t4におけるフォーカスレンズ3の位置が時刻t2におけるフォーカスレンズ3の位置に一致せず、時刻t4におけるAF評価値が時刻t2におけるAF評価値に達しなくなるため、ピントが少しボケた状態になってしまう。
そこで、例えば、図14A及び図14Bに示すように、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させる場合、フォーカスレンズ3を目標位置より所定距離だけ余分に移動させた後、さらに反対方向に所定距離だけ移動させるものがある(例えば、特許文献1参照)。このようにフォーカスレンズ3の位置を制御する場合、ギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュの影響を含んだ余分な移動量が相殺されるため、フォーカスレンズ3を目標の位置に移動させることができる。
また、例えば、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させる場合、バックラッシュ終了後、フォーカスレンズ3が動き始めてモータ22のトルクが急に増してパルス計数回路102でカウントされるパルス信号のパルス間隔が急に長くなったとき、モータ22からD/A変換器103に送られているパルスの数をリセットしモータ22からD/A変換器103にパルスを送り直すものもある(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上述したように、余分に所定距離移動させた後、さらに反対方向に所定距離移動させる場合では、フォーカスレンズ3を目標位置まで移動させるまで多くの時間がかかるため、撮影状況によってユーザがフォーカス制御を緩慢に感じるおそれがある。
また、上述したように、パルス計数回路102でカウントされるパルス信号のパルス間隔が急に長くなったとき、モータ22からD/A変換器103に送られているパルスの数をリセットする場合では、モータ22、減速ギヤ群97、回転枠90、及び固定枠92などのメカ機構の製造ばらつきや温度変化によるモータ22のトルクばらつきにより、パルス計数回路102でカウントされるパルス信号のパルス間隔に基づいてバックラッシュ終了時点を特定することが難しい。そのため、バックラッシュの影響を完全になくしてフォーカスレンズ3を移動させることができず、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させる際に目標の位置に移動させることができないおそれがある。
そこで、本発明では、フォーカスレンズを前回の移動方向と異なる方向に移動させる際に、高速に、かつ、正確に、目標位置に移動させることが可能なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
本発明のレンズ駆動装置は、固定枠と、モータが駆動することにより前記固定枠内で回転する回転枠と、前記回転枠に設けられたカムにより前記回転枠が回転することで光軸方向に移動する前記固定枠又は前記回転枠に保持されるフォーカスレンズとを備えるレンズ送り出し機構において、前記フォーカスレンズを目標位置に移動させるレンズ駆動装置であって、前記モータが回転しているとき、複数のパルスを連続して発生するモータパルス整形回路と、前記モータパルス整形回路により発生される各パルスをカウントするパルス計数回路と、前記パルス計数回路のカウント値が前記目標位置に対応するカウント値になるまで前記モータを駆動させるモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されてから、前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の変化がなくなるまで、前記モータパルス整形回路により発生される各パルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにするモータ駆動制限回路とを備える。
また、前記モータ駆動制限回路は、前記回転枠と前記フォーカスレンズが保持される前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の変化に応じた電気信号を出力する距離センサと、前記距離センサから出力される電気信号に応じた電圧を出力するセンサ信号処理回路と、前記センサ信号処理回路から出力される電圧の変化の終了タイミングにパルスを出力する微分回路と、前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにし、前記微分回路からパルスが出力されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせ始めるカウント許可回路とを備えるように構成してもよい。
また、前記モータ駆動制限回路は、前記フォーカスレンズが保持される前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の第1の変化に応じた電気信号を出力する第1の距離センサと、前記フォーカスレンズが保持される前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記回転枠との間の距離の第2の変化に応じた電気信号を出力する第2の距離センサと、前記第1の距離センサから出力される電気信号に応じた電圧を出力する第1のセンサ信号処理回路と、前記第2の距離センサから出力される電気信号に応じた電圧を出力する第2のセンサ信号処理回路と、前記第1及び第2のセンサ信号処理回路からそれぞれ出力される電圧を加算する加算器と、前記加算器から出力される電圧の変化の終了タイミングにパルスを出力する微分回路と、前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにし、前記微分回路からパルスが出力されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせ始めるカウント許可回路とを備えるように構成してもよい。
