JP4682699B2 - Driving apparatus and driving method - Google Patents
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Description
本発明は、可動部に対して異なる方向から接続する複数のアクチュエータを用いて可動部の駆動を行う駆動技術に関する。 The present invention relates to a driving technique for driving a movable part using a plurality of actuators connected to the movable part from different directions.
形状記憶合金(以下では「SMA」とも称する)は、マルテンサイト変態開始温度以下の温度で外力を受けて塑性変形しても、逆変態終了温度以上の温度に加熱されると記憶された形状(記憶形状)に復元するという特性を有している。このような特性を持つSMAを撮像ユニットの手振れ補正用のアクチュエータとして利用する技術が提案されている(例えば特許文献1)。 A shape memory alloy (hereinafter also referred to as “SMA”) stores a memorized shape when it is heated to a temperature equal to or higher than the reverse transformation end temperature even when subjected to an external force at a temperature equal to or lower than the martensitic transformation start temperature and plastically deformed ( (Memory shape). A technique has been proposed in which SMA having such characteristics is used as an actuator for camera shake correction of an imaging unit (for example, Patent Document 1).
手振れ補正ではアクチュエータの高速応答性が要求されるため、SMAを利用したアクチュエータ(以下では「SMAアクチュエータ」ともいう)を採用する際には、撮像ユニットに対して例えばプッシュプル配置で2本のSMAアクチュエータを接続するのが好ましい。そして、2本のSMAアクチュエータそれぞれに通電し協調したサーボ制御を行うことで、より応答性の向上が図れることとなる。 Since camera shake correction requires high-speed responsiveness of the actuator, when adopting an actuator using SMA (hereinafter also referred to as “SMA actuator”), for example, two SMAs in a push-pull arrangement with respect to the imaging unit. It is preferable to connect an actuator. The responsiveness can be further improved by energizing each of the two SMA actuators to perform coordinated servo control.
しかしながら、上記のように2本のSMAアクチュエータを協調してサーボ制御するだけでは、例えばゼロメソッド方式の手振れ補正時においてユーザがパンニングする場合には不必要な手振れ補正動作が行われることとなり、ユーザに違和感を与えてしまうという問題がある。このような場合、2本のSMAアクチュエータそれぞれを独立に制御すれば上記問題の解決が図れる可能性がある。 However, if the two SMA actuators are only servo-controlled in a coordinated manner as described above, an unnecessary camera shake correction operation is performed when the user pans, for example, at the time of zero method camera shake correction. There is a problem of giving a sense of incongruity. In such a case, if the two SMA actuators are controlled independently, the above problem may be solved.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、可動部に接続する複数のSMAアクチュエータに関して協調制御と独立制御との切替えを適切に行える駆動技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a driving technique capable of appropriately switching between cooperative control and independent control for a plurality of SMA actuators connected to a movable part.
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、可動部に対して異なる方向から接続する2つのアクチュエータを用いて前記可動部の駆動が可能な駆動装置であって、(a)前記可動部の駆動に関する計測値を取得する計測手段と、(b)前記可動部の駆動を制御する制御手段と、を備え、前記2つのアクチュエータそれぞれは形状記憶合金を有し、前記形状記憶合金に通電することで発生する収縮力が、前記異なる方向から前記可動部に対してそれぞれ作用するときの合力によって前記可動部を駆動するアクチュエータとして機能するとともに、前記制御手段は、(b-1)前記可動部の駆動に関する駆動目標値と前記計測値とに係る偏差を協調して低減させる前記収縮力を前記2つのアクチュエータがそれぞれ発生するように、前記2つのアクチュエータそれぞれの形状記憶合金に形状記憶合金の変態温度領域内の、前記偏差に基づいた電流をそれぞれ通電させることによって前記2つのアクチュエータを協調制御する協調制御手段と、(b-2)前記偏差に基づかず、前記駆動目標値に基づいた前記収縮力を前記2つのアクチュエータのそれぞれに発生させる電流を予め導出してそれぞれ通電させることによって前記可動部を特定の位置に保持する第1独立制御と、前記一方のアクチュエータに通電する電流をゼロとし、他方のアクチュエータに所定の電流を通電することによって前記可動部を一方向に移動させる収縮力を発生する第2独立制御とを選択的に実行する独立制御手段と、(b-3)前記協調制御手段による協調制御と、前記独立制御手段による独立制御とを選択的に実行する選択手段とを有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る駆動装置において、前記2つのアクチュエータにより前記可動部を有する撮像手段に係る手振れ補正が可能となっており、前記選択手段は、前記手振れ補正を行う場合には前記協調制御を実行するとともに、前記手振れ補正を行わない場合には前記独立制御を実行する手段を有する。
Further, the invention of
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る駆動装置において、前記選択手段は、前記可動部の可動限界を検出する場合には前記第2独立制御を実行する手段を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the driving apparatus according to the first or second aspect of the present invention , the selection means executes the second independent control when detecting the movable limit of the movable portion. Have
また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記選択手段は、前記2つのアクチュエータそれぞれに関する駆動性能を検査する場合には前記第2独立制御を実行する手段を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the driving device according to any one of the first to third aspects, wherein the selection means is configured to perform the second when the driving performance relating to each of the two actuators is inspected . Means for executing independent control;
また、請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記可動部の駆動について基準位置が定められており、前記選択手段は、前記可動部を前記基準位置に保持する場合には前記第1独立制御を実行する手段を有する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, a reference position is determined for driving the movable portion, and the selection means selects the movable portion. Means for executing the first independent control in the case of holding the reference position.
また、請求項6の発明は、請求項1の発明に係る駆動装置において、前記2つのアクチュエータにより前記可動部を有する撮像手段に係る手振れ補正が可能となっており、前記選択手段は、前記手振れ補正の際において、前記撮像手段に係るパンニングが行われる場合には前記第1独立制御を実行するとともに、前記パンニングが行われない場合には前記協調制御を実行する手段を有する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the drive device according to the first aspect of the present invention, camera shake correction relating to the imaging means having the movable part can be performed by the two actuators, and the selection means When the camera shake correction is performed, the first independent control is executed when panning related to the imaging unit is performed, and the cooperative control is executed when panning is not performed.
また、請求項7の発明は、可動部に対して異なる方向から接続する2つのアクチュエータを用いて前記可動部の駆動を行う方法であって、前記可動部の駆動に関する計測値を取得する計測工程と、前記可動部の駆動を制御する制御工程と、を備え、前記2つのアクチュエータそれぞれは形状記憶合金を有し、前記形状記憶合金に通電することで発生する収縮力が、前記異なる方向から前記可動部に対してそれぞれ作用するときの合力によって前記可動部を駆動するアクチュエータとして機能するとともに、前記制御工程は、前記可動部の駆動に関する駆動目標値と前記計測値とに係る偏差を協調して低減させる前記収縮力を前記2つのアクチュエータがそれぞれ発生するように、前記2つのアクチュエータそれぞれの形状記憶合金に形状記憶合金の変態温度領域内の、前記偏差に基づいた電流をそれぞれ通電させることによって前記2つのアクチュエータを協調制御する協調制御工程と、前記偏差に基づかず、前記駆動目標値に基づいた前記収縮力を前記2つのアクチュエータのそれぞれに発生させる電流を予め導出してそれぞれ通電させることによって前記可動部を特定の位置に保持する第1独立制御と、前記一方のアクチュエータに通電する電流をゼロとし、他方のアクチュエータに所定の電流を通電することによって前記可動部を一方向に移動させる収縮力を発生する第2独立制御とを選択的に実行する独立制御工程と、
前記協調制御工程による協調制御と、前記独立制御工程による独立制御とを選択的に実行する選択工程とを有する。
The invention according to
A selection step of selectively executing the cooperative control by the cooperative control step and the independent control by the independent control step.
上記の課題を解決するため、請求項1ないし請求項7の発明によれば、可動部の駆動に関する駆動目標値と計測値とに係る偏差に基づき複数のアクチュエータそれぞれの形状記憶合金に通電を行って複数のアクチュエータを協調制御すること、上記の偏差に基づかず複数のアクチュエータそれぞれを独立制御することが可能となっており、協調制御と独立制御とを選択的に実行される。その結果、複数のSMAアクチュエータに関して協調制御と独立制御との切替えを適切に行える。 In order to solve the above-described problems, according to the first to seventh aspects of the present invention, the shape memory alloy of each of the plurality of actuators is energized based on the deviation between the drive target value and the measurement value related to the driving of the movable part. Thus, it is possible to cooperatively control a plurality of actuators and to independently control each of the plurality of actuators without being based on the above-described deviation, and cooperative control and independent control are selectively executed. As a result, it is possible to appropriately switch between cooperative control and independent control for a plurality of SMA actuators.
また、請求項2の発明においては、手振れ補正を行う場合には協調制御を実行するとともに、手振れ補正を行わない場合には独立制御を実行するため、協調制御と独立制御との切替えを適切なタイミングで行える。 According to the second aspect of the invention, the cooperative control is executed when the camera shake correction is performed, and the independent control is executed when the camera shake correction is not performed. It can be done at the timing.
また、請求項3の発明においては、可動部の可動限界を検出する場合には独立制御を実行するため、独立制御を適切なタイミングで実施できる。
In the invention of
また、請求項4の発明においては、複数のアクチュエータそれぞれに関する駆動性能を検査する場合には独立制御を実行するため、独立制御を適切なタイミングで実施できる。
In the invention of
また、請求項5の発明においては、可動部を基準位置に保持する場合には独立制御を実行するため、独立制御を適切なタイミングで実施できる。
Further, in the invention of
また、請求項6の発明においては、手振れ補正の際において、撮像手段に係るパンニングが行われる場合には独立制御を実行するとともに、パンニングが行われない場合には協調制御を実行するため、協調制御と独立制御との切替えを適切なタイミングで行える。 Further, in the invention of claim 6 , in the case of camera shake correction, independent control is executed when panning related to the imaging means is performed, and cooperative control is executed when panning is not performed. Switching between control and independent control can be performed at an appropriate timing.
