JP2013257486A - Optical device, image capturing device, and method of controlling optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部材の駆動手段を制御する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for controlling driving means of an optical member.
撮像装置を用いて被写体を撮影する場合、画角調整やピント調整を自動で行うためにモータ等のアクチュエータを制御してレンズを駆動する方法が知られている。アクチュエータの制御において、パルス幅変調(Pulse Width Modulation、以下、PWMと略記する)回路を用いた駆動方式がある(特許文献1参照)。この場合、光学部材を駆動するアクチュエータが発生する磁界による撮像素子への影響を低減するために、アクチュエータの駆動電流を平滑化する処理が行われる。その際、平滑化回路が消費する電力に伴って撮像装置の消費電力が増加する。
一方で、近年では撮像装置の小型化および薄型化が進み、電池も小型化しているため、撮像装置の消費電力の低減が求められている。
In the case of photographing a subject using an imaging device, a method is known in which a lens is driven by controlling an actuator such as a motor in order to automatically perform angle adjustment and focus adjustment. In the control of the actuator, there is a drive system using a pulse width modulation (hereinafter abbreviated as PWM) circuit (see Patent Document 1). In this case, in order to reduce the influence on the image sensor due to the magnetic field generated by the actuator that drives the optical member, processing for smoothing the drive current of the actuator is performed. At that time, the power consumption of the imaging device increases with the power consumed by the smoothing circuit.
On the other hand, in recent years, the size and thickness of image pickup apparatuses have been reduced, and the battery has also been downsized. Therefore, reduction in power consumption of the image pickup apparatus is required.
前記特許文献1に開示された従来技術では、焦点調節制御用のアクチュエータを駆動させる際に不要な電力が消費されるという問題がある。つまり、消費電力をさらに低減させるための対策が求められている。
本発明の目的は、光学部材の駆動手段の消費電力を低減することである。
The prior art disclosed in Patent Document 1 has a problem that unnecessary power is consumed when driving an actuator for focus adjustment control. That is, there is a demand for measures for further reducing power consumption.
An object of the present invention is to reduce the power consumption of the driving means of the optical member.
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、光学系を構成する光学部材とその駆動手段を備えた光学装置であって、前記駆動手段を制御することにより前記光学部材の駆動制御を行う制御手段と、前記駆動手段に流れる電流を平滑化する平滑化手段を備え、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動周波数を前記平滑化手段および前記駆動手段の共振周波数よりも高く設定して駆動電流を低減させる制御を行う。 In order to solve the above problems, an apparatus according to the present invention is an optical apparatus including an optical member constituting an optical system and a driving unit thereof, and controls the driving of the optical member by controlling the driving unit. And a smoothing means for smoothing a current flowing through the driving means, wherein the control means sets a driving frequency of the driving means higher than a resonance frequency of the smoothing means and the driving means. Control to reduce the drive current is performed.
本発明によれば、駆動周波数の制御により、光学部材の駆動手段の消費電力を低減できる。 According to the present invention, the power consumption of the optical member driving means can be reduced by controlling the driving frequency.
以下に、本発明の各実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、光学系を構成する光学部材とその駆動手段を備えた光学装置として、焦点調節用レンズの駆動用アクチュエータ(本例ではモータ)に係るパルス幅変調制御部を備えた撮像装置を例にして説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. As an example of an optical device including an optical member constituting the optical system and a driving unit thereof, an imaging device including a pulse width modulation control unit related to a focus adjustment lens drive actuator (motor in this example) is taken as an example. explain.
