JP2010072155A - Vibration compensation control circuit - Google Patents

Vibration compensation control circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2010072155A
JP2010072155A JP2008237591A JP2008237591A JP2010072155A JP 2010072155 A JP2010072155 A JP 2010072155A JP 2008237591 A JP2008237591 A JP 2008237591A JP 2008237591 A JP2008237591 A JP 2008237591A JP 2010072155 A JP2010072155 A JP 2010072155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stepping motor
vibration
control circuit
displacement speed
vibration compensation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008237591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunobu Nagata
康宣 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
System Solutions Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Semiconductor Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2008237591A priority Critical patent/JP2010072155A/en
Publication of JP2010072155A publication Critical patent/JP2010072155A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve the simplification of a constitution and the reduction of the scale of a vibration compensation control circuit of an imaging apparatus including a vibration compensation mechanism using a stepping motor as a drive force source. <P>SOLUTION: A vibration detection signal in accordance with the displacing speed of a lens 56 outputted from a gyro sensor 50 is converted into displacing speed data D<SB>ω</SB>by an ADC 60. A gyro filter 62 outputs the displacing speed data D<SB>ω</SB>to a stepping motor controller 64 without converting it into displacement data. The stepping motor controller 64 outputs a motor control signal S<SB>MC</SB>in accordance with a drive amount corresponding to the displacing speed data D<SB>ω</SB>obtained from the gyro filter 62 based on a previously set correspondence relation between the displacing speed data D<SB>ω</SB>and the drive amount of the stepping motor 54 in predetermined control cycle units. A driver 66 drives the stepping motor 54 based on the motor control signal S<SB>MC</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に手振れ等の振動を補償するために設けられた振動補償機構の駆動を制御する振動補償制御回路に関する。   The present invention relates to a vibration compensation control circuit that controls driving of a vibration compensation mechanism provided in an imaging apparatus such as a digital still camera to compensate for vibration such as camera shake.

近年の撮像装置には、手振れによる画質の低下を抑制するために手振れ補正機能を搭載するものが多くなっている。手振れ補正の方式にはいくつかの種類が存在するが、その１つとして、振動検知素子で撮像装置の振動を検知し、その検知信号に基づいて補正レンズ等の光学部品やＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子をアクチュエータで変位させるものがある。   In recent years, many image pickup apparatuses are equipped with a camera shake correction function in order to suppress deterioration in image quality due to camera shake. There are several types of camera shake correction methods. One of them is to detect the vibration of the imaging device with a vibration detection element, and based on the detection signal, an optical component such as a correction lens, a CCD image sensor, etc. Some image sensors are displaced by an actuator.

図５は、従来の手振れ補正システムの構成を示す撮像装置２のブロック構成図である。振動検知素子にはジャイロセンサ４が用いられ、光軸の向きの変化に応じた角速度を検知する。一方、アクチュエータにはボイスコイルモータ（Voice Coil Motor：ＶＣＭ）６が用いられる。ＶＣＭ６の駆動制御には、補正レンズ８等の変位量が用いられる。そのため、位置検知素子としてホール素子１０が用いられると共に、ジャイロセンサ４から得られる角速度等の変位速度を積分して変位量に変換するジャイロフィルタ１２が振動補償制御回路１４に設けられる。   FIG. 5 is a block diagram of the imaging apparatus 2 showing the configuration of a conventional camera shake correction system. A gyro sensor 4 is used as the vibration detection element and detects an angular velocity corresponding to a change in the direction of the optical axis. On the other hand, a voice coil motor (VCM) 6 is used as the actuator. For the drive control of the VCM 6, a displacement amount of the correction lens 8 or the like is used. Therefore, the Hall element 10 is used as a position detection element, and a gyro filter 12 that integrates a displacement speed such as an angular speed obtained from the gyro sensor 4 and converts it into a displacement amount is provided in the vibration compensation control circuit 14.

ジャイロフィルタ１２は、手振れ成分抽出回路２０、積分回路２２及びセンタリング処理回路２４を含んで構成される。手振れ成分抽出回路２０は高域通過フィルタ（High Pass Filter：ＨＰＦ）を用いて構成することができる。積分回路２２は、低域通過フィルタ（Low Pass Filter：ＬＰＦ）を用いて構成することができる。また、センタリング処理回路２４は、積分処理の出力信号を減衰等させることにより、補正レンズ８が可動限界に到達しにくくなるように変位量を定める処理を行う回路であり、ＨＰＦを用いて積分回路２２の出力信号の直流成分を除去することで当該処理を実現する。これらジャイロフィルタ１２を構成するフィルタは、デジタルフィルタで構成される。   The gyro filter 12 includes a camera shake component extraction circuit 20, an integration circuit 22, and a centering processing circuit 24. The camera shake component extraction circuit 20 can be configured using a high pass filter (High Pass Filter: HPF). The integrating circuit 22 can be configured using a low pass filter (LPF). The centering processing circuit 24 is a circuit that performs a process of determining the amount of displacement so that the correction lens 8 does not easily reach the movable limit by attenuating the output signal of the integration process, and the integration circuit using the HPF. The processing is realized by removing the DC component of the 22 output signals. The filters constituting these gyro filters 12 are digital filters.

