JP4668041B2

JP4668041B2 - 駆動制御装置、携帯光学機器、及び駆動制御方法

Info

Publication number: JP4668041B2
Application number: JP2005336229A
Authority: JP
Inventors: 眞秋葉; 秀夫吉田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: JP2007140295A

Description

本発明は、電気機械変換素子を用いた駆動制御装置、携帯光学機器、及び駆動制御方法に関する。

従来、圧電素子を用いたアクチュエータが種々提案されている。例えば、カメラのレンズのフォーカス駆動のための圧電素子を用いたアクチュエータも提案されている（下記の特許文献３参照）。かかるアクチュエータでは、所定方向に沿った圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう該圧電素子への駆動パルスの供給を制御して該圧電素子を伸縮させることで、レンズ駆動用の軸部材を上記所定方向に沿って振動させ、該軸部材に摩擦係合したレンズを上記所定方向に沿って微小に移動させるのが一般的である。

ところが、上記のアクチュエータでは、所定方向に沿った圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう該圧電素子を伸縮させることで、軸部材を上記所定方向に沿って振動させ、該軸部材に摩擦係合したレンズを微小に移動させていたため、駆動パルス数に比例した距離だけレンズを移動させることは困難であった。

かかる問題点を踏まえ、下記特許文献１には、レンズのフォーカス駆動の精度を向上させるべく、レンズの移動量を検出し該レンズの移動速度を求め、該レンズの移動速度が予め定められた目標速度となるよう、レンズの駆動のための駆動パルスの供給停止時間を制御する技術が開示されている。
特開平１１−３５６０７０号公報特開２００４−７７９５９号公報特許２６３３０６６号公報

しかしながら、レンズのフォーカス駆動を実行する場合の駆動条件を詳細に規定することはフォーカス駆動の実行に要する駆動時間の短縮のために不可欠であるが、特許文献１には、この駆動条件については規定されていない。また、特許文献２に記載の焦点調節方法では、１度のシャッタボタンの押下毎に、レンズの駆動範囲が広範囲にわたるフォーカス駆動が必ず２度実行されるため、フォーカス駆動の実行に要する駆動時間の短縮化は困難である。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、レンズのフォーカス駆動の実行に要する駆動時間を短縮することができる駆動制御装置、携帯光学機器、及び駆動制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る駆動制御装置は、所定方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、所定方向における電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、電気機械変換素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部と、を備え、駆動パルス制御部が、所定方向に沿った電気機械変換素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう駆動パルスの供給を制御して電気機械変換素子を伸縮させることで、駆動部材を所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合しレンズを含んで構成される被駆動部材を所定方向に沿って移動させる駆動制御装置であって、駆動パルス制御部は、レンズの焦点合わせ動作の開始前に、該焦点合わせ動作での被駆動部材の駆動方向とは逆方向について、規定の移動距離だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定手段と、逆方向について、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数と被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、レンズの焦点合わせ動作のために、該被駆動部材を駆動方向に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、該レンズを介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値を測定するＡＦ評価値測定手段と、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値測定手段による再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数を、補正係数算出手段により算出された補正係数に基づいて、補正して再測定用パルス数を得る補正手段と、被写体の輝度を計測する測光手段と、ＡＦ評価値測定手段による直前の測定が成功した場合であり、且つ、ＡＦ評価値測定手段による直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間内である場合であり、且つ、当該測定成功時に得られたＡＦ評価値の変化が第一の所定範囲内であるという第一の条件と、当該測定成功時に測光手段による計測で得られた輝度の変化が第二の所定範囲内であるという第二の条件とのうち両方又は一方が充足される場合、ＡＦ評価値測定手段による測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、補正手段による補正で得られた再測定用パルス数に基づいて、被駆動部材を逆方向へ戻すよう駆動パルスの供給を制御する移動制御手段と、を含んで構成され、移動制御手段により被駆動部材が逆方向へ戻された後に、ＡＦ評価値測定手段は、被駆動部材が当該戻された位置から所定のＡＦ評価値の測定を再度行うことを特徴とする。

