JP7032063B2 - レンズ制御装置及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Description
ホール素子を利用して検出される温度を、ホール素子の温度特性の補正に用いることにより、正確な温度補償が可能となる。
撮像レンズの位置制御の際に温度補償と線形補償の両方を行うことにより、撮像レンズの高精度かつ高速の位置決めが可能となる。
この態様によれば、所定の温度における位置検出信号と撮像レンズの変位との関係と、所定の温度と現在の温度との差に応じた補正係数を用いているので、少ないメモリ容量や演算で温度補償と線形補償の両方を行うことが可能となる。
この態様によれば、複数の所定温度の関係式を用いるため、温度補償と直線補償の精度を向上させることができるとともに、事前に測定しておくことが必要な所定の温度条件の数を制限することが可能なため、メモリ容量を抑えることが可能となる。
この態様によれば、複数の所定温度の関係式を用いるため、温度補償と直線補償の精度を向上させることができるとともに、事前に測定しておくことが必要な所定の温度条件の数を制限することが可能なため、メモリ容量を抑えることが可能となる。
この構成によれば、温度補償と線形補償がなされた位置検出信号に基づいて、位相差検出によって合焦位置の目標位置とされる位置にダイレクトにアクセスできるようになるため、高速かつ高精度のレンズ位置決めが可能となる。
この構成によれば、複数個のカメラモジュールの間の撮像レンズの移動を関連付けながら行うことができ、温度が変化しても位置検出信号が補正されているため、温度変化がなかったかのような関連付けが可能となる。
この態様によれば、対象物の位置制御の際に温度補償と線形補償の両方を行うことにより、対象物を高精度かつ高速に位置決めできる。
x1=f(y1)を計算するステップと、
y2=ax1+bを計算するステップと、
温度検出値が示す温度に対応する係数c,dを決定するステップと、
y3=cy2+dを計算するステップと、
を実行し、y3が補正後の位置検出値であってもよい。
これにより、全区間を共通のひとつの高次の関数で近似する場合に比べて、計算時間を短縮でき、また計算途中に必要なメモリ容量を削減できる。
温度検出値が示す温度に対応する関数x=f’(y)を決定するステップと、
位置検出部からの位置検出値をy1とするとき、x1=f’(y1)を計算するステップと、
y2=ax1+bを計算するステップと、を実行し、
y2が補正後の位置検出値であってもよい。
これにより、全区間を共通のひとつの高次の関数で近似する場合に比べて、計算時間を短縮でき、また計算途中に必要なメモリ容量を削減できる。
1. 製品出荷前に、すべての個体について、複数の温度それぞれにおいて、位置検出信号yと実際位置xの関係(x-y特性)を測定しておく。
2. 予め測定しておいた関係のうち現在の温度に対応するひとつを参照し、位置検出信号に対応する変位(位置)を取得する。
しかしながら、このフローでは、出荷前において膨大な検査時間を要することとなる。また、アクチュエータドライバICの内部に、複数の温度ごとのx-y特性を保持しておく必要があるため、大容量のメモリが必要となる。特に、x-y特性が非線形である場合には、この問題は深刻である。
本発明の第1実施形態について、図2ないし図9を用いて説明する。図2は、本発明に係るレンズ制御装置の第1実施形態における温度補償と線形補償の処理を示すフローチャートである。図3は、線形補償を行うときに必要となる位置検出信号と変位の関係の傾きを算出する方法を説明するための図である。図4は、線形補償を行うときに必要となる位置検出信号と変位の関係の傾きとオフセットを算出する方法を説明するための図である。図5は、位置検出信号と変位との関係が、温度によってどのように変化するかを説明する測定結果である。図6は、図5の各温度における位置検出信号と変位との関係の測定結果に対して、線形補償を行った結果を示す図である。図7は、図6の線形補償を行った結果に対してさらに温度補償を行った結果を示す図である。図8は、図7の温度補償を行った際に用いた補正係数の代わりに、複数のレンズ制御装置でのそれぞれに最適な補正係数の平均値を補正係数として用いて温度補償を行った結果の図である。図9は、線形補償を行う前に傾き補正によって温度補償を行った結果を示す図である。
x=f(y)=k0+k1y+k2y2+k3y3+k4y4+k5y5 …(1)
x1=f(y1)
周囲温度がT0と同じであれば、工場で測定した結果が再現されるはずである。周囲温度がT0と異なるT1であったとしても、T0に対して導出した関数x=f(y)を用いる。なお、温度T1の検出には、サーミスタや熱電対などの温度センサを用いてもよいが、後述するように、ホール素子の抵抗値の温度による変化を利用して温度変化を検出すると、部品点数を増やさずに、温度検出したい素子そのものの温度を検出することができる。
