JP2015080287A - 駆動制御装置、撮像装置および駆動制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態(可動体の目標停止位置と実位置との比較による駆動停止制御)
1.1.撮像装置の構成
1.1.1.撮像装置の全体構成
1.1.2.駆動部の構成
1.1.3.圧電アクチュエータによるレンズ枠の移動
1.2.駆動部の駆動制御
1.2.1.駆動制御装置による駆動制御の概要
1.2.2.駆動制御装置の構成
1.2.3.駆動制御装置によるフォーカスレンズ駆動停止制御
1.3.まとめ
2.第2の実施形態(圧電アクチュエータ通電オフのタイミング)
3.第3の実施形態(目標停止位置の補正)
[1.1.撮像装置の構成]
まず、図1〜図4を参照して、本開示の第1の実施形態に係る撮像装置の一構成例について説明する。なお、図1は、本実施形態に係る撮像装置の前面側外観を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る撮像装置の駆動部の1つであるフォーカスレンズ121のレンズ駆動機構を示す斜視図である。図3は、本実施形態に係るレンズ駆動機構により駆動される可動体であるレンズ枠300を示す斜視図である。図4は、本実施形態に係る撮像装置のレンズ駆動機構の平面断面図である。
本実施形態では、図1に示すようなデジタルスチルカメラ100のフォーカスレンズ121の駆動制御に適用した場合について説明する。デジタルスチルカメラ100は、撮像装置全体を制御する制御部や、撮像素子、撮像素子によって取得された画像信号を処理する信号処理部等を備える本体部110と、ズームレンズ、フォーカスレンズ、補正レンズ部等を備えるレンズ部120とから構成される。
Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサなどの撮像素子を用いることができる。撮像素子としてCMOS型イメージセンサを用いた場合、撮像素子は、撮像面上に形成された光学像を電気信号に変換する。
このようなデジタルスチルカメラ100には、レンズや撮像素子を所定の位置に移動させる駆動部を備えており、レンズのフォーカシング用や撮像素子のぶれ補正用として用いられる。駆動部の一構成例として、フォーカスレンズ121を駆動する駆動部について図2〜図4に基づき説明する。
本実施形態に係る駆動装置は、フォーカスレンズ121を保持するレンズ枠300を圧電アクチュエータ210によって光軸方向に移動させる。駆動装置において、レンズ枠300に保持されるフォーカスレンズ121の光軸、駆動軸212および副軸240は平行となるように構成されている。
(1.2.1.駆動制御装置による駆動制御の概要)
このようなフォーカスレンズ121の駆動部においてフォーカスレンズ121を移動させる圧電アクチュエータ210は、駆動制御装置により駆動制御されている。本実施形態に係る駆動制御装置は、移動されるフォーカスレンズ121を正しい合焦位置に停止させるため、フォーカスレンズ121の目標停止位置とレンズ実位置とが一致したときに圧電素子214に印加される電圧をオフにするよう制御する。これにより、フォーカスレンズ121を正しい合焦位置に短時間で停止させることが可能となる。本開示において、目標停止位置は、サーボ制御によるフォーカスレンズ121の目標制御位置である駆動指示値とは別に設定される値であって、フォーカスレンズ121を実際に停止させる位置である。
図8に基づき、本実施形態に係るフォーカスレンズ121を駆動する圧電アクチュエータ210の駆動制御装置430の構成を説明する。図8は、本実施形態に係る駆動制御装置430の一構成例を示すブロック図である。
図9に、本実施形態に係る駆動制御装置430によるフォーカスレンズ121の駆動停止制御の処理を示す。
以上、本開示の第1の実施形態に係る駆動部の駆動制御装置430の構成とその動作について説明した。本実施形態によれば、駆動制御装置430は、移動されるフォーカスレンズ121を正しい合焦位置に停止させるため、フォーカスレンズ121の目標停止位置と実位置とが一致したときに圧電素子214に印加される電圧をオフにするよう制御する。これにより、フォーカスレンズ121を正しい合焦位置に短時間で停止させることが可能となる。また、高速にフォーカスレンズ121を移動させ停止させることで、圧電アクチュエータ210への通電がオフとなる時間を長くすることができ、消費電力を低減することができる。
次に、図10に基づいて、本開示の第2の実施形態に係る駆動制御装置による駆動制御方法について説明する。図10は、本実施形態に係る駆動制御装置による駆動制御を説明する説明図である。なお、本実施形態に係る駆動制御装置、およびこれを備える撮像装置の構成は、図1〜図4および図8に示した第1の実施形態の構成と同一であるため、同一の符号を用いて説明し、詳細な説明を省略する。