<第1実施形態>
<携帯電話の要部構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る手振れ補正システム10Aが組み込まれた携帯電話1Aを示す側面図である。この携帯電話1Aは、通信機能を有するとともに撮像機能をも有しており、通信装置としてだけでなく撮像装置としても機能する。
<First Embodiment>
<Key phone configuration>
FIG. 1 is a side view showing a mobile phone 1A incorporating a camera
図1に示されるように、携帯電話1Aは、LCD等で構成される表示部71と各種のキーで構成される入力部72とを本体表面に備えている。また、図1の破断部分においては、携帯電話1Aの内部の様子が示されている。この破断部分等に示されるように、携帯電話1Aは、駆動装置として働く手振れ補正システム10Aを内蔵している。
As shown in FIG. 1, the mobile phone 1A includes a
図2は、手振れ補正システム10Aに含まれる要素をより詳細に示す図である。図2に示すように、手振れ補正システム10Aは、略円筒形状の撮像ユニット9Aと、撮像ユニット9Aの外径よりも大きな内径を有する略円筒形状の本体側部材(筐体側部材とも称する)12とを備えている。なお、図2は側面図であるため、撮像ユニット9Aおよび本体側部材12はいずれも図2において直方体形状で示されているが、正面側から見ると撮像ユニット9Aおよび本体側部材12はいずれも略円形状を有している。
FIG. 2 is a diagram showing elements included in the camera
撮像ユニット9Aは、撮影レンズ3と絞り4と撮像素子5とフォーカスアクチュエータ6と絞りアクチュエータ7と揺れ検知センサ8とを備えている。これらの撮影レンズ3と絞り4と撮像素子5とフォーカスアクチュエータ6と絞りアクチュエータ7と揺れ検知センサ8とは、いずれも撮像ユニット9Aに固定されて設けられている。撮影レンズ3は、1枚又は複数のレンズによって構成される。撮影レンズ3を通った被写体の光像(被写体像)は、撮像素子5に結像される。撮像素子5は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群を有しており、例えばRGBの色成分を有する画像信号に光電変換する。撮像素子5としては、例えばCCDあるいはCMOSなどが用いられる。また、フォーカスアクチュエータ6は、撮影レンズ3のフォーカスレンズを移動させることによって被写体を合焦状態にすることが可能であり、絞りアクチュエータ7は、絞り4の羽根を駆動することによって、絞り4の絞り具合を調整することが可能である。また、揺れ検知センサ8は、撮像ユニット9Aに固定され、撮像ユニット9Aの揺れを検知する。
The
本体側部材12は、一端面が開放された略円筒形状を有する部材12a、および部材12aにおける開放面を塞ぐように設けられたカバーガラス12bなどで構成されている。この本体側部材12は、携帯電話1Aの装置本体側に固定される部材であり、詳細には、部材12aが携帯電話の本体に固定されている。また、透光性を有するカバーガラス12bは、外部から撮像ユニット9Aへの異物の進入を防ぐ役割を有するとともに、被写体からの光像を透過させ撮影レンズ3を介して撮像素子5へと導く役割とを有している。
The main
また、手振れ補正システム10Aは、略円柱形状を有する弾性支持部材11aをさらに備えている。弾性支持部材11aは、撮像ユニット9Aと本体側部材12との間に設けられる。弾性支持部材11aの一方の端面は撮像ユニット9Aに固定されるとともに、他方の端面は本体側部材12に固定される。このように、撮像ユニット9Aは、基本的には、弾性支持部材11aによって本体側部材12に固定されている。
The camera
ただし、撮像ユニット9Aは、弾性を有する弾性支持部材11aによって支持されているため、後述する駆動部16による駆動力が付与された場合には、撮像ユニット9Aは、弾性支持部材11aを支点に2次元的な回転運動、具体的にはX軸周りの回転方向(ピッチ方向)に移動すること、およびY軸周りの回転方向(ヨー方向)に移動することが可能である。すなわち、弾性支持部材11aによる保持力よりも大きな力が駆動力として加えられることによって、撮像ユニット9Aは本体側部材12に対して所定の回転軸(X軸に平行な軸およびY軸に平行な軸)を中心に揺動することが可能である。
However, since the
したがって、後述するように、携帯電話1Aの本体が手振れ等によって揺れた場合でも、揺れ検知センサ8により検出された揺れを打ち消す向きに(言い換えれば、検出された揺れと逆向きに)撮像ユニット9Aを移動させることによって、手振れを補正することが可能になる。
Therefore, as will be described later, even when the main body of the mobile phone 1A is shaken by hand shake or the like, the
このように、撮像ユニット9Aは、駆動部16(後述)によって駆動されていないときには本体側部材12に対して固定されている一方で、駆動部16による駆動力が付与されたときには本体側部材12に対して相対移動することが可能となっている。すなわち、撮像ユニット9Aは、適度の強度で支持(保持)されている。
As described above, the
なお、図1および図2においては、XYZ直交座標系を設定している。X軸は水平方向を示し、Y軸は鉛直方向を示し、Z軸はX軸およびY軸の双方に直交する方向を示している。以下、適宜、このXYZ座標系を参照しつつ説明を行う。 In FIGS. 1 and 2, an XYZ orthogonal coordinate system is set. The X axis indicates the horizontal direction, the Y axis indicates the vertical direction, and the Z axis indicates a direction orthogonal to both the X axis and the Y axis. Hereinafter, description will be made with reference to this XYZ coordinate system as appropriate.
<手振れ補正システムの駆動系の詳細>
図2に示すように、手振れ補正システム10Aは、撮像ユニット9Aを駆動するための駆動部16を有している。詳細には、X軸周りの回転方向(ピッチ方向)に撮像ユニット9Aを駆動するためのP駆動アクチュエータ16Pと、Y軸周りの回転方向(ヨー方向)に撮像ユニット9Aを駆動するためのY駆動アクチュエータ16Y(図5参照)とを有している。言い換えれば、P駆動アクチュエータ16Pは撮像ユニット9Aをピッチ方向に回転駆動させることが可能であり、Y駆動アクチュエータ16Yは撮像ユニット9Aをヨー方向に回転駆動させることが可能である。P・Y駆動アクチュエータ16P,16Yを用いて、ピッチ方向およびヨー方向に回転駆動することによって、撮像ユニット9Aの揺れを補正すること、すなわち手振れを補正することが可能になる。これにより、手振れとして例えば1〜10Hz程度の正弦波の揺れを補正できることとなる。
<Details of the drive system of the image stabilization system>
As shown in FIG. 2, the camera
P駆動アクチュエータ16Pは、一対の駆動部材15(15a、15b)を有している。これらの駆動部材15a、15bは、形状記憶合金(SMA)を用いて線状の部材として形成されており、例えば図3に示すSMAの通電電流−変位の特性を有している。すなわち、駆動部材15のSMAは、通電電流が電流値I1になるとオーステナイト変態開始温度に加熱されるため収縮方向への変形が始まるとともに、変態終了温度に加熱される電流値I2に達すると変形が完了する。
The
P駆動アクチュエータ16Pにおける各駆動部材15a、15bの一端は、撮像ユニット9Aの外周面上部に固定され、他端は本体側部材12の上側内面に固定されている。そして、各駆動部材15a、15bは、後述するように、電流印加による発熱量に応じて伸縮し、撮像ユニット9Aをピッチ方向に駆動する。
One end of each
このように、ピッチ方向における撮像ユニット9Aの両端側には、本体側部材12および撮像ユニット9Aの双方に対して固定された駆動部材15a、15bが設けられている。すなわち、撮像ユニット(可動部)9Aに対して異なる方向から接続する複数の駆動部材(アクチュエータ)15a、15bによって撮像ユニット9Aの駆動が可能となっている。
As described above, the
Y駆動アクチュエータ16Yも、P駆動アクチュエータ16Pと同様の構成を有している。図2には示していないが、撮像ユニット9Aをヨー方向に駆動することを可能にするため、Y駆動アクチュエータ16Yは、一対の駆動部材15c、15d(不図示)とを有している。これらの駆動部材15c、15dについては、上記の駆動部材15a、15bと同様の構成を有している。
The
詳細には、駆動部材15cの一端は撮像ユニット9Aの外周面左側(紙面手前側)に固定され、他端は本体側部材12の左側内面に固定されている。また、駆動部材15dの一端は撮像ユニット9Aの外周面右側(紙面奥側)に固定され、他端は本体側部材12の右側内面に固定されている。これらの駆動部材15c、15dは、後述するように、電流印加による発熱量に応じて伸縮し、撮像ユニット9Aをヨー方向に駆動する。
Specifically, one end of the drive member 15 c is fixed to the left side of the outer peripheral surface of the
以下では、P駆動アクチュエータ16Pについての駆動原理について説明する。なお、説明の重複を避けるために省略するが、もう1つのY駆動アクチュエータ16Yについても同様である。
Below, the drive principle about the
図4は、SMAに対する印加電流と撮像ユニット9Aの変位との関係を示す図である。なお、以下の説明では、図5も適宜参照する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the applied current to the SMA and the displacement of the
一方の駆動部材15bのSMA(以下では「SMAb」とも称する)に比較的大きな電流(例えば印加電流の上限値)を印加し他方の駆動部材15aのSMA(以下では「SMAa」とも称する)に電流を印加しないようにする場合を想定する。この場合には、駆動部材15bは加熱されて縮み、駆動部材15aは比較的低い温度となり伸びやすい状態となる。したがって、駆動部材15bの収縮力によって駆動部材15aが伸ばされた状態となる(図5(a))。
A relatively large current (for example, an upper limit value of applied current) is applied to the SMA (hereinafter also referred to as “SMAb”) of one
この状態から、今度は、駆動部材15bのSMAに対する印加電流を減少させ駆動部材15aのSMAに対する印加電流を増加させていく。すると、駆動部材15bが比較的伸びやすい状態になった上で駆動部材15aの収縮力が増加していくため、撮像ユニット9Aが本体側部材12に対して所定の回転軸(例えばX軸に平行な軸RX)を中心に反時計回りに徐々に回転する。そして、或る時点で両駆動部材15a、15bの長さが同一となり、図5(b)に示すように、撮像ユニット9Aは、撮影レンズ3の光軸AXがZ軸に平行となるような、撮像ユニット9Aの駆動についての基準位置(センター位置)に移動する。そして、駆動部材15aのSMAに対する印加電流をさらに増加させるとともに、駆動部材15bの印加電流をさらに減少させると、駆動部材15aがさらに縮み駆動部材15bがさらに伸びるため、図5(c)に示すように、撮像ユニット9Aの入射面側が今度は右上に傾くことになる。
From this state, the current applied to the SMA of the
逆に、図5(c)の状態から、駆動部材15aのSMAに対する印加電流を減少させるとともに、駆動部材15bのSMAに対する印加電流を徐々に増加させていくと、撮像ユニット9Aが本体側部材12に対して時計回りに徐々に回転し、図5(b)の状態を経て、図5(a)の状態へと移行する。
Conversely, from the state of FIG. 5C, when the applied current to the SMA of the driving
したがって、SMAで形成された一対の駆動部材15a、15bに対する印加電流の大きさを制御することによって、撮像ユニット9Aをピッチ方向の正方向および負方向のいずれにも駆動することができる。
Therefore, the
このような駆動系を用いた場合であっても、上記と同様に、撮像ユニット9Aに設けた揺れ検知センサ8によって検出された揺れを打ち消す向きに撮像ユニット9Aを本体側部材12に対して移動させることによって、撮像ユニット(撮像手段)9Aに係る手振れを補正することが可能になる。
Even when such a drive system is used, the
また、手振れ補正用の駆動可能範囲を大きくするため、撮影時においては所定の電流を印加し、撮像ユニット9Aがセンター位置(図5(b)参照)に存在する状態となるようにしておくことが好ましい。