また、本発明に係る駆動制御方法は、所定方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、所定方向における電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、電気機械変換素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部と、を備えた駆動制御装置にて、駆動パルス制御部によって、所定方向に沿った電気機械変換素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう駆動パルスの供給を制御して電気機械変換素子を伸縮させることで、駆動部材を所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合しレンズを含んで構成される被駆動部材を所定方向に沿って移動させる駆動制御方法であって、駆動パルス制御部が、レンズの焦点合わせ動作の開始前に、該焦点合わせ動作での被駆動部材の駆動方向とは逆方向について、規定の移動距離だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定ステップと、駆動パルス制御部が、逆方向について、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数と被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出ステップと、駆動パルス制御部が、レンズの焦点合わせ動作のために、該被駆動部材を駆動方向に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、該レンズを介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値を測定するＡＦ評価値測定ステップと、駆動パルス制御部が、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値の再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数を、補正係数算出ステップにて算出された補正係数に基づいて、補正して再測定用パルス数を得る補正ステップと、被写体の輝度を計測する測光ステップと、ＡＦ評価値測定ステップでの直前の測定が成功した場合であり、且つ、ＡＦ評価値測定ステップでの直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間内である場合であり、且つ、当該測定成功時に得られたＡＦ評価値の変化が第一の所定範囲内であるという第一の条件と、当該測定成功時の測光ステップでの計測で得られた輝度の変化が第二の所定範囲内であるという第二の条件とのうち両方又は一方が充足される場合、駆動パルス制御部が、ＡＦ評価値測定ステップでの測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、補正ステップにて得られた再測定用パルス数に基づいて、被駆動部材を逆方向へ戻すよう駆動パルスの供給を制御する移動制御ステップと、駆動パルス制御部が、移動制御ステップにて被駆動部材が逆方向へ戻された後に、被駆動部材が当該戻された位置から所定のＡＦ評価値の測定を再度行う再測定ステップと、を有することを特徴とする。

なお、上記の「ＡＦ評価値」とは、例えば、レンズを介して撮像された画像より得られるコントラスト値のように、レンズの焦点合わせ動作にて用いられる評価値を意味し、該ＡＦ評価値が高いほど、ピントの合った度合いが高いと評価される。

上記の本発明に係る駆動制御装置又は駆動制御方法によれば、レンズの焦点合わせ動作の開始前に、駆動パルス制御部が、該焦点合わせ動作での被駆動部材の駆動方向とは逆方向について、規定の移動距離だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定し、該逆方向について、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数と被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する。そして、駆動パルス制御部が、レンズの焦点合わせ動作のために、該被駆動部材を駆動方向に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、該レンズを介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値を測定する。そして、駆動パルス制御部が、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値の再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数を、駆動パルス制御部により算出された補正係数に基づいて、補正して再測定用パルス数を得る。そして、駆動パルス制御部が、被写体の輝度を計測する。ここで、ＡＦ評価値測定ステップでの直前の測定が成功した場合であり、且つ、ＡＦ評価値測定ステップでの直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間内である場合であり、且つ、当該測定成功時に得られたＡＦ評価値の変化が第一の所定範囲内であるという第一の条件と、当該測定成功時の測光ステップでの計測で得られた輝度の変化が第二の所定範囲内であるという第二の条件とのうち両方又は一方が充足される場合、駆動パルス制御部が、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、前述の再測定用パルス数に基づいて、被駆動部材を逆方向へ戻すよう駆動パルスの供給を制御する。そして、駆動パルス制御部が、被駆動部材が逆方向へ戻された後に、被駆動部材が当該戻された位置から所定のＡＦ評価値の測定を再度行う。

