JP2010278779A - Imaging device and method for controlling imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a method for controlling the imaging apparatus.
従来、撮像装置の振れを検出して、この振れに起因する画像振れを補正するように移動可能な可動体(補正レンズ及びその保持部材)を駆動する振れ補正装置を備えた撮像装置が知られている。上記振れ補正装置では、振れ検出に角速度センサがよく用いられる。この角速度センサでは、圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得るようにする。そして、得られた角速度に対して積分を行って振れ量を算出し、この振れ量に基づいて補正位置制御信号を出力して画像振れをキャンセルする方向に可動体を駆動することにより、画像振れ補正が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an imaging apparatus including a shake correction apparatus that detects a shake of the imaging apparatus and drives a movable body (correction lens and its holding member) that can move so as to correct the image shake caused by the shake. ing. In the shake correction apparatus, an angular velocity sensor is often used for shake detection. In this angular velocity sensor, a vibrating material such as a piezoelectric element is vibrated at a constant frequency, and the force due to the Coriolis force generated by the rotational motion component is converted into a voltage to obtain angular velocity information. Then, the obtained angular velocity is integrated to calculate a shake amount, and based on this shake amount, a correction position control signal is output, and the movable body is driven in a direction to cancel the image shake. Correction is performed.
上記可動体の駆動では、可動体の現在位置が可動体位置信号として検出され、これがフィードバックされて補正位置制御信号に反映させるフィードバック制御が行われる。一般にフィードバック制御では、以下のPID制御と呼ばれる制御方法が用いられる。D制御(微分制御)は、P制御(比例制御)の過制御によるゲイン余裕GM及び位相余裕PMの低下を改善し、フィードバック制御の安定性を向上させるために用いられる。I制御(積分制御)は、フィードバック制御のオフセット特性を改善するために用いられる。これらP制御、I制御及びD制御を、必要に応じて選択して組み合わせるようにしたフィードバック制御をPID制御と呼ぶ。 In the driving of the movable body, the current position of the movable body is detected as a movable body position signal, and feedback control is performed in which this is fed back and reflected in the corrected position control signal. In general, feedback control uses the following control method called PID control. The D control (differential control) is used to improve the decrease of the gain margin GM and the phase margin PM due to the overcontrol of the P control (proportional control) and to improve the stability of the feedback control. I control (integral control) is used to improve the offset characteristics of feedback control. Feedback control in which these P control, I control, and D control are selected and combined as necessary is called PID control.
特許文献1には、撮像装置において、画像振れ補正制御を行うとともに、画像振れ補正に用いるPID制御の積分補償値に基づいて撮像装置の姿勢検知を行うことが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151561 describes that an image pickup apparatus performs image shake correction control and detects the attitude of the image pickup apparatus based on an integral compensation value of PID control used for image shake correction.
特許文献1には、撮影動作を行わないモードにおいて、撮像装置の姿勢検知を行う場合に、撮像装置がどのように動作するのかに関して開示がない。 Patent Document 1 does not disclose how the imaging apparatus operates when the attitude of the imaging apparatus is detected in a mode in which no shooting operation is performed.
本発明の目的は、撮像装置において、撮影動作を行わないモードにおける撮像装置の姿勢検知に伴う消費電力を低減することにある。 An object of the present invention is to reduce power consumption associated with attitude detection of an imaging apparatus in a mode in which no imaging operation is performed in the imaging apparatus.
本発明の1つの側面に係る撮像装置は、撮影動作を行う第1のモードと前記撮影動作を行わない第2のモードとを有する撮像装置であって、駆動手段によって光軸に交差する方向に駆動される被駆動要素を含む補正光学系と、前記被駆動要素の位置を検出する位置検出手段と、前記第1のモードにおいて、前記被駆動要素を駆動すべき目標位置を決定する決定手段と、前記第1のモードにおいて、前記検出された前記被駆動要素の位置に応じて、前記被駆動要素が前記決定された前記目標位置に駆動されるように、前記駆動手段のフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記被駆動要素に作用する重力による前記被駆動要素の位置の変化に応じて、前記撮像装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、前記第2のモードにおいて、前記変化した後の前記被駆動要素の位置に近くなるように、前記決定された目標位置を変更する変更手段とを備え、前記フィードバック制御手段は、前記第2のモードにおいて、前記変更手段により変更された前記目標位置に前記被駆動要素が駆動されるように、前記駆動手段のフィードバック制御を行うことを特徴とする。 An imaging apparatus according to one aspect of the present invention is an imaging apparatus having a first mode in which a photographing operation is performed and a second mode in which the photographing operation is not performed, in a direction intersecting the optical axis by a driving unit. A correction optical system including a driven element to be driven, position detection means for detecting the position of the driven element, and determination means for determining a target position to drive the driven element in the first mode; In the first mode, feedback for performing feedback control of the driving means so that the driven element is driven to the determined target position in accordance with the detected position of the driven element. In the second mode, the control means, the attitude detection means for detecting the attitude of the imaging device in accordance with the change in the position of the driven element due to gravity acting on the driven element, Change means for changing the determined target position so as to be close to the position of the driven element after the change, and the feedback control means is changed by the change means in the second mode. The drive means is feedback-controlled so that the driven element is driven to the target position.