Further, in order to increase the drivable range for camera shake correction, a predetermined current is applied at the time of photographing so that the
なお、図4に示すように、一対のSMAによる撮像ユニット9Aの変位動作においてヒステリシスが存在する場合には、制御系において、このようなヒステリシスを補償するような入力電圧等を定めればよい。
As shown in FIG. 4, when there is hysteresis in the displacement operation of the
図6は、携帯電話1Aにおける撮像処理と手振れ補正とに関する制御系の概要を示す図である。図6に示すように、弾性支持部11aで支持されている撮像ユニット9Aに設けられた揺れ検知センサ8は、撮像ユニット9Aの揺れを検出する。具体的には、揺れ検知センサ8は、ピッチ方向における撮像ユニット9Aの角速度(詳細には、慣性角速度(対地角速度))を検出するジャイロセンサ(P振れ検出ジャイロ)8aと、ヨー方向における撮像ユニット9Aの角速度を検出するジャイロセンサ(Y振れ検出ジャイロ)8bとを有している。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of a control system related to imaging processing and camera shake correction in the mobile phone 1A. As shown in FIG. 6, the shake detection sensor 8 provided in the
揺れ検知センサ8の各ジャイロ8a、8bからの出力信号は、制御部30aに入力され、振れ検出回路30dにおいて増幅されフィルタリング処理が施された上で、撮像ユニット9Aの「揺れ」を示す信号として検出され、デジタル制御部30bに入力される。
Output signals from the
デジタル制御部30bは、マイクロコンピュータで構成されおり、撮像ユニット(可動部)9Aの駆動を制御する。このマイクロコンピュータ内で所定のソフトウエアプログラムが実行されることによって、角度検出部31と目標角度設定部32と現在角度設定部33と最適制御値演算部34と制御値出力部35とを含む各処理部の機能が実現される。なお、角度検出部31と目標角度設定部32と現在角度設定部33と最適制御値演算部34とは、ゼロメソッド制御部30cを構成する。ゼロメソッド制御部30cは、揺れ検知センサ8によって検知される揺れがゼロになるように撮像ユニット9Aを駆動する制御系である。
The digital control unit 30b is configured by a microcomputer and controls driving of the imaging unit (movable unit) 9A. By executing a predetermined software program in the microcomputer, each of the
また、レリーズボタン29は、2段階の押し込み式のボタンとして構成されている。デジタル制御部30bは、シャッタボタン29が半押し状態(状態S1とも称する)にまで押し込まれたときに、AF処理およびAE処理を開始する。また、デジタル制御部30bは、レリーズボタン29がさらに全押し状態(状態S2とも称する)にまで押し込まれたときには、記録用画像を撮影するための露光動作を行う。また、デジタル制御部30bは、全押し状態S2になった時点で(全押し状態S2を検出する信号に応答して)、本撮影指示が入力されたとみなすとともに、手振れ補正制御の開始指示が入力されたものとみなし、後に詳述する手振れ補正制御を開始するものとする。なお、これに限定されず、レリーズボタン29以外の入力操作に応じて、手振れ補正制御を開始するようにしてもよい。また、手振れ補正制御は、撮影開始の指示入力時点だけでなく、撮影準備の開始指示時点(半押し状態S1になった時点)からの開始されるようにしてもよい。
The
シーケンスコントロール部36は、撮像ユニット9Aを用いた撮影動作や手振れ補正動作等のシーケンスをコントロールする。具体的には、レリーズボタン29が押下されていない状態においては表示部71に被写体のライブビュー画像を表示する(LVON状態)。また、レリーズボタン29の半押し状態では、撮影の準備をスタートしてAF動作およびAE動作を行う(S1ON状態)。一方、レリーズボタン29が全押しされると、撮影状態に移行して撮影レンズ3で合焦を行うとともにゼロメソッド制御部30cに制御信号を発信して手振れ補正動作を開始する。この手振れ補正動作では、次の順番でシーケンスが制御される。
The
(1)振れ検出回路30dから角速度信号を取り込み所定の積分を行うことにより、角度検出部31において手振れ補正動作の開始直後における撮像ユニット9Aの角度(θp,θy)を検出し、目標角度設定部32において目標角度(θpd,θyd)として設定する。
(1) The angle detector 31d detects the angle (θp, θy) of the
(2)目標角度の設定後には角度検出部31で撮像ユニット9Aの角度を順次に検出し、現在角度設定部33において現在角度(θp,θy)として設定する。
(2) After setting the target angle, the
(3)現在角度(θp,θy)が目標角度(θpd,θyd)になるように最適制御値を最適制御値演算部34で演算し、制御値出力部35を介して駆動部16を駆動する。
(3) The optimal control value is calculated by the optimal control
上記(1)〜(3)の動作により、手振れ補正動作のスタート直後における撮像ユニット9Aの角度が、手振れ補正動作中は保持されることとなる。
By the operations (1) to (3), the angle of the
センター指示部37は、撮像ユニット9Aを図5(c)に示すセンター位置に保持するための部位であり、常温においてセンター保持するために必要な各駆動部材15a〜15dの印加電圧の情報を記憶し、この情報に基づき各駆動部材の印加電圧を指示する(後で詳述)。なお、各駆動部材の印加電圧情報については、撮像ユニット9Aの状態によってセンター保持に必要な印加電圧が異なるため、これを考慮した印加電圧情報を工場出荷前等に把握して記憶させるのが好ましい。
The
以上のように、制御部30aは振れ検出回路30dによって検出された揺れを打ち消す向きに撮像ユニット9Aを駆動させるための制御指令値を、ゼロメソッド制御部30cおよび制御値出力部35を用いて生成し、駆動回路(ドライバ)30eに出力する。駆動回路30eは、例えば2チャンネル(2ch)のリニアドライバ(入力に比例した出力電圧を供給するドライバ)を有しており、デジタル制御部30bからの制御指令値に基づいて駆動部16を駆動する。これによって、撮像ユニット9Aは本体側部材12に対して相対的に駆動され、手振れが補正される。
As described above, the
また、携帯電話1Aには、図示していないが、撮像素子5にて取得された画像を扱う処理部として、A/D変換部、画像処理部および画像メモリが設けられている。すなわち、撮像素子にて取得されたアナログ信号の画像は、A/D変換部にてデジタル信号に変換され、画像処理部にて所定の画像処理がなされた後、画像メモリに一時的に格納される。画像メモリに格納された画像は、記録用画像としてメモリカードへ記録されたり、ライブビュー表示用画像として表示部71に表示されることとなる。このように、画像処理部等によって、撮像素子からの出力信号に基づいて画像データが生成される。画像生成に関する各種処理も制御部30aの制御に基づいて行われる。
Although not shown, the cellular phone 1A is provided with an A / D conversion unit, an image processing unit, and an image memory as a processing unit that handles an image acquired by the
<手振れ補正時の制御>
図7は、携帯電話1Aにおける手振れ補正時の制御を説明するための図である。
<Control during camera shake correction>
FIG. 7 is a diagram for explaining control at the time of camera shake correction in the mobile phone 1A.
携帯電話1Aでは、手振れ補正動作中におけるパンニングの有無で2種類の制御方式(協調制御と独立制御)の切替えが可能となっているが、これについて以下で説明する。 In the mobile phone 1A, two types of control methods (cooperative control and independent control) can be switched depending on the presence or absence of panning during the camera shake correction operation, which will be described below.
携帯電話1Aにおける通常時の手振れ補正制御では、図7(a)に示すように揺れ検知センサ8の出力が停止状態(ゼロ)となるように、揺れ検知センサ8の出力信号を常にモニタしつつ目標角度(θpd,θyd)に関するサーボ制御(クローズド制御)を行う。つまり、角度検出部31で撮像ユニット9Aの駆動に関する計測値として検出される現在角度(θp,θy)が駆動目標値である目標角度(θpd,θyd)に一致させるようにフィードバック制御が行われる。この場合、プッシュプル配置の一対のSMAa、SMAbにとって最適な制御値が、ゼロメソッド制御部30cでのPID制御により決定され、駆動回路30e内のSMAa用のドライバAとSMAb用のドライバBとに出力される。
In the normal camera shake correction control in the mobile phone 1A, the output signal of the shake detection sensor 8 is constantly monitored so that the output of the shake detection sensor 8 is stopped (zero) as shown in FIG. Servo control (closed control) with respect to the target angle (θpd, θyd) is performed. That is, feedback control is performed so that the current angle (θp, θy) detected by the
以上のように通常の手振れ補正制御においては、撮像ユニット9Aの駆動に関する駆動目標値と計測値とに係る偏差に基づき各SMAa、SMAbに通電を行って2本のSMAアクチュエータを協調制御するため、応答性の向上を図れることとなる。
As described above, in the normal camera shake correction control, the SMAa and SMAb are energized based on the deviation between the drive target value and the measurement value related to the driving of the
一方、手振れ補正時にパンニングが検出される場合(パンニングは、例えば揺れ検知センサ8において一定の角速度が一定時間検出されるか否かで判断する)には、ユーザの意図した携帯電話1Aの移動(振り)動作であるため、図7(a)に示すサーボ制御を行わずに、撮像ユニット9Aをセンター位置で保持するオープン制御(オープンループの制御)を行う(図7(b))。すなわち、携帯電話1Aの手振れ状態に関わらず、目標角度(駆動目標値)と現在角度(計測値)とに係る偏差に基づかずに2本のSMAアクチュエータそれぞれに対して独立に印加電圧を印加する独立制御が行われる。この各SMAの印加電圧については、(SMAの抵抗値)×(SMAのバイアス電流)で得られるセンター電圧(例えば1.5V)よりも、撮像ユニット9Aをセンター位置に保持する精度を向上させるために上記の1.5Vに0.3Vほど加算した電圧である方が好ましい。
On the other hand, when panning is detected during camera shake correction (for example, panning is determined based on whether or not a constant angular velocity is detected for a certain period of time by the shake detection sensor 8), the movement of the mobile phone 1A intended by the user ( Therefore, open control (open loop control) for holding the
以下では、通常時の手振れ補正制御とパンニング時の制御とを詳しく説明する。 Hereinafter, the camera shake correction control during normal time and the control during panning will be described in detail.
