JP2012141377A - レンズ制御装置及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの保持位置やシフトの動作中心を、つりあい位置に近い位置に維持させることが可能となるレンズ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ電流に応じてレンズを駆動するレンズ駆動モータに、該モータ電流を供給するレンズ制御装置であって、補正オフセットが付加された目標位置からの前記レンズの位置の偏差が小さくなるように、モータ電流設定値を算出するサーボ演算部と、前記モータ電流設定値に応じて、前記モータ電流を生成するモータドライバと、前記モータ電流の平均値がゼロに近づくように、前記補正オフセットを調節するキャリブレーション演算部と、を有するレンズ制御装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ制御装置、及び、これを用いた撮像装置に関するものである。

従来、光学式レンズシフト型の手ブレ補正機能（以下、単に「手ブレ補正機能」と称する）を備えた撮像装置が提案されている。手ブレ補正機能によれば、手ブレが生じたとき、画像の滲みが抑制されるようにレンズの目標位置が算出される。そしてこの目標位置に向かってレンズがシフトされることにより、手ブレ補正が実現される。

なお手ブレ補正機能を備えた撮像装置において、一般的にレンズは、バネによってレンズユニットに可動的に支持される。またレンズは、ＶＣＭ［ボイスコイルモータ］によって、目標位置にシフトされる。ＶＣＭは供給されたモータ電流に応じて、レンズを駆動する（シフトする）ようになっている。

特開２０１０−１２４１０１号公報 特開２００７−２０８８３２号公報

ところで従来の手ブレ補正機能を備えた撮像装置において、レンズの位置は基本的に、レンズの可動域内に固定された基準位置（例えば、当該可動域の中央位置）となるように制御される。すなわち、手ブレ補正機能が無効にされているときや、手ブレが生じていないときには、レンズは当該基準位置に姿勢保持される。また手ブレ補正がなされるときは、レンズは当該基準位置を動作中心としたシフトがなされる。

図７は、レンズの支持形態の一例を、模式的に表したものである。図７では、縦方向がレンズの可動方向（ここでは一方向のみを考慮する）を表し、Ｏ点（レンズの自重を無視した場合のつりあい位置）が基準位置となっている。また図７の左側は、ＶＣＭによるレンズの駆動力がゼロである状態を、同じく右側は、ＶＣＭにより基準位置にレンズをシフトさせている状態を、それぞれ表している。

図７の左側に示すように、ＶＣＭによるレンズの駆動力がゼロである場合、レンズ５１は、レンズ５１の自重とバネ（５２、５３）の弾性力がつりあう位置（以下、「つりあい位置」と称することがある）に存在することとなる。すなわちレンズ５１の位置は、基準位置からＩ＝ｍｇsinθ／２ｋ だけずれた位置となる。なお、ｍはレンズの質量、ｇは重力加速度、θは可動方向と重力方向のなす角度、ｋはバネ定数を表す。

一方、図７の右側に示すように、つりあい位置からずれた基準位置にレンズ５１を保持するためには、レンズ５１に相応の力を加え続ける必要がある。すなわちレンズ５１を基準位置に保持するためには、ＶＣＭによる定常的な駆動力が必要となる。なお、ＶＣＭに供給すべきモータ電流は、ＶＣＭに要求される駆動力が大きくなるに連れて、増大することになる。

上述したことから、レンズを基準位置に保持する場合は、レンズをつりあい位置に保持する場合に比べ、大きなモータ電流が必要となる。また同様に、基準位置を動作中心としてレンズをシフトさせる場合にも、つりあい位置を中心としてレンズをシフトさせる場合に比べ、大きなモータ電流が必要となる。

省電力などの観点から、レンズ位置の制御に必要なモータ電流は、極力小さいことが望ましい。特に携帯電話等に用いられるモバイル仕様の撮像装置については、電源容量が限られていることが多く、モータ電流の低減は非常に強く要望される。