ホールフィルタ２６は、ホール素子１０にて検知された変位量とジャイロセンサ４の出力に基づいて得られた変位量とを合成したデータに基づいてＶＣＭ６を駆動制御する。   The Hall filter 26 drives and controls the VCM 6 based on data obtained by combining the displacement detected by the Hall element 10 and the displacement obtained based on the output of the gyro sensor 4.

上述の図５に示す構成に対して、アクチュエータにステッピングモータを用いた場合、その駆動制御信号からステッピングモータの回転角度を把握することができ、ひいては、当該回転角度から補正レンズ８の変位量を把握できるので、ホール素子１０等の位置検知素子を省略することができる。図６は、ステッピングモータ３０をアクチュエータに用いた従来の手振れ補正システムの構成を示す撮像装置３２のブロック構成図である。振動補償制御回路３４に設けられるジャイロフィルタ１２は、上述した振動補償制御回路１４のものと同様の構成を有し、ジャイロセンサ４が出力する変位速度を積分して変位量に変換し、回転制御部３６へ出力する。回転制御部３６は、ステッピングモータに対する制御タイミング毎に、現在の変位量と前回の変位量との差分を計算し、当該差分を補償するのに必要な今回のステッピングモータ３０の所要回転角度を求める。ステッピングモータ制御部３８は、前回のステッピングモータの位置を基準として、回転制御部３６により求められた所要回転角度だけステッピングモータを回転させるように制御信号を生成する。生成された制御信号はドライバ４０に供給され、ドライバ４０が当該制御信号に基づいてステッピングモータ３０に対する駆動信号を生成する。
特開２００６−２０８８７３号公報 In contrast to the configuration shown in FIG. 5 described above, when a stepping motor is used as the actuator, the rotation angle of the stepping motor can be grasped from the drive control signal, and the displacement amount of the correction lens 8 can be determined from the rotation angle. Since it can be grasped, position detecting elements such as the Hall element 10 can be omitted. FIG. 6 is a block configuration diagram of the imaging device 32 showing a configuration of a conventional camera shake correction system using the stepping motor 30 as an actuator. The gyro filter 12 provided in the vibration compensation control circuit 34 has the same configuration as that of the vibration compensation control circuit 14 described above, integrates the displacement speed output from the gyro sensor 4 and converts it into a displacement amount, and performs rotation control. To the unit 36. The rotation control unit 36 calculates the difference between the current displacement amount and the previous displacement amount at each control timing for the stepping motor, and obtains the required rotation angle of the current stepping motor 30 necessary to compensate for the difference. . The stepping motor control unit 38 generates a control signal so as to rotate the stepping motor by the required rotation angle obtained by the rotation control unit 36 with reference to the position of the previous stepping motor. The generated control signal is supplied to the driver 40, and the driver 40 generates a drive signal for the stepping motor 30 based on the control signal.
JP 2006-208873 A

ジャイロフィルタ１２を構成するデジタルフィルタの数が多いと回路規模が大きくなり得るという問題があった。当該デジタルフィルタは、遅延素子、加算器、乗算器等の複数の要素を組み合わせて構成される。特に、積分回路２２を構成するデジタルフィルタは、一般的な係数を乗じて出力する乗算器を基本的に要する。当該乗算器は加算器に比べると回路構成が複雑であるため、上述の問題点への影響が大きい。そのため、図６のようにホール素子１０を省略した手振れ補正システムとしても、その制御を行う振動補償制御回路３４の回路規模の縮小の効果は小さい。また、振動補償制御回路３４は、差分の算出等を行う回転制御部３６を要する点でも、回路規模の縮小を図りにくかった。   When the number of digital filters constituting the gyro filter 12 is large, there is a problem that the circuit scale can be increased. The digital filter is configured by combining a plurality of elements such as a delay element, an adder, and a multiplier. In particular, the digital filter constituting the integrating circuit 22 basically requires a multiplier that multiplies and outputs a general coefficient. Since the circuit configuration of the multiplier is more complicated than that of the adder, the influence on the above-described problem is great. Therefore, even in a camera shake correction system in which the Hall element 10 is omitted as shown in FIG. 6, the effect of reducing the circuit scale of the vibration compensation control circuit 34 that performs the control is small. In addition, the vibration compensation control circuit 34 is difficult to reduce the circuit scale in that the rotation control unit 36 for calculating the difference and the like is required.