このように本発明では、被駆動部材は、ＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、再測定用パルス数に基づいて、逆方向へ戻される。そして、被駆動部材が当該戻された位置から、所定のＡＦ評価値の測定が再度行われる。これにより、被駆動部材を、焦点合わせ動作の開始位置まで戻す場合よりも、被駆動部材の駆動範囲を狭くすることができるため、被駆動部材のフォーカス駆動の実行に要する駆動時間を、短縮することができる。

なお、例えばカメラ付き携帯電話端末のような携帯光学機器が、前述の駆動制御装置を含むのも望ましい。これにより、このような携帯光学機器においても、被駆動部材のフォーカス駆動の実行に要する駆動時間が短縮されるため、このような携帯光学機器の利便性が高まる。

本発明によれば、被駆動部材のフォーカス駆動の実行に要する駆動時間を短縮することができる。

以下、図１乃至図５を参照して本発明に係る実施形態について説明する。

［駆動制御装置の概略構成］
図１には、本発明に係る駆動制御装置２０の一例の分解斜視図を示す。図１において、駆動制御装置２０は、レンズ２１（図２）を内蔵した鏡筒１と、鏡筒１を支持するとともにレンズ２１の光軸方向に沿って鏡筒１を案内するガイドバー３とを含んで構成される。鏡筒１の左側の突部１ａの孔１ｂと突部１ｃの孔１ｄには鏡筒１を支持するとともに鏡筒１を軸方向移動させる鏡筒支持部材兼駆動棒１７が挿入されており、該駆動棒１７（以下「駆動棒」と略記する）は駆動棒支持部材１３に形成された第１の直立部１３ａの孔１３ｂ及び第２の直立部１３ｃの孔１３ｄに軸方向移動可能に挿入されている。また、駆動棒１７は該駆動棒支持部材１３の第２の直立部１３ｃよりも更に後方に突出しており、該駆動棒の後端は該駆動棒支持部材１３の第３の直立部１３ｅに後端を固着された圧電素子１２の前端に固定されている。

鏡筒１の突部１ａ及び１ｃの下面には鉛直なネジ孔が形成され、それぞれのネジ孔の位置と一致するバカ孔１４ａ及び１４ｂを両端に有した長方形の板バネ１４がビス１５及び１６によって突部１ａ及び１ｃの下面に駆動棒１７と平行に取付けられている。板バネ１４の中央には上向きに突出した屈曲部１４ｃが形成され、この屈曲部１４ｃは突部１ａと１ｃとの中間位置において駆動棒１７の下面に圧接されている。このため突部１ａの孔１ｂ及び突部１ｃの孔１ｄのそれぞれの中で駆動棒１７が上の方へ片寄せされ、孔１ｂ及び１ｄのそれぞれの上側の内周面に駆動棒１７の上側の外周面が板バネ１４の弾発力により圧接されている。従って、孔１ｂ及び１ｄと駆動棒１７との摩擦力及び屈曲部１４ｃと駆動棒１７の摩擦力以下の軸方向力が駆動棒１７に加えられた時には鏡筒１と駆動棒１７とは一体となって動くが、該摩擦力以上の軸方向力が駆動棒１７に加わった時には駆動棒１７のみが軸方向に移動可能となる。なお、ｗ１及びｗ２は圧電素子１２に給電するためのリード線である。

次に、駆動棒１７と鏡筒１を摩擦係合する板バネ１４の作用について説明する。摩擦力を安定して発生させ、板バネ１４による弾性力が鏡筒１の変位方向に作用しないようにするために板バネ１４の弾性力は駆動棒１７に略垂直に加わるようになされている。更に圧電素子１２の伸縮により、板バネ１４が圧電素子１２の伸縮方向に弾性変形すると駆動棒１７と鏡筒１との摩擦力が変化し、更に鏡筒１の変位方向に弾性力が作用し、鏡筒１の変位が不安定になる。これを防ぐため、板バネ１４は圧電素子１２の伸縮方向と平行な平面部を有し、この方向には大きな剛性を有するようになされている。

