JP2021012253A - Imaging apparatus and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子を移動させて撮影時の像ブレ補正を行う撮像装置とその制御方法に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus that moves an image pickup device to correct image blur during photography and a control method thereof.
像ブレ補正機能を有する撮像装置には、撮像素子を平行移動させる手ブレ補正機構(像面防振機構)を搭載する装置がある。手ブレ等による撮像装置のブレ量を検出し、撮像被写体に係る像移動量に基づく目標位置が算出される。目標位置にしたがって撮像素子が平行移動し、フィードバック制御によって像ブレ補正が行われる。像面防振機構部には、一般的にVCM(Voice Coil Motor)を用いたアクチュエータが使用される。 An image pickup device having an image blur correction function includes a device equipped with a camera shake correction mechanism (image plane vibration isolation mechanism) that moves the image sensor in parallel. The amount of blurring of the imaging device due to camera shake or the like is detected, and the target position is calculated based on the amount of image movement related to the imaged subject. The image sensor moves in parallel according to the target position, and image blur correction is performed by feedback control. An actuator using a VCM (Voice Coil Motor) is generally used for the image plane vibration isolation mechanism unit.
アクチュエータを精度よく駆動して撮像素子を目標位置まで移動させるためには、アクチュエータの制御に用いるPWM(パルス幅変調)信号のON/OFF期間を詳細に制御する必要がある。正相PWM出力と逆相PWM出力は互いに相補的な関係にあり、その一方がON状態であるとき、他方はOFF状態にある。しかし、正相PWM出力と逆相PWM出力が同時にONとなった場合、短絡状態(ターンオン状態)となる。この場合、アクチュエータ制御部の電源とグランドとの間に貫通電流が流れ、アクチュエータ制御部の破壊を招く可能性がある。 In order to drive the actuator with high accuracy and move the image sensor to the target position, it is necessary to finely control the ON / OFF period of the PWM (pulse width modulation) signal used for controlling the actuator. The positive-phase PWM output and the negative-phase PWM output are complementary to each other, and when one is in the ON state, the other is in the OFF state. However, when the positive-phase PWM output and the negative-phase PWM output are turned on at the same time, a short-circuit state (turn-on state) occurs. In this case, a through current may flow between the power supply of the actuator control unit and the ground, which may cause the actuator control unit to be destroyed.
特許文献1では、PWM駆動制御による出力不感帯においても、手ブレ補正機構のフィードバック制御を正確に行う方法が開示されている。具体的には、PWM駆動制御におけるPWM信号のデューティー比を補正することで出力不感帯を除去する補正部が開示されている。また特許文献2では、貫通電流を抑制するためにPWM信号のパルス幅を比較し、パルス幅を変えてターンオン状態を避けるための制御方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method of accurately performing feedback control of a camera shake correction mechanism even in an output dead zone by PWM drive control. Specifically, a correction unit that removes the output dead zone by correcting the duty ratio of the PWM signal in the PWM drive control is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a control method for comparing the pulse widths of PWM signals in order to suppress a through current and changing the pulse widths to avoid a turn-on state.
特許文献1に開示された制御方法では、予め決められた計算式に基づく補正により、PWM信号のパルス幅が小さくなっても出力できるように調整が行われる。しかしながら、デッドタイムを確保できず、手ブレ補正機構を構成する駆動回路に貫通電流が流れると、装置の破壊をもたらす可能性がある。 In the control method disclosed in Patent Document 1, adjustment is performed so that the PWM signal can be output even if the pulse width becomes small by correction based on a predetermined calculation formula. However, if the dead time cannot be secured and a through current flows through the drive circuit constituting the camera shake correction mechanism, the device may be destroyed.
特許文献2に開示された制御方法では、デッドタイムを挿入することで貫通電流を抑制できるが、正相、逆相のPWM信号の状態によっては、PWM信号をマスク(インアクティブ)にするため、細かい駆動制御ができない場合がある。 In the control method disclosed in Patent Document 2, the penetration current can be suppressed by inserting a dead time, but the PWM signal is masked (inactive) depending on the state of the PWM signal of the positive phase and the negative phase. Fine drive control may not be possible.
そこで、駆動回路の貫通電流を抑制しつつ、詳細なPWM制御を行うことが求められる。本発明は像ブレ補正において駆動回路に貫通電流が流れることを抑制し、PWM信号の出力不感帯を極力なくし、より精度を向上させることを目的とする。 Therefore, it is required to perform detailed PWM control while suppressing the through current of the drive circuit. An object of the present invention is to suppress the flow of a through current through a drive circuit in image blur correction, eliminate the output dead zone of a PWM signal as much as possible, and further improve the accuracy.