本発明によれば、撮像装置において、撮影動作を行わないモードにおける撮像装置の姿勢検知に伴う消費電力を低減することができる。 According to the present invention, in the imaging apparatus, it is possible to reduce power consumption associated with the attitude detection of the imaging apparatus in a mode in which no shooting operation is performed.
本発明の第1実施形態に係る撮像装置100の構成を、図1を用いて説明する。この撮像装置100は、主に静止画像の撮影を行うためのデジタルカメラである。撮像装置100は、撮影動作を行う第1のモードと撮影動作を行わない第2のモードとを有する。第1のモードは、例えば、記録モード(撮影モード)である。第2のモードは、例えば、再生モードである。101は、ズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。102は、ズーム駆動制御部であり、ズームユニット101を駆動制御する。103は、光軸に対して位置を変更することが可能な補正レンズ(被駆動要素)である。補正レンズ103は、例えば、光軸に交差する方向(例えば、直交する方向)に駆動可能に構成されている。104は、補正レンズ駆動制御部であり、補正レンズ103を駆動制御する。また、補正レンズ駆動制御部104は、撮像装置100の姿勢検知を行い、姿勢情報を生成する。補正レンズ駆動制御部104は、後述の制御部118に含まれる演算処理部118aのメインクロック周期及び演算サンプリング周期も制御する。105は、絞り・シャッタユニットである。106は、絞り・シャッタ駆動制御部であり、絞り・シャッタユニット105を駆動制御する。107は、フォーカスユニットであり、ピント調節を行うレンズを含む。108は、フォーカス駆動制御部であり、フォーカスユニット107を駆動制御する。109は、撮像部であり、光学系OSを通ってきた光による被写体像を画像信号(アナログ信号)に変換する。110は、撮像信号処理部であり、撮像部109から出力された画像信号(アナログ信号)を画像信号(デジタル信号)に変換処理する。111は、画像信号処理部であり、撮像信号処理部110から出力された画像信号(デジタル信号)を用途に応じて加工することにより、画像データを生成する。112は、表示部であり、画像信号処理部111から出力された画像データに基づいて、必要に応じて画像表示を行う。113は、電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。114は、外部入出力端子部であり、外部端末(例えば、パーソナルコンピュータ)との間で通信信号及び画像信号を入出力する。115は、システムを操作するための操作部である。116は、記憶部であり、画像データなど様々なデータを記憶する。117は、姿勢情報制御部であり、補正レンズ駆動制御部104により生成された姿勢情報を画像信号処理部111及び表示部112へ提供する。118は、システム全体を制御する制御部である。制御部118は、演算処理部118a及び後述の変更部118bを含む。ズームユニット101、補正レンズ103、絞り・シャッタユニット105、及びフォーカスユニット107は、撮像部109の撮像面へ被写体の像を形成するための光学系OSに含まれている。光学系OSは、さらに他の光学要素を含んでいても良い。光学系OSと撮像部109とは、補正光学系COSに含まれている。
A configuration of the
次に、上記構成を持つ撮像装置100の概略動作について説明する。操作部115には、押し込み量に応じて第1スイッチ(SW1)115aおよび第2スイッチ(SW2)115bが順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタン115cが含まれる。シャッタレリーズボタン115cが約半分押し込まれたときに第1スイッチ115aがオンし、シャッタレリーズボタン115cが最後まで押し込まれたときに第2スイッチ115bがオンする構造となっている。第1スイッチ115aがオンされると、フォーカス駆動制御部108がフォーカスユニット107を駆動してピント調節を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部106が絞り・シャッタ105を駆動して適正な露光量が得られるように設定する。例えば、絞り・シャッタ駆動制御部106は、適正な露光量が得られるように、絞り・シャッタ105の開度を設定するとともに、制御部118を介して撮像部109における光電変換部の電荷蓄積時間を設定する。第2スイッチ115bがオンされると、撮像部109により生成された画像信号から得られた画像データが記憶部116に記憶される。操作部115には、振れ補正(防振)モードを選択可能にする防振スイッチ115dが含まれる。防振スイッチ115dにより振れ補正モードが選択されると、制御部118が補正レンズ駆動制御部104に防振動作を指示し、これを受けた補正レンズ駆動制御部104が防振オフの指示がなされるまで防振動作を行う。また、操作部115には、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を選択可能にする撮影モード選択スイッチ115eが含まれており、それぞれの撮影モードにおいて各アクチュエータの動作条件を変更することができる。また、操作部115には再生モードを選択できる再生モード選択スイッチ115fも含まれており、再生モードでは防振動作を停止する。操作部115には、またズーム変倍の指示を行う変倍スイッチ115gが含まれる。変倍スイッチ115gによりズーム変倍の指示があると、制御部118を介して指示を受けたズーム駆動制御部102がズームユニット101を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット101を移動させる。それとともに、撮像部109から送られた各信号処理部(110,111)にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部108がフォーカスユニット107を駆動してピント調節を行う。姿勢情報制御部117からの姿勢情報により画像信号処理部111からの画像データの姿勢が決定され、表示部112の画像表示の向きが決定される。
Next, a schematic operation of the