また、本発明の撮像装置は、固定枠と、モータが駆動することにより前記固定枠内で回転する回転枠と、前記回転枠に設けられたカムにより前記回転枠が回転することで光軸方向に移動する前記固定枠又は前記回転枠に保持されるフォーカスレンズとを備えるレンズ送り出し機構と、前記フォーカスレンズにより撮像素子に結像される被写体像に対応する画像データを生成する撮像手段と、前記撮像手段により生成された画像データを表示する表示手段と、前記撮像手段により生成された画像データを記録する記録手段と、前記モータが回転しているとき、複数のパルスを連続して発生するモータパルス整形回路と、前記モータパルス整形回路により発生される各パルスをカウントするパルス計数回路と、前記パルス計数回路のカウント値が前記目標位置に対応するカウント値になるまで前記モータを駆動させるモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されてから、前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の変化がなくなるまで、前記モータパルス整形回路により発生される各パルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにするモータ駆動制限回路とを備える。
本発明によれば、フォーカスレンズを前回の移動方向と異なる方向に移動させる際に、高速に、かつ、正確に、目標位置に移動させることができる。
図1は、本発明の第1実施形態のレンズ駆動装置を示す図である。なお、図10に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。また、レンズ繰り出し機構は、図9に示す構成と同じものとする。また、第1実施形態のレンズ駆動装置に適用される撮像装置としては、例えば、図7に示す撮像装置が考えられる。
図1に示すレンズ駆動装置は、モータパルス整形回路101と、パルス計数回路102と、D/A変換器103と、距離センサ104と、センサ信号処理回路105と、微分回路106、107と、セレクタ108と、RS型のフリップフロップ109と、ANDゲート回路110と、CPU15と、第2モータドライブ19とを備える。なお、距離センサ104と、センサ信号処理回路105と、微分回路106、107と、セレクタ108と、フリップフロップ109と、ANDゲート回路110とによりモータ駆動制限回路を構成し、セレクタ108と、フリップフロップ109と、ANDゲート回路110とによりカウント許可回路を構成するものとする。
距離センサ104は、固定枠92に設けられ、回転枠90と固定枠92との間のガタにより発生する固定枠92と回転枠90との間の距離の変化に応じた電気信号を出力する。なお、距離センサ104及び回転枠駆動ユニット91は、光軸を中心として互いに90度離れた位置に設けられているものとする。
距離センサ104としては、例えば、図2Aに示すように、渦電流を発生するコイル111を採用することが考えられる。距離センサ104としてコイル111を採用する場合は、コイル111に高周波電流を流して、高周波磁界を発生させる。この磁界内に回転枠90(金属)があると、電磁誘導作用によって、対象物表面に磁束の通過と垂直方向の渦電流が流れて、コイル111のインピーダンスが変化する。コイル111のインピーダンス変換を電圧の変化に変えることで回転枠90と固定枠92との間の距離を測定することができる。なお、図2Aでは、回転枠90及び固定枠92がともにプラスチックで構成する場合であって、固定枠92側に電磁誘導作用が起きるように回転枠90の外周面に金属リング112がつけられている。
また、距離センサ104としては、例えば、図2Bに示すように、光源113(例えば、LED)から回転枠90に照射され、回転枠90に反射された光をPSD(Position Sensitive Device)114で受ける構成が考えられる。PSD114は、受光している位置によって抵抗値が変化する素子であり、回転枠90と固定枠92との間の距離が変わると、PSD114上に結像される光源の反射光の位置が変わるので、抵抗値を電圧に変換させることにより、回転枠90と固定枠92との間の距離を測定することができる。
また、距離センサ104としては、例えば、図2Cに示すように、絶縁体115を介して互いに対向する電極116、117間の距離に応じて静電容量が変化するコンデンサ118を回転枠90と固定枠92との間に設ける構成が考えられる。距離センサ104としてコンデンサ118を採用する場合は、回転枠90と固定枠92との間の距離に応じて、コンデンサ118の静電容量が変わるので、静電容量を計ることで回転枠90と固定枠92との間の距離を測定することができる。なお、図2Cでは、コンデンサ118と回転枠90との間に保護膜119を設けている。
また、距離センサ104として、圧力センサを回転枠90と固定枠92との間に設けてもよい。
図1において、センサ信号処理回路105は、距離センサ104から出力される電気信号を電圧Vsに変換する。
図1において、センサ信号処理回路105は、距離センサ104から出力される電気信号を電圧Vsに変換する。
微分回路106、107は、それぞれ、図3に示すように、センサ信号処理回路105から出力される電圧Vsを微分処理した後、その微分処理結果の2回目の立上りタイミング又は立下りタイミングにおいてパルスを出力する(エッジ検出)。微分回路106は、電圧Vsが大から小に変化する場合に、その電圧Vsが最小になるとパルスを出力する。すなわち、微分回路106は、回転枠90が時計回りに回転した後、反時計回りに回転する場合に生じるギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュが終了するとパルスを出力する。また、微分回路107は、電圧Vsが小から大に変化する場合に、その電圧Vsが最大になるとパルスを出力する。すなわち、微分回路106は、回転枠90が反時計回りに回転した後、時計回りに回転する場合に生じるギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュが終了するとパルスを出力する。このように微分回路を用いることで距離センサの出力する電圧からギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュが終了したことを検知する方式に比べ、枠間距離の変化や温度による距離センサ出力の変動による影響を受けず安定して動くことが可能である。