本発明の実施形態の撮像装置は、複数のパルス幅変調信号を生成する生成手段と、前記パルス幅変調信号を用いて、撮像素子を移動させるアクチュエータを駆動する駆動手段と、前記生成手段を制御することにより像ブレ補正の制御を行う制御手段と、を備える。前記制御手段は前記複数のパルス幅変調信号のいずれかを選択し、選択された前記パルス幅変調信号に対して前記生成手段によりデッドタイムを挿入する制御を行う。 The image pickup apparatus of the embodiment of the present invention controls a generation means for generating a plurality of pulse width modulation signals, a drive means for driving an actuator for moving an image pickup element, and the generation means using the pulse width modulation signals. A control means for controlling image blur correction is provided. The control means selects one of the plurality of pulse width modulation signals, and controls the generation means to insert a dead time into the selected pulse width modulation signal.
本発明によれば、像ブレ補正において駆動回路に貫通電流が流れることを抑制し、PWM信号の出力不感帯を極力なくし、より精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the flow of a through current through the drive circuit in the image blur correction, eliminate the output dead zone of the PWM signal as much as possible, and further improve the accuracy.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各実施形態では撮像装置が備える撮像素子の駆動により像ブレ補正を行うシステムへの適用例を示す。像面防振機構に対して、複数のパルス幅変調信号を用いた駆動制御方式によりフィードバック制御を行い、撮像素子を目標位置まで正確に移動させることが可能である。撮像装置は撮像光学系、撮像素子、撮像信号処理部、制御部、操作検出部、表示部等を備えるが、下記実施形態では本発明に関連する構成要素を中心として説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment, an application example to a system in which image blur correction is performed by driving an image sensor included in an image sensor is shown. It is possible to accurately move the image sensor to the target position by performing feedback control on the image plane vibration isolation mechanism by a drive control method using a plurality of pulse width modulation signals. The image pickup apparatus includes an image pickup optical system, an image pickup element, an image pickup signal processing unit, a control unit, an operation detection unit, a display unit, and the like. In the following embodiments, components related to the present invention will be mainly described.
[第1実施形態]
図1は、本実施形態の駆動制御部1の構成例を示すブロック図である。駆動制御部1は、撮像装置における像ブレ補正機構(像面防振機構)の制御を行う。像面防振機構は、駆動対象である撮像素子を、撮像光学系の光軸と直交する平面内に並進させる機構である。この場合、撮像素子を並進させるとともに光軸を中心として回転させる機構を有してもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the drive control unit 1 of the present embodiment. The drive control unit 1 controls an image blur correction mechanism (image plane vibration isolation mechanism) in the image pickup apparatus. The image plane vibration isolation mechanism is a mechanism that translates the image sensor to be driven into a plane orthogonal to the optical axis of the image pickup optical system. In this case, it may have a mechanism for translating the image sensor and rotating it around the optical axis.