[第1実施形態]
図1ないし図4を参照して本発明の第1実施形態を説明する。
図2(A)は撮像装置全体の構成例を示すブロック図である。撮像光学系を構成するズームユニット201はズームレンズを含む第1群レンズである。ズーム駆動制御部209はズームユニット201を駆動制御することにより変倍動作を行う。絞り・シャッタユニット202は光量を調節する絞り装置と、シャッタ装置を備えており、絞り・シャッタ駆動制御部210により駆動制御される。補正レンズユニット203は、撮像光学系の光軸に対して垂直な平面内での位置を変更することが可能な光学部材として補正レンズ(シフトレンズともいう)を備える。補正レンズユニット203は像ブレ補正光学系を構成する第2群レンズを有し、手振れ等の振動による画像ブレを補正する。補正レンズ駆動制御部211は補正レンズを駆動制御する。なお、本実施形態においては、撮像光学系によって撮像素子の撮像面上に結像する被写体像のぶれを軽減するための補正レンズユニット203であるが、撮像素子を光軸に対して垂直な平面での位置を変更して像ぶれを軽減してもよい。ピント調整を行うフォーカスユニット204は第3群レンズを有し、光軸方向に位置の変更が可能なフォーカスレンズを含む。フォーカス駆動制御部212はフォーカスユニット204を駆動制御する。これらの各駆動制御部は後述の制御部213からの制御指令に従ってそれぞれが担当する可動部材の駆動を制御する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2A is a block diagram illustrating a configuration example of the entire imaging apparatus. The
撮像部205は撮像素子を用いて、各レンズ群を通過して結像される光像を光電変換により電気信号に変換する。撮像信号処理部206は、撮像部205の出力信号を映像信号に変換する。映像信号処理部207は、撮像信号処理部206の出力信号を用途に応じて加工するために画像処理を行う。表示部208は、映像信号処理部207の出力信号を受信して画像表示を行う。撮像部205、撮像信号処理部206、映像信号処理部207、表示部208は、制御部213の制御信号によって制御される。
システム全体を制御する制御部213は、CPU(中央演算処理装置)等の処理装置を備え、記憶部217から読み出したプログラムを実行することによって、後述の処理を行う。ユーザがカメラを操作する際に使用する操作部214は各種の操作部材やスイッチを備え、図2(A)ではズームスイッチ214zとシャッタレリーズスイッチ214sを例示する。ズームスイッチ214zは、ズームレンズの操作に使用し、シャッタレリーズスイッチ214sは撮影操作に使用する。これらのスイッチの操作信号は制御部213に出力される。
外部入出力端子部215は、外部装置との間で通信される信号及び映像信号等の入出力処理に用いる。振れ検出部216は、撮像装置の振れを検出する検出手段として角速度を検出するジャイロセンサ等を有し、検出信号を補正レンズ駆動制御部211に出力する。記憶部217は、映像情報や制御情報等の各種データを記憶する。電源部218は、カメラシステムを構成する各部に対して用途に応じた電源電圧を供給する。
The
The
The external input /
次に、上記の構成を有する撮像装置の動作について説明する。
シャッタレリーズスイッチ214sは、シャッタレリーズボタン(不図示)の押し込み量に応じて第1スイッチ(以下、SW1と略記する)および第2スイッチ(以下、SW2と略記する)が順にオン状態となる2段式スイッチを有する。シャッタレリーズボタンの第1ストローク(半押し)により第1スイッチSW1がオン状態となり、第2ストローク(全押し)により第2スイッチSW2がオン状態となる。第1スイッチSW1がオン状態になると、制御部213はフォーカス駆動制御部212に制御を指示し、フォーカスユニット204を駆動してピント調整を行う。これによりオートフォーカス(以下、AFと記す)機能が実現される。AF制御とともに、制御部213は絞り・シャッタ駆動制御部210に制御指示を送り、絞り・シャッタユニット202を駆動して露光量を適正な値に設定する。これにより、自動露出(以下、AEと記す)機能が実現される。
Next, the operation of the imaging apparatus having the above configuration will be described.