CPU15は、入力されるコマンドに基づいて、回転枠90の回転を変えるとき、フリップフロップ109にリセット信号を出力するとともに、回転枠90を反時計回りに回転動作させるとき、微分回路106から出力されるパルスを選択させるための選択信号をセレクタ108に出力し、回転枠90を時計回りに回転動作させるとき、微分回路107から出力されるパルスを選択させるための選択信号をセレクタ108に出力する。
セレクタ108は、CPU15から出力される選択信号に基づいて、微分回路106の出力及び微分回路107の出力のどちらか一方を選択する。
フリップフロップ109は、CPU15からリセット信号が出力されると、出力を1から0にし、セレクタ108からパルスが出力されると、出力を0から1にする。
フリップフロップ109は、CPU15からリセット信号が出力されると、出力を1から0にし、セレクタ108からパルスが出力されると、出力を0から1にする。
ANDゲート回路110は、フリップフロップ109の出力が1のとき、モータパルス整形回路101から出力されるパルスをパルス計数回路102に出力し、フリップフロップ109の出力が0のとき、モータパルス整形回路101から出力されるパルスをパルス計数回路102に出力しない。
パルス計数回路102は、ANDゲート回路110から出力されるパルスをカウントし、そのカウント値をCPU15に出力する。
そして、CPU15は、パルス計数回路102のカウント値が、CPU15に入力されるコマンドに示す目標の回転角に対応するカウント値になるまでパルスを所定間隔毎に出力する。
そして、CPU15は、パルス計数回路102のカウント値が、CPU15に入力されるコマンドに示す目標の回転角に対応するカウント値になるまでパルスを所定間隔毎に出力する。
フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させるためのコマンドがCPU15に入力されると、CPU15からフリップフロップ109にリセット信号が出力されフリップフロップ109の出力が0になり、モータ22が駆動し始めてもモータパルス整形回路101から出力されるパルスがパルス計数回路102においてカウントされない。そして、ギヤ間バックラッシュ及び枠間バックラッシュが終了し、CPU15により選択された微分回路が回転枠90と固定枠92との間の距離の変化がなくなったことを検出してフリップフロップ109の出力が0から1になると、パルス計数回路102がモータパルス整形回路101から出力されるパルスをカウントし始める。
このように、第1実施形態のレンズ駆動装置では、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させるとき、ギヤ間バックラッシュ期間及び枠間バックラッシュ期間中にモータパルス整形回路101から出力されるパルスをパルス計数回路102がカウントしないように構成するとともに、実際にフォーカスレンズ3が移動してからモータパルス整形回路101から出力されるパルスをパルス計数回路102がカウントするように構成している。これにより、CPU15に入力されるカウント値から求められるフォーカスレンズ3の移動量と、実際のフォーカスレンズ3の移動量とを一致させることができるので、フォーカスレンズ3の移動後の位置と目標位置とを一致させることができ、フォーカスレンズ3の移動を正確に制御することができる。
また、第1実施形態のレンズ駆動装置によれば、バックラッシュの影響をなくすための動作として、回転枠90を余分に所定距離移動させた後、さらに反対方向に所定距離移動させるというような動作を行わないので、フォーカスレンズ3を高速に移動制御することができる。
<第2実施形態>
図5は、本発明の第2実施形態のレンズ駆動装置を示す図である。図1に示す構成と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
<第2実施形態>
図5は、本発明の第2実施形態のレンズ駆動装置を示す図である。図1に示す構成と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
図5に示すレンズ駆動装置は、距離センサ104、120と、センサ信号処理回路105、121と、加算器122と、モータパルス整形回路101、パルス計数回路102と、D/A変換器103と、微分回路106、107と、セレクタ108と、フリップフロップ109と、ANDゲート回路110と、CPU15と、第2モータドライブ19とを備えている。なお、距離センサ104、120と、センサ信号処理回路105、121と、加算器122と、微分回路106、107と、セレクタ108と、フリップフロップ109と、ANDゲート回路110とによりモータ駆動制限回路を構成し、微分回路106、107と、セレクタ108と、フリップフロップ109と、ANDゲート回路110とによりカウント許可回路を構成するものとする。
また、第2実施形態のレンズ駆動装置におけるレンズ繰り出し機構は、図5に示すように、回転枠駆動ユニット91と、回転枠123、124と、固定枠125と、回転枠123と回転枠124とをつなぐ腕126と、筐体127とを備える。
回転枠123は、筐体127内において、回転枠駆動ユニット91により回転される。