また、ドライバ４０は、比較的大電流の駆動信号を生成するため、サイズの大きなトランジスタ等からなり、半導体集積回路（Integrated Circuit：ＩＣ）を構成する半導体基板上にて比較的大きな面積を要する。そのため、上述のように、回路構成が複雑となる振動補償制御回路３４とドライバ４０とをＩＣとして１チップ化する場合、チップサイズの増加に伴うコスト増といった問題が存在する。一方、これにより１チップ化が阻害される結果、プリント基板上にマウントする部品点数が増え、手振れ補正システムの集積度の向上を図りにくくなるという問題が生じ得る。また、振動補償制御回路３４のチップとドライバ４０のチップとを１パッケージのＩＣとするにしても、組立工数が増加するという問題がある。   The driver 40 includes a transistor having a large size in order to generate a drive signal with a relatively large current, and requires a relatively large area on a semiconductor substrate constituting a semiconductor integrated circuit (IC). Therefore, as described above, when the vibration compensation control circuit 34 and the driver 40 having a complicated circuit configuration are integrated into one chip as an IC, there is a problem that the cost increases as the chip size increases. On the other hand, as a result of obstructing one chip, the number of components to be mounted on the printed circuit board increases, and it may become difficult to improve the integration degree of the camera shake correction system. Further, even if the chip of the vibration compensation control circuit 34 and the chip of the driver 40 are made into one package IC, there is a problem that the number of assembling steps increases.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、より構成が簡単で回路規模の縮小が図られる振動補償制御回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vibration compensation control circuit that has a simpler configuration and can reduce the circuit scale.

本発明に係る振動補償制御回路は、撮像装置に備えられた振動検知素子から当該撮像装置の変位速度に応じた振動検知信号を得て、当該撮像装置の振動補償機構を駆動するステッピングモータを制御するものであって、前記振動検知信号をＡＤ変換して変位速度データを生成し、当該変位速度データを変位データに変換することなく出力する入力データ生成部と、前記変位速度データと所定の制御周期単位での前記ステッピングモータの駆動量との間の予め設定された対応関係に基づき、前記入力データ生成部から得た前記変位速度データに対応する前記駆動量に応じたモータ制御信号を出力するステッピングモータ制御部と、を有する。   The vibration compensation control circuit according to the present invention obtains a vibration detection signal corresponding to the displacement speed of the imaging device from a vibration detection element provided in the imaging device, and controls a stepping motor that drives the vibration compensation mechanism of the imaging device. An input data generating unit that AD-converts the vibration detection signal to generate displacement speed data, and outputs the displacement speed data without converting the displacement speed data into displacement data; and the displacement speed data and predetermined control A motor control signal corresponding to the drive amount corresponding to the displacement speed data obtained from the input data generation unit is output based on a preset correspondence relationship with the drive amount of the stepping motor in cycle units. And a stepping motor control unit.

本発明によれば、ジャイロセンサ等の振動検知素子が検知する撮像装置の変位速度は積分されずにステッピングモータ制御部に入力され、ステッピングモータ制御部は、周期的に、変位速度に応じた量ずつ、ステッピングモータの駆動量を変化させる。本発明の振動補償制御回路は、積分回路として機能するデジタルフィルタを要さず、回路規模の縮小が図られる。また、振動検知素子の出力信号から補償対象振動を抽出するハイパスフィルタを、乗算器を用いない構成とすることで、小さな回路規模を実現できる。変位速度減衰部は、基本的に変位速度の絶対値を一定量減じることによりセンタリング処理を実現する。当該処理は、乗算器の使用を控えた小さな回路構成により実現できる。   According to the present invention, the displacement speed of the imaging device detected by the vibration detection element such as a gyro sensor is input to the stepping motor control unit without being integrated, and the stepping motor control unit periodically performs an amount corresponding to the displacement speed. The driving amount of the stepping motor is changed one by one. The vibration compensation control circuit of the present invention does not require a digital filter that functions as an integration circuit, and the circuit scale can be reduced. In addition, a small circuit scale can be realized by configuring the high-pass filter that extracts the compensation target vibration from the output signal of the vibration detection element without using a multiplier. The displacement speed attenuator basically realizes the centering process by reducing the absolute value of the displacement speed by a certain amount. This processing can be realized by a small circuit configuration that refrains from using a multiplier.

また、振動検知素子の出力信号からステッピングモータに対する制御信号を生成するまでの回路の規模の縮小が図られることに伴い、同一の半導体チップ上にドライバを搭載可能となり、ドライバを含めた振動補償制御回路の構成の単純化及び小型化が図れる。   As the circuit scale from the output signal of the vibration detection element to the generation of the control signal for the stepping motor is reduced, a driver can be mounted on the same semiconductor chip, and vibration compensation control including the driver is possible. The circuit configuration can be simplified and reduced in size.