［駆動制御装置の機能的構成］
図２には駆動制御装置２０に関する機能ブロック図を示す。図２に示すように、駆動制御装置２０は、図１の鏡筒１に内蔵されたレンズ２１と、レンズ２１を介して画像を撮像する撮像素子２２と、撮像素子２２による撮像で得られた画像データに対し所定の画像処理を行い当該画像処理後の画像データを後述のＡＦ評価値測定手段３４及び測光手段３５へ出力する画像処理手段２３と、レンズ２１の位置を光軸方向に沿って調整するための駆動棒１７と、駆動棒１７に連結され該駆動棒１７を光軸方向に沿って移動させる作用を持つ圧電素子１２と、圧電素子１２への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部３０とを備えている。このうち駆動パルス制御部３０は、光軸方向に沿った圧電素子１２の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう駆動パルスの供給を制御して圧電素子１２を伸縮させることで、駆動棒１７を光軸方向に沿って振動させ、駆動棒１７に摩擦係合しレンズ２１を含んで構成された鏡筒１（及び内蔵されたレンズ２１）を、光軸方向に沿って被写体に近づく方向（以下「Ｎ方向」という）及び被写体から遠ざかる方向（以下「ＩＮＦ方向」という）に移動させる。

また、駆動パルス制御部３０は、従来より知られたフォトインタラプタ（不図示）を備え該フォトインタラプタからの出力信号（以下「ＰＩ出力」という。）に基づいてレンズ２１の位置を検出するポジションセンサ３２を備えている。ＰＩ出力は、一例として図３に示すようにＨ区間であるＡ領域及びＤ領域と、Ｌ区間であるＢ領域及びＣ領域とを含んだグラフで表される。ポジションセンサ３２は、レンズ２１の焦点合わせ動作の開始前に、該焦点合わせ動作でのレンズ２１の駆動方向（ここでは図３のＮ方向）と、駆動方向とは逆方向（即ち、ＩＮＦ方向）のそれぞれについて、図３のＡ領域に相当するパルス数（規定の距離だけレンズ２１を実際に移動させるに要したパルス数、以下「実駆動パルス数」という）を測定する実駆動パルス数測定手段としての機能を有する。

その他、駆動パルス制御部３０は、ＥＥＰＲＯＭ３６と、補正係数算出手段３３と、ＡＦ評価値測定手段３４と、補正手段３７と、移動制御手段３１と、測光手段３５とを備える。ＥＥＰＲＯＭ３６は、後述の補正係数Ｍ算出のための基準パルス数Ｅや、レンズ２１を後述のＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値の再測定の開始位置まで逆方向又は駆動方向へ戻す移動パルス数Ｌなどのさまざまな規定値を予め記憶している。補正係数算出手段３３は、逆方向又は駆動方向について、測定で得られた実駆動パルス数Ｄと予め定めた基準パルス数Ｅとに基づいて、駆動パルス数とレンズ２１の移動距離との関係を補正するための補正係数Ｍを算出する。ＡＦ評価値測定手段３４は、レンズ２１の焦点合わせ動作のために、レンズ２１を所定の駆動方向又は逆方向に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、レンズ２１を介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値（ここではコントラスト値）を測定する。さらに、ＡＦ評価値測定手段３４は、後述の移動制御手段３１によりレンズ２１が逆方向又は駆動方向へ戻された後に、レンズ２１が当該戻された位置から測定を再度行う。補正手段３７は、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値測定手段３４による再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数Ｌを、算出された補正係数Ｍに基づいて、補正して再測定用パルス数Ｋを得る。移動制御手段３１は、所定の条件が満たされる場合（即ち、ＡＦ評価値測定手段３４による直前の測定が成功した場合であり、且つ、ＡＦ評価値測定手段３４による直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間内である場合であり、且つ、この測定成功時に得られたＡＦ評価値の変化が第一の所定範囲内であるという第一の条件と、当該測定成功時に測光手段３５による計測で得られた輝度の変化が第二の所定範囲内であるという第二の条件とのうち両方又は一方が充足される場合）、ＡＦ評価値測定手段３４による測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、補正手段３７による補正で得られた再測定用パルス数Ｋに基づいて、レンズ２１を逆方向又は駆動方向へ戻すよう駆動パルスの圧電素子１２への供給を制御する。測光手段３５は、被写体の輝度を計測する。