駆動制御部1は複数のPWM生成部100,105,106,107を備える。これらのPWM生成部は同一の構成を有しており、パルス幅変調信号であるPWM0,PWM1,PWM2,PWM3を,アクチュエータドライバ部108にそれぞれ出力する。
The drive control unit 1 includes a plurality of
アクチュエータドライバ部108は、例えばHブリッジ型の回路構成を有する。Vcは駆動制御部1に供給される電源電圧を表す。電源とグランドとの間には、2つのスイッチング素子が直列に接続された回路が並列に配置される。例えば、トランジスタTr0とTr1が直列に接続された第1の回路と、トランジスタTr2とTr3が直列に接続された第2の回路は、互いに並列に配置されており、それぞれのトランジスタのON・OFF制御が行われる。トランジスタTr0とTr1との接続点から引き出される出力線、および、トランジスタTr2とTr3との接続点から引き出される出力線にはアクチュエータ117が接続される。
The
PWM生成部100は、アクチュエータドライバ部108を構成するトランジスタTr0(109)に対し、PWM0を供給する。PWM生成部105は、トランジスタTr1(110)に対し、PWM1を供給する。PWM生成部106は、トランジスタTr2(111)に対し、PWM2を供給し、PWM生成部107は、トランジスタTr3(112)に対し、PWM3を供給する。このとき、PWM生成部100の出力するPWM0とPWM生成部105の出力するPWM1の各信号は、互いに相補的な関係にある。また、PWM生成部106の出力するPWM2とPWM生成部107の出力するPWM3は、互いに相補的な関係にある。
The
PWM生成部100と、各PWM生成部105〜107は同じ構成であるため、PWM生成部100のみ説明する。PWM生成部100は、周波数設定部101、デューティー設定部102、信号生成部103、デッドタイム挿入部104を備える。周波数設定部101はCPU(中央演算処理装置)124の制御指令にしたがって周波数情報の設定を行う。デューティー設定部102はCPU124の制御指令にしたがってデューティー情報の設定を行う。信号生成部103は、周波数設定部101により設定された周波数情報と、デューティー設定部102により設定されたデューティー情報に基づいてPWM信号を生成する。デッドタイム挿入部104は信号生成部103の出力と、後述するデッドタイム生成部119の出力を加算し、PWM0を生成してアクチュエータドライバ部108に出力する。
Since the
PWM生成部100,105〜107はそれぞれ、周波数情報とデューティー情報に基づき、パルス幅変調信号PWM0,PWM1,PWM2,PWM3を生成する。これらのPWM信号に応じてトランジスタTr0〜Tr3のON・OFF制御が行われる。下記表1に各トランジスタの状態を示す。
The
図1のアクチュエータドライバ部108内に示すダイオード113、114、115、116は、トランジスタTr0、Tr1、Tr2、Tr3のスイッチングを行った際、逆電流が流れ込むことを防ぐための還流ダイオードである。各ダイオード113、114、115、116は、トランジスタTr0、Tr1、Tr2、Tr3に対してそれぞれ並列に接続されている。例えばダイオード113は、そのアノードがTr0に対して電源側に接続され、そのカソードは、Tr0がTr1と接続される側に接続されている。トランジスタTr0に接続されたTr1は抵抗R1を介して接地され、トランジスタTr2と接続されたTr3は、抵抗R2を介して接地されている。アクチュエータ117は、その一端部が抵抗R3を介してTr0とTr1との接続点に接続され、他端部がTr2とTr3との接続点に接続されている。
The
センサ118はホール素子等を備え、磁力に応じて変動した電圧値を位置検出部121に出力する。位置検出部121はセンサ118の検出信号に基づき、アクチュエータ117の位置(撮像素子の位置に相当する)を検出する。
The
角速度センサ123はジャイロセンサ等であり、撮像装置に加わる振れの角速度を検出して検出信号を出力する。例えば撮像装置本体部またはレンズ装置は角速度センサ123を備え、手ブレ等の振動を検出することができる。目標位置設定部122は、角速度センサ123から取得した検出信号に基づく像ブレ補正の目標位置を設定する。
The
比較部120は、目標位置設定部122の出力と位置検出部121の出力とを比較する。像ブレ補正の目標位置と、現在の位置(検出位置)との比較結果を示す信号はCPU124が取得して処理する。CPU124は比較部120の出力信号に基づき、デッドタイム生成部119の制御を行う。デッドタイム生成部119は、PWM生成部100,105〜107に対し、PWM信号にデッドタイムを挿入するための信号を生成する。生成された信号は、PWM生成部100,105〜107がそれぞれ備えるデッドタイム挿入部104に送られる。デッドタイム挿入部104は、PWM信号に対してデッドタイムを挿入する処理を行う。
The
次にデッドタイムの挿入について説明する。アクチュエータドライバ部108を構成するTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)が同時にONした場合、短絡状態(ターンオン状態)になる。この場合、像面防振機構におけるアクチュエータ制御部の電源(Vc)とグランドとの間に貫通電流が流れると、アクチュエータ制御部が破壊される可能性がある。そこで本実施形態では、Tr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)のONとOFFを切り替える際にデッドタイム期間を設け、貫通電流が流れることを抑制する。デッドタイム期間は、トランジスタTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)が両方ともOFFになる期間に相当する。図2を参照して具体的に説明する。