次に、補正レンズ駆動制御部104の構成を、図2を用いて説明する。201は、ピッチ方向のセンサ部(振れ検出手段)であり、通常姿勢(画像フレームの長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢)における撮像装置100の垂直方向(ピッチ方向)の振動(振れ)を検出する。ピッチ方向のセンサ部201は、例えば角速度センサである。202は、ヨー方向のセンサ部(振れ検出手段)であり、通常姿勢における撮像装置100の水平方向(ヨー方向)の振動を検出する。ヨー方向のセンサ部202は、例えば角速度センサである。203、204は、それぞれ、ピッチ方向、ヨー方向の防振制御部(決定手段)であり、状況に応じて防振制御、補正レンズ位置制御を行う。防振制御部203、204は、それぞれ、第1のモードにおいて、センサ部201、202により検出された撮像装置100の振れによる被写体の像の振れを打ち消すように駆動するための目標位置を決定し、決定した目標位置を示す補正位置制御信号を生成する。205、206は、それぞれPID制御部であり、ピッチ方向、ヨー方向それぞれの補正位置制御信号と補正レンズ103の位置を示す位置信号とから制御量を求め、位置指令信号を出力する。207、208は、それぞれ、ドライブ部(駆動手段)であり、PID制御部205、206から送られた位置指令信号に基づき、補正レンズ103を光軸に交差する方向(例えば、直行する方向)へ駆動する。209、210は、それぞれ、ホール素子(位置検出手段)であり、補正レンズ103のピッチ方向、ヨー方向の位置を検出する。211は、撮像装置100の姿勢を検知する姿勢検知部である。
Next, the configuration of the correction lens
次に、図2に示す補正レンズ駆動制御部104による補正レンズ103の位置制御について説明する。補正レンズ103の位置制御では、ピッチ方向のセンサ部201、ヨー方向のセンサ部202からの撮像装置100のピッチ方向、ヨー方向の振れを表す振れ信号(角速度信号)に基づいて、それぞれの方向に補正レンズ103を駆動させる。補正レンズ103には磁石が具備されており、この磁石の磁場をホール素子209、210で検出し、補正レンズ103の位置を示す位置信号がPID制御部205、206へそれぞれ送られる。PID制御部(フィードバック制御手段)205、206は、これらの位置信号が、防振制御部203、204から送られてくる補正位置制御信号にそれぞれ収束するようなフィードバック制御を行う。PID制御部205、206は、第1のモードにおいて、検出された補正レンズ103の位置に応じて、補正レンズ103が防振制御部203、204により決定された目標位置に駆動されるように、ドライブ部207、208のフィードバック制御を行う。PID制御部205、206は、第2のモードにおいて、制御部118における変更部118bにより変更された目標位置に補正レンズ103が駆動されるように、ドライブ部207、208のフィードバック制御を行う。ここで、制御部118における変更部118bは、第2のモードにおいて、重力により変化した後の補正レンズ103の位置に近くなるように、第1のモードにおける決定された目標位置を変更している。なお、ホール素子209、210から出力される位置信号には個体ばらつきがあるため、所定の補正位置制御信号に対して、補正レンズ103が所定の位置に移動するように、ホール素子209、210の出力調整(較正)は予め行われている必要がある。このとき、PID制御部205、206では、P制御(比例制御)とI制御(積分制御)とD制御(微分制御)とを組み合わせたPID制御(第1のフィードバック制御)を行う。姿勢検知部211は、補正レンズ103に作用する重力による補正レンズ103の位置の変化に応じて、撮像装置100の姿勢を検知する。例えば、姿勢検知部211は、PID制御部205がPID制御(第1のフィードバック制御)を行う場合、PID制御に用いられる積分補償値により姿勢検知を行う。また、姿勢検知部211は、PID制御部205がPD制御(第2のフィードバック制御)を行う場合、補正レンズの目標位置とホール素子によって検出された検出位置との差分量(偏差量)により姿勢検知を行う。PD制御は、I制御(積分制御)を行わない、すなわちP制御(比例制御)とD制御(微分制御)とを組み合わせた制御である。防振制御部203、204は、ピッチ方向のセンサ部201、ヨー方向のセンサ部202からの振れ情報に基づき、画像振れを補正する方向に補正レンズ103の位置を移動させるようにする補正位置制御信号をそれぞれ出力する。これによって、撮像装置100に手振れなどが発生しても、画像振れを防止できる。
Next, position control of the
次に、防振制御部203の構成を、図3を用いて説明する。なお、防振制御部204も同様の構成を有しており、その説明は省略する。301は、A/D変換器であり、ピッチ方向のセンサ部201からの角速度信号をデジタル信号に変換する。302は、ハイパスフィルタ(HPF)であり、DC成分をカットするカットオフ周波数変更可能なフィルタである。303は、カットオフ周波数変更可能なローパスフィルタ(LPF)であり、角速度信号を角度信号に変換するためのフィルタである。304は、HPFおよびLPFのカットオフ周波数切換部である。また必要に応じてフェーズリードフィルタ(PLF)やフェーズディレイフィルタ(PDF)を用いてもよい。防振制御部203に入力された角速度信号は、これら一連のフィルタ処理を施されて、補正位置制御信号としてPID制御部205へ入力される。
Next, the configuration of the image
次に、PID制御部205の構成を、図4を用いて説明する。なお、PID制御部206も同様の構成を有しており、その説明は省略する。401は、積分補償器(Ki)、402は、比例補償器(Kp)、403は、微分補償器(Kd)である。404は、PID切換器、405は、切換スイッチである。406は、積分補償値読み出し部である。407は、偏差読み出し部であり、防振制御部203からの目標位置とホール素子209からの位置信号の差分量(偏差量)を読み出す。このPID制御部205では、PID切換器404が切換スイッチ405を動作させて、PID制御またはPD制御を選択的に実行させる。PID制御時には、切換スイッチ405が閉状態となる。また、積分補償値読み出し部406には、積分補償器(Ki)401の出力値である積分補償値が入力され、PID制御時の姿勢検知に用いられる。PD制御時には、切換スイッチ405が開状態となる。また、姿勢検知には偏差読み出し部407の偏差量が用いられる。ここで姿勢検知について説明する。露光中のPD制御時には、レンズの自重によりホール素子209および210からの補正レンズ103の位置は防振制御部203からの目標値に対して重力方向に偏差が生じる。例えば撮像装置100が正位置の場合、重力による影響でレンズは自重によりピッチ方向下向きに偏差が生じる。このように撮像装置100の姿勢により偏差が生じる向きが決定されるので、ピッチ方向とヨー方向でそれぞれ偏差読み出し部410から読み出すことにより撮像装置100の姿勢を判断できる。次に、露光前後のPID制御では偏差を補正するようにPID制御の積分補償値が作用するので、同様にピッチ方向及びヨー方向で積分補償値読み出し器406から読み出すことによりレンズが重力を受けている方向が分かるので姿勢検知ができる。また、再生モードにおいては防振制御を停止する。具体的には防振制御部203での目標値演算を行わず、補正レンズが所定の位置に留まるようにレンズ制御を行う。再生モードにおける姿勢検知は防振制御を行わないだけで、姿勢検知の方法は前述した方法と同様である。
