JP2021182666A - Imaging apparatus, method for controlling imaging apparatus, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に撮像素子に付着した塵埃を効果的に取り除く制御を行う撮像装置及び撮像装置の制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus and a control method and program for the image pickup apparatus that effectively removes dust adhering to the image pickup element.
従来、撮像装置の撮像素子または撮像素子上に構成されている光学部材に付着した塵埃が付着するという問題がある。そこで、撮像装置の防振装置を駆動して塵埃を落とす方法が種々提案されている(例えば、特許文献1乃至3参照)。撮像素子を振動させることにより、塵埃を効果的に除去するには大きな加減速度(以降、加速度と記載)が求められる。
Conventionally, there is a problem that dust adhering to an image pickup element of an image pickup apparatus or an optical member configured on the image pickup element adheres. Therefore, various methods of driving an anti-vibration device of an image pickup device to remove dust have been proposed (see, for example,
特許文献1では、防振用と塵埃除去用のパラメータを2個持って、防振と塵埃除去で切り替える。また、塵埃除去では防振時よりも可動範囲を大きくする。という方法が提案されている。
特許文献2および特許文献3では、特定方向に複数回振動させる方法や、重力を利用し加速度を大きくする目的で重力方向に駆動・停止をする方法や、ストロークエンドに突き当てる方法が提案されている。
しかしながら、上述の特許文献1、特許文献2に開示された方法は、加速度を発生させるという提案に留められており、大きな加速度を発生させるといった塵埃を効果的に取り除くためには不十分である。また、特許文献3で開示されているストロークエンドに突き当てる方法は大きな加速度が得られるが、耐久寿命の問題や新たな塵の発生が懸念される。
However, the methods disclosed in the above-mentioned
そこで、本発明の目的は、撮像装置の防振装置を駆動することで、撮像素子に付着した塵埃を、従来よりも効果的に取り除く撮像装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image pickup device that removes dust adhering to the image pickup device more effectively than before by driving the anti-vibration device of the image pickup device.
上記の目的を達成するために、本発明における撮像装置は、
撮像素子によって被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像素子を移動させる移動機構と、
制御対象たる前記移動機構の制御特性を規範モデルの制御特性に一致させるモデル規範型適応制御を行う制御部と、を有する撮像装置であって、
前記規範モデルは、共振点を有し、
前記制御部は、前記規範モデルで規定した前記共振点より高い周波数成分を持った操作信号を前記規範モデルに入力することで、前記移動機構を共振振動させ、前記撮像素子を振動させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image pickup apparatus in the present invention is
An image pickup unit that captures a subject with an image sensor,
A moving mechanism for moving the image sensor and
An image pickup apparatus having a control unit that performs model normative adaptive control that matches the control characteristics of the movement mechanism to be controlled with the control characteristics of the normative model.
The normative model has a resonant point and
The control unit is characterized in that the moving mechanism is resonantly vibrated and the image pickup element is vibrated by inputting an operation signal having a frequency component higher than the resonance point defined by the normative model into the normative model. And.
本発明によれば、撮像装置の防振装置を駆動することで、撮像素子に付着した塵埃を、従来よりも効果的に取り除くことができる。 According to the present invention, by driving the vibration isolator of the image pickup device, dust adhering to the image pickup device can be removed more effectively than before.
[第1実施形態]
以下、図1〜図5を参照して、本発明の第1実施形態による、撮像装置について説明する。第1実施形態では、モデル規範型適応制御の規範モデルとして、共振点を持った(特定の周波数の利得を上げた)規範モデルを作成する。そして、操作量の高調波成分を増幅することで意図的に制御対象を共振振動させる。これによって、制御対象を大きな加速度で安定的に振動させることができ、効果的に塵埃を除去することが可能となることを説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the first embodiment, as a norm model of model norm-type adaptive control, a norm model having a resonance point (increasing the gain of a specific frequency) is created. Then, the controlled object is intentionally resonated and vibrated by amplifying the harmonic component of the manipulated variable. It will be explained that this makes it possible to stably vibrate the controlled object with a large acceleration and effectively remove dust.