The
その後、第2スイッチSW2がオン状態になると、制御部213は、撮像部205の撮像素子に露光された光像から得られた画像データを記憶部217に記憶させる。つまり、撮像素子に露光された光像から得られた電気信号は、撮像信号処理部206が画像信号に変換し、さらに映像信号処理部207が画像処理した後で、記憶部217に記憶される。
ズームスイッチ214zをユーザが操作した場合、制御部213は操作指示に従ってズーム駆動制御部209に制御指示を送る。この制御指示を受けたズーム駆動制御部209はズームユニット201を駆動し、指示されたズーム位置にズームレンズを移動させる。
Thereafter, when the second switch SW2 is turned on, the
When the user operates the
図2(B)は、図2(A)に示すフォーカス駆動制御部212の構成例を示すブロック図である。
フォーカスモータ(以下、単にモータという)219はステッピングモータ等を使用し、フォーカスユニット204のフォーカスレンズを移動させることでAF動作を行う。フォーカスモータ駆動回路220はモータ219を駆動する回路である。リセット位置検出部221は、フォーカスレンズのリセット位置を検出する。エンコーダ222は、フォーカスレンズの位置検出に用いる。フォーカス位置検出部223は、エンコーダ222から取得したパルス情報により、フォーカスレンズの位置を検出してフォーカス制御部224に検出信号を出力する。
フォーカス制御部224は、所定周波数のパルス幅変調(PWM)信号を発生させる。フォーカス制御部224はフォーカス位置検出部223の検出信号に応じてPWM信号のデューティー比を決定してフォーカス移動制御を行う。フォーカス制御部224の制御信号はフォーカスモータ駆動回路220に送られ、モータ219の回転制御により、フォーカスユニット204が駆動される。また、フォーカス制御部224は、リセット位置検出部221の検出信号を取得し、フォーカス制御の基準位置を判定する。
FIG. 2B is a block diagram illustrating a configuration example of the focus
A focus motor (hereinafter simply referred to as a motor) 219 uses a stepping motor or the like, and performs an AF operation by moving the focus lens of the
The
PWM方式の制御方法は、駆動電圧の振幅を一定にして、一定周期内で、矩形波状に変化するパルスの時間幅を変化させるパルス制御法である。PWM回路を用いる場合、電源のオン状態とオフ状態が繰り返されるため、モータに流れる電流は大きなリプル成分を持つことになる。また、モータに電流を流した場合、その周囲には電磁誘導によって磁界が発生する。その磁界の強さ(Hと記す)は、次式によって求めることができる。
[数1]
H=(N/2r)・I [A/m] (1)
(1)式中のNはコイルの巻数を示し、rはコイルの半径を示し、Iは電流を示す。式(1)から分かるように、磁界の強さHは電流Iに比例する。このため、モータの周囲に発生する磁界は、恰もノイズが重畳しているかのように、電流値の変化に従って常に変化する(以下、磁界ノイズという)。例えば、撮像装置の場合には、撮像素子が磁界ノイズの影響を受けた場合、撮像画像の信号にノイズ成分が重畳する可能性がある。ノイズを防ぐために、低域通過フィルタ(Low Pass Filter:以下、LPFと略記する)をモータ219に接続する方法がある。
The PWM control method is a pulse control method in which the amplitude of a drive voltage is made constant and the time width of a pulse that changes in a rectangular waveform is changed within a fixed period. When the PWM circuit is used, the power supply is repeatedly turned on and off, so that the current flowing through the motor has a large ripple component. When a current is passed through the motor, a magnetic field is generated around the motor by electromagnetic induction. The strength of the magnetic field (denoted as H) can be obtained by the following equation.