このような事情から、レンズの保持位置やシフトの動作中心は、つりあい位置に近い位置であることが望ましいと言える。なお、撮像装置の向きの変化（例えば、ユーザが撮像装置を上下逆に持つことで生じる）等によりレンズの自重方向（撮像装置の向きを基準とした方向）は変動し、これに伴ってつりあい位置も変動する。そのため、レンズの保持位置やシフトの動作中心をつりあい位置に近い位置に維持させるためには、レンズの保持位置やシフトの動作中心が、つりあい位置の変動に追従可能となっている必要がある。

本発明は上記の問題点に鑑み、レンズの保持位置やシフトの動作中心を、つりあい位置に近い位置に維持させることが可能となるレンズ制御装置、及びこれを用いた撮像装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ制御装置は、モータ電流に応じてレンズを駆動するレンズ駆動モータに、該モータ電流を供給するレンズ制御装置であって、補正オフセットが付加された目標位置からの前記レンズの位置の偏差が小さくなるように、モータ電流設定値を算出するサーボ演算部と、前記モータ電流設定値に応じて、前記モータ電流を生成するモータドライバと、前記モータ電流の平均値がゼロに近づくように、前記補正オフセットを調節するキャリブレーション演算部と、を有する構成（第１の構成）とする。

本構成によれば、レンズの保持位置やシフトの動作中心を、つりあい位置に近い位置に維持させることが可能となる。

また上記第１の構成として、より具体的には、前記レンズの現在位置を表すレンズ位置検出信号、前記目標位置を表す目標レンズ位置設定信号、および前記補正オフセットを表す補正オフセット信号に基づいて、前記偏差に応じた偏差信号を生成し、前記偏差信号に基づいて、前記モータ電流設定値を算出する構成（第２の構成）としてもよい。

また上記第２の構成として、より具体的には、前記キャリブレーション演算部は、前記モータ電流設定値の積分を行い、該積分の結果に基づいて、前記補正オフセットを調節する構成（第３の構成）としてもよい。

また上記第２の構成として、より具体的には、前記サーボ演算部は、前記偏差信号に対するＰＩＤ処理を実行するものであり、前記キャリブレーション演算部は、前記ＰＩＤ処理において得られる積分成分の情報を用いて、前記補正オフセットを調節する構成（第４の構成）としてもよい。

また上記第２から第４の何れかの構成として、より具体的には、前記補正オフセット信号を用いて、前記目標レンズ位置設定信号を補正する構成（第５の構成）としてもよい。

また上記第２から第４の何れかの構成として、より具体的には、前記レンズ位置検出信号は、レンズ位置検出センサから出力された前記現在位置を表すアナログ信号が、デジタル信号に変換されて生成されるものであり、前記補正オフセット信号を用いて、前記アナログ信号を補正する構成（第６の構成）としてもよい。

また上記第２から第４の何れかの構成として、より具体的には、前記レンズ位置検出信号は、レンズ位置検出センサから出力された前記現在位置を表すアナログ信号が、デジタル信号に変換されて生成されるものであり、前記補正オフセット信号を用いて、前記デジタル信号を補正する構成（第７の構成）としてもよい。

また上記第２から第７の何れかの構成として、より具体的には、前記目標レンズ位置設定信号は、角速度センサの検出結果に基づいて生成される構成（第８の構成）としてもよい。

また本発明に係る撮像装置は、レンズと、前記レンズの現在位置を検出するレンズ位置検出センサと、モータ電流に応じて前記レンズを駆動するレンズ駆動モータと、前記レンズ駆動モータに前記モータ電流を供給する上記第１から第８の何れかの構成に係るレンズ制御装置と、を有する構成とする。

本発明によれば、レンズの保持位置やシフトの動作中心を、つりあい位置に近い位置に維持させることが可能なレンズ制御装置、及び、これを用いた撮像装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るレンズ制御装置のブロック図である。 手ブレ補正の実行時における消費電力に関するグラフである。 手ブレ補正の実行時における消費電力に関するグラフである。 本発明の第２実施形態に係るレンズ制御装置のブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るレンズ制御装置のブロック図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズ制御装置のブロック図である。 レンズの支持形態に関する説明図である。