図11および図12に基づいて、本開示の第3の実施形態に係る駆動制御装置による駆動制御方法について説明する。図11は、本実施形態に係る駆動制御装置の制御ブロック図である。図12は、本実施形態に係る駆動制御装置による目標停止位置の補正を説明する説明図である。なお、本実施形態においても、駆動制御装置、およびこれを備える撮像装置の構成は、図1〜図4および図8に示した第1の実施形態の構成と同一であるため、同一の符号を用いて説明し、詳細な説明を省略する。
(1)印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子によって駆動する圧電アクチュエータにより駆動される可動体の目標停止位置と、位置センサに基づいて取得された前記可動体の実位置とを比較して、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したか否かを判定する判定部と、
前記圧電アクチュエータによる前記可動体の駆動中に前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、前記圧電アクチュエータへの通電をオフにする駆動制御部と、
を備える、駆動制御装置。
(2)前記判定部は、前記目標停止位置と前記実位置との差分を繰り返し算出し、前記差分の符号が反転したとき、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したと判定する、前記(1)に記載の駆動制御装置。
(3)前記目標停止位置は、サーボ制御による前記可動体の目標制御位置である駆動指示値とは別に設定される、前記可動体を実際に停止させる位置である、前記(1)または(2)に記載の駆動制御装置。
(4)前記駆動制御部は、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、一致した時点から前記圧電アクチュエータに周期的に印加される駆動電圧の波形の値がゼロとなった時点で前記圧電アクチュエータへの通電をオフにする前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の駆動制御装置。
(5)前記判定部は、前記実位置を検出する前記位置センサの遅れ要素に応じて、前記目標停止位置を補正する、前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の駆動制御装置。
(6)前記目標停止位置の補正量は、前記可動体の移動速度に基づいて算出される、前記(5)に記載の駆動制御装置。
(7)前記位置センサの検出結果に基づくフィードバック制御により、前記可動体が目標停止位置に停止するように前記圧電アクチュエータを制御する第2の駆動制御部を備え、
前記圧電アクチュエータは、前記可動体が設けられている機器の機能状態に基づいて、前記駆動制御部または前記第2の駆動制御部のいずれか一方により制御される、前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の駆動制御装置。
(8)撮像ユニットと、
撮像ユニットに入射する光を通過させる1または複数のレンズからなるレンズ部と、
前記撮像ユニットおよび前記レンズをそれぞれ保持して可動する可動体を、それぞれを所定の方向に移動させる複数の駆動部と、
前記各駆動部をそれぞれ制御する複数の駆動制御部と、
を備え、
前記駆動部のうち少なくとも1つは、印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子によって可動体を駆動する圧電アクチュエータであり、
前記圧電アクチュエータの前記駆動制御部は、
可動体の目標停止位置と、位置センサに基づいて取得された前記可動体の実位置とを比較して、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したか否かを判定する判定部と、
前記圧電アクチュエータによる前記可動体の駆動中に前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、前記圧電アクチュエータへの通電をオフにする駆動制御部と、
を有する、撮像装置。
(9)前記圧電アクチュエータは、前記圧電素子および前記圧電素子によって駆動する駆動軸とからなり、
前記駆動軸を前記可動体に対して一定の付勢力で付勢する付勢部材を備える、前記(8)に記載の撮像装置。
(10)印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子によって駆動する圧電アクチュエータにより駆動される可動体の目標停止位置と、位置センサに基づいて取得された前記可動体の実位置とを比較して、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したか否かを判定すること、
前記圧電アクチュエータによる前記可動体の駆動中に前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、前記圧電アクチュエータへの通電をオフにすること、