<通常時の手振れ補正制御>
図8は、通常時の手振れ補正制御において一対のSMAa、SMAbに印加する印加電圧を説明するための図である。
<Normal image stabilization control>
FIG. 8 is a diagram for explaining applied voltages applied to the pair of SMAa and SMAb in normal camera shake correction control.
通常時の手振れ補正制御では、目標角度と現在角度との偏差に対してPID動作(図7(a)参照)によりゲイン設定が行われるが、説明の便宜上、P動作のみでゲイン設定が行われるものとして、通常時の手振れ補正動作を以下で説明する。 In the normal camera shake correction control, the gain is set by the PID operation (see FIG. 7A) for the deviation between the target angle and the current angle. However, for convenience of explanation, the gain is set only by the P operation. As an example, a normal camera shake correction operation will be described below.
撮像ユニット9Aをセンター位置(図5(b)参照)に制御する場合、まずSMAa、SMAbの双方に+1.5Vの電圧を印加する。これにより、SMAa、SMAbそれぞれの発生力(収縮力)がほぼ等しくなって略センター位置付近に撮像ユニット9Aを保持できる。
When controlling the
ここで、角度検出部31で検出される現在角度と目標角度との角度差Δθが生じる場合には、図8のグラフに表される印加電圧、具体的には次の式(1)、式(2)によって算出される印加電圧をSMAa、SMAbに印加する。
Here, when an angle difference Δθ between the current angle detected by the
(SMAaの印加電圧)=1.5+3×(Δθ)・・・・・(1):
(SMAbの印加電圧)=1.5−3×(Δθ)・・・・・(2):
このように角度差Δθに応じたSMAa、SMAbの協調制御を行うことで、適切な手振れ補正制御が行えるが、この動作を以下で詳しく説明する。
(Applied voltage of SMAa) = 1.5 + 3 × (Δθ) (1):
(Applied voltage of SMAb) = 1.5-3 × (Δθ) (2):
As described above, by performing cooperative control of SMAa and SMAb according to the angle difference Δθ, appropriate camera shake correction control can be performed. This operation will be described in detail below.
図9は、通常時の手振れ補正動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部30bによって行われる。 FIG. 9 is a flowchart showing a normal camera shake correction operation. This operation is performed by the digital control unit 30b.
ユーザによりレリーズボタン29が全押しされ手振れ補正動作が開始されると、ゼロメソッド制御部30cは角度検出部31から撮像ユニット9Aの現在角度(θp,θy)を取込む(ステップST1)。
When the
ステップST2では、ステップST1で取込んだ角度(θp,θy)を、目標角度(θpd,θyd)として設定する。 In step ST2, the angles (θp, θy) acquired in step ST1 are set as target angles (θpd, θyd).
ステップST3では、上記のステップST1と同様に、ゼロメソッド制御部30cは角度検出部31から撮像ユニット9Aの現在角度(θp,θy)を取込む。
In step ST3, as in step ST1, the zero
ステップST4では、ステップST2で設定した目標角度(θpd,θyd)と、ステップST3で取込んだ現在角度(θp,θy)との角度差Δθp、Δθyを、次の式(3)、式(4)によって算出する。 In step ST4, the angle differences Δθp and Δθy between the target angles (θpd, θyd) set in step ST2 and the current angles (θp, θy) acquired in step ST3 are expressed by the following equations (3) and (4). ).
Δθp=θpd−θp・・・・・(3):
Δθy=θyd−θy・・・・・(4):
ステップST5では、一対のSMAa、SMAbの印加電圧を決定する。この場合、例えば式(1)および式(2)によって各SMAの印加電圧が演算される。
Δθp = θpd−θp (3):
Δθy = θyd−θy (4):
In step ST5, the applied voltage of a pair of SMAa and SMAb is determined. In this case, the applied voltage of each SMA is calculated by, for example, Expression (1) and Expression (2).
ステップST6では、ステップST5で決定された各SMAの印加電圧に基づき、駆動回路30eに各SMAの制御値を出力する。
In step ST6, based on the applied voltage of each SMA determined in step ST5, the control value of each SMA is output to the
<パンニング時の制御>
図10は、パンニング時の動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部30bによって行われる。
<Control during panning>
FIG. 10 is a flowchart showing an operation during panning. This operation is performed by the digital control unit 30b.
ステップST11では、常温時に撮像ユニット9Aをセンター位置に保持するための各SMAa、SMAbの印加電圧の情報をセンター指示部37が読込む。
In step ST11, the
ステップST12では、現在の温度を取り込む。具体的には、携帯電話1Aに設けられる温度センサ(不図示)から温度情報を取得する。 In step ST12, the current temperature is captured. Specifically, temperature information is acquired from a temperature sensor (not shown) provided in the mobile phone 1A.
ステップST13では、ステップST11で読込んだ各SMAの常温時の印加電圧情報を、ステップST12で取得した現在温度で補正し、各SMAの印加電圧を決定する。具体的には、次の式(5)および式(6)によってSMAa、SMAbそれぞれの印加電圧が算出される。 In step ST13, the applied voltage information at room temperature of each SMA read in step ST11 is corrected with the current temperature acquired in step ST12, and the applied voltage of each SMA is determined. Specifically, the applied voltages of SMAa and SMAb are calculated by the following equations (5) and (6).
(SMAaの印加電圧)=V0a+α×(25−tn)・・・・・(5):
(SMAbの印加電圧)=V0b+α×(25−tn)・・・・・(6):
ただし、V0a:常温(25度)でセンター保持に必要なSMAaの印加電圧、
V0b:常温(25度)でセンター保持に必要なSMAbの印加電圧、
α:印加電圧の温度補正係数、tn:現在温度。
(Applied voltage of SMAa) = V0a + α × (25−tn) (5):
(Applied voltage of SMAb) = V0b + α × (25−tn) (6):
However, V0a: applied voltage of SMAa necessary for center holding at room temperature (25 degrees),
V0b: SMAb applied voltage required for center holding at room temperature (25 degrees),
α: temperature correction coefficient of applied voltage, tn: current temperature.
これにより、携帯電話1Aの周囲温度が高くSMAの温度が上昇しやすい状態では通電電流を抑制できるとともに、周囲温度が低くSMAの温度が上昇しにくい状態では通電電流を大きくできるため、周囲の温度環境に応じた適切な制御が可能となる。 Accordingly, the energizing current can be suppressed in a state where the ambient temperature of the mobile phone 1A is high and the SMA temperature easily rises, and the energizing current can be increased in a state where the ambient temperature is low and the SMA temperature is difficult to rise. Appropriate control according to the environment becomes possible.
ステップST14では、ステップST13で決定された各SMAの印加電圧に基づき、駆動回路30eに各SMAの制御値を出力する。
In step ST14, the control value of each SMA is output to the
以上のような携帯電話1Aの動作により、手振れ補正の制御においてパンニングが行われない時(通常時)には2本のSMAアクチュエータをサーボ制御して協調制御する制御方式を選択するとともに、パンニング時にはオープン制御を行って2本のSMAアクチュエータそれぞれを独立制御する制御方式を選択するため、協調制御と独立制御との切替えを適切に行える。これにより、通常の手振れ補正時には応答性の向上を図れるとともに、パンニング時にはユーザに違和感を与えることがない。 When the panning is not performed in the camera shake correction control (normal time) by the operation of the mobile phone 1A as described above, the control method is selected in which the two SMA actuators are servo-controlled and coordinated. Since a control method for performing open control and independently controlling each of the two SMA actuators is selected, switching between cooperative control and independent control can be performed appropriately. As a result, responsiveness can be improved during normal camera shake correction, and the user does not feel uncomfortable during panning.
なお、携帯電話1Aにおいては、図10のフローチャートに示すパンニング時の動作を行うのは必須でなく、以下で説明するパンニング時の動作を行っても良い。 Note that it is not essential to perform the panning operation shown in the flowchart of FIG. 10 in the mobile phone 1A, and the panning operation described below may be performed.
図11は、パンニング時の他の動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部30bによって行われる。 FIG. 11 is a flowchart showing another operation during panning. This operation is performed by the digital control unit 30b.
ステップST21〜ST24では、図10に示すステップST11〜ST14と同様の動作を行う。 In steps ST21 to ST24, operations similar to those in steps ST11 to ST14 shown in FIG. 10 are performed.