本発明の実施形態について、第１実施形態から第４実施形態までの各々を例に挙げ、以下に説明する。

＜第１実施形態＞
まず本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ制御装置（さらにはこれを備えた撮像装置）のブロック図である。本実施形態の撮像装置は、レンズユニット１と、ホールセンサ２と、レンズ駆動モータ３と、レンズ制御装置１０と、を有し、手ブレ補正機能を備えたものとなっている。

レンズユニット１は、手ブレ補正用レンズであるレンズ１ａを有しており、レンズ１ａを用いて、被写体の光学像を撮像素子（ＣＣＤ［Charge Coupled Device］やＣＭＯＳ［Complementary Metal Oxide Semiconductor］など）に結像させる。なおレンズ１ａは、レンズユニット１の固定部分に対して、バネ（弾性体）によって弾性的に支持された可動部材である。すなわち原理的には、レンズ１ａは、例えば図７に示したものと同等の形態で支持されている。

ホールセンサ２は、レンズ１ａの位置（現在位置）を検出するセンサである。ホールセンサ２は、レンズ１ａの位置を表すレンズ位置検出信号Ｖｐ（アナログ電圧信号）を継続的に生成し、レンズ制御装置１０（アンプ１１）へ送出する。なおレンズ１ａの位置を検出するセンサとしては、ホールセンサの代わりに、例えばフォトリフレクタ等が用いられても構わない。

レンズ駆動モータ３は、モータ電流Ｉｍに応じた駆動力でレンズ１ａを駆動する。レンズ１ａの位置は、レンズ１ａの自重、レンズ１ａを支持するバネの弾性力、およびレンズ駆動モータ３による駆動力の各々に応じた位置となる。なお本実施形態では、レンズ駆動モータ３はＶＣＭであるとするが、モータ電流Ｉｍに応じて駆動力等が変化する他種のモータが用いられても構わない。

レンズ制御装置１０は、アンプ１１と、アナログ／デジタル変換器１２と、サーボ演算部１３と、モータドライバ１４と、電流源１５と、キャリブレーション演算部１７と、を集積化した半導体装置である。

アンプ１１は、ホールセンサ２から入力されるレンズ位置検出信号Ｖｐ（アナログ電圧信号）をアナログ増幅して、アナログ／デジタル変換器１２に出力する。

アナログ／デジタル変換器１２は、アンプ１１から入力されるアナログ増幅済みのレンズ位置検出信号Ｖｐ（アナログ電圧信号）をアナログ／デジタル変換して、サーボ演算部１３に出力する。

サーボ演算部１３は、ホールセンサ２からアンプ１１及びアナログ／デジタル変換器１２を介して入力されるレンズ位置検出信号Ｖｐ（デジタル信号）と、目標レンズ位置設定信号Ｔａｒと、補正オフセット信号Ｏｆｓと、が入力される。

目標レンズ位置設定信号Ｔａｒは、本実施形態の撮像装置に付属している不図示のジャイロセンサ（手ブレ量を検知する角速度センサ）の検出結果に基づいて生成されるデジタル信号である。目標レンズ位置設定信号Ｔａｒは、レンズ１ａの目標位置（画像の滲みが抑制される位置）を表している。なお補正オフセット信号Ｏｆｓは、キャリブレーション演算部１７によって値が調節されるデジタル信号である。補正オフセット信号Ｏｆｓの生成過程や意義は、後述の説明によって明らかとなる。

またサーボ演算部１３は、第１加算回路１３０、減算回路１３１、およびフィルタ回路１３２を有している。第１加算回路１３０は、目標レンズ位置設定信号Ｔａｒに補正オフセット信号Ｏｆｓを加算し、補正済み目標レンズ位置設定信号Ｔａｒ´（＝Ｔａｒ＋Ｏｆｓ）を生成する。また減算回路１３１は、補正済み目標レンズ位置設定信号Ｔａｒ´からレンズ位置検出信号Ｖｐを減算し、偏差信号Ｓ０（＝Ｔａｒ´−Ｖｐ）を生成する。