図1は、撮像装置1の中央断面図及び電気的構成を示すブロック図である。図1(A)は、本発明の撮像装置1の中央断面図であり、図1(B)は、撮像装置1とレンズユニット2の電気的構成を示すブロック図である。図1(A)および図1(B)で互いに対応する要素は、同一の符号を付す。以下では、撮像装置1の一例として、装置本体部にレンズユニット2を装着して使用する交換レンズ式カメラを説明する。
FIG. 1 is a central sectional view of the
図1(A)に示すように、レンズユニット2は、複数のレンズや絞りからなる撮像光学系3を備える。撮像光学系3の光軸を光軸4で示す。レンズシステム制御回路12は、電気接点11を介して装置本体部内の制御手段と通信可能である。
As shown in FIG. 1A, the
撮像装置1の装置本体部は、撮像素子6を備え、装置本体部の背面部には、背面表示装置9aと電子ビューファインダ(EVF)9bが設けられる。ユーザーは、EVF9bによって被写体を観察可能である。装置本体部は、撮像された画像の像ブレを補正する防振機構14(移動機構)と、手振れ等による装置の振れを検出するブレ検出部15を備える。シャッタ機構16は、撮像素子6に対して被写体側に配置され、露光時間の制御に用いられる。レンズシステム制御回路12は、レンズ駆動部13を介して、焦点レンズ17、絞り18、像ブレ補正レンズ19等の駆動制御を行う回路である。撮像素子6は、撮像光学系3、シャッタ機構16を介して被写体からの光を受光し、光電変換により電気信号を出力する。
The device main body of the
図1(B)は撮像装置1の電気的構成を示すブロック図である。撮像装置1およびレンズユニット2からなるカメラシステムは、撮像部、画像処理部7、記録再生部、制御手段を有する。次に、各部の詳細を順に説明する。
FIG. 1B is a block diagram showing an electrical configuration of the
撮像部は、撮像光学系3、撮像素子6、シャッタ機構16を含む。撮像部は、物体からの光を、撮像光学系3を介して撮像素子6の撮像面に結像する光学処理系である。撮像素子6から、ピント評価量/適当な露光量の信号が得られる。この信号に基づいて適切に撮像光学系3を調整することにより、撮像素子6近傍で被写体像が結像し、適切な光量の物体光が撮像素子6に対して露光される。シャッタ機構16は、シャッタ後幕を走行させることで撮像素子6に被写体像が届くか否かを制御する。シャッタ機構16は、少なくとも被写体像を遮るための幕(機械的な後幕)を備えており、露光の完了処理を行う。
The image pickup unit includes an image pickup
また、本実施形態のシャッタ機構16は、シャッタ後幕に加えて、電子先幕のモードを備えている。電子先幕のモードとは、撮像素子6がシャッタ後幕の走行に先だって、ラインごとに電荷をリセットすることによって露光開始のタイミングを制御するモードのことである。電子先幕のモードでは、前述した撮像素子6の電荷リセット(電子先幕)とシャッタ機構16のシャッタ後幕を同期させて動作させることで露出制御を行う。電子先幕に関しては多くの先行技術が開示されているのでこれ以上の詳細は省略する。
Further, the
画像処理部7は、内部にA/D変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有する。画像処理部7は、記録用の画像を生成する。画像処理部7は、色補間処理部を有する。色補間処理部は、ベイヤ配列の信号から色補間(デモザイキング)処理を施して、カラー画像を生成する。画像処理部7は、予め定められた方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮を行う。
The
記録再生部は、記憶部8、表示部9を含む。表示部9は、背面表示装置9a、EVF9bを含む。背面表示装置9aは、タッチパネルになっており、操作検出部10に接続される。操作検出部10が検出するユーザー操作に応じて、撮像装置1の各部の動作を制御することで、静止画および動画の撮影が可能となる。記憶部8は、不揮発メモリを備えており、取得した画像の保持が可能である。
The recording / reproducing unit includes a
制御手段は、カメラシステム制御回路5、操作検出部10、レンズシステム制御回路12、レンズ駆動部13、防振機構14、およびブレ検出部15を含む。レンズ駆動部13は、焦点レンズ17、絞り18、像ブレ補正レンズ19などを駆動することができる。
The control means includes a camera
カメラシステム制御回路5は、外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、カメラシステム制御回路5は、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。そして、不図示のシャッターレリーズボタンの押下を操作検出部10が検出すると、カメラシステム制御回路5は、撮像素子6の駆動、画像処理部7の動作、圧縮処理などを制御する。また、カメラシステム制御回路5は、記憶部8の記録部へ出力を行うとともに、ユーザーに提示する像を表示部9に表示する。さらに、カメラシステム制御回路5は、表示部9によって情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。