ステップST25では、図5(b)に示す撮像ユニット9Aのセンター位置を検出するセンター信号を取込む。例えば手振れ補正システム10Aに設けられたフォトインターラプタによりセンター信号が取得される。
In step ST25, a center signal for detecting the center position of the
ステップST26では、角度検出部31から撮像ユニット9Aの現在角度(θp,θy)を取込む。
In step ST26, the current angle (θp, θy) of the
ステップST27では、ステップST25〜ST26で取込んだセンター信号および現在角度の信号とに基づき撮像ユニット9Aがセンター位置に保持されるように各SMAの印加電圧を再設定する。これにより、携帯電話1Aの姿勢等に応じた最適な各SMAの印加電圧を決定できることとなる。
In step ST27, the applied voltage of each SMA is reset so that the
ステップST28では、ステップST27で再設定された各SMAの印加電圧に基づき、駆動回路30eに各SMAの制御値を出力する。
In step ST28, based on the application voltage of each SMA reset in step ST27, the control value of each SMA is output to the
以上のパンニング時の動作により、各SMAに対する所定の電圧印加で撮像ユニット9Aのセンター保持が困難な場合等でも、確実なセンター保持が行える。
With the above panning operation, reliable center holding can be performed even when it is difficult to hold the center of the
なお、携帯電話1Aにおける通常時の手振れ補正では、以下で説明する3つの印加電圧制御方式のいずれかを行うのが好ましい。 In the normal camera shake correction in the cellular phone 1A, it is preferable to perform one of the three applied voltage control methods described below.
(1)アナログ駆動制御
図12は、手振れ補正システム10Aにおけるアナログ制御の動作を説明するための図である。ここで、図12(a)は、目標位置の信号波形を示しており、図12(b)は、SMAaおよびSMAbに対する印加電圧の信号波形Ja、Jbを示している。なお、図12(a)の縦軸については、図5(b)に示す撮像ユニット9Aのセンター位置をPi=0として変位の+方向(図4)に関する駆動量を表している。
(1) Analog Drive Control FIG. 12 is a diagram for explaining an analog control operation in the camera
デジタル制御部30bにおいては、図12(a)に示す正弦波状の目標位置信号が設定されている場合には、SMAaに対して図12(b)の波形Jaのように電圧を印加する駆動制御信号を生成するとともに、SMAbに対して図12(b)の波形Jbのように電圧を印加する駆動制御信号を生成する。これらの信号波形Ja、Jbの特徴を、以下で説明する。 In the digital control unit 30b, when the sinusoidal target position signal shown in FIG. 12 (a) is set, the drive control applies voltage to the SMAa as shown by the waveform Ja in FIG. 12 (b). A signal is generated, and a drive control signal for applying a voltage to the SMAb as shown by a waveform Jb in FIG. 12B is generated. The characteristics of these signal waveforms Ja and Jb will be described below.
信号波形Jaおよび信号波形Jbについては、図3に示すSMA変態温度領域内の電流値を通電するために必要な一定の直流電圧をバイアス電圧Bsとして設定し、このバイアス電圧Bsを基準に図12(a)に示す目標位置信号に応じて振幅させるようなアナログ信号となっている。本実施形態のバイアス電流値については、SMAの変態開始温度から変態終了温度までの温度範囲内における特定温度に加熱するために必要な電流値に設定されており、例えば図3に示すSMA変態温度領域で上下限の電流値I1、I2の中間値となる電流値Imが設定される。 With respect to the signal waveform Ja and the signal waveform Jb, a constant DC voltage necessary for energizing the current value in the SMA transformation temperature region shown in FIG. 3 is set as the bias voltage Bs, and the bias voltage Bs is used as a reference. The analog signal is amplified according to the target position signal shown in FIG. The bias current value of this embodiment is set to a current value necessary for heating to a specific temperature within a temperature range from the SMA transformation start temperature to the transformation end temperature. For example, the SMA transformation temperature shown in FIG. A current value Im that is an intermediate value between the upper and lower limit current values I1 and I2 is set in the region.
時間帯t1(図12(a))において撮像ユニット9Aを変位の+方向に移動させる信号波形Ps1が入力される場合、デジタル制御部30bは、収縮動作が必要なSMAaに関して、図12(b)の信号波形Ja1のように上記の信号波形Ps1に比例した電圧値をバイアス電圧Bsに加算した駆動制御信号を駆動回路30eに出力する。
When the signal waveform Ps1 that moves the
一方、収縮の必要がなく伸長させられるSMAbについては、SMAの放熱速度が加熱速度とほぼ等しい場合には、上記の時間帯t1において図12(b)の信号波形Jb1のように信号波形Ja1でバイアス電圧Bsから追加した電圧値aをバイアス電圧Bsから減算する。なお、SMAの放熱速度が加熱速度に対して1/2の場合には、信号波形Ja1でバイアス電圧Bsから追加した電圧値aの2倍の電圧値をバイアス電圧Bsから減算してSMAbに与える。 On the other hand, for the SMAb that is expanded without the need for contraction, when the heat dissipation rate of the SMA is substantially equal to the heating rate, the signal waveform Ja1 as in the signal waveform Jb1 of FIG. The voltage value a added from the bias voltage Bs is subtracted from the bias voltage Bs. When the heat dissipation rate of SMA is ½ of the heating rate, a voltage value twice the voltage value a added from the bias voltage Bs in the signal waveform Ja1 is subtracted from the bias voltage Bs and given to the SMAb. .
以上のように、2本のSMAのうち復元動作を行う一方のSMA25aについて変位目標値に比例した電流信号をバイアス電流の信号に加算した駆動電流信号に相当する印加電圧の信号波形Ja1を生成するとともに、復元動作を行わない他方のSMA25bについて変位目標値とSMA25の放熱特性とに応じた電流信号をバイアス電流の信号から減算した駆動電流信号に相当する印加電圧の信号波形Jb1を生成するため、SMAの変位の応答性を向上できることとなる。 As described above, the signal waveform Ja1 of the applied voltage corresponding to the drive current signal obtained by adding the current signal proportional to the displacement target value to the bias current signal is generated for one SMA 25a that performs the restoring operation of the two SMAs. In addition, in order to generate the signal waveform Jb1 of the applied voltage corresponding to the drive current signal obtained by subtracting the current signal corresponding to the displacement target value and the heat dissipation characteristic of the SMA 25 from the bias current signal for the other SMA 25b that does not perform the restoration operation. The response of the SMA displacement can be improved.
(2)間引き制御
図13は、手振れ補正システム10Aにおける間引き制御の動作を説明するための図である。ここで、図13(a)は、目標位置の信号波形を示しており、図13(b)は、パルス信号Ptを表している。また、図13(c)および図13(d)は、SMAaおよびSMAbに対する印加電圧の信号波形La、Lbを示している。
(2) Thinning Control FIG. 13 is a diagram for explaining the thinning control operation in the camera
デジタル制御部30bにおいては、図13(a)に示す目標位置信号Psに基づき、上述のアナログ駆動制御と同様に、図12(b)に示すような各SMAに印加するための信号波形Ja、Jbが生成される。 In the digital control unit 30b, based on the target position signal Ps shown in FIG. 13 (a), the signal waveform Ja to be applied to each SMA as shown in FIG. Jb is generated.
そして、これらの信号波形Ja、Jbと、デジタル制御部30b内で作成した間引き信号であるパルス信号Pt(図13(b))とを重ね合わせる処理を行うことにより、図13(c)に示すSMAaの駆動波形La、および図13(d)に示すSMAbの駆動波形Lbを生成する。このパルス信号Ptについては、SMAが反応(応答)しない程度の周波数、例えば1Hz以上の周波数となっている。 Then, the signal waveforms Ja and Jb and the pulse signal Pt (FIG. 13B), which is a thinned signal created in the digital control unit 30b, are overlapped to perform the process shown in FIG. 13C. The SMAa drive waveform La and the SMAb drive waveform Lb shown in FIG. 13D are generated. The pulse signal Pt has a frequency at which SMA does not respond (respond), for example, a frequency of 1 Hz or more.
このようにパルス信号Ptを利用して間引かれた信号波形La、Lbに基づきSMAa、SMAbに電圧を印加するため、パルス信号Ptのオン時間とオフ時間との比率(デューティ比)に応じた投入電力の削減を図れることとなる。なお、間引き率に相当するデューティ比が小さくなるとSMAを目標位置まで変位させるだけの電力が供給できず性能が低下するため、単位時間当たりの通電電流の平均値が図3に示すSMA変態温度領域内となるようにデューティ比を設定する。 Since the voltage is applied to the SMAa and SMAb based on the signal waveforms La and Lb thinned out by using the pulse signal Pt in this way, it corresponds to the ratio (duty ratio) between the ON time and the OFF time of the pulse signal Pt. The input power can be reduced. Note that if the duty ratio corresponding to the thinning-out rate becomes small, electric power for displacing the SMA to the target position cannot be supplied and the performance deteriorates. Therefore, the average value of the energized current per unit time is the SMA transformation temperature region shown in FIG. Set the duty ratio to be within.
以上のようにSMAの駆動電流信号を間引くことにより、手振れ補正システム10Aにおいて省電力が図れることとなる。
As described above, by thinning out the driving current signal of SMA, power can be saved in the camera
(3)PWM駆動制御
図14および図15は、手振れ補正システム10AにおけるPWM制御の動作を説明するための図である。ここで、図14(a)および図15(a)は、SMAaに対する印加電圧の信号波形Na1、Na2を示しており、図14(b)および図15(b)は、SMAbに対する印加電圧の信号波形Nb1、Nb2を示している。
(3) PWM Drive Control FIGS. 14 and 15 are diagrams for explaining the operation of PWM control in the camera
デジタル制御部30bにおいては、パルス信号(PWM)に基づき各SMAに印加電圧が与えられ、基準となるバイアス電圧Bs(12(b))に相当するパルス信号として図14に示す信号波形Na1、Nb1が設定される。これらの信号波形Na1、Nb1については、デューティ比を50%に設定したパルス信号として形成されるとともに、一方がオン時には他方がオフとなる相補的な信号となっている。具体的には、図14(a)および図14(b)に示すように各信号波形Na1、Nb1のオン時間は、各波形信号Na1、Nb1の1パルス周期tmに対して半分の時間0.5tmに設定される。なお、パルス信号のキャリア周波数については、SMAの応答性に対して十分に高速な周波数(例えば1kHz以上)に設定することで、パルス信号そのものに追従することによる駆動誤差の影響が無視できるレベルに抑えるようにする。 In the digital control unit 30b, an applied voltage is applied to each SMA based on the pulse signal (PWM), and signal waveforms Na1 and Nb1 shown in FIG. 14 as pulse signals corresponding to the reference bias voltage Bs (12 (b)). Is set. These signal waveforms Na1 and Nb1 are formed as pulse signals having a duty ratio set to 50%, and are complementary signals in which one is turned off when the other is turned on. Specifically, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the on-time of each signal waveform Na1, Nb1 is half the time of one pulse period tm of each waveform signal Na1, Nb1. Set to 5 tm. The carrier frequency of the pulse signal is set to a level at which the influence of the drive error due to following the pulse signal itself can be ignored by setting the frequency sufficiently high (for example, 1 kHz or more) with respect to the SMA response. Try to suppress.