なお偏差信号Ｓ０は、レンズ位置検出信号Ｖｐ、目標レンズ位置設定信号Ｔａｒ、および補正オフセット信号Ｏｆｓの各信号に基づいて生成された信号と見ることができる。また偏差信号Ｓ０は、補正オフセットが付加された目標位置（＝Ｔａｒ＋Ｏｆｓ）からのレンズ１ａの位置の偏差（＝Ｔａｒ＋Ｏｆｓ−Ｖｐ）を表しているといえる。

フィルタ回路１３２は、偏差信号Ｓ０に所定のデジタルフィルタ処理（ＰＩＤ［P:Proportinal, I:Integral, D:Differential］処理、及びＬＰＦ［Low Pass Filter］処理を含む）を施して、モータ電流設定値Ｓ１を算出する回路である。フィルタ回路１３２は偏差信号Ｓ０に基づき、上述した偏差が小さくなるように（つまり、偏差信号Ｓ０がゼロに近づくように）、モータ電流設定値Ｓ１を生成する。

モータドライバ１４は、例えばＨブリッジ型の出力段を備えており、モータ電流設定値Ｓ１に応じたモータ電流Ｉｍを生成して、レンズ駆動モータ３に供給する。電流源１５は、ホールセンサ２に定電流を供給する。

キャリブレーション演算部１７は、モータ電流設定値Ｓ１をデジタル的に平滑化するローパスフィルタ１７０と、ローパスフィルタ１７０の出力信号のゲインを調節するアンプ１７１と、アンプ１７１の出力信号をデジタル積分処理する積分器１７２と、補正オフセット信号Ｏｆｓを生成してサーボ演算部１３（第１加算回路１３０）へ出力するオフセット信号生成回路１７３と、を備えている。なおローパスフィルタ１７０は、モータ電流設定値Ｓ１に重畳するノイズ成分を除去することが可能となっている。

オフセット信号生成回路１７３は、積分器１７２の出力信号、すなわち、モータ電流設定値Ｓ１の積分値（モータ電流設定値Ｓ１の平均値に対応した値）がゼロに近づくように、補正オフセット信号Ｏｆｓを生成する。これにより補正オフセット信号Ｏｆｓは、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくように調節されることとなる。

上述したように補正オフセット信号Ｏｆｓがフィードバックされると、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくように、モータ電流設定値Ｓ１が生成される。これにより、レンズ駆動モータ３の駆動力がゼロに近づき、ひいてはレンズ１ａの位置が、レンズ１ａの自重とバネの弾性力がつりあう位置（つりあい位置）に近づくことになる。

そのため本実施形態の撮像装置においては、手ブレ等が生じていないとき、つりあい位置にレンズ１ａが保持されることになる。また手ブレが生じたときは、このつりあい位置が動作中心となるように、手ブレ補正のためのレンズ１ａのシフトがなされる。そのために、本実施形態の撮像装置は、レンズの保持位置やシフトの動作中心が固定されている仕様（便宜的に、「従来仕様」とする）の撮像装置に比べ、レンズ位置の制御に要する電力を大幅に削減することが可能となっている。

ここで、手ブレ補正の実行時におけるレンズ位置およびＶＣＭ（レンズ駆動モータ）の消費電力を表すグラフについて、従来仕様の撮像装置の例を図２に、本実施形態の撮像装置の例を図３に、それぞれ示す。なおここでは比較容易とするため、双方のグラフは、同程度の手ブレが生じたときの様子を表している。

従来仕様の撮像装置における手ブレ補正では、レンズのシフトの動作中心が固定された基準位置となる。そのため、レンズをシフトさせるために要する駆動力には、レンズを基準位置に維持する力（基準位置がつりあい位置からずれていることにより必要となる力）が、定常的に上乗せされる格好となる。そのため従来仕様の撮像装置によれば、図２に示すように、手ブレ補正に要するＶＣＭの消費電力は大きくなる。

一方、本実施形態の撮像装置における手ブレ補正では、概ね、レンズのシフトの動作中心はつりあい位置となる。そのため本実施形態の撮像装置によれば、図３に示すように、従来仕様の撮像装置に比べて、手ブレ補正に要するレンズ駆動モータ３の消費電力は大きく低減される。