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。本実施形態はカメラに関するものであり、本発明に係る振動補償制御回路は当該カメラの手振れ補正機能に用いられる。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. The present embodiment relates to a camera, and the vibration compensation control circuit according to the present invention is used for a camera shake correction function of the camera.

図１は、実施形態に係るカメラの手振れ補正システムの概略のブロック構成図である。本手振れ補正システムは、ジャイロセンサ５０、振動補償制御回路５２及びステッピングモータ５４を含んで構成される。手振れ補正システムにはいくつかの方式があるが、例えば、本システムは、撮像素子（図示せず）の受光面に光学像を形成する光学系に設けられた補正レンズ（レンズ５６）の位置を制御する方式とすることができる。   FIG. 1 is a schematic block diagram of a camera shake correction system according to the embodiment. The camera shake correction system includes a gyro sensor 50, a vibration compensation control circuit 52, and a stepping motor 54. There are several types of camera shake correction systems. For example, this system determines the position of a correction lens (lens 56) provided in an optical system that forms an optical image on a light receiving surface of an image sensor (not shown). A control method can be adopted.

ジャイロセンサ５０は、カメラの振動を検出するために設けられたセンサであり、振動により生じる変位速度として角速度ωを検出し、角速度ωに応じた電気信号Ｖωを出力する。ジャイロセンサ５０は２つ設けられ、ｘ軸の回りでの角速度成分及びｙ軸の回りでの角速度成分それぞれについて信号Ｖωが得られる。 The gyro sensor 50 is a sensor provided for detecting the vibration of the camera, detects the angular velocity ω as a displacement velocity generated by the vibration, and outputs an electric signal V ω corresponding to the angular velocity ω. Two gyro sensors 50 are provided, and a signal Vω is obtained for each of the angular velocity component around the x axis and the angular velocity component around the y axis.

変位可能なレンズ５６と当該レンズ５６を変位させるアクチュエータとは振動補償機構を構成する。例えば、レンズ５６のｘ−ｙ平面内での２次元変位を実現するために、アクチュエータは一対設けられ、ｘ方向、ｙ方向それぞれの変位を可能とする。アクチュエータはその駆動力源としてステッピングモータ５４を有している。ステッピングモータ５４にて周方向に配列されたステータは、その配列順に従って順番に複数相の駆動信号のいずれかに対応付けられ、ステータのコイルは対応する駆動信号により励磁される。ロータは、複数相の駆動信号の位相φに応じて一定の角度ステップずつ回転する。ロータの回転数や位置（回転角度）は、振動補償制御回路５２において、印加した駆動信号波形のサイクル数及び位相φから把握することができる。それ故、ステッピングモータ５４を用いたアクチュエータは、位置検出手段を備えてその検出結果を振動補償制御回路５２へフィードバックする必要がない。   The displaceable lens 56 and the actuator that displaces the lens 56 constitute a vibration compensation mechanism. For example, in order to realize the two-dimensional displacement of the lens 56 in the xy plane, a pair of actuators are provided to enable displacement in the x direction and the y direction, respectively. The actuator has a stepping motor 54 as its driving force source. The stators arranged in the circumferential direction by the stepping motor 54 are sequentially associated with one of a plurality of phase drive signals according to the arrangement order, and the stator coils are excited by the corresponding drive signals. The rotor rotates by a certain angle step in accordance with the phase φ of the drive signals having a plurality of phases. The rotation speed and position (rotation angle) of the rotor can be grasped by the vibration compensation control circuit 52 from the cycle number and phase φ of the applied drive signal waveform. Therefore, the actuator using the stepping motor 54 does not need to include position detection means and feed back the detection result to the vibration compensation control circuit 52.

振動補償制御回路５２は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）６０、ジャイロフィルタ６２、ステッピングモータ制御部６４及びドライバ６６を含んで構成される。振動補償制御回路５２は、例えば、単一の半導体チップ上にＩＣとして一体に形成される。   The vibration compensation control circuit 52 includes an A / D converter (ADC: Analog-to-Digital Converter) 60, a gyro filter 62, a stepping motor control unit 64, and a driver 66. For example, the vibration compensation control circuit 52 is integrally formed as an IC on a single semiconductor chip.