［駆動制御装置における処理動作］
以下、駆動制御装置２０における処理動作を説明する。図４には基本の処理動作を示す。この図４に示すように、まずはステップＳ１にて、移動制御手段３１は、上記した所定の条件が満たされているか否かを判定する。この上記した所定の条件が満たされていれば、ステップＳ２１へ進む。一方、直前の測定時において測定が失敗（測定エラーの発生）していた場合や、直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間を越えていた場合や、ＡＦ検波情報や輝度情報に変化があったために、直前の測定成功時に得られたＡＦ評価値が所定範囲を超えるほど変化するとともに、この測定成功時に得られた輝度が所定範囲を超えるほど変化していたりしていた場合、この所定の条件は満たされていないので、ステップＳ１１へ進む。

図４においてステップＳ１１では、ポジションセンサ３２が、レンズ２１の焦点合わせ動作の開始前に、Ｎ方向及びＩＮＦ方向のそれぞれについて、図３のＡ領域に相当する実駆動パルス数を測定する。つまり、ポジションセンサ３２が、図３のＡ領域について最初にＮ方向の実駆動パルス数を測定し、次にＡ領域についてＩＮＦ方向の実駆動パルス数を測定する。

具体的には、図３に示すように、当該時点のポジションセンサ３２の被測定位置がＰＩ出力におけるＡ領域内に相当する場合、駆動パルス制御部３０は、レンズ２１をＮ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始し、ポジションセンサ３２によりＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＣ領域への切替り）を検出したら、その立ち下がり位置から所定パルス（例えば１０パルス）だけ駆動パルスを供給した時点で供給を停止する。その後、駆動パルス制御部３０は、レンズ２１をＩＮＦ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始し、ポジションセンサ３２によりＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＢ領域への切替り）を検出したら、その立ち下がり位置から所定パルス（例えば１０パルス）だけ駆動パルスを供給した時点で供給を停止する。次に、駆動パルス制御部３０はレンズ２１をＮ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始し、ポジションセンサ３２は、ＰＩ出力におけるＬからＨへの立ち上がり（Ｂ領域からＡ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを開始し、その後、ＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＣ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを終了する。このようにしてＮ方向の実駆動パルス数Ｄが測定される。同様に、駆動パルス制御部３０がレンズ２１をＩＮＦ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始した後、ポジションセンサ３２は、ＰＩ出力におけるＬからＨへの立ち上がり（Ｃ領域からＡ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを開始し、その後、ＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＢ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを終了する。このようにしてＩＮＦ方向の実駆動パルス数Ｄが測定される。

図４において次のステップＳ１２では、補正係数算出手段３３が、常温正姿勢で予め求められたＩＮＦ方向及びＮ方向の基準パルス数ＥをＥＥＰＲＯＭ３６から読み出し、次のステップＳ１３では、補正係数算出手段３３が、以下の式（１）と、ＩＮＦ方向の実駆動パルス数Ｄと、ＩＮＦ方向の基準パルス数Ｅとに基づいて、駆動パルス数とレンズ２１の移動距離との関係を補正するためのＩＮＦ方向の補正係数Ｍを算出する。同様に、補正係数算出手段３３が、以下の式（１）と、Ｎ方向の実駆動パルス数Ｄと、Ｎ方向の基準パルス数Ｅとに基づいて、駆動パルス数とレンズ２１の移動距離との関係を補正するためのＮ方向の補正係数Ｍを算出する。
Ｍ＝Ｄ／Ｅ・・・（１）