なお撮像装置の向きの変化（例えば、ユーザが撮像装置を上下逆に持つことで生じる）等によりレンズの自重方向が変動すると、これに伴ってつりあい位置も変動することになる。しかしレンズ制御装置１０は、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくように補正オフセットを調節するため、レンズの保持位置やシフトの動作中心を、このようなつりあい位置の変動に追従させることが可能となっている。これによりレンズ制御装置１０は、レンズの保持位置やシフトの動作中心を、つりあい位置に近い位置に維持させることが可能となっている。

なおレンズ制御装置１０は、つりあい位置に影響する重力方向の検出を、モータ電流設定値Ｓ１（モータの駆動量を決める値）の情報を用いて行うようになっている。そのためレンズ制御装置１０によれば、重力方向を検出するにあたり、加速度センサなどの検出器は不要となっている。

ところで本実施形態のレンズ制御装置１０は、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくように、補正オフセット信号Ｏｆｓを調節するようになっている。そして当該調節を実現するため、本実施形態のレンズ制御装置１０は、モータ電流設定値Ｓ１の積分値がゼロに近づくように、補正オフセット信号Ｏｆｓを生成する手法を採用している。

但し、当該調節を実現するにあたっては、本実施形態とは異なる手法が採用されても良い。異なる手法が採用された本発明の実施形態の例については、後に第２実施形態として説明する。

また本実施形態のレンズ制御装置１０は、補正オフセットが付加された目標位置からのレンズ１ａの位置の偏差に応じた偏差信号Ｓ０を、生成するようになっている。そして偏差信号Ｓ０の生成を実現するため、本実施形態のレンズ制御装置１０は、補正オフセット信号Ｏｆｓを用いて目標レンズ位置設定信号Ｔａｒを補正することにより、補正済み目標レンズ位置設定信号Ｔａｒ´を生成し、更に、補正済み目標レンズ位置設定信号Ｔａｒ´からレンズ位置検出信号Ｖｐを減算することにより、偏差信号Ｓ０を生成するようになっている。

但し、偏差信号Ｓ０の生成を実現するにあたっては、本実施形態とは異なる手法が採用されても良い。異なる手法が採用された本発明の実施形態の例については、後に第３実施形態および第４実施形態として説明する。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態のレンズ制御装置（さらにはこれを備えた撮像装置）のブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、図１と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第２実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。

既に説明した通りフィルタ回路１３２は、偏差信号Ｓ０に対するデジタルフィルタ処理の一つとして、ＰＩＤ処理を施すようになっている。そこで本実施形態では、ローパスフィルタ１７０にモータ電流設定値Ｓ１が入力される代わりに、ＰＩＤ処理において得られる積分成分（フィルタ回路１３２内部のレジスタ値）を表す信号が入力されるようになっている。

これによりレンズ制御装置１０は、当該ＰＩＤ処理において得られる積分成分の情報を用いて、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくように、補正オフセット信号Ｏｆｓを調節することが可能となっている。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態のレンズ制御装置（さらにはこれを備えた撮像装置）のブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、図１と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第３実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。

本実施形態のレンズ制御装置１０は、サーボ演算部１３に第１加算回路１３０が設けられておらず、その代わりに第２加算回路１３３が設けられている点で、第１実施形態のものとは異なっている。

第２加算回路１３３は、オフセット信号生成回路１７３から補正オフセット信号Ｏｆｓ（デジタル信号）が入力される。そして第２加算回路１３３は、レンズ位置検出信号Ｖｐ（デジタル信号）に補正オフセット信号Ｏｆｓを加算し、デジタル信号である補正済みレンズ位置検出信号Ｖｐ´（Ｖｐ＋Ｏｆｓ）を生成する。また減算回路１３１は、目標レンズ位置設定信号Ｔａｒから補正済みレンズ位置検出信号Ｖｐ´を減算し、偏差信号Ｓ０（＝Ｔａｒ−Ｖｐ´）を生成する。このように本実施形態では、補正オフセット信号Ｏｆｓを用いて、目標レンズ位置設定信号Ｔａｒが補正されるのではなく、デジタル信号であるレンズ位置検出信号Ｖｐが補正されるようになっている。