[Equation 1]
H = (N / 2r) · I [A / m] (1)
In the formula (1), N represents the number of turns of the coil, r represents the radius of the coil, and I represents the current. As can be seen from Equation (1), the magnetic field strength H is proportional to the current I. For this reason, the magnetic field generated around the motor always changes according to the change in the current value as if noise is superimposed (hereinafter referred to as magnetic field noise). For example, in the case of an imaging device, when the imaging element is affected by magnetic field noise, there is a possibility that a noise component is superimposed on the signal of the captured image. In order to prevent noise, there is a method in which a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) is connected to the
図3(A)は、上方に撮影レンズ部の概略構成を示し、下方にフォーカスモータ駆動回路220とその出力部の電気的構成図を示す。インダクタ301と、コンデンサ302を用いたLCフィルタを例示する。つまり、インダクタ301およびコンデンサ302は平滑化回路を構成している。インダクタ301の一端はフォーカスモータ駆動回路220の一方の出力端子に接続され、インダクタ301の他端はコンデンサ302とモータ219に接続されている。コンデンサ302はモータ219に対して並列に接続されている。コンデンサ302にも電流の経路が形成されるので、その分の電流はモータ219の駆動とは関係なく損失となる。
図3(B)は、インダクタ301、コンデンサ302、およびモータ219の駆動コイル(不図示)を含む回路部の周波数特性を例示する。横軸は周波数を示し、縦軸は電流ゲインを示す。共振周波数はインダクタ301や駆動コイルのインダクタンスおよびコンデンサ302の静電容量に応じた値をもつ。周波数が共振周波数より高い帯域では、周波数が増加するにつれて電流値が減衰する。つまり、モータ219の駆動周波数を共振周波数よりも高く設定するほど、消費電力を低減できる。
FIG. 3A shows a schematic configuration of the photographic lens unit on the upper side, and shows an electrical configuration diagram of the focus
FIG. 3B illustrates frequency characteristics of a circuit portion including an
次に、モータ219の駆動制御にてPWM信号の周波数(以下、PWM周波数という)を決定する処理について説明する。
先述の通り、インダクタ301とコンデンサ302で構成したLPFにより、駆動電流の高周波数成分を低減することができる。LPFの特性として周波数が高ければ高いほど駆動電流を抑える事ができるが、PWM周波数はハードウェアで決まってしまう。例えば、キャリア周波数が一定である場合、デューティー比をどれくらいの分解能で設定するかによってPWM周波数が決まる。キャリア周波数を1MHzで一定とする例では、500の分解能を持たせるためのPWM周波数は2kHzとなる。1000の分解能ではPWM周波数が1kHzとなる。PWM周波数1kHzの方が、より詳細にデューティー比を設定できるため制御精度は高まる。一方、1kHzに比べてPWM周波数2kHzの方が高いため、LPFによって電流がより減衰され、消費電流は少なくなる。
Next, processing for determining the frequency of the PWM signal (hereinafter referred to as PWM frequency) by the drive control of the
As described above, the high-frequency component of the drive current can be reduced by the LPF configured by the
図4(A)は、本実施形態に係る撮像装置の処理例を説明するフローチャートである。図4(B)は、図4(A)中のAF制御例を示すフローチャートであり、フォーカスレンズの駆動制御に係るPWM周波数の決定処理を含む。なお、PWM周波数の決定処理例については図1を参照して後述する。各フローチャート中に示す「YES」は肯定的な判断結果を示し、「NO」は否定的な判断結果を示す。
まず、図2に示す制御部213は、ユーザの操作入力に従って撮影モードに設定されたことを確認すると、撮像素子の駆動を開始させる(S401)。S402で制御部213は、シャッタレリーズスイッチ214sの第1スイッチSW1がオン状態になったか否かを判定する。SW1がオン状態になった場合、S403に進み、SW1がオフ状態である場合にはS402の判定処理が繰り返される。S403で制御部213はAE制御を行う。このAE制御では、撮像素子の出力信号から被写体輝度を算出し、その算出結果に応じて絞り値、シャッタ速度等の露出制御に関するパラメータを決定する。続くS404で制御部213はAF制御を行う。その詳細については、図4(B)を参照して後述する。
S405にて制御部213はシャッタレリーズスイッチ214sの第2スイッチSW2がオン状態になったか否かを判定する。SW2がオン状態になった場合、S406に進み、SW2がオフ状態である場合にはS402に戻る。S406にて撮影(撮像素子の露光処理、いわゆる静止画撮影での本露光処理)が実行され、S407では記憶部217に画像データを保存する画像記録処理が実行された後、撮像動作が終了する。
FIG. 4A is a flowchart for explaining a processing example of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 4B is a flowchart illustrating an example of AF control in FIG. 4A, and includes a PWM frequency determination process related to focus lens drive control. An example of PWM frequency determination processing will be described later with reference to FIG. “YES” shown in each flowchart indicates a positive determination result, and “NO” indicates a negative determination result.