次のステップＳ１４では、ＡＦ評価値測定手段３４が、レンズ２１の焦点合わせ動作のために、レンズ２１を所定の駆動方向（即ち、Ｎ方向）に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、レンズ２１を介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値（ここではコントラスト値）を測定する。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＮ方向の補正係数Ｍが用いられる。

図４においてステップＳ２１では、補正手段３７が、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値測定手段３４による再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数Ｌ（即ち、レンズ２１を逆方向（即ち、ＩＮＦ方向）へ戻すパルス数）をＥＥＰＲＯＭ３６から読み出し、以下の式（２）と、算出されたＩＮＦ方向の補正係数Ｍとに基づいて、移動パルス数Ｌを補正して再測定用パルス数Ｋを得る。
Ｋ＝Ｌ×Ｍ・・・（２）

そして、次のステップＳ２２では、移動制御手段３１が、Ｓ５で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、前述の再測定用パルス数Ｋに基づいて、レンズ２１を逆方向（即ち、ＩＮＦ方向）へ戻すよう駆動パルスの圧電素子１２への供給を制御する。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＩＮＦ方向の補正係数Ｍが用いられる。そして、ステップＳ２３では、ＡＦ評価値測定手段３４が、レンズ２１が当該戻された位置から測定を再度行う。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＮ方向の補正係数Ｍが用いられる。

これにより、レンズ２１は、ＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、再測定用パルス数Ｋに基づいて、逆方向（即ち、ＩＮＦ方向）へ戻される。そして、レンズ２１が当該戻された位置から、所定のＡＦ評価値の測定が再度行われる。このため、レンズ２１を、焦点合わせ動作の開始位置まで戻す場合よりも、再測定用パルス数Ｋに基づいて逆方向（即ち、ＩＮＦ方向）へ戻す方が、移動距離が短く、レンズ２１の駆動範囲を狭くすることができる。この結果、レンズ２１のフォーカス駆動の実行に要する駆動時間を、短縮することができる。特に、ＡＦ評価値の最大値が得られた位置が、ＡＦ評価値の再測定の開始位置に近いほど（即ち、Ｐ５がＩＮＦ方向側に近いほど）、移動制御手段３１によって移動されるレンズ２１の移動距離が短くなるため、レンズ２１のフォーカス駆動の実行に要する駆動時間を、より短縮することができる。

なお、図４のステップＳ１１が本発明に係る実駆動パルス数測定ステップに相当し、ステップＳ１２〜Ｓ１３が補正係数算出ステップに相当し、ステップＳ１４がＡＦ評価値測定ステップに相当し、ステップＳ２１が補正ステップに相当し、ステップＳ２２が移動制御ステップに相当し、ステップＳ２３が再測定ステップに相当する。ここで、駆動制御装置２０に電源が投入された直後の時と、電源投入後、最初にレンズ２１のフォーカス駆動が行われる時に、ステップＳ１１が実行されるが、さらにこの後にステップＳ１２〜Ｓ１４が実行されてもよい。なお、駆動制御装置２０に電源が投入された直後は、ＡＦ評価値測定手段３４により測定されるフレーム毎に輝度のバラツキがあるため、このバラツキが安定してから、ステップＳ１１が実行される。