Next, the insertion of the dead time will be described. When Tr0 (or Tr2) and Tr1 (or Tr3) constituting the
図2は、トランジスタTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)に供給される各PWM信号の例を示す。PWM0(あるいはPWM2)とPWM1(あるいはPWM3)は、ONとOFFが相補的な信号として生成される。これらの信号が同時にHIGHレベルにならないように設けられる期間(td)、つまり2つの信号がともにLOWレベルになる様に、対応するトランジスタをOFFにする期間が、デッドタイムとして設けられる。期間tdの長さに相当するデッドタイムが長いと効率低下等の原因となる。例えば、像面防振機構における制御のリニアリティが低下し、アクチュエータ117の駆動におけるトルクの低下が発生して、制御性が低下する可能性がある。従って、デッドタイムは短いほどよい。
FIG. 2 shows an example of each PWM signal supplied to the transistors Tr0 (or Tr2) and Tr1 (or Tr3). PWM0 (or PWM2) and PWM1 (or PWM3) are generated as signals in which ON and OFF are complementary. A period (td) provided so that these signals do not reach the HIGH level at the same time, that is, a period during which the corresponding transistors are turned off so that both signals reach the LOW level is provided as a dead time. If the dead time corresponding to the length of the period td is long, it causes a decrease in efficiency and the like. For example, the linearity of control in the image plane vibration isolation mechanism may decrease, and the torque in driving the
次に図3のフローチャートを参照して、デッドタイム生成部119の処理について説明する。撮像装置の電源投入後、ユーザは不図示のシャッターレリーズ釦(SW1と記す)を半分押し下げて撮影予備動作の指示操作を行う。S001では、いわゆる構図を定めるエイミング動作中である。この時、ユーザによる構図決めを容易にするために、撮像装置内の駆動制御部1は像面防振機構を用いて撮像素子を移動させる制御を行う。動きブレ量に対応する目標位置と、現在位置とに基づき、PWM信号の周波数とデューティー比を制御することにより防振(像ブレ補正)を実現することができる。つまり図1の比較部120は、目標位置と現在位置とを比較する。CPU124は比較結果(位置偏差)に基づき、アクチュエータ117の制御量を決定し、当該制御量をPWM信号に対するデューティー比に変換する処理を行う。
Next, the process of the dead
その後、CPU124は変換されたPWM信号に対するデューティー比を、予め定められた閾値(Δthと記す)と比較する(S002)。ここでは、PWM信号のデューティー比の偏差(差分)の絶対値を算出して閾値と比較する処理が実行される。すなわち、PWM0(あるいはPWM2)のデューティー比と、PWM1(あるいはPWM3)のデューティー比との偏差(差分)の絶対値が閾値より大きいか否かの判定処理が行われる。デューティー比の偏差の絶対値が閾値Δthより大きい場合、S003の処理に進む。S003でデッドタイム生成部119はデッドタイムの生成処理を行う(S003)。また、S002でデューティー比の偏差の絶対値が閾値Δth以下である場合、デッドタイムの生成は行われず、S001に移行する。
After that, the
S003の次にS004の処理に進み、CPU124は複数のPWM信号のうち、S003で生成されたデッドタイムをどのPWM信号に挿入するかについて判定する。この際、CPU124はアクチュエータ117の制御量または駆動方向(アクチュエータ117に供給する電流の方向)に基づき、算出したPWM信号に対するデューティー比を比較する。トランジスタTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)に供給するPWM信号において、デューティー比の最も大きいPWM信号が選択される。例えばPWM0のデューティー比をduty0と表記し、PWM1のデューティー比をduty1と表記するとき、「duty0>duty1」の場合、S005の処理に進む。デッドタイム挿入部104はPWM0に対してデッドタイムを挿入する。一方、「duty0≦duty1」の場合にはS006の処理に進み、デッドタイム挿入部104はPWM1に対してデッドタイムを挿入する。
Proceeding to the process of S004 after S003, the
S005、S006の処理後、S007にてPWM信号が生成され、デッドタイムの挿入されたPWM信号は、対応するトランジスタに供給される。尚、選択されない方のPWM信号に対してデッドタイムは挿入されない。 After the processing of S005 and S006, a PWM signal is generated in S007, and the PWM signal with the dead time inserted is supplied to the corresponding transistor. The dead time is not inserted for the PWM signal that is not selected.