ＡＤＣ６０は、２つのジャイロセンサ５０がそれぞれ出力する電圧信号Ｖωを入力され、それらを時分割でデジタルデータＤωに変換する。各信号のＡ／Ｄ変換は、ステッピングモータ５４に対する制御周期毎に周期的に行われ、ｘ軸、ｙ軸それぞれの回りでのカメラの揺動角速度ωに応じた変位速度データＤωが生成される。 ADC60 has two gyro sensor 50 is input a voltage signal V omega respectively outputting, converts them into digital data D omega in time division. A / D conversion of each signal is periodically performed at every control cycle for the stepping motor 54, and displacement velocity data Dω corresponding to the camera swing angular velocity ω around each of the x-axis and y-axis is generated. The

変位速度データＤωはジャイロフィルタ６２に入力される。ジャイロフィルタ６２は、ＡＤＣ６０と共にステッピングモータ制御部６４に対する入力データ生成部を構成する。ジャイロフィルタ６２は、ＡＤＣ６０から入力されたｘ方向、ｙ方向それぞれの変位速度データＤωに対して後述する処理を行い、ステッピングモータ制御部６４へ出力する。 The displacement speed data Dω is input to the gyro filter 62. The gyro filter 62 constitutes an input data generation unit for the stepping motor control unit 64 together with the ADC 60. Gyro filter 62, x-direction input from the ADC 60, performs the process described below with respect to the y direction each displacement velocity data D omega, outputs to the stepping motor control unit 64.

ステッピングモータ制御部６４は、変位速度データＤωと、一定に設定される制御周期の間におけるステッピングモータ５４の駆動量との対応関係を予め設定されている。駆動量は、例えば、ステッピングモータ５４の回転位置の変化量をモータのロータの回転角度Θの変化量や、ピッチ角度θＰで刻まれた小歯の移動数ｎｐ（ここでｎｐ・θＰ＝Θ）により直接的に指定することができるが、本実施形態では、モータ制御信号の位相φの変化量により駆動量を指定する。例えば、ステッピングモータ５４を１−２相励磁方式で駆動する場合には、モータ制御信号の位相φがπ/４〔rad〕、つまり４５゜変化するごとに回転角度Θは(1/8)θＰずつ変化し、１周期のモータ制御信号による１ピッチ角の回転は８ステップで行われる。そこで、本実施形態のステッピングモータ制御部６４は、１サイクルの制御周期における回転のステップ数ｎＳを、ステッピングモータ５４の可動範囲及びジャイロフィルタ６２の出力範囲に基づいて生成する。 The stepping motor control unit 64 presets a correspondence relationship between the displacement speed data Dω and the driving amount of the stepping motor 54 during a constant control period. Driving amount, for example, the variation amount of the rotation position change amount and the rotational angle Θ of the motor rotor of the stepping motor 54, the pitch angle theta teeth move number n p (here the engraved in P n p · θ In this embodiment, the drive amount is specified by the amount of change in the phase φ of the motor control signal. For example, when the stepping motor 54 is driven by the 1-2 phase excitation method, the rotation angle Θ is (1/8) θ every time the phase φ of the motor control signal changes by π / 4 [rad], that is, 45 °. The rotation is changed by P , and rotation of one pitch angle by one cycle of motor control signal is performed in 8 steps. Therefore, the stepping motor control unit 64 of the present embodiment generates the number of rotation steps n S in the control cycle of one cycle based on the movable range of the stepping motor 54 and the output range of the gyro filter 62.

例えば、ステッピングモータ５４によって（＋Ｎｍａｘ）ステップから（−Ｎｍａｘ）ステップまでレンズ５６を可動であって、ジャイロフィルタ６２の出力値が（＋Ｄｍａｘ）から（−Ｄｍａｘ）まで取り得る場合、１サイクルの制御周期における回転のステップ数ｎＳはジャイロフィルタ６２の出力値Ｄωより次の式で求めることができる。ただし、Ｎｍａｘ及びＤｍａｘは共に正の数とする。
ステップ数ｎＳ＝Ｄω×(Ｎｍａｘ/Ｄｍａｘ) For example, when the lens 56 is movable from the (+ N max ) step to the (−N max ) step by the stepping motor 54 and the output value of the gyro filter 62 can be taken from (+ D max ) to (−D max ), 1 step number n S of rotation in the control period of the cycle can be obtained by the following equation from the output value D omega of the gyro filter 62. However, Nmax and Dmax are both positive numbers.
Number of steps n S = D ω × (N max / D max )

ステッピングモータ制御部６４は上記対応関係に基づいて、入力された変位速度データＤωに対応するステップ数ｎＳを求め、当該ステップ数ｎＳに相当する量だけモータ制御信号ＳＭＣの位相φを変化させる。 The stepping motor control unit 64 obtains the step number n S corresponding to the input displacement speed data D ω based on the above correspondence, and sets the phase φ of the motor control signal S MC by an amount corresponding to the step number n S. Change.