図５に、移動制御手段３１が実行する処理動作によってレンズ２１が移動する方向と、焦点を検出する際の焦点としてのＡＦ評価値との関係を示すグラフを示す。図５（ａ）は、ＡＦ評価値測定手段３４による測定中に最大値が得られた場合を示すグラフであり、図５（ｂ）は、ＡＦ評価値の最大値が、レンズ２１のフォーカス駆動範囲には無い場合を示すグラフである。図５（ａ）に示すように、まず、ＡＦ評価値を測定するために、レンズ２１は、Ｎ方向へＰ１からＰ２に向かって、Ｐ３及びＰ４の順に経由しながら移動する（図４のＳ１４）。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＮ方向の補正係数Ｍが用いられる。なお、レンズ２１のフォーカス駆動範囲は、Ｐ１からＰ２であるとする。ここで、レンズ２１がＰ５に到達した時点で、ＡＦ評価値が下がり始める。このため、Ｐ４が、レンズ２１のフォーカス駆動範囲における、ＡＦ評価値の最大値が得られた位置として検出される。このときに、レンズ２１はＰ５で停止する。そして、焦点を合わせるため、レンズ２１はＰ４へ移動する。次に、上記した所定の条件が満たされている場合、レンズ２１は、ＩＮＦ方向へＰ４からＰ３に向かって移動する（図４のＳ２２）。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＩＮＦ方向の補正係数Ｍが用いられる。Ｐ３は、Ｐ４から、再測定用パルス数Ｋ（＝Ｌ×Ｍ）に基づいて、ＩＮＦ方向へ戻された位置である。即ち、Ｐ３は、ＡＦ評価値測定手段３４によるＡＦ評価値の再測定の開始位置である。次に、レンズ２１は、ＡＦ評価値を再測定するために、Ｐ３からＰ２に向かって、Ｐ４を経由しながらＰ５まで移動する（図４のＳ２３）。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＮ方向の補正係数Ｍが用いられる。そして、再び焦点を合わせるため、レンズ２１は、Ｐ４へ移動する。ここで、上記のステップＳ１３で算出されたＩＮＦ方向の補正係数Ｍが用いられる。なお、焦点を合わせるためにレンズ２１をＰ４まで移動させた後で、移動制御手段３１は、再測定用パルス数Ｋに基づいてレンズ２１をＮ方向へ移動させてもよい。この場合は、この移動が完了した後に、ＡＦ評価値測定手段３４により、レンズ２１をＩＮＦ方向に移動させながら、ＡＦ評価値の測定が行われる。

ここで、上記のそれぞれのＡＦ評価値の測定において、図５（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値の最大値（Ｐ１０）が、レンズ２１のフォーカス駆動範囲には無かった場合は、測定エラーの発生とみなされ、図４のＳ１における条件が満たされなかったと判定される。

なお、例えばカメラ付き携帯電話端末といった携帯光学機器が、駆動制御装置２０を含んでいてもよい。より詳しくは、カメラモジュールと、通信・通話モジュールと、電源モジュールとを含んで構成される携帯光学機器において、このカメラモジュールが駆動制御装置２０を含んでいてもよい。この場合、電源モジュールが、カメラモジュールの電源のオン・オフを制御してもよい。これにより、このような携帯光学機器においても、レンズ２１のフォーカス駆動の実行に要する駆動時間が短縮されるため、このような携帯光学機器を用いて撮影等を行う際の利便性を高めることができる。

本発明に係る駆動制御装置の一例を示す分解斜視図である。駆動制御装置に関する機能ブロック図である。ポジションセンサに含まれるフォトインタラプタからの出力信号を示すグラフである。駆動制御装置における処理動作を示す流れ図である。レンズが移動する方向と、焦点としてのＡＦ評価値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…鏡筒、３…ガイドバー、１２…圧電素子、１３…駆動棒支持部材、１４…板バネ、１５…ビス、１７…駆動棒、２０…駆動制御装置、２１…レンズ、２２…撮像素子、２３…画像処理手段、３０…駆動パルス制御部、３１…移動制御手段、３２…ポジションセンサ、３３…補正係数算出手段、３４…ＡＦ評価値測定手段、３５…測光手段、３６…ＥＥＰＲＯＭ、３７…補正手段。