図4を参照して、PWM信号に対するデッドタイム挿入例を説明する。図4(A)はPWM0(あるいはPWM2)とPWM1(あるいはPWM3)を示すタイミングチャートであり、PWM1(あるいはPWM3)に対してデッドタイムが挿入される場合を示す。PWM信号によりアクチュエータ117が駆動された場合、PWM信号のデューティー比の偏差が閾値Δthと比較される。デューティー比の偏差の絶対値が閾値より大きいと判断された場合に、デッドタイム挿入を行うことが判定される。ここでデッドタイム挿入の際、デューティー比の小さい方のPWM信号が選択される場合を想定する。図4(A)の例では、PWM0(あるいはPWM2)に比べて、PWM1(あるいはPWM3)のデューティー比が小さい。よってPWM1(あるいはPWM3)に対して、デッドタイム(td)が挿入された場合、図4(A)に示すように、PWM信号におけるHIGHレベル期間が更に短くなってしまう。その結果、アクチュエータ117に対する詳細な制御ができなくなり、アクチュエータ117の駆動トルクが低下し、撮像素子を現在位置から目標位置まで移動させる駆動制御ができなくなる可能性がある。
An example of inserting a dead time for a PWM signal will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a timing chart showing PWM0 (or PWM2) and PWM1 (or PWM3), and shows a case where a dead time is inserted for PWM1 (or PWM3). When the
これを回避するために、本実施形態では、デッドタイム挿入の際、デューティー比の大きい方のPWM信号を選択する処理が行われる。図4(B)はPWM0(あるいはPWM2)とPWM1(あるいはPWM3)の各信号を示すタイミングチャートであり、PWM0(あるいはPWM2)に対してデッドタイムが挿入される場合を示す。PWM0(あるいはPWM2)は、PWM1(あるいはPWM3)に比べてデューティー比が大きい。よって、デューティー比の大きいPWM0(あるいはPWM2)が選択され、トランジスタTr0(あるいはTr2)に供給されるPWM信号に対し、デッドタイム(td)が挿入される。他方、Tr1(あるいはTr3)に供給されるパルス幅変調信号、つまりPWM1(あるいはPWM3)に対してデッドタイムは挿入されない。 In order to avoid this, in the present embodiment, when inserting the dead time, a process of selecting the PWM signal having the larger duty ratio is performed. FIG. 4B is a timing chart showing each signal of PWM0 (or PWM2) and PWM1 (or PWM3), and shows a case where a dead time is inserted for PWM0 (or PWM2). PWM0 (or PWM2) has a larger duty ratio than PWM1 (or PWM3). Therefore, PWM0 (or PWM2) having a large duty ratio is selected, and a dead time (td) is inserted into the PWM signal supplied to the transistor Tr0 (or Tr2). On the other hand, the dead time is not inserted into the pulse width modulation signal supplied to Tr1 (or Tr3), that is, PWM1 (or PWM3).
このように、アクチュエータ117の制御量が閾値より大きい場合やアクチュエータ117の駆動方向に応じて、デューティー比の大きいPWM信号が選択されて、デッドタイムが挿入されることにより、PWM信号におけるHIGHレベル期間を確保できる。その結果、PWM信号におけるデッドタイム期間の比率を小さくできるので、アクチュエータ117の駆動トルクの低下を抑制でき、撮像素子を目標位置まで移動させることができる。
In this way, when the control amount of the
[第2実施形態]
次に、図1、図5から図7を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態にて第1実施形態と同様の事項については既に使用した符号や記号を流用することで説明を省略し、主に相違点を説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 5 to 7. In this embodiment, the same items as those in the first embodiment will be omitted by diverting the symbols and symbols already used, and the differences will be mainly described.
撮像装置において像面防振機構は、手ブレ補正の実施前に撮像素子の移動を停止させている。図5は停止状態でのPWM0(あるいはPWM2)とPWM1(あるいはPWM3)を示すタイミングチャートである。トランジスタTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)に供給される各PWM信号のデューティー比は50%である。 In the image pickup apparatus, the image plane vibration isolation mechanism stops the movement of the image pickup element before the camera shake correction is performed. FIG. 5 is a timing chart showing PWM0 (or PWM2) and PWM1 (or PWM3) in the stopped state. The duty ratio of each PWM signal supplied to the transistors Tr0 (or Tr2) and Tr1 (or Tr3) is 50%.
図7は本実施形態のデッドタイム生成部119の処理を説明するフローチャートである。図5に示す停止状態から、ユーザが不図示のシャッターレリーズ釦(SW1)を半分押し下げて撮影予備動作の指示操作(S101)が行われた場合、撮像素子の駆動が開始される。
FIG. 7 is a flowchart illustrating the processing of the dead
S102でCPU124は、撮像素子の状態を判定する。撮像素子が停止状態であるか、または停止状態から微小駆動を行う場合、S103の処理へ進む。また撮像素子が駆動状態である場合には、図3のS002の処理へ移行し、第1実施形態で説明した処理が実行される。
In S102, the
S103の処理はPWM信号に対するデューティー比の偏差(差分)を、予め定められた閾値Δthと比較する処理である。複数のPWM信号のデューティー比の偏差(差分)の絶対値を算出して閾値と比較する処理が実行される。例えば、PWM0(あるいはPWM2)のデューティー比と、PWM1(あるいはPWM3)のデューティー比との偏差(差分)の絶対値が閾値より小さいか否かの判定処理が行われる。偏差の絶対値が閾値未満である場合、S104の処理に進み、偏差の絶対値が閾値以上である場合、S101へ移行する。 The process of S103 is a process of comparing the deviation (difference) of the duty ratio with respect to the PWM signal with a predetermined threshold value Δth. A process of calculating the absolute value of the deviation (difference) of the duty ratio of the plurality of PWM signals and comparing it with the threshold value is executed. For example, a process of determining whether or not the absolute value of the deviation (difference) between the duty ratio of PWM0 (or PWM2) and the duty ratio of PWM1 (or PWM3) is smaller than the threshold value is performed. If the absolute value of the deviation is less than the threshold value, the process proceeds to S104, and if the absolute value of the deviation is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to S101.