回転枠124は、フォーカスレンズ3を備えており、腕126により回転枠123と同じ方向に回転する。また、回転枠124は、回転枠124に設けられているカムの溝にピンを落とし込むことで固定枠125と接続されており、回転枠124が回転すると、筐体127に固定される固定枠125内において回転枠124が光軸方向93に移動する。
回転枠124は、フォーカスレンズ3を備えており、腕126により回転枠123と同じ方向に回転する。また、回転枠124は、回転枠124に設けられているカムの溝にピンを落とし込むことで固定枠125と接続されており、回転枠124が回転すると、筐体127に固定される固定枠125内において回転枠124が光軸方向93に移動する。
図6Aは、回転枠124の回転動作の一例を示す図である。
図6Aに示すように、回転枠124が反時計回りに回転した後に時計回りに回転する場合、回転枠124は、回転枠124と固定枠125との間のガタにより生じるバックラッシュ(以下、レンズ枠間バックラッシュという)により右方向(矢印C方向)へ移動した後に光軸方向93に移動する。また、回転枠124が時計回りに回転した後に反時計回りに回転する場合、回転枠124は、レンズ枠間バックラッシュにより上方向(矢印D方向)へ移動した後に光軸方向93に移動する。
図6Aに示すように、回転枠124が反時計回りに回転した後に時計回りに回転する場合、回転枠124は、回転枠124と固定枠125との間のガタにより生じるバックラッシュ(以下、レンズ枠間バックラッシュという)により右方向(矢印C方向)へ移動した後に光軸方向93に移動する。また、回転枠124が時計回りに回転した後に反時計回りに回転する場合、回転枠124は、レンズ枠間バックラッシュにより上方向(矢印D方向)へ移動した後に光軸方向93に移動する。
このように、上記回転枠124は、回転枠124の回転方向が変わる場合、腕126の位置によって、回転枠90が横方向及び縦方向のどちらか一方に移動するため、2つの距離センサ104、120が必要になる。
距離センサ104は、固定枠125の上側に設けられ、レンズ枠間バックラッシュのために回転枠124が縦方向に移動することによる回転枠124と固定枠125との間の距離の変化に応じた電気信号を出力する。
距離センサ120は、固定枠125の横側に設けられ、レンズ枠間バックラッシュのために回転枠124が横方向に移動することによる回転枠124と固定枠125との間の距離の変化に応じた電気信号を出力する。
図6Bは、距離センサ104、120の一例を示す図である。
距離センサ104、120としては、例えば、図6Bに示すように、コイル128、129が考えられる。なお、回転枠124及び固定枠125がともにプラスチックで構成する場合、固定枠125側に電磁誘導作用が起きるように回転枠124の外周面に金属リング130をつける。なお、距離センサ104、120として、図2Bに示すように、光源及びPSDにより構成してもよいし、図2Cに示すように、コンデンサにより構成してもよいし、圧力センサにより構成してもよい。
距離センサ104、120としては、例えば、図6Bに示すように、コイル128、129が考えられる。なお、回転枠124及び固定枠125がともにプラスチックで構成する場合、固定枠125側に電磁誘導作用が起きるように回転枠124の外周面に金属リング130をつける。なお、距離センサ104、120として、図2Bに示すように、光源及びPSDにより構成してもよいし、図2Cに示すように、コンデンサにより構成してもよいし、圧力センサにより構成してもよい。
センサ信号処理回路105は、距離センサ104から出力される電気信号を電圧VsAに変換する。
センサ信号処理回路121は、距離センサ120から出力される電気信号を電圧VsBに変換する。
センサ信号処理回路121は、距離センサ120から出力される電気信号を電圧VsBに変換する。
加算器122は、センサ信号処理回路105、121からそれぞれ出力される電圧VsA及び電圧VsBを互いに加算し電圧Vsを出力する。
微分回路106、107は、それぞれ、加算器122から出力される電圧Vsを微分処理した後、その微分処理結果の2回目の立上りタイミング又は立下りタイミングにパルスを出力する。すなわち、微分回路106又は微分回路107は、回転枠124の回転方向が変わる場合に生じるギヤ間バックラッシュ及びレンズ枠間バックラッシュが終了するとパルスを出力する。
微分回路106、107は、それぞれ、加算器122から出力される電圧Vsを微分処理した後、その微分処理結果の2回目の立上りタイミング又は立下りタイミングにパルスを出力する。すなわち、微分回路106又は微分回路107は、回転枠124の回転方向が変わる場合に生じるギヤ間バックラッシュ及びレンズ枠間バックラッシュが終了するとパルスを出力する。
以降の動作は、第1実施形態のレンズ駆動装置と同様であるため説明を省略する。
これにより、第2実施形態のレンズ駆動装置においても、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させるためのコマンドがCPU15に入力されると、CPU15からフリップフロップ109にリセット信号が出力されフリップフロップ109の出力が0になり、モータ22が駆動し始めてもモータパルス整形回路101から出力されるパルスがパルス計数回路102においてカウントされない。そして、ギヤ間バックラッシュ及びレンズ枠間バックラッシュが終了し、CPU15により選択された微分回路が回転枠124と固定枠125との間の距離の変化がなくなったことを検出してフリップフロップ109の出力が0から1になると、パルス計数回路102がモータパルス整形回路101から出力されるパルスをカウントし始める。