First, when the
In S405, the
次に、図4(A)のS404に示すAF制御例について、図4(B)のフローチャートを参照して説明する。AF制御では、フォーカスレンズの駆動前に、PWM周波数を決定する処理が実行される。この処理の詳細については図1を参照して後述する。
まずS408でPWM周波数の決定処理が行われた後、S409にてフォーカスレンズがスキャン開始位置に移動する。撮像光学系の光軸に沿って移動するフォーカスレンズのスキャン範囲は、合焦可能範囲のスキャン開始位置とスキャン終了位置によって決定される。本例では、スキャン開始位置を合焦可能範囲の無限遠端とし、スキャン終了位置を最至近端として説明する。これとは逆に、スキャン開始位置を合焦可能範囲の最至近端とし、スキャン終了位置を無限遠端としてもよい。
次のS410に進み、制御部213は被写体輝度信号の高周波数成分から焦点評価値を算出し、これをフォーカスレンズの位置データとともにメモリに記憶する。焦点評価値は、焦点調節制御に用いる情報である。コントラストAF方式の場合、撮像素子から読み出した信号を用いて焦点評価値を算出する処理が行われ、焦点評価値を用いて合焦位置が検出される。また、位相差検出方式では焦点状態検出装置を用いた検出信号から焦点調節状態を示す情報が取得される。
Next, an AF control example shown in S404 of FIG. 4A will be described with reference to the flowchart of FIG. In the AF control, a process for determining the PWM frequency is performed before the focus lens is driven. Details of this processing will be described later with reference to FIG.
First, after the determination process of the PWM frequency is performed in S408, the focus lens is moved to the scan start position in S409. The scan range of the focus lens that moves along the optical axis of the imaging optical system is determined by the scan start position and the scan end position of the focusable range. In this example, a description will be given assuming that the scan start position is the infinity end of the focusable range and the scan end position is the closest end. On the contrary, the scan start position may be the closest end of the focusable range, and the scan end position may be the infinity end.
In step S410, the
本実施形態では、フォーカスレンズのモータ219にステッピングモータを使用する。この場合、フォーカスレンズの位置は、リセット位置検出部221(図2(B)参照)によって検出される初期位置からの相対位置として検出される。なお、モータ219にDC(直流)モータを使用する場合には、エンコーダ222を用いてフォーカスレンズの位置の絶対値を得るように構成される。
S411で制御部213は、フォーカスレンズの位置がスキャン終了位置にあるか否かを判定する。スキャン終了位置は合焦可能範囲の最至近端である。フォーカスレンズの位置がスキャン終了位置にあると判定された場合、S412に処理を進める。また、フォーカスレンズの位置がスキャン終了位置でないと判定された場合、S415に処理を進める。
In this embodiment, a stepping motor is used as the
In step S411, the
S415ではフォーカスレンズの駆動制御に係るPWM周波数の決定処理が実行され、S416においてフォーカスレンズは所定パルス分の駆動量で移動する。そして、再びS410に戻る。すなわち、フォーカスレンズの位置および焦点評価値のデータ記憶処理は、フォーカスレンズの位置がスキャン終了位置に到達するまでの間、繰り返し実行される。
フォーカスレンズの位置がスキャン終了位置に到達すると(S411でYES)、S412に進む。S412で制御部213は、メモリに記憶した複数の焦点評価値から最大値を探索し、焦点評価値が最大値を示すフォーカスレンズの位置データを抽出する。S413において、フォーカスレンズの駆動制御に係るPWM周波数の決定処理が実行される。S414で制御部213は、S412で抽出されたフォーカスレンズの位置データに従って、合焦位置へフォーカスレンズを移動させる制御を行う。
In S415, the determination process of the PWM frequency related to the drive control of the focus lens is executed, and in S416, the focus lens moves by a drive amount for a predetermined pulse. And it returns to S410 again. That is, the data storage process of the focus lens position and the focus evaluation value is repeatedly executed until the focus lens position reaches the scan end position.