図２は、モータ制御信号ＳＭＣの模式的な波形図であり、横軸が位相φ、縦軸が電圧である。モータ制御信号ＳＭＣは、ｘ方向、ｙ方向それぞれのステッピングモータ５４に対応して生成され、１つのステッピングモータ５４に対するモータ制御信号ＳＭＣはＡ相とＢ相との２つの信号で構成される。Ａ相のモータ制御信号ＳＭＣは一対の信号ＡＩ１，ＡＩ２を含み、Ｂ相のモータ制御信号ＳＭＣは一対の信号ＢＩ１，ＢＩ２を含む。Ａ相信号、Ｂ相信号はステッピングモータ５４の周方向に配列されたステータのコイルに互い違いに印加される。例えば、８個配列されるステータのうち奇数番のステータにＡ相のモータ制御信号ＳＭＣが印加され、偶数番のステータにＢ相のモータ制御信号ＳＭＣが印加される。コイルはＨブリッジ回路を構成する２つのプッシュプル回路の出力端子間に接続され、一方のプッシュプル回路がＡ相又はＢ相を構成する一対の信号の一方、他方のプッシュプル回路が当該一対の信号の他方で駆動される。これにより、コイルに印加されるＡ相、Ｂ相の電圧はそれぞれ、図２の信号波形ＡＯ，ＢＯに示すように０レベルと、当該０レベルを挟んで互いに逆極性のＨ（High）レベル、Ｌ（Low）レベルとの３つのいずれかに設定され、それらの組み合わせによりモータ制御信号ＳＭＣの８つの位相状態が設定される。 Figure 2 is a schematic waveform diagram of the motor control signal S MC, the horizontal axis is the phase phi, the vertical axis represents voltage. Motor control signal S MC is generated corresponding to the x-direction, y-direction each stepping motor 54, and motor control signal S MC for one stepping motor 54 in the two signals of phase A and phase B . The A-phase motor control signal SMC includes a pair of signals A I1 and A I2 , and the B-phase motor control signal SMC includes a pair of signals B I1 and B I2 . The A-phase signal and B-phase signal are alternately applied to the stator coils arranged in the circumferential direction of the stepping motor 54. For example, an A-phase motor control signal SMC is applied to odd-numbered stators among eight stators arranged, and a B-phase motor control signal SMC is applied to even-numbered stators. The coil is connected between the output terminals of the two push-pull circuits constituting the H-bridge circuit, and one push-pull circuit is one of a pair of signals constituting the A phase or the B phase, and the other push-pull circuit is the pair of signals. Driven with the other of the signals. As a result, the A-phase and B-phase voltages applied to the coils are 0 level and H (High) having opposite polarities across the 0 level, as indicated by signal waveforms A O and B O in FIG. level, is set to one of three of the L (Low) level, the eight phase states of the motor control signal S MC is set by a combination thereof.

具体的には、ステッピングモータ制御部６４は、モータ制御信号ＳＭＣの位相φを、前回の制御タイミングｔｋ−１（ｋは整数）での位相φ(ｔｋ−１)に対応する値を記憶し、当該位相φ(ｔｋ−１)から、今回の制御タイミングｔｋでの位相φ(ｔｋ)（≡φ(ｔｋ−１)＋(π/４)ｎＳ）に対応する値まで、π/４ずつ順次変化させる。このモータ制御信号の位相φの変化は、次の制御タイミングｔｋ＋１までに完了される。 Specifically, the stepping motor control unit 64, the motor control signal S MC phase phi, a value corresponding to the phase φ (t k-1) at the immediately preceding control timing t k-1 (k is an integer) The value corresponding to the phase φ (t k ) (≡φ (t k−1 ) + (π / 4) n S ) at the current control timing t k is stored from the phase φ (t k−1 ). Until π / 4 is changed. This change in the phase φ of the motor control signal is completed by the next control timing t k + 1 .

ドライバ６６は、モータ制御信号ＳＭＣに基づいて、ステッピングモータ５４を駆動するモータ駆動信号を生成する。例えば、ドライバ６６は、Ａ相のモータ制御信号ＳＭＣを印加されるコイルへの通電を制御するＨブリッジ回路と、Ｂ相のモータ制御信号ＳＭＣを印加されるコイルへの通電を制御するＨブリッジ回路とを有する。図３はＨブリッジ回路の模式的な回路図であり、同図はＡ相のモータ制御信号ＳＭＣであるＡＩ１，ＡＩ２が入力される場合を示している。各Ｈブリッジ回路は、対応するモータ制御信号ＳＭＣがＨレベルの場合に、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ４をオン状態、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３をオフ状態としてコイルＭＣに所定方向の電流を流し、一方、Ｌレベルの場合にはスイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３をオン状態、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ４をオフ状態としてコイルＭＣに逆方向の電流を流す。このドライバ６６が生成するモータ駆動信号によりステータが励磁され、ジャイロセンサ５０が検知する角速度ωの絶対値が減少する方向にステッピングモータ５４が駆動される。これにより、本システムを搭載したカメラは、撮像期間にて、手振れに応じてレンズ５６を移動させ、当該手振れによる撮像素子上での被写体像の変位を補償し、高画質な画像信号を得ることができる。 The driver 66 based on the motor control signal S MC, generates the motor driving signal for driving the stepping motor 54. For example, the driver 66 controls an energization to the coil to which the A phase motor control signal SMC is applied and an H bridge circuit to control the energization to the coil to which the B phase motor control signal SMC is applied. And a bridge circuit. Figure 3 is a schematic circuit diagram of the H-bridge circuit, the figure shows the case where A I1, A I2 is a motor control signal S MC of the A phase are input. When the corresponding motor control signal SMC is at the H level, each H bridge circuit supplies a current in a predetermined direction to the coil MC with the switch elements SW 1 and SW 4 turned on and the switch elements SW 2 and SW 3 turned off. On the other hand, in the case of the L level, the switch elements SW 2 and SW 3 are turned on and the switch elements SW 1 and SW 4 are turned off, so that a current in the reverse direction flows through the coil MC. The stator is excited by the motor drive signal generated by the driver 66, and the stepping motor 54 is driven in a direction in which the absolute value of the angular velocity ω detected by the gyro sensor 50 decreases. As a result, the camera equipped with this system moves the lens 56 according to camera shake during the imaging period, compensates for the displacement of the subject image on the image sensor due to the camera shake, and obtains a high-quality image signal. Can do.