The camera
ブレ検出部15は、光軸4周りの回転を含む装置の回転ブレを検知可能であり、振動ジャイロなどを用いることができる。防振機構14は、撮像素子6を光軸4に直交する平面内に並進させるとともに、撮像素子6を光軸4周りに回転させる機構である。防振機構14の具体的な構造については後述する。
The
制御手段による光学系の調整動作について説明する。カメラシステム制御回路5には画像処理部7が接続されており、撮像素子6からの信号を基に適切な焦点位置、絞り値を求める。つまり、カメラシステム制御回路5は、撮像素子6の信号をもとに、測光・測距動作を行い、露出条件(Fナンバーやシャッタ速度等)を決定することで、露出の制御を行う。
The adjustment operation of the optical system by the control means will be described. An
カメラシステム制御回路5は、電気接点11を介してレンズシステム制御回路12に指令を出す。レンズシステム制御回路12は、レンズ駆動部13を適切に制御する。さらに、手ブレ補正を行うモードにおいては、後述する撮像素子6から得られた信号を基に、カメラシステム制御回路5は、レンズ駆動部13を介してブレ補正レンズを適切に制御する。
The camera
カメラシステム制御回路5は、ブレ検出部15からの信号に基づいて、後述する防振機構14を動作させる。ブレ検出部15から目標値の生成および防振機構14の駆動制御は、カメラシステム制御回路5が担っている。つまり、カメラシステム制御回路5は、ブレ補正の制御を行う制御部である。
The camera
防振機構14の制御の流れを簡単に説明する。操作検出部10が、不図示のシャッターレリーズボタンを半分押し下げて撮影予備動作に入る操作(S1)を検出する。撮影予備動作とは、いわゆる構図を定めるエイミング動作である。この時、構図決めを容易にするために、防振機構14を使って防振を行う。すなわち、制御部がブレ検出部15からの信号をもとに、防振機構14に対して適切な制御をすることで防振を実現する。
The flow of control of the
その後、操作検出部10が、シャッターレリーズボタンを完全に押し下げて撮影動作に入る操作(S2)を検出する。この時、露光して取得される被写体像のブレを抑制するために、制御部は、ブレ検出部15からの信号をもとに防振機構14を制御する。露光後一定時間が経過すると防振動作は停止される。
After that, the
次に、塵埃を除去する動作(除塵動作)について説明する。本実施形態では、防振機構14を振動させることによって、除塵動作を行う。防振機構14は、少なくとも1軸以上に撮像素子6を移動させる。本実施形態における防振機構14は、前述のように、撮像素子6を光軸4に直交する平面内に並進させるとともに光軸4周りに回転させる機構である。
Next, the operation of removing dust (dust removal operation) will be described. In the present embodiment, the dust removing operation is performed by vibrating the
図3は、モデル規範型適応制御器のブロック図である。図3を用いて、カメラシステム制御回路5で実現されるモデル規範型適応制御における制御方法(制御工程)を説明する。モデル規範型適応制御は、制御対象の制御特性を規範モデルの制御特性に一致させる制御である。入力61は、目標値である。
FIG. 3 is a block diagram of a model normative adaptive controller. A control method (control process) in the model normative adaptive control realized by the camera
規範モデル62は、制御対象のモデルであり、一般的には、制御対象の特性の中心値などを伝達関数などの数式モデルによって記述される。本実施形態では、規範モデル62のブロックのみを記載しているが、所望の応答が得られるような制御器を含んでも良いし、フィードバックループがあっても良い。
The
規範モデル応答63は、規範モデル62に入力61を与えた場合の応答出力である。規範モデル62は数式モデルである為、実際の制御対象で問題となる個体差や外乱などの要因は発生せず、理想的な応答出力を得ることができる。
The
H(s)64は、規範モデル応答63から操作量を逆算する演算部である。操作量演算部65は、H(s)64で算出した操作量を後述する同定器67の結果によって更に調整する演算部である。
H (s) 64 is a calculation unit that back-calculates the manipulated variable from the