S104にてデッドタイムの生成処理が行われる。比較部120は撮像素子の現在位置(停止位置)と目標位置(動きブレ量)とを比較し、その比較値(差分値)を算出しており、これに基づいて算出されるアクチュエータ117の駆動量からデッドタイムが生成される。
Dead time generation processing is performed in S104. The
S104の次にS105からS108の処理が実行される。図3のS004からS007との相違点は、本実施形態の場合、デューティー比の小さいPWM信号が選択され、デッドタイム挿入部104においてデッドタイムが、選択されたPWM信号に挿入されることである。以下にその詳細を説明する。
After S104, the processes of S105 to S108 are executed. The difference from S004 to S007 in FIG. 3 is that, in the case of the present embodiment, the PWM signal having a small duty ratio is selected, and the dead time is inserted into the selected PWM signal in the dead
図6は、撮像素子を停止状態から微小駆動させる場合のPWM0(あるいはPWM2)とPWM1(あるいはPWM3)を示すタイミングチャートである。例えば、トランジスタTr0(あるいはTr2)に供給されるPWM0(あるいはPWM2)のデューティー比が51%であり、トランジスタTr1(あるいはTr3)に供給されるPWM1(あるいはPWM3)のデューティー比が49%である。 FIG. 6 is a timing chart showing PWM0 (or PWM2) and PWM1 (or PWM3) when the image sensor is slightly driven from the stopped state. For example, the duty ratio of PWM0 (or PWM2) supplied to the transistor Tr0 (or Tr2) is 51%, and the duty ratio of PWM1 (or PWM3) supplied to the transistor Tr1 (or Tr3) is 49%.
図6に示すデューティー比が設定された各PWM信号に対し、デッドタイムを挿入する例を、図8で説明する。図8(A)は、PWM0(あるいはPWM2)に対し、デッドタイムを挿入する例を示す。トランジスタTr0(あるいはTr2)に供給されるPWM0(あるいはPWM2)のデューティー比は50%となる。トランジスタTr1(あるいはTr3)に供給されるPWM1(あるいはPWM3)のデューティー比は49%である。よって、2つのデューティー比の差分(1%)が小さくなる。そのため、撮像素子を停止状態から微小駆動させる場合、静止摩擦によるトルク不足の影響が顕著になると、目標位置への駆動ができなくなる可能性がある。 An example of inserting a dead time for each PWM signal for which the duty ratio shown in FIG. 6 is set will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows an example of inserting a dead time with respect to PWM0 (or PWM2). The duty ratio of PWM0 (or PWM2) supplied to the transistor Tr0 (or Tr2) is 50%. The duty ratio of PWM1 (or PWM3) supplied to the transistor Tr1 (or Tr3) is 49%. Therefore, the difference (1%) between the two duty ratios becomes small. Therefore, when the image sensor is minutely driven from the stopped state, if the effect of insufficient torque due to static friction becomes significant, it may not be possible to drive the image sensor to the target position.
そこで本実施形態では、デューティー比の小さい方のPWM信号を選択し、選択されたPWM信号にデッドタイムを挿入する処理が行われる。図8(B)は、PWM1(あるいはPWM3)に対し、デッドタイムを挿入する例を示す。トランジスタTr0(あるいはTr2)に供給されるPWM0(あるいはPWM2)はデューティー比が51%である。トランジスタTr1(あるいはTr3)に供給されるPWM1(あるいはPWM3)はデューティー比が48%となる。2つのデューティー比の差分は3%であり、図8(A)に示す差分(1%)より大きい。 Therefore, in the present embodiment, a process is performed in which the PWM signal having the smaller duty ratio is selected and the dead time is inserted into the selected PWM signal. FIG. 8B shows an example of inserting a dead time with respect to PWM1 (or PWM3). The duty ratio of PWM0 (or PWM2) supplied to the transistor Tr0 (or Tr2) is 51%. The duty ratio of PWM1 (or PWM3) supplied to the transistor Tr1 (or Tr3) is 48%. The difference between the two duty ratios is 3%, which is larger than the difference (1%) shown in FIG. 8 (A).