本発明の第2実施形態について、図10ないし図14を用いて説明する。図10は、本発明に係るレンズ制御装置の第2実施形態における温度補償と線形補償の処理を示すフローチャートである。図11は、図5の結果における各温度における位置検出信号と変位との関係に基づいて各温度の測定結果に対して線形補償を行い、温度によって傾きが変化しないように温度補償を行った結果を示す図である。
本発明の第3実施形態について、図15ないし図16を用いて説明する。図15は、本発明に係るレンズ制御装置の第3実施形態における温度補償と線形補償の処理を示すフローチャートである。図16は、ストローク範囲を制限したうえで、線形補償と温度補償を行った結果を示す図である。
本発明の第4実施形態について、図17を参照して説明する。図17は、第4実施形態における関数を直線近似する方法を説明する図である。第1から第3の実施形態では、所定温度T0における位置検出信号yと像変位xとの関係が曲線である場合に、高次の関数、たとえば5次関数として補正処理に利用していた。しかし、実際の撮像装置の中で線形補償する場合は、このような5次関数の演算を行っていると計算時間がかかり、計算途中に必要なメモリ容量も大きくなる。そこで関数x=f(y)を、複数の区間に分割し、区間毎に一次関数で近似してもよい。若干、計算精度が落ちる可能性はあるが、なめらかな変化を示すx-y特性のアクチュエータでは、直線補間でもほとんど影響はない。通常のカメラモジュールのAFおよびOISのストローク範囲であれば、16点から20点程度のポイントをつなぎ合わせた直線補間で十分である。
図18は、レンズ制御装置400の具体的なブロック図である。位置検出素子404はホール素子32であり、アクチュエータ402の可動部の変位に応じたホール電圧V+,V-を発生し、アクチュエータドライバIC500のホール検出ピン(HP,HN)に供給する。
Claims (11)
- 撮像レンズと、
前記撮像レンズを駆動するアクチュエータと、
一定のバイアス電流を供給する定電流回路と、
前記バイアス電流の経路上に設けられ、前記バイアス電流が流れた状態で、前記撮像レンズの位置を示す位置検出信号を生成するホール素子と、
前記バイアス電流が流れた状態における前記ホール素子の両端間電圧にもとづいて温度を検出する温度検出部と、
前記位置検出信号が前記撮像レンズの目標位置を示す位置指令信号に近づくように、前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記位置検出信号と、それに対応する前記撮像レンズの実際位置との関係の温度依存性を補正する温度補償部と、
前記関係の直線性を補正するための線形補償部と、
を含み、前記制御部は、前記線形補償部によって先に直線化を行った後に、前記温度補償部によって直線の傾きを、または前記直線の傾きおよびオフセットの両方を、温度に応じて補正することを特徴とするレンズ制御装置。 - あらかじめ所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段さらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記所定の温度における前記関係に基づいて直線性を補正するとともに、
前記所定の温度と現在温度との差に応じて所定の補正係数を与えて温度補償を行うことを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。 - あらかじめ複数の所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段をさらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記複数の所定の温度のうち前記現在温度に最も近いひとつにおける前記関係に基づいて直線性を補正するとともに、
直線の傾きが温度に関係なく一定となるように温度補償を行うことを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。 - あらかじめ複数の所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段をさらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記複数の所定の温度のうち現在温度を挟む2つにおける前記関係に基づいて、現在温度のための関係を生成し、
生成された関係に基づいて直線性を補正するとともに、
直線の傾きが温度に関係なく一定となるように温度補償を行うことを特徴とする請求項1に記載のレンズ制御装置。 - 撮像レンズと、
前記撮像レンズを駆動するアクチュエータと、
一定のバイアス電流を供給する定電流回路と、
前記バイアス電流の経路上に設けられ、前記バイアス電流が流れた状態で、前記撮像レンズの位置を示す位置検出信号を生成するホール素子と、
前記バイアス電流が流れた状態における前記ホール素子の両端間電圧にもとづいて温度を検出する温度検出部と、
前記位置検出信号が前記撮像レンズの目標位置を示す位置指令信号に近づくように、前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記位置検出信号と、それに対応する前記撮像レンズの実際位置との関係の温度依存性を補正する温度補償部と、