制御対象66は、本提案で制御される制御対象である。制御対象66は例えば、防振機構14である。同定器67は、制御対象66を同定する為の同定器であり、制御対象66を伝達関数などの数式モデルで推定する。制御対象応答68は、制御対象66の応答結果であり、例えば、防振機構14の位置である。以上がモデル規範型適応制御器の説明であるが、その詳細については公知であるので、ここでは記述しない。
The
モデル規範型適応制御器は、規範モデル62で規定した出力に合うように操作量演算部65のパラメータを変更し制御する。よって、制御対象応答68と規範モデル応答63は同じ特性となる。また、規範モデル62で規定した規範モデル応答63に合うように操作量演算部65のパラメータを変更するという特徴があるので、制御対象66に誤差を含んだ場合であっても、制御対象応答の出力特性は変わらない。これに対して、古典制御のPID制御などでは、制御器の特性を個々の制御対象に合わせることはしないので、制御対象の特性が変わると制御系全体の特性が変わることになる。
The model norm type adaptive controller changes and controls the parameters of the manipulated
図2は、振動波形生成を説明するボード線図及び波形のグラフである。
図2には、図3に示したモデル規範型適応制御器を用いて本方式のシミュレーションを行った結果を示す。図2のシミュレーション結果を用いて本方式を説明する。
FIG. 2 is a Bode diagram and a waveform graph illustrating the generation of vibration waveforms.
FIG. 2 shows the results of simulating this method using the model-based adaptive controller shown in FIG. This method will be described using the simulation results of FIG.
除塵動作においては、規範モデル62として、例えば、図2(A)という共振点を持った規範モデルを用いる。また、入力信号として、共振点より高い周波数成分を持つ信号を入力する。ここでは、例えば、図2(B)という矩形波を入力する。矩形波の高調波成分を規範モデル62の特性に則って増幅することにより、規範モデル応答63は、共振点付近で振動するような図2(C)のような応答が得られる。
In the dust removing operation, for example, a normative model having a resonance point shown in FIG. 2A is used as the
前述した通り、操作量演算部65は、規範モデル応答63に合うように調整される。このため、制御対象応答68は、図2(D)に示すように規範モデル応答63と同じ結果が得られる。例えば、制御対象66が防振機構14であった場合、撮像素子6を任意の共振振動で振ることができるため、従来の制御方式より大きな加速度で安定的に振動させることができる。この結果、塵埃が効果的に除去される。
As described above, the manipulated
この時、規範モデル62の共振点より高い周波数成分を持った操作信号を規範モデル62に入力する必要がある。例えば、矩形波であれば、基本波の周波数成分の他に多くの高調波成分が含まれており、当然、規範モデル62で規定した共振周波数の成分も含まれているので、共振振動を発生させることができる。一方、正弦波では、正弦波の繰り返し周期の周波数成分のみであるため、規範モデル62で規定した共振周波数の信号成分がなく、共振振動を発生させることができない。
At this time, it is necessary to input an operation signal having a frequency component higher than the resonance point of the
図4及び図5を用いて、防振動作と除塵動作の切り替えの例を説明する。図4は、防振動作と除塵動作の切り替え方法を示すフローチャートである。図5は、防振動作と除塵動作で設定する規範モデルの特性の例を示すボード線図である。 An example of switching between the vibration isolation operation and the dust removal operation will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a flowchart showing a method of switching between the vibration isolation operation and the dust removal operation. FIG. 5 is a Bode diagram showing an example of the characteristics of the normative model set in the vibration isolation operation and the dust removal operation.