図7において、撮像素子の停止状態からの駆動量が閾値より小さく、微小駆動であると判定された場合(S102)、S103の処理に進む。S103にてCPU124は、アクチュエータ117を微小駆動する際の制御量に基づき、生成したPWM信号に対するデューティー比の偏差(差分)を比較する。ここでは、PWM信号のデューティー比の偏差(差分)の絶対値が閾値Δthと比較される。すなわち、PWM0(あるいはPWM2)のデューティー比と、PWM1(あるいはPWM3)のデューティー比との偏差(差分)が算出される。デューティー比の偏差の絶対値が閾値Δthより小さいと判定された場合、S104の処理に進む。デューティー比の偏差の絶対値が閾値以上であると判定された場合にはデッドタイムの生成は行われず、S101へ移行する。
In FIG. 7, when the drive amount of the image sensor from the stopped state is smaller than the threshold value and it is determined that the image sensor is a minute drive (S102), the process proceeds to S103. In S103, the
S104ではデッドタイムの生成処理が行われ、S105の処理に進む。S105でCPU124は、複数のPWM信号のうち、S104で生成したデッドタイムをどのPWM信号に挿入するかを判定する。デッドタイム挿入の際、CPU124はアクチュエータの制御量に基づき、算出したPWM信号に対するデューティー比を比較する。トランジスタTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)に供給されるPWM信号において、最もデューティー比の小さいPWM信号が選択される。例えばPWM0のデューティー比duty0とPWM1のデューティー比duty1とが比較される。「duty0>duty1」の条件を満たす場合、S106の処理に進み、当該条件を満たさない場合にはS107の処理に進む。
In S104, the dead time generation process is performed, and the process proceeds to S105. In S105, the
S106では、選択されたPWM信号であるPWM1に対し、デッドタイム挿入部104がデッドタイムを挿入する。また、S107では、選択されたPWM信号であるPWM0に対し、デッドタイム挿入部104がデッドタイムを挿入する。
In S106, the dead
S106、S107の後、S108ではデッドタイムの挿入されたPWM信号が、対応するトランジスタに供給される。尚、選択されないPWM信号にはデッドタイムが挿入されない。S108の次にS101へ移行する。 After S106 and S107, in S108, the PWM signal with the dead time inserted is supplied to the corresponding transistor. The dead time is not inserted into the PWM signal that is not selected. After S108, the process proceeds to S101.
本実施形態では像ブレ補正において、撮像素子をその停止状態から微小駆動させる場合、撮像素子の動き出しのタイミングでデューティー比の小さい方のPWM信号が選択され、選択されたPWM信号に対してデッドタイムが挿入される。こうすることで微小駆動の際にPWM信号のHIGHレベル期間のパルス幅を確保できる。その結果、より詳細なPWM制御を行うことが可能となり、静止摩擦によって起こりうるアクチュエータ117の駆動トルク不足の影響を抑制でき、微小駆動しつつ撮像素子を目標位置まで移動させることができる。
In the present embodiment, in image blur correction, when the image sensor is minutely driven from its stopped state, the PWM signal having the smaller duty ratio is selected at the timing when the image sensor starts to move, and the dead time is set with respect to the selected PWM signal. Is inserted. By doing so, it is possible to secure the pulse width of the PWM signal during the HIGH level period during the minute drive. As a result, more detailed PWM control can be performed, the influence of insufficient drive torque of the
また本実施形態では、撮像素子が停止状態にある場合、トランジスタTr0(あるいはTr2)とTr1(あるいはTr3)に供給されるPWM信号の両方に対し、デッドタイムを制御してデッドタイムを挿入する。例えばPWM0(あるいはPWM2)とPWM1(あるいはPWM3)のいずれにも制御されたデッドタイムが挿入される。相補的な関係にある複数のPWM信号間でデューティー比を同一にすることにより、アクチュエータ117を停止させることができる。
Further, in the present embodiment, when the image sensor is in the stopped state, the dead time is controlled and the dead time is inserted for both the PWM signals supplied to the transistors Tr0 (or Tr2) and Tr1 (or Tr3). For example, a controlled dead time is inserted into both PWM0 (or PWM2) and PWM1 (or PWM3). The
前記実施形態では、像面防振機構における撮像素子の移動量(または回転量)、撮像素子の状態に応じてパルス幅変調信号を選択してデッドタイムを挿入する処理が行われ、デッドタイム期間が制御される。これにより、像面防振機構の回路部に貫通電流が流れることを抑制し、パルス幅変調信号の出力不感帯を極力なくし、精度を向上させて最適な像ブレ補正性能を実現できる。 In the above embodiment, a process of selecting a pulse width modulation signal according to the amount of movement (or rotation amount) of the image sensor in the image plane vibration isolation mechanism and the state of the image sensor and inserting a dead time is performed, and a dead time period is performed. Is controlled. As a result, it is possible to suppress the flow of a through current through the circuit portion of the image plane vibration isolation mechanism, eliminate the output dead zone of the pulse width modulation signal as much as possible, improve the accuracy, and realize the optimum image blur correction performance.