次にジャイロフィルタ６２の構成を説明する。ジャイロフィルタ６２は、手振れ成分抽出回路７０及び変位速度減衰回路７２を含んで構成される。   Next, the configuration of the gyro filter 62 will be described. The gyro filter 62 includes a camera shake component extraction circuit 70 and a displacement speed attenuation circuit 72.

手振れ成分抽出回路７０はＨＰＦであり、ＡＤＣ６０から時系列の変位速度データＤωからなる変位速度信号を入力され、変位速度信号から、補償対象とする振動よりも低周波数帯域の成分を除去又は低減し、カメラの振動が反映された変位速度信号の高周波成分を抽出する。手振れ成分抽出回路７０はデジタルフィルタで構成される。特に、本実施形態の手振れ成分抽出回路７０を構成するＨＰＦは、図４に示すブロック構成を有する双一次フィルタとすることができる。図４に示すＨＰＦは、加算器８０及び遅延素子８１，８２からなり１階時間微分に相当する演算を行う双一次フィルタである。−１以外の係数を乗じる乗算器は基本的に構成が複雑となり大規模化し得るが、本実施形態のＨＰＦはそのような乗算器を用いないため、構成が簡易であり小型化が可能である。 Camera shake component extraction circuit 70 is HPF, entered the displacement speed signal consisting of the displacement velocity data D omega time series from ADC 60, removed or reduced from the displacement velocity signal, a component of the low frequency band than the vibration to be compensated Then, a high-frequency component of the displacement speed signal reflecting the camera vibration is extracted. The camera shake component extraction circuit 70 includes a digital filter. In particular, the HPF constituting the camera shake component extraction circuit 70 of the present embodiment can be a bilinear filter having the block configuration shown in FIG. The HPF shown in FIG. 4 is a bilinear filter that includes an adder 80 and delay elements 81 and 82 and performs an operation corresponding to first-order time differentiation. A multiplier that multiplies a coefficient other than −1 basically has a complicated configuration and can be scaled up. However, the HPF according to the present embodiment does not use such a multiplier, and thus the configuration is simple and the size can be reduced. .

手振れ成分抽出回路７０から出力された変位速度データＤωは変位速度減衰回路７２に入力される。変位速度減衰回路７２は、レンズ５６が補償制御機構による可動限界に到達しにくくなるように変位速度データを修正する、一種のセンタリング処理を行う。変位速度減衰回路７２は、変位速度データＤωの絶対値が所定の許容値ｄｔｈ以下である状態が、補償対象とする振動の周期に応じた所定期間以上継続した場合に、変位速度データＤωに対して減算又は加算を行って変位速度データＤωの絶対値を低減させる処理を行い、その処理後の変位速度データＤωをステッピングモータ制御部６４へ出力する。例えば、変位速度データＤωに対する減算量又は加算量の絶対値は変位速度データＤωに依らない一定値α（＞０）に設定することができる。なお、−α＜Ｄω＜αの場合には、変位速度減衰回路７２は０を出力するようにしてもよい。 Been displacement velocity data D omega outputted from the camera shake component extraction circuit 70 is inputted to the displacement velocity attenuation circuit 72. The displacement speed attenuation circuit 72 performs a kind of centering process for correcting the displacement speed data so that the lens 56 is less likely to reach the movable limit by the compensation control mechanism. The displacement speed attenuation circuit 72 detects the displacement speed data D when the state where the absolute value of the displacement speed data D ω is equal to or less than the predetermined allowable value d th continues for a predetermined period corresponding to the vibration period to be compensated. It performs a process of reducing the absolute value of performing subtraction or addition displacement velocity data D omega respect omega, and outputs the displacement velocity data D omega after the processing to the stepping motor control unit 64. For example, the absolute value of the subtraction amount or adding weight to the displacement velocity data D omega can be set to a fixed value which does not depend upon the displacement velocity data D ω α (> 0). When -α <D ω <α, the displacement speed attenuation circuit 72 may output 0.