Next, the configuration of the
次に、撮像装置100の動作を、図5を用いて説明する。S101にて、撮像装置100の電源がオンされたことを検知するとS102へ進み、PID制御を実行する。PID制御は、PID切換器404が、切換スイッチ405を閉状態とすることにより行われる。次のS103では、操作部115に含まれるモードスイッチにより再生モード(第2のモード)が選択されているか否かを判断する。その結果、再生モードが選択されているならばS109へ進み、再生モードが選択されていなければ、記録モード(第1のモード)が選択されているとして、S104へ進む。S104では、操作部115に含まれるモードスイッチにより振れ補正モードがオンか否かを判断する。その結果、振れ補正モードが選択されているならばS108へ進み、振れ補正モードが選択されていなければS105へ進む。振れ補正モードが選択されていないとしてS104からS105へ進むと、目標位置を光軸中心位置に固定(中央固定)したPID制御によって補正レンズ103を駆動制御する。これにより、オフセットの無い中央固定が可能となる。続くS106では、一定周期T毎に姿勢検知を行う。ここで例えば周期Tは50msecである。S107では、撮像装置100の電源スイッチがオンのままか否かを判断し、オンのままであればS102に戻り、以下の同様の動作を繰り返す。また、上記S103にて振れ補正モードが選択されていることを判断した場合はS108へ進み、PID制御によって防振制御を行う。上記のように記録モードが選択されている時に操作部115に含まれるモードスイッチによりS103で再生モードが選択されるとS109へ進む。再生モードでは表示部112には記憶部116に保存されている撮影データが表示され、撮像部109の情報は表示されない。よって振れ補正を行う必要はなく、防振制御部203、204では演算処理を停止し、目標位置(Target)は前回の値を保持した状態でPID制御のレンズ制御を行う。S109では、振れ補正が停止され目標位置は前回の値を保持し、次にS110へ進み姿勢検知を行う。この姿勢検知は記録モード時と同様にS110において一定周期T毎に行われる。次にS111においてPID制御の積分補償値Eviの絶対値が閾値Evi_Thよりも大きいか否かを判断する。ここで、制御部118における変更部118bは、積分補償値の絶対値|Evi|が第1の閾値よりも大きかった場合、積分補償値の絶対値|Evi|の値が小さくなるように目標位置Targetを変更量Δだけ変更させる。
Next, the operation of the
ここで、積分補償値の絶対値|Evi|が大きかった時に、目標位置Targetを変更量Δだけ変更させる理由について述べる。図6に各姿勢における補正レンズ位置(Position)と積分補償値Eviとの関係の一例を示す。図6(a)は撮像装置100の姿勢が正位置および逆位置のときの補正レンズ位置と積分補償値Eviとの関係を示している。補正レンズ位置が増加すると積分補償値Eviが増加する比例関係にある。また姿勢が変わると比例関係が変わらないままオフセットが生じる状態となる。ここで姿勢が変わるとオフセットは変化するが比例関係の傾きは一定である。これらの積分補償値Eviと目標位置Positionとの関係におけて、積分補償値Eviの絶対値の大きさや各姿勢でのオフセットの生じ方、傾きの大きさなどは支持体の構成によるところが大きく、各構成によって異なる。またPitch方向およびYaw方向においてそれぞれ積分補償値Eviと目標位置の値Positionとの関係は異なるが、振る舞いは同じである。以後は明記しない限り片軸のみで説明を行う。ここでPID制御について目標位置と現在位置との差分を偏差量eとすると、出力となるフィードバック量は式(1)のように表される。ここで積分補償値EviはKi∫edtとなる。
Here, the reason why the target position Target is changed by the change amount Δ when the absolute value | Evi | of the integral compensation value is large will be described. FIG. 6 shows an example of the relationship between the correction lens position (Position) and the integral compensation value Evi in each posture. FIG. 6A shows the relationship between the correction lens position and the integral compensation value Evi when the posture of the
PIDout=Kp×e+Kd×(de)/(dt)+Ki∫edt・・・(1)
ここで、再生モードにおいて補正レンズを所定の位置に保持しようとするので、偏差はさほど生じず定常状態に近くなる。その結果、PID制御出力は積分補償値Eviが支配的となる。つまり、支持体にかかる重力方向の力を補償しようとする積分補償値Eviが補正レンズに対する出力において支配的となる。つまり、この積分補償値Eviが0になるようにすると出力が小さくなり、省電力となる。また、積分補償値Eviの正値および負値は、それぞれ、順方向出力および逆方向出力を表す。積分補償値の絶対値|Evi|が大きくなると出力が大きくなる。ここで図6(a)から分かるように補正レンズ位置によって積分補償値Eviの値は変化する。例えば撮像装置100が正位置の場合には中心位置だと積分補償値の絶対値|Evi|が大きくなり、レンズ位置を正方向に移動させると積分補償値の絶対値|Evi|が小さくなる。同様に逆位置の場合、レンズ位置を0近辺の方にすると積分補償値の絶対値|Evi|は小さくなる。この様子を図6(b)に示す。このように撮像装置100の姿勢によって積分補償値の絶対値|Evi|が小さくなるように補正レンズ位置を移動させることによって、再生モードの補正レンズ駆動消費電力を小さくすることができる。また図6(c)に各姿勢における補正レンズ中央時の積分補償値Eviの一例を示す。このように姿勢によってPitch方向およびYaw方向の積分補償値は異なる。
PIDout = Kp × e + Kd × (de) / (dt) + Ki∫edt (1)