When the position of the focus lens reaches the scan end position (YES in S411), the process proceeds to S412. In step S <b> 412, the
次に、図4(B)のS408、S413、S415に示すPWM周波数の決定処理例について、図1のフローチャートを参照して説明する。ここで、フォーカスレンズの駆動制御に使用する2つのPWM周波数AおよびBを定義する。PWM周波数BはA未満とする(B<A)。前述の通り、フォーカスレンズのモータ219の通電中、撮像信号に重畳するノイズを抑制する必要がある。周波数が高いほどLPFでノイズが抑えられるため、PWM周波数Aで駆動した方が撮像素子への影響は小さくなる。ただし、サンプリング周波数が一定であるという条件下でPWM周波数が変更されるため、モータ219の駆動制御の分解能はPWM周波数Bの方が高くなる。
PWM周波数の大きさ : PWM周波数B<PWM周波数A
省電力効果 :(PWM周波数Bの場合)<(PWM周波数Aの場合)
撮像素子への影響 :(PWM周波数Aの場合)<(PWM周波数Bの場合)
モータ219の駆動制御の分解能:(PWM周波数Aの場合)<(PWM周波数Bの場合)。
まず、S101で制御部213は、フォーカスレンズの目標位置を基準位置と比較し、目標位置が基準位置より撮像素子側にあるか、または被写体側にあるかを判断する。モータ219の駆動制御により発生する、撮像素子へのノイズは距離にも依存する。このため、フォーカスレンズの目標位置が、撮像素子からある程度離れた距離にあれば、撮像信号にノイズが重畳する可能性が充分に低くなる。この位置、つまりノイズが重畳しなくなる位置が基準位置として設定される。目標位置が基準位置よりも撮像素子側であると判定された場合(S101でYES)、S103に処理を進める。S103にて制御部213はPWM周波数Aに設定する。フォーカス駆動制御部212が生成した駆動信号は図3(A)のLCフィルタを介してモータ219に供給される。これにより、撮像信号に重畳するノイズが抑制される。一方、S103で目標位置が基準位置よりも被写体側であると判定された場合(S101でNO)、S102に処理を進める。
Next, an example of PWM frequency determination processing shown in S408, S413, and S415 of FIG. 4B will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, two PWM frequencies A and B used for focus lens drive control are defined. The PWM frequency B is less than A (B <A). As described above, it is necessary to suppress noise superimposed on the imaging signal during energization of the
PWM frequency size: PWM frequency B <PWM frequency A
Power saving effect: (For PWM frequency B) <(For PWM frequency A)
Effect on image sensor: (in the case of PWM frequency A) <(in the case of PWM frequency B)
Resolution of drive control of motor 219: (in the case of PWM frequency A) <(in the case of PWM frequency B).
First, in S101, the
S102で制御部213は、フォーカスレンズが目標位置にあるときに、PWM周波数Aで駆動した場合のフォーカスレンズの単位移動量である1ポジション(1pos)が、1深度(焦点深度)以内であるか否かを判定する。この判定条件や閾値については撮像倍率や焦点距離にも依存する。制御部213は、1ポジションが1深度より小さいと判定した場合(S102でYES)、PWM周波数Aに設定した場合の分解能でAF制御を支障なく行えると判断し、S103に処理を進める。S103ではPWM周波数Aが設定される。他方、制御部213は1ポジションが1深度以上であると判定した場合(S102でNO)、PWM周波数Aに設定した場合の分解能ではAF制御に十分でないと判断し、S104に処理を進める。S104では、より高い分解能が得られるPWM周波数Bが設定される。生成された駆動信号は図3(A)のLCフィルタを介してモータ219に供給される。S103、S104の後で、本処理を抜けて元の処理に戻る。
In S102, the
なお、本実施形態においては2通りのPWM周波数AおよびBの変更処理例を説明したが、フォーカスレンズの目標位置に応じてPWM周波数を連続的に変更してもよい。この場合、フォーカスレンズの目標位置が基準位置よりも撮像素子に近いほどPWM周波数を高く設定し、目標位置が基準位置よりも被写体に近いほどPWM周波数を低く設定する処理が行われる。これによって、撮像素子への磁界ノイズの影響を低減できる。また、図1のS102では、1ポジションが1深度以下であるか否かを判定基準としたが、AF制御精度に応じて判定基準を変更してもよい。また、図4(B)のS408、S415に示すフォーカスレンズの移動は撮影時の駆動ではないため、周波数を常にPWM周波数Aに設定して駆動制御を行ってもよい。 In the present embodiment, two examples of changing processing of the PWM frequencies A and B have been described. However, the PWM frequency may be continuously changed according to the target position of the focus lens. In this case, a process is performed in which the PWM frequency is set higher as the target position of the focus lens is closer to the image sensor than the reference position, and the PWM frequency is set lower as the target position is closer to the subject than the reference position. This can reduce the influence of magnetic field noise on the image sensor. In S102 of FIG. 1, the determination criterion is whether one position is one depth or less, but the determination criterion may be changed according to the AF control accuracy. Further, since the movement of the focus lens shown in S408 and S415 in FIG. 4B is not driving at the time of photographing, the drive control may be performed with the frequency always set to the PWM frequency A.