これにより、第2実施形態のレンズ駆動装置においても、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させるためのコマンドがCPU15に入力されると、CPU15からフリップフロップ109にリセット信号が出力されフリップフロップ109の出力が0になり、モータ22が駆動し始めてもモータパルス整形回路101から出力されるパルスがパルス計数回路102においてカウントされない。そして、ギヤ間バックラッシュ及びレンズ枠間バックラッシュが終了し、CPU15により選択された微分回路が回転枠124と固定枠125との間の距離の変化がなくなったことを検出してフリップフロップ109の出力が0から1になると、パルス計数回路102がモータパルス整形回路101から出力されるパルスをカウントし始める。
このように、第2実施形態のレンズ駆動装置においても、フォーカスレンズ3を前回の移動方向と異なる方向に移動させるとき、ギヤ間バックラッシュ期間及びレンズ枠間バックラッシュ期間中にモータパルス整形回路101から出力されるパルスをパルス計数回路102がカウントしないように構成するとともに、実際にフォーカスレンズ3が移動してからモータパルス整形回路101から出力されるパルスをパルス計数回路102がカウントするように構成している。これにより、CPU15に入力されるカウント値から求められるフォーカスレンズ3の移動量と、実際のフォーカスレンズ3の移動量とを一致させることができるので、フォーカスレンズ3の移動後の位置と目標位置とを一致させることができ、フォーカスレンズ3の移動を正確に制御することができる。
また、第2実施形態のレンズ駆動装置においても、バックラッシュの影響をなくすための動作として、回転枠90を余分に所定距離移動させた後、さらに反対方向に所定距離移動させるというような動作を行わないので、フォーカスレンズ3を高速に移動制御することができる。
90 回転枠
91 回転枠駆動ユニット
92 固定枠
93 光軸方向
101 モータパルス整形回路
102 パルス計数回路
103 D/A変換器
104 距離センサ
105 センサ信号処理回路
106、107 微分回路
108 セレクタ
109 フリップフロップ
110 ANDゲート回路
120 距離センサ
121 センサ信号処理回路
122 加算器
123、124 回転枠
125 固定枠
126 腕
127 筐体
91 回転枠駆動ユニット
92 固定枠
93 光軸方向
101 モータパルス整形回路
102 パルス計数回路
103 D/A変換器
104 距離センサ
105 センサ信号処理回路
106、107 微分回路
108 セレクタ
109 フリップフロップ
110 ANDゲート回路
120 距離センサ
121 センサ信号処理回路
122 加算器
123、124 回転枠
125 固定枠
126 腕
127 筐体
Claims (4)
- 固定枠と、モータが駆動することにより前記固定枠内で回転する回転枠と、前記回転枠に設けられたカムにより前記回転枠が回転することで光軸方向に移動する前記固定枠又は前記回転枠に保持されるフォーカスレンズとを備えるレンズ送り出し機構において、前記フォーカスレンズを目標位置に移動させるレンズ駆動装置であって、
前記モータが回転しているとき、複数のパルスを連続して発生するモータパルス整形回路と、
前記モータパルス整形回路により発生される各パルスをカウントするパルス計数回路と、
前記パルス計数回路のカウント値が前記目標位置に対応するカウント値になるまで前記モータを駆動させるモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されてから、前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の変化がなくなるまで、前記モータパルス整形回路により発生される各パルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにするモータ駆動制限回路と、
を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項1に記載のレンズ駆動装置であって、
前記モータ駆動制限回路は、
前記回転枠と前記フォーカスレンズが保持される前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の変化に応じた電気信号を出力する距離センサと、
前記距離センサから出力される電気信号に応じた電圧を出力するセンサ信号処理回路と、
前記センサ信号処理回路から出力される電圧の変化の終了タイミングにパルスを出力する微分回路と、
前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにし、前記微分回路からパルスが出力されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせ始めるカウント許可回路と、
を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項1に記載のレンズ駆動装置であって、
前記モータ駆動制限回路は、
前記フォーカスレンズが保持される前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の第1の変化に応じた電気信号を出力する第1の距離センサと、
前記フォーカスレンズが保持される前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記回転枠との間の距離の第2の変化に応じた電気信号を出力する第2の距離センサと、
前記第1の距離センサから出力される電気信号に応じた電圧を出力する第1のセンサ信号処理回路と、
前記第2の距離センサから出力される電気信号に応じた電圧を出力する第2のセンサ信号処理回路と、
前記第1及び第2のセンサ信号処理回路からそれぞれ出力される電圧を加算する加算器と、
前記加算器から出力される電圧の変化の終了タイミングにパルスを出力する微分回路と、
前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにし、前記微分回路からパルスが出力されると、前記モータパルス整形回路から出力されるパルスを前記パルス計数回路にカウントさせ始めるカウント許可回路と、