Here, since the correction lens is to be held at a predetermined position in the reproduction mode, the deviation does not occur so much and it becomes close to a steady state. As a result, the integral compensation value Evi is dominant in the PID control output. That is, the integral compensation value Evi for compensating for the force in the direction of gravity applied to the support is dominant in the output to the correction lens. In other words, when the integral compensation value Evi is set to 0, the output is reduced and power is saved. Further, the positive value and the negative value of the integral compensation value Evi represent the forward direction output and the backward direction output, respectively. As the absolute value | Evi | of the integral compensation value increases, the output increases. Here, as can be seen from FIG. 6A, the value of the integral compensation value Evi varies depending on the correction lens position. For example, when the
図5のフローに戻る。S111において積分補償値の絶対値|Evi|が第1の閾値Evi_Th以上だった場合、S112へ進む。S112では目標位置(Target)が所定範囲内であるかどうか判断する。ここで所定範囲は任意に設定でき、目標位置として選択可能な全領域を選択してもよいし、防振可動範囲に設定してもよい。S112において目標位置(Target)が所定範囲内だった場合はステップ113に進む。S113では積分補償値の絶対値|Evi|の値が0になるように目標位置の値を変更量Δだけ変更する。ここで例えば図6(a)のように正位置においてEviが負で|Evi|>Evi_Thだった場合、目標位置を1増加させる。これを、積分補償値の絶対値|Evi|が第1の閾値Evi_Thより小さくになるか目標位置が所定範囲内に達するまで行い、|Evi|がより小さくなるように目標位置を変更させる。同様に撮像装置100が逆位置にある場合は積分補償値Eviが正で積分補償値の絶対値|Evi|>Evi_Thの場合、目標位置の値を1減少させる。このように積分補償値の絶対値|Evi|の値が0に近づくように目標位置を増減させるフィードバック制御を行うことによって撮像装置100の姿勢に影響されることなく補正レンズの駆動電力を抑えることができる。ここで、変更量Δは±1のように固定値でもよいし、積分補償値Eviの値に合わせて変更させてもよい。また、S111で|Evi|<Evi_Thだった場合、およびS112で目標位置が所定範囲外になってしまう場合はS114に進み、前回の目標位置を保持する。
Returning to the flow of FIG. If the absolute value | Evi | of the integral compensation value is greater than or equal to the first threshold value Evi_Th in S111, the process proceeds to S112. In S112, it is determined whether or not the target position (Target) is within a predetermined range. Here, the predetermined range can be arbitrarily set, and the entire region that can be selected as the target position may be selected or may be set to the vibration-proof movable range. If the target position (Target) is within the predetermined range in S112, the process proceeds to step 113. In S113, the value of the target position is changed by the change amount Δ so that the absolute value | Evi | of the integral compensation value becomes zero. Here, for example, as shown in FIG. 6A, when Evi is negative and | Evi |> Evi_Th at the positive position, the target position is increased by one. This is performed until the absolute value | Evi | of the integral compensation value becomes smaller than the first threshold value Evi_Th or the target position reaches a predetermined range, and the target position is changed so that | Evi | becomes smaller. Similarly, when the
ここで、仮に、撮影動作を行わない第2のモード(例えば、再生モード)においても、姿勢検知を行うために、特許文献1に記載されたような画像振れ補正制御を行ったとすると、補正レンズなどの可動体を駆動するためのエネルギーが必要以上に多くなる。これにより、第2のモードにおける姿勢検知処理に伴う消費電力が必要以上に多くなる。 Here, assuming that image blur correction control as described in Patent Document 1 is performed in order to perform posture detection even in the second mode (for example, reproduction mode) in which no shooting operation is performed, a correction lens is assumed. The energy for driving the movable body such as is increased more than necessary. Thereby, the power consumption accompanying the attitude | position detection process in a 2nd mode increases more than necessary.