本実施形態においても、偏差信号Ｓ０は、補正オフセットが付加された目標位置からのレンズ１ａの位置の偏差に、応じたものとなっている。そして、偏差信号Ｓ０の値が小さくなるようにモータ電流設定値Ｓ１が算出されることで、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくようになっている点では第１実施形態と変わらない。すなわち補正オフセット信号Ｏｆｓを用いる補正の形態については、本実施形態のようにしても差し支えなく、第１実施形態の場合と同様の結果を得ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図６は、第４実施形態のレンズ制御装置（さらにはこれを備えた撮像装置）のブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、図１と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第４実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。

本実施形態のレンズ制御装置１０は、サーボ演算部１３に第１加算回路１３０が設けられておらず、更に、デジタル／アナログ変換器２０が設けられている点で、第１実施形態のものとは異なっている。

デジタル／アナログ変換器２０は、オフセット信号生成回路１７３から入力される補正オフセット信号Ｏｆｓ（デジタル信号）を、デジタル／アナログ変換して、アンプ１１に出力する。これにより、レンズ位置検出信号Ｖｐ（アナログ電圧信号）に補正オフセット信号Ｏｆｓ（アナログ電圧信号）が加算され、アナログ電圧信号である補正済みレンズ位置検出信号Ｖｐ´（＝Ｖｐ＋Ｏｆｓ）が生成される。補正済みレンズ位置検出信号Ｖｐ´は、アナログ／デジタル変換器１２によってアナログ／デジタル変換され、サーボ演算部１３に出力される。

このように本実施形態では、補正オフセット信号Ｏｆｓを用いて、目標レンズ位置設定信号Ｔａｒが補正されるのではなく、アナログ電圧信号であるレンズ位置検出信号Ｖｐが補正されるようになっている。

本実施形態においても、偏差信号Ｓ０は、補正オフセットが付加された目標位置からのレンズ１ａの位置の偏差に、応じたものとなっている。そして、偏差信号Ｓ０の値が小さくなるようにモータ電流設定値Ｓ１が算出されることで、モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくようになっている点では第１実施形態と変わらない。すなわち補正オフセット信号Ｏｆｓを用いる補正の形態については、本実施形態のようにしても差し支えなく、第１実施形態の場合と同様の結果を得ることができる。

なお本実施形態では第３実施形態に比べ、デジタル／アナログ変換器２０の設置が必要である。しかし本実施形態では、アナログ信号の段階のレンズ位置検出信号Ｖｐに補正オフセット信号Ｏｆｓが加算されるため、レンズ位置検出信号Ｖｐのアナログ／デジタル変換に関するダイナミックレンジを、より適切に設定することが可能である。また言うまでもなく第３実施形態や第４実施形態においても、第２実施形態の場合と同様に、ＰＩＤ処理において得られる積分成分の情報を用いて、補正オフセット信号Ｏｆｓが調節されるようになっていても構わない。

＜その他＞
以上までに説明した通り、本発明の各実施形態に係るレンズ制御装置１０は、モータ電流Ｉｍに応じてレンズ１ａを駆動するレンズ駆動モータ３に、モータ電流Ｉｍを供給する。そしてレンズ制御装置１０は、補正オフセットが付加された目標位置からのレンズ１ａの位置の偏差が小さくなるように、モータ電流設定値Ｓ１を算出するサーボ演算部１３と；モータ電流設定値Ｓ１に応じて、モータ電流Ｉｍを生成するモータドライバ１４と；モータ電流Ｉｍの平均値がゼロに近づくように、補正オフセットを調節するキャリブレーション演算部１７と；を有している。