撮像ユニット9Aを変位の+方向に駆動させるには、図15に示す信号波形Na2、Nb2がデジタル制御部30bで生成される。すなわち、SMAaに対する信号波形Na2とSMAbに対する信号波形Nb2とについては、図14に示すデューティ比50%の信号波形Na1に対して30%分増加した80%のデューティ比と、30%分減少した20%のデューティ比とに設定されるとともに、相補的な関係を保っている。
In order to drive the
このような信号波形Na2、Nb2に基づく電圧の印加がSMAa、SMAbに対して繰り返して行われることにより、SMAaの収縮動作が連続して行われるとともにSMAbが伸長し、例えば図12に示す目標位置信号Ps1のように撮像ユニット9Aが移動されることとなる。
By repeatedly applying such voltages based on the signal waveforms Na2 and Nb2 to the SMAa and SMAb, the contraction operation of the SMAa is continuously performed and the SMAb expands. For example, the target position shown in FIG. The
なお、撮像ユニット9Aを変位の−方向に駆動させるには、例えば図15(b)の信号波形Nb2をSMAaの駆動波形とし、図15(a)の信号波形Na2をSMAbの駆動波形とすれば良い。
In order to drive the
以上のようにPWM制御を行うことにより、上記のアナログ駆動制御と同様にSMAの変位の応答性を向上できることとなる。 By performing the PWM control as described above, the responsiveness of the SMA displacement can be improved as in the case of the analog drive control.
<第2実施形態>
<携帯電話の要部構成>
図16は、本発明の第2実施形態に係る手振れ補正システム10Bが組み込まれた携帯電話1Bを示す側面図である。また、図17は、手振れ補正システム10Bに含まれる要素をより詳細に示す図である。
Second Embodiment
<Key phone configuration>
FIG. 16 is a side view showing a mobile phone 1B incorporating a camera shake correction system 10B according to the second embodiment of the present invention. FIG. 17 is a diagram showing in more detail elements included in the camera shake correction system 10B.
携帯電話1Bにおいては、第1実施形態の携帯電話1Bと類似の構成を有しているが、携帯電話1Bの揺れ検知センサ8は部材12aの外壁に固定されている点と、携帯電話1Bの撮像ユニット9Bには撮像ユニット9Bに固定されて位置検知を行う位置センサ80が新たに設けられている点とが異なっている。
The cellular phone 1B has a configuration similar to that of the cellular phone 1B of the first embodiment, but the shake detection sensor 8 of the cellular phone 1B is fixed to the outer wall of the
図18は、携帯電話1Bにおける手振れ補正に関する制御系の概要を示す図である。以下では、本図を参照しつつ、図6に示す携帯電話1Aの構成と異なる点を説明する。 FIG. 18 is a diagram showing an outline of a control system related to camera shake correction in the mobile phone 1B. Hereinafter, the difference from the configuration of the mobile phone 1A shown in FIG. 6 will be described with reference to the drawing.
携帯電話1Bにおいては、上述のように位置センサ80が撮像ユニット9Bに内蔵されているため、撮像ユニット9Bの位置に関するサーボ制御が制御部40aで行われる。
In the mobile phone 1B, since the
すなわち、携帯電話1Bのデジタル制御部30bは、目標位置設定部41と現在位置設定部42と最適制御値演算部34とで構成されるサーボ制御部40cを備えている。このサーボ制御部40cにおいては、目標位置設定部41と現在位置設定部42との出力に関する目標位置差を算出し、この目標位置差に対して最適なゲインを乗じた最適制御値を最適制御値演算部34で演算して出力する。
That is, the digital control unit 30b of the mobile phone 1B includes a
目標位置設定部41は、角度検出部31で検出された角度情報を位置センサ80に対応した位置情報に変換し、撮像ユニット9Bの目標位置を設定する。
The target
現在位置設定部42は、位置検出部43で位置センサ80の出力を変換して検出された位置情報を、撮像ユニット9Bの現在位置として設定する。ここで、位置センサ80は、ピッチ方向における撮像ユニット9Bの位置を検出するP位置検出センサ80aと、ヨー方向における撮像ユニット9Bの位置を検出するY位置検出センサ80bとを有している。なお、位置センサ80は、1次元の位置センサ80a、80bを2つ有するのは必須でなく、2次元検知方式の位置センサを1つ備えるようにしても良い。
The current
<手振れ補正時等の制御>
図19は、携帯電話1Bにおける手振れ補正時等の制御を説明するための図である。
<Control during camera shake correction>
FIG. 19 is a diagram for explaining control at the time of camera shake correction or the like in the mobile phone 1B.
携帯電話1Bでは、手振れ補正を行う場合には2本のSMAa、SMAbの協調制御が実行されるとともに、手振れ補正を行わない場合には独立制御が実行される。より詳しくは、通常時やパンニング時の手振れ補正において協調したサーボ制御が行われる一方、手振れ補正と無関係の片SMA性能検知、撮像ユニット9Bの終端検知、および手振れオフ時のセンター保持に関する各動作においてはオープンループの独立制御が行われる構成となっている。
In the mobile phone 1B, cooperative control of the two SMAa and SMAb is performed when camera shake correction is performed, and independent control is performed when camera shake correction is not performed. More specifically, while coordinated servo control is performed in camera shake correction during normal time or panning, in each operation related to one-SMA performance detection unrelated to camera shake correction, end detection of the
携帯電話1Aにおける通常時の手振れ補正制御では、図19(a)に示すように位置センサ80の出力信号を常にモニタしつつ、撮像ユニット9Bの現在位置が目標位置設定部41で設定される目標位置に合致させるようにサーボ制御を行う。すなわち、位置検出部43で撮像ユニット(可動部)9Aの駆動に関する計測値として検出される現在位置(Pp,Py)が駆動目標値である目標位置(Ppd,Pyd)に一致させるようにフィードバック制御が行われる。この場合、プッシュプル配置の一対のSMAa、SMAbにとって最適な制御値が、サーボ制御部40cでのPID制御により決定され、駆動回路30e内のSMAa用のドライバAとSMAb用のドライバBとに出力される。
In the normal camera shake correction control in the cellular phone 1A, the target
また、携帯電話1Bにおいて手振れ補正時にパンニングされる場合には、ユーザの意図した携帯電話1Aの移動(振り)動作であるため、上記通常時の手振れ補正制御を行わずに、図19(a)に示すように撮像ユニット9Bの目標位置を例えばセンター位置(基準位置)に固定して撮像ユニット9Bがセンター位置で保持されるようにSMAa、SMAbの協調制御を行う。
Further, when panning is performed at the time of camera shake correction in the mobile phone 1B, it is a movement (vibration) operation of the mobile phone 1A intended by the user, and therefore the above-described normal camera shake correction control is not performed, and FIG. As shown in FIG. 4, the target position of the
一方、携帯電話1Bにおいて性能劣化の状況等を把握するため各SMAの駆動性能を検査する片SMA性能検知を行う場合には、図19(b)に示すように1対のSMAa、SMAbについてオープンループの独立制御を行う。このようにSMAa、SMAbを独立制御するのは、協調制御を行ってはメカニカルトラブルでアクチュエータの性能が劣化したのか、SMAの不具合によるものかの判断が難しいためである。 On the other hand, in the case of performing one-side SMA performance detection in which the driving performance of each SMA is inspected in order to grasp the performance degradation status etc. in the mobile phone 1B, as shown in FIG. 19B, a pair of SMAa and SMAb are opened. Independent control of the loop. The reason why the SMAa and the SMAb are independently controlled in this way is that it is difficult to determine whether the performance of the actuator has deteriorated due to a mechanical trouble or due to a failure of the SMA by performing cooperative control.
また、携帯電話1Bにおいて撮像ユニット9Bの終端、つまり可動限界を検出する場合には、図19(b)に示すように1対のSMAa、SMAbについてオープンループの独立制御を行う。手振れ補正システム10Bにおいては、協調制御により駆動に最適な印加電圧を設定した状態で駆動部16を駆動するとSMAアクチュエータで発生力が大きくなるため、終端に到達した時の衝撃が過大になって、アクチュエータ自身の性能を劣化させてしまう恐れがある。そこで、このような場合には、各SMAを独立でオープン制御し上記の発生力を抑制することで、アクチュエータの破壊を防止する。
Further, when detecting the end of the
また、携帯電話1Bにおいて手振れ補正のオフ時に撮像ユニット9Bをセンター位置(基準位置)に保持する場合には、図19(b)に示すように1対のSMAa、SMAbについてオープンループの独立制御を行う。すなわち、撮像ユニット9Bにおいては、上述のようにメカニカル的には弾性支持部11cで略センター位置に保持される構成となっているが、手振れ補正オフ時におけるセンター位置の保持精度を向上させるために各SMAを独立で駆動することとする。この場合、振れ検出回路30dや位置検出部43の手振れ検出回路系の電源をオフにして、各SMA(SMAa、SMAb)に一定の印加電圧が供給される。
Further, when the
以下では、携帯電話1Bにおける上記の各動作を詳しく説明する。 Below, each operation | movement in the mobile telephone 1B is demonstrated in detail.
<通常時の手振れ補正制御>
図20は、通常時の手振れ補正動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部40bによって行われる。
<Normal image stabilization control>
FIG. 20 is a flowchart showing a camera shake correction operation in a normal state. This operation is performed by the
ユーザによりレリーズボタン29が全押しされ手振れ補正動作が開始されると、サーボ制御部40cは角度検出部31から撮像ユニット9Bの現在角度を取込む(ステップST31)。
When the
ステップST32では、ステップST31で取込んだ角度に基づき、目標位置設定部41で目標位置(Ppd,Pyd)を設定する。
In step ST32, the target position (Ppd, Pyd) is set by the target
ステップST33では、サーボ制御部40cが位置検出部43から撮像ユニット9Bの現在位置(Pp,Py)を取込む。
In step ST33, the
ステップST34では、ステップST32で設定した目標位置(Ppd,Pyd)と、ステップST33で取込んだ現在位置(Pp,Py)との角度差ΔPp、ΔPyを、次の式(7)、式(8)によって算出する。 In step ST34, angle differences ΔPp and ΔPy between the target position (Ppd, Pyd) set in step ST32 and the current position (Pp, Py) captured in step ST33 are expressed by the following equations (7) and (8). ).