Claims

所定方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
前記所定方向における前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、
前記電気機械変換素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部と、
を備え、
前記駆動パルス制御部が、前記所定方向に沿った前記電気機械変換素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう前記駆動パルスの供給を制御して前記電気機械変換素子を伸縮させることで、前記駆動部材を前記所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合しレンズを含んで構成される被駆動部材を前記所定方向に沿って移動させる駆動制御装置であって、
前記駆動パルス制御部は、
前記レンズの焦点合わせ動作の開始前に、該焦点合わせ動作での前記被駆動部材の駆動方向とは逆方向について、規定の移動距離だけ前記被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定手段と、
前記逆方向について、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、前記駆動パルス数と前記被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記レンズの焦点合わせ動作のために、該被駆動部材を前記駆動方向に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、該レンズを介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値を測定するＡＦ評価値測定手段と、
測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、前記ＡＦ評価値測定手段による再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数を、前記補正係数算出手段により算出された補正係数に基づいて、補正して再測定用パルス数を得る補正手段と、
被写体の輝度を計測する測光手段と、
前記ＡＦ評価値測定手段による直前の測定が成功した場合であり、且つ、前記ＡＦ評価値測定手段による直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間内である場合であり、且つ、当該測定成功時に得られたＡＦ評価値の変化が第一の所定範囲内であるという第一の条件と、当該測定成功時に前記測光手段による計測で得られた輝度の変化が第二の所定範囲内であるという第二の条件とのうち両方又は一方が充足される場合、前記ＡＦ評価値測定手段による測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、前記補正手段による補正で得られた再測定用パルス数に基づいて、前記被駆動部材を逆方向へ戻すよう前記駆動パルスの供給を制御する移動制御手段と、
を含んで構成され、前記移動制御手段により前記被駆動部材が逆方向へ戻された後に、前記ＡＦ評価値測定手段は、前記被駆動部材が当該戻された位置から前記所定のＡＦ評価値の測定を再度行う駆動制御装置。
請求項１記載の駆動制御装置を含む携帯光学機器。
所定方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
前記所定方向における前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、
前記電気機械変換素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部と、
を備えた駆動制御装置にて、
前記駆動パルス制御部によって、前記所定方向に沿った前記電気機械変換素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう前記駆動パルスの供給を制御して前記電気機械変換素子を伸縮させることで、前記駆動部材を前記所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合しレンズを含んで構成される被駆動部材を前記所定方向に沿って移動させる駆動制御方法であって、
前記駆動パルス制御部が、前記レンズの焦点合わせ動作の開始前に、該焦点合わせ動作での前記被駆動部材の駆動方向とは逆方向について、規定の移動距離だけ前記被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定ステップと、
前記駆動パルス制御部が、前記逆方向について、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、前記駆動パルス数と前記被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記駆動パルス制御部が、前記レンズの焦点合わせ動作のために、該被駆動部材を前記駆動方向に所定駆動パルス数ずつ移動させながら、その都度、該レンズを介して撮像された画像より得られる所定のＡＦ評価値を測定するＡＦ評価値測定ステップと、
前記駆動パルス制御部が、測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、ＡＦ評価値の再測定の開始位置までの移動距離に対応する移動パルス数を、前記補正係数算出ステップにて算出された補正係数に基づいて、補正して再測定用パルス数を得る補正ステップと、
前記駆動パルス制御部が、被写体の輝度を計測する測光ステップと、
前記ＡＦ評価値測定ステップでの直前の測定が成功した場合であり、且つ、前記ＡＦ評価値測定ステップでの直前の測定成功時から経過した経過時間が所定時間内である場合であり、且つ、当該測定成功時に得られたＡＦ評価値の変化が第一の所定範囲内であるという第一の条件と、当該測定成功時の前記測光ステップでの計測で得られた輝度の変化が第二の所定範囲内であるという第二の条件とのうち両方又は一方が充足される場合、前記駆動パルス制御部が、前記ＡＦ評価値測定ステップでの測定で得られたＡＦ評価値の最大値が得られた位置から、前記補正ステップにて得られた再測定用パルス数に基づいて、前記被駆動部材を逆方向へ戻すよう前記駆動パルスの供給を制御する移動制御ステップと、
前記駆動パルス制御部が、前記移動制御ステップにて前記被駆動部材が逆方向へ戻された後に、前記被駆動部材が当該戻された位置から前記所定のＡＦ評価値の測定を再度行う再測定ステップと、
を有する駆動制御方法。