まず、カメラシステム制御回路5は、防振機構14(移動機構)の動作モードを切り替える(S11)。ここで、切り替える動作モードが、防振動作であるか除塵動作であるかを判定する(S12)。動作モードを防振動作に切り替える場合は、規範モデル62を、例えば、図5(A)に示すような規範モデルに設定する(S13)。図5(A)に示す規範モデルを用いた場合、共振振動のない動作(防振動作)を行うことができる。
First, the camera
一方、動作モードを除塵動作に切り替える場合は、規範モデル62を、例えば、図5(B)に示すような規範モデルに設定する(S14)。図5(B)に示す規範モデルを用いた場合、防振機構14に共振振動を発生させ、除塵動作に必要となる大きな加速度を防振機構14に発生させることが可能となる。
On the other hand, when switching the operation mode to the dust removal operation, the
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を説明する。前述と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。第2実施形態では、規範モデル62の周波数特性を変化させることによって、制御対象66の応答の共振周波数や振幅が変化することを説明する。第2実施形態によって、例えば、撮像素子に付着した塵埃の大きさや質量によって、塵埃が落ちやすい振動周波数や振幅で振ることができ、より効果的に塵埃を除去できることを説明する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. The same components as described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the second embodiment, it will be described that the resonance frequency and the amplitude of the response of the controlled
図6〜図8を用いて規範モデル62の共振周波数を変更することで制御対象66の応答が変化することを説明する。図6は、共振点が異なる規範モデルのボード線図である。図6では、共振周波数を、グラフ(a)、グラフ(b)、グラフ(c)ののように設定した場合における、規範モデルの周波数特性の例を示す。図7は、入力波形の例を示すグラフである。図8は、規範モデルの共振点が異なる場合の応答波形を示すグラフである。
It will be described that the response of the controlled
図7に示すような入力61とすると、規範モデル応答63は、前述したように、操作量の高調波成分を規範モデル62の特性に則って増幅する。このため、共振周波数の値によって、制御対象応答68の出力波形の周波数も変わる。よって、制御対象66は、図8(A)(B)(C)のような応答を示す。この時、図6に示す、グラフ(a)、グラフ(b)、グラフ(c)の各規範モデルに対する応答は、図8(A)、図8(B)、図8(C)となる。このように、規範モデル62の共振周波数を変更することで、制御対象66の応答を変化させることができる。すなわち、規範モデル62の共振点を周波数軸の方向に変化させることで、制御対象66たる防振機構14の共振振動を変化させることができる。
Assuming that the
図9を用いて、本実施形態における共振周波数を変化させる例を説明する。図9は、規範モデルの共振周波数の切り替え方法を示すフローチャートである。まず、共振周波数の刻み幅Fstepを設定する(S31)、この設定値は例えば、事前測定の結果から塵埃が落ちやすいものを設定する。例えば、Fstep=17Hz(F0)を設定する。 An example of changing the resonance frequency in the present embodiment will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a flowchart showing a method of switching the resonance frequency of the normative model. First, the step size Fstep of the resonance frequency is set (S31), and this set value is set, for example, one in which dust is easily removed from the result of the preliminary measurement. For example, Fstep = 17 Hz (F0) is set.
また、どの範囲の共振周波数で振動させるのかを設定するため、振動させる共振周波数の最大周波数Fhighと最小周波数Flowを設定する(S32)。この設定値も例えば、事前測定の結果から塵埃が落ちやすいものを設定する。例えば、Flow=22Hz(F1)、Fhigh=80Hz(F2)を設定する。次に、1つの共振周波数での振動持続時間Tを設定する(S33)。例えば、T=1sec(T0)を設定する。ここまでで除塵動作の準備は完了である。 Further, in order to set the range of resonance frequency to vibrate, the maximum frequency High and the minimum frequency Flow of the resonance frequency to be vibrated are set (S32). For example, this set value is set so that dust can easily fall from the result of the preliminary measurement. For example, Flow = 22 Hz (F1) and High = 80 Hz (F2) are set. Next, the vibration duration T at one resonance frequency is set (S33). For example, T = 1 sec (T0) is set. At this point, the preparation for the dust removal operation is complete.