ΔPp=Ppd−Pp・・・・・(7):
ΔPy=Pyd−Py・・・・・(8):
ステップST35では、一対のSMAa、SMAbの印加電圧を決定する。ここでは、例えば撮像ユニット9Bの目標位置がセンター位置である場合、次の式(9)および式(10)によって各SMAの印加電圧が演算される。
ΔPp = Ppd−Pp (7):
ΔPy = Pyd−Py (8):
In step ST35, the voltage applied to the pair of SMAa and SMAb is determined. Here, for example, when the target position of the
(SMAaの印加電圧)=1.5+αb×(ΔP)・・・・・・(9):
(SMAbの印加電圧)=1.5−αb×(ΔP)・・・・・(10):
ただし、αb:最適ゲイン。
(Applied voltage of SMAa) = 1.5 + αb × (ΔP) (9):
(Applied voltage of SMAb) = 1.5−αb × (ΔP) (10):
Where αb is the optimum gain.
ステップST36では、ステップST35で決定された各SMAの印加電圧に基づき、駆動回路30eに各SMAの制御値を出力する。
In step ST36, based on the applied voltage of each SMA determined in step ST35, the control value of each SMA is output to the
以上のように通常時の手振れ補正では、最新の角度情報を取り込んで、その目標値に対するサーボ制御(協調制御)を続けることとなる。 As described above, in the normal camera shake correction, the latest angle information is taken in and servo control (cooperative control) for the target value is continued.
<パンニング時の制御>
図21は、パンニング時の動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部40bによって行われる。
<Control during panning>
FIG. 21 is a flowchart showing an operation during panning. This operation is performed by the
パンニング駆動制御は、振れ検知量に関係なく駆動ユニットと固定することが望ましい制御であるので、現在の位置を次の目標位置に設定して固定するためのサーボ制御(協調制御)を続けることとなる。 Since the panning drive control is preferably controlled with the drive unit regardless of the shake detection amount, the servo control (cooperative control) for setting and fixing the current position to the next target position is continued. Become.
パンニング動作が開始されると、サーボ制御部40cは角度検出部31から撮像ユニット9Bの現在位置を取込む(ステップST41)。
When the panning operation is started, the
ステップST42では、ステップST41で取込んだ現在位置(Pp,Py)に基づき、目標位置設定部41で目標位置(Ppd,Pyd)を設定する。
In step ST42, based on the current position (Pp, Py) captured in step ST41, the target
ステップST43〜ST44では、図20のステップST33〜ST34と同様の動作を行う。 In steps ST43 to ST44, operations similar to those in steps ST33 to ST34 in FIG. 20 are performed.
ステップST45では、一対のSMAa、SMAbの印加電圧を決定する。ここでは、例えば撮像ユニット9Bをセンター位置に保持する場合、次の式(11)および式(12)によって各SMAの印加電圧が演算される。
In step ST45, the voltage applied to the pair of SMAa and SMAb is determined. Here, for example, when the
(SMAaの印加電圧)=1.5+αc×(ΔP)・・・・・(11):
(SMAbの印加電圧)=1.5−αc×(ΔP)・・・・・(12):
ただし、αc:最適ゲイン。
(Applied voltage of SMAa) = 1.5 + αc × (ΔP) (11):
(Applied voltage of SMAb) = 1.5−αc × (ΔP) (12):
Where αc is the optimum gain.
上記の最適ゲインαcについては、パンニング時に撮像ユニット9Bを一定位置に保持できるゲイン値であれば十分であるため、微小偏差となるΔPに反応しないよう上記の式(9)および式(10)の最適ゲインαbに比べて小さく設定するのが好ましい。
As for the above-mentioned optimum gain αc, a gain value that can hold the
<片SMA性能検知時の動作>
図22は、片SMA性能検知時の動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部40bによって行われる。
<Operation when detecting single SMA performance>
FIG. 22 is a flowchart showing the operation at the time of detecting the piece SMA performance. This operation is performed by the
ステップST51〜ST52では、一対のSMAa、SMAbそれぞれの印加電圧を2Vおよび0Vに設定する。 In steps ST51 to ST52, the applied voltages of the pair of SMAa and SMAb are set to 2V and 0V, respectively.
ステップST53では、ステップST51〜ST52で設定された各SMAの印加電圧に基づき、駆動回路30eに各SMAの制御値を出力する。これにより、一方のSMAbの駆動を停止させて他方のSMAaのみを駆動できる。
In step ST53, the control value of each SMA is output to the
ステップST54では、SMAaの性能判定を行う。この場合、例えば撮像ユニット9Bの駆動速度vaが、正常な性能と判断できる閾値vaより大きいかを判定する。
In step ST54, the performance of SMAa is determined. In this case, for example, it is determined whether the driving speed va of the
ステップST55〜ST56では、一対のSMAa、SMAbそれぞれの印加電圧を0Vおよび2Vに設定する。 In steps ST55 to ST56, the applied voltages of the pair of SMAa and SMAb are set to 0V and 2V, respectively.
ステップST57〜ST58では、上記のステップST53〜ST54と同様の動作を行う。 In steps ST57 to ST58, operations similar to those in steps ST53 to ST54 are performed.
以上の動作により、各SMAの性能を適切に検査できることとなる。また、周囲温度が高いと加熱時間が短くなるため駆動速度が上昇するというSMAの特性から、上記のステップST54やステップST58で検出された駆動速度に基づき携帯電話1Bの周囲温度の推定も可能となる。 With the above operation, the performance of each SMA can be appropriately inspected. In addition, the ambient temperature of the cellular phone 1B can be estimated based on the driving speed detected in the above-described step ST54 and step ST58 from the SMA characteristic that the driving speed increases because the heating time is shortened when the ambient temperature is high. Become.
<撮像ユニット9Bの終端検知>
図23は、撮像ユニット9Bの終端検知時の動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部40bによって行われる。
<Termination detection of
FIG. 23 is a flowchart showing an operation at the time of detecting the end of the
ステップST61〜ST62では、一対のSMAa、SMAbそれぞれの印加電圧を2.3Vおよび0Vに設定する。ここで、SMAbに対しては、最大印加可能電圧(3V)より低くて、所望の駆動力の発生に必要な印加電圧2.3Vが設定される。 In steps ST61 to ST62, the applied voltages of the pair of SMAa and SMAb are set to 2.3V and 0V, respectively. Here, for SMAb, an applied voltage of 2.3 V, which is lower than the maximum applicable voltage (3 V) and necessary for generating a desired driving force, is set.
ステップST63では、ステップST61〜ST62で設定された各SMAの印加電圧に基づき、駆動回路30eに各SMAの制御値を出力する。これにより、SMAbの駆動を停止(例えば図12のバイアス電圧Bsをゼロに設定)させてSMAaのみを駆動し、撮像ユニット9Bを+方向(図4)に変位させることができる。
In step ST63, based on the applied voltage of each SMA set in steps ST61 to ST62, the control value of each SMA is output to the
ステップST64では、デジタル制御部40bが位置検出部43から撮像ユニット9Bの現在位置を取込む。
In step ST64, the
ステップST65では、ステップST64で取込んだ現在位置の変化がなくなったかを判定する。ここで、現在位置の変化がなくなった場合にはステップST66に進み、変化がある場合には、ステップST64に戻る。 In step ST65, it is determined whether or not the current position captured in step ST64 has changed. If there is no change in the current position, the process proceeds to step ST66, and if there is a change, the process returns to step ST64.
ステップST66では、現在位置の変化がないため、この位置を撮像ユニット9Bにおける+側の終端として検知する。なお、例えば工場出荷前に記憶させた終端位置に現在位置が到達していない場合には、ステップST62で設定していた印加電圧を多少アップさせた電圧をSMAaに印加して終端に到達するのを確認するのが好ましい。
In step ST66, since there is no change in the current position, this position is detected as the + end of the
なお、終端に到達する印加電圧が高い場合には、以下の何らかの不具合(性能劣化)があるものと考える。 In addition, when the applied voltage which reaches | attains a termination | terminus is high, it considers that there exists some following malfunctions (performance degradation).
・メカ的な摩擦力の増大
・SMAの性能劣化
このようになった場合には、駆動性能を改善するためにサーボゲインを多少アップすることで性能の改善が可能となる。
-Increase in mechanical frictional force-Degradation of SMA performance In this case, it is possible to improve performance by slightly increasing the servo gain to improve drive performance.
ステップST67〜ST68では、一対のSMAa、SMAbそれぞれの印加電圧を0Vおよび2.3Vに設定する。これにより、SMAaの駆動を停止させてSMAbのみを駆動し、撮像ユニット9Bを−方向(図4)に変位させることができる。
In steps ST67 to ST68, the applied voltages of the pair of SMAa and SMAb are set to 0V and 2.3V, respectively. Thereby, the drive of SMAa can be stopped, only SMAb can be driven, and the image pick-up
ステップST69〜ST71では、上記のステップST63〜ST65と同様の動作を行う。 In steps ST69 to ST71, operations similar to those in steps ST63 to ST65 are performed.
ステップST72では、現在位置の変化がないため、この位置を撮像ユニット9Bにおける−側の終端として検知する。
In step ST72, since there is no change in the current position, this position is detected as a negative end in the
以上のように独立的に終端検知を行うことで以下のメリットがある。 As described above, independent termination detection has the following advantages.
・過加熱等によって破壊しやすいSMAアクチュエータについて繊細な終端検知が可能になる(協調制御で終端検知を行った場合、SMAアクチュエータを破壊する可能性が高い)。 -Sensitive end detection is possible for SMA actuators that are easily destroyed by overheating, etc. (when end detection is performed by cooperative control, there is a high possibility that the SMA actuator will be destroyed).