を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。 - 固定枠と、モータが駆動することにより前記固定枠内で回転する回転枠と、前記回転枠に設けられたカムにより前記回転枠が回転することで光軸方向に移動する前記固定枠又は前記回転枠に保持されるフォーカスレンズとを備えるレンズ送り出し機構と、
前記フォーカスレンズにより撮像素子に結像される被写体像に対応する画像データを生成する撮像手段と、
前記撮像手段により生成された画像データを表示する表示手段と、
前記撮像手段により生成された画像データを記録する記録手段と、
前記モータが回転しているとき、複数のパルスを連続して発生するモータパルス整形回路と、
前記モータパルス整形回路により発生される各パルスをカウントするパルス計数回路と、
前記パルス計数回路のカウント値が前記目標位置に対応するカウント値になるまで前記モータを駆動させるモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段により前記モータの回転方向が変わるように前記モータが駆動されてから、前記回転枠と前記固定枠との間のガタにより発生する前記回転枠と前記固定枠との間の距離の変化がなくなるまで、前記モータパルス整形回路により発生される各パルスを前記パルス計数回路にカウントさせないようにするモータ駆動制限回路と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009050478A JP2010204429A (ja) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | レンズ駆動装置及び撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009050478A JP2010204429A (ja) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | レンズ駆動装置及び撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010204429A true JP2010204429A (ja) | 2010-09-16 |
Family
ID=42965973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009050478A Withdrawn JP2010204429A (ja) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | レンズ駆動装置及び撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010204429A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016537665A (ja) * | 2014-01-22 | 2016-12-01 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | カメラモジュール及びそのオートフォーカス方法 |
US9883098B2 (en) | 2016-03-09 | 2018-01-30 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for controlling auto focus of camera module |
US9900495B2 (en) | 2016-05-10 | 2018-02-20 | Lg Electronics Inc. | Camera module and auto focusing method thereof |
-
2009
- 2009-03-04 JP JP2009050478A patent/JP2010204429A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016537665A (ja) * | 2014-01-22 | 2016-12-01 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | カメラモジュール及びそのオートフォーカス方法 |
US9983380B2 (en) | 2014-01-22 | 2018-05-29 | Lg Electronics Inc. | Camera module and method for auto focusing thereof |
US9883098B2 (en) | 2016-03-09 | 2018-01-30 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for controlling auto focus of camera module |
US9930223B2 (en) | 2016-03-09 | 2018-03-27 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for controlling auto focus of camera module |
US9942462B2 (en) | 2016-03-09 | 2018-04-10 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for controlling auto focus of camera module |
US9900495B2 (en) | 2016-05-10 | 2018-02-20 | Lg Electronics Inc. | Camera module and auto focusing method thereof |
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