を含む、駆動制御方法。
110 本体部
120 レンズ部
121 フォーカスレンズ
200 固定部材
201、203 駆動軸支持孔
202、204 副軸支持孔
210 圧電アクチュエータ
212 駆動軸
214 圧電素子
216 錘
222 マグネット
224 磁気センサ
230 付勢部材
240 副軸
300 レンズ枠
310 レンズ保持部
320 第1のアーム部
330 第2のアーム部
332 ガイド孔
334 突起部
410 操作入力部
420 カメラ制御部
430 駆動制御装置
432 目標停止位置取得部
434 実位置取得部
436 判定部
438 駆動制御部
Claims (10)
- 印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子によって駆動する圧電アクチュエータにより駆動される可動体の目標停止位置と、位置センサに基づいて取得された前記可動体の実位置とを比較して、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したか否かを判定する判定部と、
前記圧電アクチュエータによる前記可動体の駆動中に前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、前記圧電アクチュエータへの通電をオフにする駆動制御部と、
を備える、駆動制御装置。 - 前記判定部は、前記目標停止位置と前記実位置との差分を繰り返し算出し、前記差分の符号が反転したとき、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したと判定する、請求項1に記載の駆動制御装置。
- 前記目標停止位置は、サーボ制御による前記可動体の目標制御位置である駆動指示値とは別に設定される、前記可動体を実際に停止させる位置である、請求項1に記載の駆動制御装置。
- 前記駆動制御部は、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、一致した時点から前記圧電アクチュエータに周期的に印加される駆動電圧の波形の値がゼロとなった時点で前記圧電アクチュエータへの通電をオフにする、請求項1に記載の駆動制御装置。
- 前記判定部は、前記実位置を検出する前記位置センサの遅れ要素に応じて、前記目標停止位置を補正する、請求項1に記載の駆動制御装置。
- 前記目標停止位置の補正量は、前記可動体の移動速度に基づいて算出される、請求項5に記載の駆動制御装置。
- 前記位置センサの検出結果に基づくフィードバック制御により、前記可動体が目標停止位置に停止するように前記圧電アクチュエータを制御する第2の駆動制御部を備え、
前記圧電アクチュエータは、前記可動体が設けられている機器の機能状態に基づいて、前記駆動制御部または前記第2の駆動制御部のいずれか一方により制御される、請求項1に記載の駆動制御装置。 - 撮像ユニットと、
撮像ユニットに入射する光を通過させる1または複数のレンズからなるレンズ部と、
前記撮像ユニットおよび前記レンズをそれぞれ保持して可動する可動体を、それぞれを所定の方向に移動させる複数の駆動部と、
前記各駆動部をそれぞれ制御する複数の駆動制御部と、
を備え、
前記駆動部のうち少なくとも1つは、印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子によって可動体を駆動する圧電アクチュエータであり、
前記圧電アクチュエータの前記駆動制御部は、
可動体の目標停止位置と、位置センサに基づいて取得された前記可動体の実位置とを比較して、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したか否かを判定する判定部と、
前記圧電アクチュエータによる前記可動体の駆動中に前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、前記圧電アクチュエータへの通電をオフにする駆動制御部と、
を有する、撮像装置。 - 前記圧電アクチュエータは、前記圧電素子および前記圧電素子によって駆動する駆動軸とからなり、
前記駆動軸を前記可動体に対して一定の付勢力で付勢する付勢部材を備える、請求項8に記載の撮像装置。 - 印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子によって駆動する圧電アクチュエータにより駆動される可動体の目標停止位置と、位置センサに基づいて取得された前記可動体の実位置とを比較して、前記目標停止位置と前記実位置とが一致したか否かを判定すること、
前記圧電アクチュエータによる前記可動体の駆動中に前記目標停止位置と前記実位置とが一致したとき、前記圧電アクチュエータへの通電をオフにすること、
を含む、駆動制御方法。
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