・独立的に終端検知を行うことで、メカ的な不具合(摩擦力の増大)であるか、SMAの不具合であるかのおおよその判定が可能になる。 By independently detecting the end, it is possible to roughly determine whether the failure is a mechanical failure (increased frictional force) or an SMA failure.
<手振れオフ時のセンター保持>
図24は、手振れオフ時のセンター保持時の動作を示すフローチャートである。本動作は、デジタル制御部40bによって行われる。
<Center holding when camera shake is off>
FIG. 24 is a flowchart illustrating an operation at the time of holding the center when the camera shake is off. This operation is performed by the
ステップST81〜ST84では、図10のフローチャートに示すステップST11〜ST14と同様の動作が行われるが、上述したように手振れ検出回路系の電源をオフにするとともに、必要な保持性能を確保しつつ各SMAの印加電圧を低めに設定して省電力化を図ることとする。 In steps ST81 to ST84, operations similar to those in steps ST11 to ST14 shown in the flowchart of FIG. 10 are performed. However, as described above, the power of the camera shake detection circuit system is turned off, and each holding performance is ensured. The SMA application voltage is set low to save power.
以上の携帯電話1Bの動作により、通常時およびパンニング時の手振れ補正ではサーボ制御を行って2本のSMAアクチュエータを協調制御する制御方式を選択するとともに、片SMA性能検知や撮像ユニットの終端検知、手振れ補正オフ時における撮像ユニットのセンター保持の動作ではオープン制御を行って2本のSMAアクチュエータそれぞれを独立制御する制御方式を選択するため、協調制御と独立制御との切替えを適切に行える。 With the above-described operation of the mobile phone 1B, in the normal and panning camera shake correction, servo control is performed to select a control method for cooperative control of the two SMA actuators, and one-side SMA performance detection and imaging unit end detection, In the center holding operation of the image pickup unit when camera shake correction is turned off, open control is performed to select a control method for independently controlling each of the two SMA actuators. Therefore, switching between cooperative control and independent control can be performed appropriately.
<変形例>
◎上記の各実施形態における駆動部については、可動部(撮像ユニット)に対して2本のSMAをプッシュプルの関係で接続するのは必須でなく、例えば可動部に対して3本のSMAを120°づつずらせた方向から接続するようにしても良い。
<Modification>
◎ For the drive unit in each of the above embodiments, it is not essential to connect two SMAs in a push-pull relationship to the movable unit (imaging unit). For example, three SMAs are connected to the movable unit. You may make it connect from the direction shifted by 120 degrees.
1A、1B 携帯電話
8 揺れ検知センサ
9A、9B 撮像ユニット
10A、10B 手振れ補正システム
11a 弾性支持部材
15、15a、15b 駆動部材
16 駆動部
16P P(ピッチ方向)駆動アクチュエータ
16Y Y(ヨー方向)駆動アクチュエータ
29 レリーズボタン
30a、40a 制御部
30c ゼロメソッド制御部
30d 振れ検出回路
30e 駆動回路(ドライバ)
31 角度検出部
40c サーボ制御部
41 位置検出部
80 位置センサ
1A, 1B Cellular phone 8
31
Claims (7)
(a)前記可動部の駆動に関する計測値を取得する計測手段と、
(b)前記可動部の駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記2つのアクチュエータそれぞれは形状記憶合金を有し、前記形状記憶合金に通電することで発生する収縮力が、前記異なる方向から前記可動部に対してそれぞれ作用するときの合力によって前記可動部を駆動するアクチュエータとして機能するとともに、
前記制御手段は、
(b-1)前記可動部の駆動に関する駆動目標値と前記計測値とに係る偏差を協調して低減させる前記収縮力を前記2つのアクチュエータがそれぞれ発生するように、前記2つのアクチュエータそれぞれの形状記憶合金に形状記憶合金の変態温度領域内の、前記偏差に基づいた電流をそれぞれ通電させることによって前記2つのアクチュエータを協調制御する協調制御手段と、
(b-2)前記偏差に基づかず、前記駆動目標値に基づいた前記収縮力を前記2つのアクチュエータのそれぞれに発生させる電流を予め導出してそれぞれ通電させることによって前記可動部を特定の位置に保持する第1独立制御と、前記一方のアクチュエータに通電する電流をゼロとし、他方のアクチュエータに所定の電流を通電することによって前記可動部を一方向に移動させる収縮力を発生する第2独立制御とを選択的に実行する独立制御手段と、
(b-3)前記協調制御手段による協調制御と、前記独立制御手段による独立制御とを選択的に実行する選択手段と、
を有することを特徴とする駆動装置。 A driving device capable of driving the movable part using two actuators connected to the movable part from different directions,
(a) measuring means for obtaining a measurement value relating to driving of the movable part;
(b) control means for controlling the drive of the movable part;
With
Each of the two actuators has a shape memory alloy, and the contraction force generated by energizing the shape memory alloy acts on the movable part from the different directions by the resultant force. While functioning as a driving actuator,
The control means includes
(b-1) the shrinkage force to reduce cooperatively deviation of the said measured value and the driving target value relating to driving of the movable portion so that the two actuators are generated respectively, the two actuators, respectively Cooperative control means for cooperatively controlling the two actuators by energizing each of the shape memory alloys with a current based on the deviation within a transformation temperature region of the shape memory alloy;
(b-2) Deriving in advance a current that causes each of the two actuators to generate the contraction force based on the drive target value without being based on the deviation, thereby energizing the movable part to a specific position. a first independent control for holding the, the current supplied to the one actuator to zero, a second independent for generating a contraction force to move the movable portion in one direction by passing a predetermined current to the other actuator Independent control means for selectively executing control;
(b-3) selection means for selectively executing cooperative control by the cooperative control means and independent control by the independent control means;
A drive device comprising:
前記2つのアクチュエータにより前記可動部を有する撮像手段に係る手振れ補正が可能となっており、
前記選択手段は、
前記手振れ補正を行う場合には前記協調制御を実行するとともに、前記手振れ補正を行わない場合には前記独立制御を実行する手段、
を有することを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 1,
The two actuators enable camera shake correction related to the imaging means having the movable part,
The selection means includes
Means for executing the cooperative control when performing the shake correction, and executing the independent control when not performing the shake correction;
Drive apparatus according to claim Rukoto to have a.
前記選択手段は、
前記可動部の可動限界を検出する場合には前記第2独立制御を実行する手段、
を有することを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 1 or 2 ,
Before Symbol selection means,
Means for executing the second independent control when detecting a movable limit of the movable part ;
A drive device comprising:
前記選択手段は、
前記2つのアクチュエータそれぞれに関する駆動性能を検査する場合には前記第2独立制御を実行する手段、
を有することを特徴とする駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 3,
The selection means includes
Means for executing the second independent control when inspecting the driving performance for each of the two actuators ;
A drive device comprising:
前記可動部の駆動について基準位置が定められており、
前記選択手段は、
前記可動部を前記基準位置に保持する場合には前記第1独立制御を実行する手段、
を有することを特徴とする駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 4,
A reference position is determined for driving the movable part,
The selection means includes
Means for executing the first independent control when the movable part is held at the reference position ;
A drive device comprising:
前記2つのアクチュエータにより前記可動部を有する撮像手段に係る手振れ補正が可能となっており、
前記選択手段は、
前記手振れ補正の際において、前記撮像手段に係るパンニングが行われる場合には前記第1独立制御を実行するとともに、前記パンニングが行われない場合には前記協調制御を実行する手段、
を有することを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 1 ,
The two actuators enable camera shake correction related to the imaging means having the movable part,
The selection means includes
Means for executing the first independent control when panning related to the imaging means is performed during the camera shake correction, and executing the cooperative control when panning is not performed ;
A drive device comprising:
前記可動部の駆動に関する計測値を取得する計測工程と、
前記可動部の駆動を制御する制御工程と、
を備え、
前記2つのアクチュエータそれぞれは形状記憶合金を有し、前記形状記憶合金に通電することで発生する収縮力が、前記異なる方向から前記可動部に対してそれぞれ作用するときの合力によって前記可動部を駆動するアクチュエータとして機能するとともに、
前記制御工程は、
前記可動部の駆動に関する駆動目標値と前記計測値とに係る偏差を協調して低減させる前記収縮力を前記2つのアクチュエータがそれぞれ発生するように、前記2つのアクチュエータそれぞれの形状記憶合金に形状記憶合金の変態温度領域内の、前記偏差に基づいた電流をそれぞれ通電させることによって前記2つのアクチュエータを協調制御する協調制御工程と、
前記偏差に基づかず、前記駆動目標値に基づいた前記収縮力を前記2つのアクチュエータのそれぞれに発生させる電流を予め導出してそれぞれ通電させることによって前記可動部を特定の位置に保持する第1独立制御と、前記一方のアクチュエータに通電する電流をゼロとし、他方のアクチュエータに所定の電流を通電することによって前記可動部を一方向に移動させる収縮力を発生する第2独立制御とを選択的に実行する独立制御工程と、
前記協調制御工程による協調制御と、前記独立制御工程による独立制御とを選択的に実行する選択工程と、
を有することを特徴とする駆動方法。 A method of driving the movable part using two actuators connected to the movable part from different directions,
A measurement step of obtaining a measurement value related to driving of the movable part;
A control step for controlling the driving of the movable part;
With
Each of the two actuators has a shape memory alloy, and the contraction force generated by energizing the shape memory alloy acts on the movable part from the different directions by the resultant force. While functioning as a driving actuator,
The control step includes
Shape memory is stored in the shape memory alloy of each of the two actuators so that the two actuators generate the contraction force that cooperatively reduces the deviation between the drive target value and the measurement value relating to the driving of the movable part. A cooperative control step of cooperatively controlling the two actuators by energizing each of the currents based on the deviation within the transformation temperature region of the alloy;
A first independent holding the movable part at a specific position by deriving in advance and energizing each of the two actuators to generate a contraction force based on the drive target value, not based on the deviation. And a second independent control that generates a contraction force that moves the movable part in one direction by applying a predetermined current to the other actuator, with zero current applied to the one actuator. An independent control step to be performed;
A selective step of selectively executing cooperative control by the cooperative control step and independent control by the independent control step;
A driving method characterized by comprising :
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