図1では、撮像動作が行われる状態を前提としてPWM周波数の設定変更制御を説明したが、これはアクチュエータの制御精度が要求される第1状態に相当する。これに対してアクチュエータの制御精度が要求されない第2状態の一例として、撮像動作を行わない場合には制御部213がPWM周波数を高い値に設定して節電制御を行う。つまり、撮像動作を行う場合に設定するPWM周波数に比べて、撮像動作を行わない場合に設定するPWM周波数の方が高い値に設定される。なお、制御部213は、撮影モードや再生モードなどのカメラモードの設定状態や、補正レンズユニット203を用いた傾き検出情報により、撮像動作を行っている状態であるか否かを判断する。
第1実施形態によれば、アクチュエータの駆動周波数を共振周波数よりも高く設定することにより、消費電力の低減効果が得られる。また、撮像素子への磁界ノイズの影響を抑制することができる。
In FIG. 1, the PWM frequency setting change control has been described on the assumption that the imaging operation is performed. This corresponds to a first state in which the control accuracy of the actuator is required. On the other hand, as an example of the second state where the control accuracy of the actuator is not required, when the imaging operation is not performed, the
According to the first embodiment, an effect of reducing power consumption can be obtained by setting the drive frequency of the actuator higher than the resonance frequency. In addition, the influence of magnetic field noise on the image sensor can be suppressed.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。なお、第2実施形態に係る撮像装置の構成は第1実施形態の場合と同様であるため、各構成要素に対して既に使用した符号を用いて相違点を説明する。
第2実施形態では、フォーカスレンズの駆動制御に係るPWM周波数を、撮影モードや再生モードなどのカメラモードに応じて決定する処理が行われる。モータ219にステッピングモータを用いる場合、通電を常に行わないと、フォーカスレンズの位置がずれてしまうため、常に通電を行う方法をとることもある(以下、フォーカス保持通電という)。よって、実際に撮影を行わない状態、例えば、画像再生中でも、モータ219には常に電流が流れている。しかし、画像再生中にAF制御が行われている訳ではないため、モータ219の制御分解能を高くする必要はない。また、撮影モードにて、動画撮影を行う場合と静止画撮影を行う場合との比較では、動画撮影の方が要求される画質基準が低い。このため、動画撮影時には、静止画撮影時に比べてPWM周波数を高く設定し、モータ219の制御分解能を低く設定して消費電力を低減することができる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and differences will be described using the symbols already used for the respective components.
In the second embodiment, processing for determining a PWM frequency related to drive control of the focus lens according to a camera mode such as a shooting mode or a playback mode is performed. When a stepping motor is used as the
以下では、カメラのモードが撮影モードであるか否かの判定結果に応じてPWM周波数を決定する処理について説明する。
図5は、本実施形態に係る撮像装置の動作について処理例を示すフローチャートである。
まず、電源部218(図2参照)により撮像装置の電源が投入されると、処理が開始する。S501にて制御部213は、撮像装置が撮影モードであるか撮影モード以外のモード(たとえば再生モード)であるかを判定する。現在のモードが撮影モードでないと判定された場合(S501でNO)、S502に処理を進め、また、現在のモードが撮影モードであると判定された場合(S501でYES)、S504に処理を進める。
S502で制御部213は、モータ219の制御分解能を高くする必要はないと判断し、PWM周波数Aに設定し、撮影モードの時のPWM周波数(B)よりも高くすることで省電力効果を得る。そして、続くS503でフォーカス保持通電を開始させる。そして、S501に処理を戻す。
Hereinafter, a process for determining the PWM frequency according to the determination result of whether or not the camera mode is the shooting mode will be described.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing example of the operation of the imaging apparatus according to the present embodiment.