前記関係の直線性を補正するための線形補償部と、
を含み、
あらかじめ複数の所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段をさらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記複数の所定の温度のうち前記現在温度に最も近いひとつにおける前記関係に基づいて直線性を補正するとともに、
直線の傾きが温度に関係なく一定となるように温度補償を行うことを特徴とするレンズ制御装置。 - 撮像レンズと、
前記撮像レンズを駆動するアクチュエータと、
一定のバイアス電流を供給する定電流回路と、
前記バイアス電流の経路上に設けられ、前記バイアス電流が流れた状態で、前記撮像レンズの位置を示す位置検出信号を生成するホール素子と、
前記バイアス電流が流れた状態における前記ホール素子の両端間電圧にもとづいて温度を検出する温度検出部と、
前記位置検出信号が前記撮像レンズの目標位置を示す位置指令信号に近づくように、前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記位置検出信号と、それに対応する前記撮像レンズの実際位置との関係の温度依存性を補正する温度補償部と、
前記関係の直線性を補正するための線形補償部と、
を含み、
あらかじめ複数の所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段をさらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記複数の所定の温度のうち現在温度を挟む2つにおける前記関係に基づいて、現在温度のための関係を生成し、
生成された関係に基づいて直線性を補正するとともに、
直線の傾きが温度に関係なく一定となるように温度補償を行うことを特徴とするレンズ制御装置。 - 前記制御部は、前記線形補償部によって先に直線化を行った後に、前記温度補償部によって直線の傾きを、または前記直線の傾きおよびオフセットの両方を、温度に応じて補正することを特徴とする請求項5または6に記載のレンズ制御装置。
- 請求項1から7のいずれかに記載のレンズ制御装置と、
オートフォーカスのための位相差検出が可能な撮像素子と、
を備え、
温度補償と線形補償がオートフォーカスのための前記撮像レンズの位置検出に対して適用されることを特徴とする撮像装置。 - 複数個のカメラモジュールを備え、
各カメラモジュールは、請求項1から7のいずれかに記載のレンズ制御装置を備え、
各カメラモジュールにおいて、温度補償と線形補償がオートフォーカスのための撮像レンズの位置検出に対して適用されることを特徴とする撮像装置。 - 撮像レンズと、
前記撮像レンズを駆動するアクチュエータと、
前記撮像レンズの位置を示す位置検出信号を生成するホール素子と、
一定の電流を与えたときの前記ホール素子の両端間電圧にもとづいて温度を検出する温度検出部と、
前記位置検出信号が前記撮像レンズの目標位置を示す位置指令信号に近づくように、前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記位置検出信号と、それに対応する前記撮像レンズの実際位置との関係の温度依存性を補正する温度補償部と、
前記関係の直線性を補正するための線形補償部と、
を含み、
あらかじめ複数の所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段をさらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記複数の所定の温度のうち前記現在温度に最も近いひとつにおける前記関係に基づいて直線性を補正するとともに、
直線の傾きが温度に関係なく一定となるように温度補償を行うことを特徴とするレンズ制御装置。 - 撮像レンズと、
前記撮像レンズを駆動するアクチュエータと、
前記撮像レンズの位置を示す位置検出信号を生成するホール素子と、
一定の電流を与えたときの前記ホール素子の両端間電圧にもとづいて温度を検出する温度検出部と、
前記位置検出信号が前記撮像レンズの目標位置を示す位置指令信号に近づくように、前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記位置検出信号と、それに対応する前記撮像レンズの実際位置との関係の温度依存性を補正する温度補償部と、
前記関係の直線性を補正するための線形補償部と、
を含み、
あらかじめ複数の所定の温度における前記関係が取得されており、
前記制御部は、前記関係に関する情報を保存するためのメモリ手段をさらに含み、
前記所定の温度とは異なる現在温度に対して、前記複数の所定の温度のうち現在温度を挟む2つにおける前記関係に基づいて、現在温度のための関係を生成し、
生成された関係に基づいて直線性を補正するとともに、
直線の傾きが温度に関係なく一定となるように温度補償を行うことを特徴とするレンズ制御装置。
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