それに対して、本実施形態によれば、再生モードにおいて積分補償値の絶対値|Evi|が0になるように目標位置のフィードバック制御を行うことにより、補正レンズの駆動電力をより小さくすることができる。これにより、再生モードの姿勢検知処理に伴う消費電力を低減することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, the driving power of the correction lens can be further reduced by performing feedback control of the target position so that the absolute value | Evi | of the integral compensation value becomes 0 in the reproduction mode. it can. Thereby, the power consumption accompanying the attitude | position detection process of reproduction | regeneration mode can be reduced.
次に、第2実施形態に係る撮像装置100について、図7を用いて説明する。第2実施形態に係る撮像装置100の回路構成は第1実施形態の構成と同じであるものとする。以下では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。S201で電源オンされると、S202で再生モードか否かを判断する。記録モードである場合はS203に進み、PID制御が行われる。再生モードであった場合はS209へ進み、振れ補正が停止され、S210でPD制御が行われる。PD制御における出力は式(2)で表される。
Next, the
PDout=Kp×e+Kd×(de)/(dt)・・・(2)
式(2)から定常状態時に比例補償係数Pが小さいと目標位置に追従できなくなりオフセットが生じ、一定の偏差量eを示す。PD制御において偏差量eは補正レンズの駆動出力に比例するので、この偏差量eが小さくなれば駆動出力はより小さくなる。よって偏差量eが小さくなるように目標位置を変更する。
PDout = Kp × e + Kd × (de) / (dt) (2)
From equation (2), if the proportional compensation coefficient P is small in the steady state, the target position cannot be tracked and an offset occurs, indicating a certain deviation amount e. In the PD control, the deviation amount e is proportional to the driving output of the correction lens. Therefore, if the deviation amount e decreases, the driving output decreases. Therefore, the target position is changed so that the deviation amount e becomes small.
図7のフローチャートで説明すると、S211で姿勢検知が行われ、次にS212で偏差量eの大きさを第2の閾値e_Thと比較する。第2の閾値e_Thは任意に設定する(例えばe_Th = 5 )。偏差量の絶対値|e|が第2の閾値e_Th以上である場合、S213に進み目標位置が所定範囲内かどうかを判断する。目標位置が所定範囲内だったら変更量Δだけ変更する(S214)。これを、偏差量の絶対値|e|が第2の閾値e_Thより小さくになるか目標位置が所定範囲内に達するまで行い、偏差量の絶対値|e|がより小さくなるように目標位置を変更させる。このように偏差量の絶対値|e|が0になるように目標位置をフィードバック制御する。ここでPID制御と同じように変更量Δは±1のように固定値でもよいし、偏差量eの値に合わせて変更させてもよい。また、S212で偏差量の絶対値|e|が第2の閾値e_Th未満だった場合、およびS213で目標位置が所定範囲外になってしまう場合はS215に進み、前回の目標位置を保持する。 Referring to the flowchart of FIG. 7, posture detection is performed in S <b> 211, and then in S <b> 212, the magnitude of the deviation amount e is compared with a second threshold value e_Th. The second threshold value e_Th is arbitrarily set (for example, e_Th = 5). If the absolute value | e | of the deviation amount is equal to or greater than the second threshold value e_Th, the process proceeds to S213 to determine whether the target position is within a predetermined range. If the target position is within the predetermined range, the change amount Δ is changed (S214). This is performed until the absolute value | e | of the deviation amount becomes smaller than the second threshold value e_Th or the target position reaches a predetermined range, and the target position is set so that the absolute value | e | of the deviation amount becomes smaller. Change it. In this way, the target position is feedback-controlled so that the absolute value | e | of the deviation amount becomes zero. Here, as in the PID control, the change amount Δ may be a fixed value such as ± 1, or may be changed in accordance with the value of the deviation amount e. If the absolute value | e | of the deviation amount is less than the second threshold value e_Th in S212, and if the target position is out of the predetermined range in S213, the process proceeds to S215, and the previous target position is held.
以上の第2実施形態によれば、再生モードにおいて偏差量の絶対値|e|が0になるように目標位置をフィードバック制御を行うことにより、補正レンズの駆動電力をより小さくすることができる。これにより、再生モードの姿勢検知処理に伴う消費電力を低減できる。ここでPID制御における積分補償値EviとPD制御における偏差量eとは同じオフセット成分を表す。第1実施形態と第2実施形態とでは制御方式の違いで用いるパラメータが異なることを述べているだけである。 According to the second embodiment described above, the driving power of the correction lens can be further reduced by performing feedback control of the target position so that the absolute value | e | of the deviation amount becomes 0 in the reproduction mode. Thereby, the power consumption accompanying the attitude | position detection process of reproduction | regeneration mode can be reduced. Here, the integral compensation value Evi in the PID control and the deviation amount e in the PD control represent the same offset component. It is only described that the parameters used in the first embodiment and the second embodiment differ depending on the control method.