規範モデルの共振周波数Fを、S32で設定したFlow=22Hz(F1)に設定する(S34)。この規範モデルは、例えば、図6に示すグラフ(a)のような特性である。その後、除塵動作を実施する(S35)。振動持続時間Tになるまで同じ共振周波数で除塵動作を継続する(S36)。振動持続時間Tになったら、規範モデルの共振周波数FをS31で設定したFstepずつ上げて振動させる(S37)。例えば、n=1での共振周波数Fは22Hz+17Hz*1となり、図6に示すグラフ(b)のような特性である。これをS32で設定した最大周波数Fhighまで繰り返す(S38)。例えば、Fhigh=80Hzであれば、22Hz+17Hz*3=73Hzまで繰り返す。この時の規範モデルは、例えば、図6に示すグラフ(c)のような特性である。S38の繰り返し条件を完了したら除塵動作を終了する(S39)。ここでは、Fstepごとに増加させる例を示したが、最大周波数から減少させても良いし、予め決定した所定の周波数を順次設定していっても良い。 The resonance frequency F of the normative model is set to Flow = 22 Hz (F1) set in S32 (S34). This normative model has, for example, the characteristics shown in the graph (a) shown in FIG. After that, a dust removing operation is performed (S35). The dust removal operation is continued at the same resonance frequency until the vibration duration T is reached (S36). When the vibration duration T is reached, the resonance frequency F of the normative model is raised by the Fstep set in S31 to vibrate (S37). For example, the resonance frequency F at n = 1 is 22 Hz + 17 Hz * 1, which is a characteristic as shown in the graph (b) shown in FIG. This is repeated up to the maximum frequency High set in S32 (S38). For example, if High = 80Hz, the process is repeated up to 22Hz + 17Hz * 3 = 73Hz. The normative model at this time has, for example, the characteristics shown in the graph (c) shown in FIG. When the repetition condition of S38 is completed, the dust removal operation is terminated (S39). Here, an example of increasing the frequency for each Fstep is shown, but the frequency may be decreased from the maximum frequency, or a predetermined predetermined frequency may be sequentially set.
次に図10〜図12を用いて規範モデル62のゲインを変化させることによって、制御対象66の応答が変化することを説明する。図10は、ゲインが異なる規範モデルのボード線図である。図10では、ゲインを、グラフ(a)、グラフ(b)、グラフ(c)のように設定した場合における、規範モデルの周波数特性の例を示す。
Next, it will be described that the response of the controlled
図11に示すような入力61とすると、規範モデル応答63は、前述したように操作量の高調波成分を規範モデル62の特性に則って増幅する。このため、ゲインの値によって、制御対象応答68の出力波形の振幅も変わる。よって制御対象66は、図12(A)(B)(C)のような応答を示す。この時、図10に示す、グラフ(a)、グラフ(b)、グラフ(c)の各規範モデルに対する応答は、図12(A)、図12(B)、図12(C)となる。このように、規範モデル62のゲインを変更することで制御対象66の応答を変化させることができる。すなわち、規範モデル62のゲインを変化させることで、制御対象66たる防振機構14の共振振動を変化させることができる。
Assuming that the
図13は、規範モデルのゲインの切り替え方法を示すフローチャートである。まず、ゲインの刻み幅Astepを設定する(S51)。この設定値は、例えば、事前測定の結果から塵埃が落ちやすいものを設定する。例えば、Astep=2dB(A0)を設定する。 FIG. 13 is a flowchart showing a method of switching the gain of the normative model. First, the step size step of the gain is set (S51). For this set value, for example, a value that allows dust to easily fall from the result of the preliminary measurement is set. For example, Step = 2 dB (A0) is set.