そのためレンズ制御装置１０（さらにはこれを用いた撮像装置）によれば、レンズの保持位置やシフトの動作中心を、つりあい位置に近い位置（理想的には、つりあい位置そのもの）に維持させることが可能となり、手ブレ補正といったレンズ位置の制御に必要なモータ電流を、極力小さくすることが可能となっている。レンズ制御装置１０は様々な機器に適用することが出来るが、省電力性に優れるという点から、特に電源容量が限られているモバイル機器（携帯電話等）の部品として極めて有用である。

なおレンズ制御装置１０は、レンズ位置を制御すべき方向ごとに、これまでに説明したレンズ位置の制御を行う構成となっている。例えばレンズ１ａの可動方向が３方向である場合、レンズ制御装置１０は当該３方向のそれぞれについて、上述したレンズ位置の制御を行う。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、例えば、手ぶれ補正機能を備えたレンズ制御装置、並びに、これを搭載したデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、及び、携帯電話機のカメラモジュールに利用することが可能である。

１ レンズユニット
１ａ レンズ
２ ホールセンサ（レンズ位置検出センサ）
３ レンズ駆動モータ
１０ レンズ制御装置（半導体装置）
１１ アンプ
１２ アナログ／デジタル変換器
１３ サーボ演算部
１３０ 第１加算回路
１３１ 減算回路
１３２ フィルタ回路（ＰＩＤ＋ＬＰＦ）
１３３ 第２加算回路
１４ モータドライバ
１５ 電流源
１７ キャリブレーション演算部
１７０ ローパスフィルタ
１７１ アンプ
１７２ 積分器
１７３ オフセット信号生成回路
２０ デジタル／アナログ変換器

Claims (9)

1. モータ電流に応じてレンズを駆動するレンズ駆動モータに、該モータ電流を供給するレンズ制御装置であって、
   補正オフセットが付加された目標位置からの前記レンズの位置の偏差が小さくなるように、モータ電流設定値を算出するサーボ演算部と、
   前記モータ電流設定値に応じて、前記モータ電流を生成するモータドライバと、
   前記モータ電流の平均値がゼロに近づくように、前記補正オフセットを調節するキャリブレーション演算部と、
   を有することを特徴とするレンズ制御装置。
2. 前記レンズの現在位置を表すレンズ位置検出信号、前記目標位置を表す目標レンズ位置設定信号、および前記補正オフセットを表す補正オフセット信号に基づいて、前記偏差に応じた偏差信号を生成し、
   前記偏差信号に基づいて、前記モータ電流設定値を算出することを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
3. 前記キャリブレーション演算部は、
   前記モータ電流設定値の積分を行い、該積分の結果に基づいて、前記補正オフセットを調節することを特徴とする請求項２に記載のレンズ制御装置。
4. 前記サーボ演算部は、
   前記偏差信号に対するＰＩＤ処理を実行するものであり、
   前記キャリブレーション演算部は、
   前記ＰＩＤ処理において得られる積分成分の情報を用いて、前記補正オフセットを調節することを特徴とする請求項２に記載のレンズ制御装置。
5. 前記補正オフセット信号を用いて、前記目標レンズ位置設定信号を補正することを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載のレンズ制御装置。
6. 前記レンズ位置検出信号は、レンズ位置検出センサから出力された前記現在位置を表すアナログ信号が、デジタル信号に変換されて生成されるものであり、
   前記補正オフセット信号を用いて、前記アナログ信号を補正することを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載のレンズ制御装置。
7. 前記レンズ位置検出信号は、レンズ位置検出センサから出力された前記現在位置を表すアナログ信号が、デジタル信号に変換されて生成されるものであり、
   前記補正オフセット信号を用いて、前記デジタル信号を補正することを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載のレンズ制御装置。
8. 前記目標レンズ位置設定信号は、角速度センサの検出結果に基づいて生成されることを特徴とする請求項２から請求項７の何れかに記載のレンズ制御装置。
9. レンズと、
   前記レンズの現在位置を検出するレンズ位置検出センサと、
   モータ電流に応じて前記レンズを駆動するレンズ駆動モータと、
   前記レンズ駆動モータに前記モータ電流を供給する請求項１から請求項８の何れかに記載のレンズ制御装置と、
   を有することを特徴とする撮像装置。

Images