なお、第1実施形態および第2実施形態において、補正レンズの駆動ループゲインを下げる。すなわち、撮像装置は、第2のモードにおけるゲインが第1のモードにおけるゲインより小さくなるように、PID制御部205、206のゲインを制御するゲイン制御部118c(図1参照)をさらに備えてもよい。ループゲインを下げる方法は式(3)および(4)にそれぞれ示す。ここでGainはPID制御またはPD制御の出力にかける係数で1以下の小数を表す。
In the first embodiment and the second embodiment, the drive loop gain of the correction lens is lowered. That is, the imaging apparatus further includes a
PIDout=(Kp×e+Kd×(de)/(dt)+Ki∫edt)×Gain・・・(3)
PDout=(Kp×e+Kd×(de)/(dt))×Gain・・・(4)
これにより、目標位置とレンズ位置とのオフセット量が増加するので、積分補償値Eviおよび偏差量eを増加させることができ、撮像装置の消費電力をさらに低減できる。
PIDout = (Kp × e + Kd × (de) / (dt) + Ki∫edt) × Gain (3)
PDout = (Kp × e + Kd × (de) / (dt)) × Gain (4)
Thereby, since the offset amount between the target position and the lens position increases, the integral compensation value Evi and the deviation amount e can be increased, and the power consumption of the imaging apparatus can be further reduced.
次に、第3実施形態に係る撮像装置100について説明する。第3実施形態に係る撮像装置100の回路構成は第1実施形態の構成と同じであるものとする。以下では、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。図8に各状態における振れ補正制御の演算処理部におけるメインクロックの周波数と演算のサンプリングパルスの周波数とを示す。図8(a)は、記録モード(第1のモード)での撮像装置の動作を表す。記録モードでは振れ防振を行っているので、シフトレンズ制御や姿勢検知処理の他に目標値設定のためのジャイロ処理等も行っている。図8(b)は、再生モード(第2のモード)での撮像装置の動作を表す。再生モードでは振れ補正を停止するのでジャイロ処理は行わない。よって演算負荷は軽くなるので、メインクロックの周波数を下げても処理できる。さらに、図8(c)は、再生モード(第2のモード)での撮像装置の他の動作を表す。図8(c)では、振れ補正の演算サンプリングパルスの周波数を下げることによって、さらにメインクロックの周波数を下げている。これは再生モードでは記録モードのような高速な演算処理を必要としないので可能な動作となる。ただしこの場合はサンプリングパルスの周波数が変わることによりデジタルフィルタなどのパラメータ値の変更が必要になるので、変更後の周波数に合わせてパラメータ値を設定する必要がある。すなわち、撮像装置は、第2のモードにおけるクロック信号の周波数が第1のモードにおけるクロック信号の周波数より低くなるように、PID制御部205、206へ供給すべきクロック信号の周波数を制御する周波数制御部118d(図1参照)をさらに備える。
Next, the
このように再生モードにおいてメインクロックの周波数を下げることによりIC(PID制御部)の消費電力を下げることが可能となる。これにより、第1実施形態および第2実施形態で行った駆動系(ドライブ部)の消費電力を下げることと合わせて全体の消費電力をさらに下げることが可能となる。 Thus, by reducing the frequency of the main clock in the reproduction mode, it is possible to reduce the power consumption of the IC (PID control unit). As a result, the overall power consumption can be further reduced together with the reduction of the power consumption of the drive system (drive unit) performed in the first and second embodiments.
次に、第4実施形態に係る撮像装置900について説明する。以下では、第1実施形態〜第3実施形態と異なる点を中心に説明する。上記の各実施形態では、画像振れを補正するための構成として、補正レンズ103を用いているが、本実施形態では、可変頂角プリズムや光軸と垂直な平面上で移動することにより振れ補正する撮像部109を用いている。例えば、光軸と垂直な平面上で移動することにより振れ補正する撮像部109の場合、図9に示すような構成にすることが可能である。109は、撮像部(被駆動要素)であり、901、902は、駆動コイル(駆動手段)、903、904は、可動部の位置検出を行うホール素子(位置検出手段)である。光学系OSと撮像部109とは、補正光学系COSに含まれている。905、906、907、908は、マグネットである。また、909は、第1の保持部、910は、第1の保持部909上に設けられた第1の案内部、911は、第2の保持部、912は、第2の保持部911上に設けられた第2の案内部、913は、筐体に固定される第3の保持部を示す。また、914は、第1の保持部909と図示しない固定部との間に設けられた第1の弾性体であり、915は、第2の保持部911と図示しない固定部との間に設けられた第2の弾性体を示す。第1の案内部910が案内する方向と第2の案内部912が案内する方向とは互いに直交している。また、撮像部109を備えた第1の保持部909は第1の弾性体914及び第2の弾性体915とによって弾性支持されている。このように構成することにより、撮像部109を光軸に交差する平面(例えば、直交する平面)に沿って移動させることが可能となり、実質的に、光学系OSに含まれる補正レンズ103を移動させる上記の各実施形態における構成と同様な防振制御機能を実現できる。
Next, an
Claims (7)
駆動手段によって光軸に交差する方向に駆動される被駆動要素を含む補正光学系と、
前記被駆動要素の位置を検出する位置検出手段と、
前記第1のモードにおいて、前記被駆動要素を駆動すべき目標位置を決定する決定手段と、
前記第1のモードにおいて、前記検出された前記被駆動要素の位置に応じて、前記被駆動要素が前記決定された前記目標位置に駆動されるように、前記駆動手段のフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
前記被駆動要素に作用する重力による前記被駆動要素の位置の変化に応じて、前記撮像装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
前記第2のモードにおいて、前記変化した後の前記被駆動要素の位置に近くなるように、前記決定された目標位置を変更する変更手段と、
を備え、
前記フィードバック制御手段は、前記第2のモードにおいて、前記変更手段により変更された前記目標位置に前記被駆動要素が駆動されるように、前記駆動手段のフィードバック制御を行う
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus having a first mode for performing a photographing operation and a second mode for not performing the photographing operation,
A correction optical system including a driven element driven in a direction intersecting the optical axis by a driving unit;
Position detecting means for detecting the position of the driven element;
Determining means for determining a target position to drive the driven element in the first mode;
In the first mode, feedback control for performing feedback control of the driving means so that the driven element is driven to the determined target position according to the detected position of the driven element. Means,
Posture detecting means for detecting the posture of the imaging device according to a change in the position of the driven element due to gravity acting on the driven element;
Changing means for changing the determined target position so as to be close to the position of the driven element after the change in the second mode;
With
In the second mode, the feedback control unit performs feedback control of the driving unit so that the driven element is driven to the target position changed by the changing unit. .