また、どの範囲のゲインで振動させるのかを設定するため、規範モデル62のゲインの最大Ahighと最小Alowを設定する(S52)。この設定値も例えば、事前測定の結果から塵埃が落ちやすいものを設定する。この設定値も例えば、事前測定の結果から塵埃が落ちやすいものを設定する。例えば、Alow=8dB(A1)、Ahigh=12dB(A2)を設定する。次に、1つの設定ゲインでの振動持続時間Tを設定する(S53)。例えば、T=1sec(T0)を設定する。ここまでで除塵動作の準備は完了である。
Further, in order to set the range of gain to vibrate, the maximum gain and the minimum gain of the gain of the
規範モデルのゲインAを、S52で設定したAlow=8dBに設定する(S54)。この規範モデルは、例えば、図10に示すグラフ(a)のような特性である。その後、除塵動作を実施する(S55)。振動持続時間Tになるまで同じゲインで除塵動作を継続する(S56)。振動持続時間Tになったら、規範モデルのゲインAをS51で設定したAstepずつ上げて振動させる(S57)。例えば、n=1でのゲインAは8dB+2dB*1となり、図10に示すグラフ(b)のような特性である。これをS52で設定した最大ゲインAhighまで繰り返す(S58)。例えば、Ahigh=12dBであれば、8dB+2dB*2=12dBまで繰り返す。この時の規範モデルは、例えば、図10に示すグラフ(c)のような特性である。S58の繰り返し条件を完了したら除塵動作を終了する(S59)。ここでは、Astepごとに増加させる例を示したが、最大ゲインから減少させても良いし、予め決定した所定のゲインを順次設定していっても良い。 The gain A of the normative model is set to Allow = 8 dB set in S52 (S54). This normative model has, for example, the characteristics shown in the graph (a) shown in FIG. After that, a dust removing operation is performed (S55). The dust removal operation is continued with the same gain until the vibration duration T is reached (S56). When the vibration duration T is reached, the gain A of the normative model is increased by the Astep set in S51 to vibrate (S57). For example, the gain A at n = 1 is 8 dB + 2 dB * 1, which is a characteristic as shown in the graph (b) shown in FIG. This is repeated up to the maximum gain Ahigh set in S52 (S58). For example, if Ahigh = 12 dB, the process is repeated up to 8 dB + 2 dB * 2 = 12 dB. The normative model at this time has, for example, the characteristics shown in the graph (c) shown in FIG. When the repetition condition of S58 is completed, the dust removal operation is terminated (S59). Here, an example of increasing the gain for each step is shown, but the gain may be decreased from the maximum gain, or a predetermined gain may be sequentially set.
以上のように、規範モデル62の周波数特性を変化させることによって、任意の振動周波数や振幅で振ることができる。これらの効果により、例えば、撮像素子に付着した塵埃の大きさや質量によって、塵埃が落ちやすい振動周波数や振幅で振ることができ、より効果的に塵埃を除去できる。
As described above, by changing the frequency characteristic of the
第2実施形態では共振周波数とゲインを別々に変更していく例を示したが、これに限るものではなく、同時に変更しても構わない。また、事前測定の結果とは1つの代表的な値を測定するのであって、個別に測定するわけではない。本実施形態の事前測定とは例えば、撮像素子6に塵埃を付着させ、各周波数およびゲインで振ることによって、予め落ちやすい周波数およびゲインの値を測定するなどである。
In the second embodiment, an example in which the resonance frequency and the gain are changed separately is shown, but the present invention is not limited to this, and the resonance frequency and the gain may be changed at the same time. Further, the result of the pre-measurement is to measure one representative value, not individually. The pre-measurement of the present embodiment is, for example, measuring the value of the frequency and the gain that are easily dropped by adhering dust to the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を説明する。前述と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。第3実施形態では、モデル規範型適応制御器の同定器67の同定状態によって、入力61を制限する方法を説明する。第3実施形態によって、例えば、制御対象66の同定が不十分な場合に、防振機構14のストロークエンドに当たるといった問題点を改善できることを説明する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. The same components as described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the third embodiment, a method of limiting the
図14は、同定結果によって目標位置を制限する方法を示すフローチャートである。具体的には、モデル規範型適応制御器の同定器67の同定状態によって、入力61を制限する方法の例である。
FIG. 14 is a flowchart showing a method of limiting the target position by the identification result. Specifically, it is an example of a method of limiting the
まず、防振機構14の位置と、同定結果から推定される位置との推定誤差εの許容範囲である許容誤差ε0を設定する(S71)。推定誤差εが小さいほど同定器は制御対象をよく推定できているということである。また、目標位置uと目標位置リミットulを設定する(S72)。目標位置リミットulは、例えば、事前測定の結果から防振機構14のストロークエンドに当たらない値を設定する。
First, the permissible error ε0, which is the permissible range of the estimation error ε between the position of the
次に、目標位置uが目標位置リミットulの値より大きいか否かを判定する(S73)。ここで、目標位置uが目標位置リミットulの値より小さければ、目標位置uを入力61として設定する(S76)。一方、目標位置uが目標位置リミットulの値より大きければ、推定誤差εと許容誤差ε0を比較する(S74)。εの方が大きい場合は、目標位置uを目標位置リミットulの値に変更する(S75)。以上のプロセスで決定された目標位置uを入力61として、防振機構14を駆動する(S76)。なお、このフローは防振機構14を動作させている時は常に実施している。