First, when the power of the imaging apparatus is turned on by the power supply unit 218 (see FIG. 2), the process starts. In step S501, the
In S502, the
また、S504では、より高い分解能でモータ219の駆動制御を行えるように、制御部213は、PWM周波数をBに設定し、撮影モード以外のモードでのPWM周波数Aよりも小さくして撮像素子の駆動を開始させる(S401)。S401からS407の処理は、図4(A)に示す処理と同じであるため、それらの詳細な説明を省略する。S407の処理が終わると、S501に処理が戻る。
第2実施形態によれば、撮像装置のカメラモードが撮影モードであるか撮影モード以外のモード(たとえば再生モード)であるかを判別し、判別結果に応じてPWM周波数を変更する。撮影モード以外のモードではモータ219の制御分解能を高くする必要はないためPWM周波数を高くすることにより、消費電力の低減効果が得られる。
In step S504, the
According to the second embodiment, it is determined whether the camera mode of the imaging apparatus is a shooting mode or a mode other than the shooting mode (for example, a playback mode), and the PWM frequency is changed according to the determination result. In modes other than the shooting mode, it is not necessary to increase the control resolution of the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は焦点調節用レンズの駆動制御に限らず、ズームレンズや像ブレ補正用レンズ等の光学部材の駆動制御に適用できる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to drive control of a focus adjustment lens, but can be applied to drive control of optical members such as a zoom lens and an image blur correction lens.
204 フォーカスユニット
212 フォーカス駆動制御部
213 制御部
219 モータ
Claims (8)
前記駆動手段を制御することにより前記光学部材の駆動制御を行う制御手段と、
前記駆動手段に流れる電流を平滑化する平滑化手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動周波数を前記平滑化手段および前記駆動手段の共振周波数よりも高く設定して駆動電流を低減させる制御を行うことを特徴とする光学装置。 An optical device comprising an optical member constituting the optical system and its driving means,
Control means for controlling the driving of the optical member by controlling the driving means;
Smoothing means for smoothing the current flowing through the driving means;
The optical device according to claim 1, wherein the control unit performs control to reduce a drive current by setting a drive frequency of the drive unit to be higher than a resonance frequency of the smoothing unit and the drive unit.
前記撮像光学系を介して被写体を撮像する撮像素子を備え、
前記制御手段は前記撮像光学系および前記撮像素子により撮像動作を行うか否かを判定し、撮像動作を行う場合に設定する前記駆動手段の駆動周波数に比べて、撮像動作を行わない場合に設定する前記駆動手段の駆動周波数を高くすることを特徴とする請求項2に記載の光学装置。 As the optical member, a focus adjustment lens constituting an imaging optical system;
Comprising an imaging device for imaging a subject via the imaging optical system;
The control means determines whether or not to perform an imaging operation with the imaging optical system and the imaging element, and is set when the imaging operation is not performed compared to the drive frequency of the driving means that is set when the imaging operation is performed. The optical apparatus according to claim 2, wherein a driving frequency of the driving unit is increased.
前記駆動手段の駆動周波数を、前記平滑化手段および駆動手段の共振周波数よりも高く設定して駆動電流を低減させる制御を行うステップと、
前記ステップで設定された前記駆動周波数の信号を生成し、前記平滑化手段を介して前記駆動手段に出力するステップを有することを特徴とする光学装置の制御方法。
A control method executed by an optical device comprising an optical member constituting the optical system and its driving means, and a smoothing means for smoothing a current flowing through the driving means,
Setting the drive frequency of the drive means to be higher than the resonance frequency of the smoothing means and the drive means and performing control to reduce the drive current;
A method for controlling an optical device, comprising: generating a signal of the driving frequency set in the step and outputting the signal to the driving unit via the smoothing unit.
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