前記決定手段は、前記振れ検出手段の出力に基いて前記目標位置を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 Further comprising shake detection means for detecting shake of the imaging device;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines the target position based on an output of the shake detection unit.
前記被駆動要素の位置と前記目標位置との差分である偏差量に応じた比例制御と積分制御と微分制御とを組み合わせた第1のフィードバック制御と、
前記偏差量に応じた比例制御と微分制御とを組み合わせた第2のフィードバック制御と、
を含み、
前記姿勢検知手段は、前記フィードバック制御手段により前記第1のフィードバック制御が行われる場合、前記偏差量に応じた積分制御に用いられる積分補償値に応じて、前記撮像装置の姿勢を検知し、前記フィードバック制御手段により前記第2のフィードバック制御が行われる場合、前記偏差量に応じて、前記撮像装置の姿勢を検知する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The feedback control is
A first feedback control that combines proportional control, integral control, and differential control according to a deviation amount that is a difference between the position of the driven element and the target position;
A second feedback control that combines proportional control and differential control according to the deviation amount;
Including
When the first feedback control is performed by the feedback control unit, the posture detection unit detects the posture of the imaging device according to an integral compensation value used for integral control according to the deviation amount, and The imaging apparatus according to claim 1, wherein, when the second feedback control is performed by a feedback control unit, an attitude of the imaging apparatus is detected according to the deviation amount.
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 The changing means changes the determined target position so that the absolute value of the integral compensation value is smaller than a first threshold when the first feedback control is performed by the feedback control means, When the second feedback control is performed by a feedback control unit, the determined target position is changed so that an absolute value of the deviation amount in the second mode is smaller than a second threshold value. The imaging apparatus according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The gain control means for controlling the gain of the feedback control means is further provided so that the gain in the second mode is smaller than the gain in the first mode. The imaging apparatus according to item 1.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 Frequency control means for controlling the frequency of the clock signal to be supplied to the feedback control means so that the frequency of the clock signal in the second mode is lower than the frequency of the clock signal in the first mode; The imaging device according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記被駆動要素の位置を検出する位置検出ステップと、
前記第1のモードにおいて、前記被駆動要素を駆動すべき目標位置を決定する決定ステップと、
前記第1のモードにおいて、前記検出された前記被駆動要素の位置に応じて、前記被駆動要素が前記決定された前記目標位置に駆動されるように、前記駆動手段のフィードバック制御を行うフィードバック制御ステップと、
前記被駆動要素に作用する重力による前記被駆動要素の位置の変化に応じて、前記撮像装置の姿勢を検知する姿勢検知ステップと、
前記第2のモードにおいて、前記変化した後の前記被駆動要素の位置に近くなるように、前記決定された目標位置を変更する変更ステップと、
を備え、
前記フィードバック制御ステップは、前記第2のモードにおいて、前記変更ステップにより変更された前記目標位置に前記被駆動要素が駆動されるように、前記駆動手段のフィードバック制御を行う
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。 Control method for an imaging apparatus having a correction optical system including a driven element driven in a direction intersecting the optical axis by a driving unit, a first mode for performing a photographing operation, and a second mode for not performing the photographing operation Because
A position detecting step for detecting a position of the driven element;
A determination step of determining a target position at which the driven element is to be driven in the first mode;
In the first mode, feedback control for performing feedback control of the driving means so that the driven element is driven to the determined target position according to the detected position of the driven element. Steps,
A posture detection step of detecting a posture of the imaging device in accordance with a change in position of the driven element due to gravity acting on the driven element;
In the second mode, a changing step of changing the determined target position so as to be close to the position of the driven element after the change;
With
The feedback control step performs feedback control of the driving means so that the driven element is driven to the target position changed by the changing step in the second mode. Control method.
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JP2013050515A (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Rohm Co Ltd | Lens controller and imaging apparatus |
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JP2016014750A (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | リコーイメージング株式会社 | Imaging apparatus and imaging method, and drive control device and drive control method |
JPWO2017090312A1 (en) * | 2015-11-27 | 2018-09-13 | ソニー株式会社 | Image blur correction apparatus and imaging apparatus |
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