Next, it is determined whether or not the target position u is larger than the value of the target position limit ul (S73). Here, if the target position u is smaller than the value of the target position limit ul, the target position u is set as the input 61 (S76). On the other hand, if the target position u is larger than the value of the target position limit ul, the estimation error ε and the permissible error ε0 are compared (S74). If ε is larger, the target position u is changed to the value of the target position limit ul (S75). The
以上のように、モデル規範型適応制御器の同定器67の同定状態によって、入力61の範囲(入力範囲)を制限するように決定することによって、制御対象66の同定が不十分な場合に、防振機構14のストロークエンドに当たるといった問題点を改善できる。ここでは目標位置リミットulは固定値として説明したが、例えば、推定誤差εの逆数に応じて徐々に目標位置リミットulを大きくする方法や、事前測定の結果から経過時間に応じて目標位置リミットulを大きくする方法などにより、変動値を用いても良い。事前測定の結果とは1つの代表的な値を測定するのであって、個別に測定するわけではない。
As described above, when the identification of the
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
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、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
1 撮像装置
5 カメラシステム制御回路
6 撮像素子
14 防振機構
62 規範モデル
66 制御対象
1
Claims (8)
前記撮像素子を移動させる移動機構と、
制御対象たる前記移動機構の制御特性を規範モデルの制御特性に一致させるモデル規範型適応制御を行う制御部と、を有する撮像装置であって、
前記規範モデルは、共振点を有し、
前記制御部は、前記規範モデルで規定した前記共振点より高い周波数成分を持った操作信号を前記規範モデルに入力することで、前記移動機構を共振振動させ、前記撮像素子を振動させる
ことを特徴とする撮像装置。 An image pickup unit that captures a subject with an image sensor,
A moving mechanism for moving the image sensor and
An image pickup apparatus having a control unit that performs model normative adaptive control that matches the control characteristics of the movement mechanism to be controlled with the control characteristics of the normative model.
The normative model has a resonant point and
The control unit is characterized in that by inputting an operation signal having a frequency component higher than the resonance point defined in the reference model into the reference model, the movement mechanism is resonantly vibrated and the image pickup element is vibrated. Image sensor.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes the resonance vibration of the moving mechanism by changing the resonance point of the normative model.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The first or second aspect of the present invention, wherein the control unit sequentially resonates and vibrates the moving mechanism by one or a plurality of predetermined frequencies of the resonance frequency of the normative model to vibrate the image pickup element. Imaging device.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit changes the resonance vibration of the moving mechanism by changing the gain of the normative model.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の撮像装置。 Any of claims 1 to 4, wherein the control unit sequentially causes the moving mechanism to resonate and vibrate the gain of the normative model by one or a plurality of predetermined gains to vibrate the image pickup device. The image pickup device according to item 1.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の撮像装置。 The invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit determines an input range in the model normative adaptive control according to an estimation error of the identifyr in the model normative adaptive control. Imaging device.
制御対象たる前記移動機構の制御特性を規範モデルの制御特性に一致させるモデル規範型適応制御を行う制御工程を有し、
前記規範モデルは、共振点を有し、
前記制御工程において、前記規範モデルで規定した前記共振点より高い周波数成分を持った操作信号を前記規範モデルに入力する制御を行うことで、前記移動機構を共振振動させ、前記撮像素子を振動させる
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。 It is a control method of an image pickup apparatus having an image pickup unit that images a subject by an image pickup element and a moving mechanism that moves the image pickup element.
It has a control process that performs model normative adaptive control that matches the control characteristics of the movement mechanism to be controlled with the control characteristics of the norm model.
The normative model has a resonant point and
In the control step, by controlling the input of an operation signal having a frequency component higher than the resonance point specified in the reference model to the reference model, the movement mechanism is resonantly vibrated and the image pickup element is vibrated. A control method for an image pickup device, characterized in that.
A program comprising causing a computer to execute the control method of the image pickup apparatus according to claim 7.
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