100,105,106,107 PWM生成部
101 周波数設定部
102 デューティー設定部
103 信号生成部
104 デッドタイム挿入部
108 アクチュエータドライバ部
117 アクチュエータ
119 デッドタイム生成部
124 CPU
100, 105, 106, 107
Claims (10)
前記パルス幅変調信号を用いて、撮像素子を移動させるアクチュエータを駆動する駆動手段と、
前記生成手段を制御することにより像ブレ補正の制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は前記複数のパルス幅変調信号のいずれかを選択し、選択された前記パルス幅変調信号に対して前記生成手段によりデッドタイムを挿入する制御を行う
ことを特徴とする撮像装置。 A generation means for generating a plurality of pulse width modulated signals, and
Using the pulse width modulation signal, a driving means for driving an actuator for moving the image sensor and
A control means for controlling image blur correction by controlling the generation means is provided.
The control means is an imaging device that selects one of the plurality of pulse width modulation signals and controls the generation means to insert a dead time into the selected pulse width modulation signal.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The control means is characterized in that the duty ratios of the plurality of pulse width modulated signals are compared according to the movement amount of the image sensor or the state of the image sensor, and the pulse width modulated signal into which the dead time is inserted is selected. The image pickup device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 When the magnitude of the difference between the duty ratio of the first pulse width modulation signal and the duty ratio of the second pulse width modulation signal among the plurality of pulse width modulation signals is larger than the threshold value, the control means said. The imaging device according to claim 2, wherein the dead time is controlled to be inserted into the first or second pulse width modulation signal.
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 The control means is characterized in that when the duty ratio of the first pulse width modulated signal is larger than the duty ratio of the second pulse width modulated signal, the first pulse width modulated signal is selected. The imaging apparatus according to 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 control means acquires a detection signal from the detection means that detects the position of the image sensor, calculates the deviation between the target position of the image sensor and the current position indicated by the detection signal, and obtains the pulse width modulation signal. The image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the duty ratio is determined.
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 5. The control means according to claim 5, wherein the control means controls to insert the dead time into the pulse width modulation signal selected when the actuator minutely drives the image sensor from a stopped state. Image sensor.
ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置 When the duty ratio of the first pulse width modulation signal is smaller than the duty ratio of the second pulse width modulation signal during the minute drive, the control means selects the first pulse width modulation signal and the dead time. The imaging device according to claim 6, wherein the image pickup device is controlled to be inserted.
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置 The image pickup according to claim 5, wherein the control means controls to insert the dead time into a plurality of pulse width modulated signals having the same duty ratio while the image pickup device is stopped. apparatus
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。 The generation means includes a setting means for setting the frequency and duty ratio of the pulse width modulation signal by a control command from the control means, and an insertion means for inserting the dead time into the pulse width modulation signal. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising.
前記撮像装置は、
複数のパルス幅変調信号を生成する生成手段と、
前記パルス幅変調信号を用いて、前記撮像素子を移動させるアクチュエータを駆動する駆動手段と、
前記生成手段を制御することにより像ブレ補正の制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御方法は、前記制御手段が前記複数のパルス幅変調信号のいずれかを選択する工程と、選択された前記パルス幅変調信号に対して前記生成手段によりデッドタイムを挿入する制御を行う工程を有する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
This is a control method executed by an image pickup device that corrects image blur by moving the image sensor.
The image pickup device
A generation means for generating a plurality of pulse width modulated signals, and
A driving means for driving an actuator for moving the image sensor using the pulse width modulation signal, and
A control means for controlling image blur correction by controlling the generation means is provided.
The control method includes a step of the control means selecting one of the plurality of pulse width modulation signals and a step of controlling the generation means to insert a dead time into the selected pulse width modulation signal. A method for controlling an imaging device, which comprises having.
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