ｄｔｈは手振れ補償の許容値であり、例えば、露光時間における撮像面上での画像のぶれ量が画質劣化の観点から許容できるか否かに基づいて設定される。カメラの振動による角速度ωがｄｔｈに対応する値より大きい場合には画質を維持するために、変位速度減衰回路７２は変位速度データＤωに対する減算・加算による変位速度の減衰処理は行わず、実際の変位速度に応じたデータＤωを出力する。一方、角速度ωがｄｔｈに対応する値以下である場合には、低い周波数での揺動に追随した振動補償が累積して補償制御機構が可動限界に達しやすいという問題が存在する。そこで、この場合には、当該問題が生じないようにするために、変位速度データＤωに対する減算・加算による変位速度の減衰処理を行ってセンタリング処理を実現する。ここで、角速度ωがｄｔｈに対応する値以下である状態では、振動補償の必要性が比較的小さいので、当該減衰処理を行っても画質への悪影響は特に問題とならない。 d th is an allowable value for camera shake compensation, and is set based on, for example, whether or not the amount of image blur on the imaging surface during the exposure time is allowable from the viewpoint of image quality degradation. When the angular velocity ω due to camera vibration is larger than the value corresponding to d th , the displacement velocity attenuation circuit 72 does not perform displacement velocity attenuation processing by subtraction / addition to the displacement velocity data D ω in order to maintain image quality. Data Dω corresponding to the actual displacement speed is output. On the other hand, when the angular velocity ω is equal to or less than the value corresponding to d th , there is a problem that vibration compensation following the swing at a low frequency accumulates and the compensation control mechanism easily reaches the movable limit. Therefore, in this case, in order to the problem does not occur, by performing the attenuation processing of the displacement speed by subtracting, adding to the displacement velocity data D omega realizing the centering process. Here, in a state where the angular velocity ω is equal to or less than the value corresponding to d th , the necessity for vibration compensation is relatively small, and thus the adverse effect on the image quality is not particularly problematic even if the attenuation process is performed.

なお、露光時間が長いほど、小さい角速度ωでも画像のぶれが生じやすくなることから、ｄｔｈは露光時間が長いほど小さく設定することができる。 Note that the longer the exposure time, the more likely the image blur occurs even at a small angular velocity ω. Therefore, d th can be set smaller as the exposure time is longer.

ここで、角速度ωがｄｔｈに対応する値以下となる状態は、振動補償が必要な大きな角速度ωを伴う振動の周期内においても、振動方向の切り替わりのタイミング等にて一時的に生じ得る。そのような状態では変位速度の減衰を行わずに、十分な振動補償を継続することが好ましい。そこで、変位速度の減衰処理は、角速度ωがｄｔｈに対応する値以下である状態が所定期間λ以上継続した場合にのみ行う。所定期間λは、補償対象とする振動の周期、又は周波数に応じて設定することができる。補償対象とする振動の下限周波数は、露光時間が長いほど低くなることから、期間λは露光時間が長いほど長く設定することができ、例えば、期間λは露光時間と同程度に設定することができる。 Here, the state in which the angular velocity ω is equal to or less than the value corresponding to d th can temporarily occur at the timing of switching the vibration direction, etc., even within the period of vibration with a large angular velocity ω requiring vibration compensation. In such a state, it is preferable to continue sufficient vibration compensation without attenuating the displacement speed. Therefore, the displacement speed attenuation process is performed only when the state where the angular speed ω is equal to or less than the value corresponding to d th continues for a predetermined period λ or more. The predetermined period λ can be set according to the period or frequency of vibration to be compensated. Since the lower limit frequency of the vibration to be compensated is lower as the exposure time is longer, the period λ can be set longer as the exposure time is longer. For example, the period λ can be set to be the same as the exposure time. it can.

変位速度減衰回路７２は、上述のように基本的に変位速度データＤωの絶対値を一定量減じることによりセンタリング処理を実現する。当該処理は、乗算器の使用を控えた小さな回路構成により実現できる。一方、絶対値を一定量減算する代わりに、乗算器を用いて一定割合減衰させる構成としても同様のセンタリングの効果を得ることが可能である。 Displacement speed attenuation circuit 72 realizes the centering processing by subtracting a fixed amount the absolute value of the basic displacement velocity data D omega as described above. This processing can be realized by a small circuit configuration that refrains from using a multiplier. On the other hand, instead of subtracting a certain amount of the absolute value, a similar centering effect can be obtained by using a multiplier to attenuate a certain percentage.

なお、本実施形態では手振れ成分抽出回路７０、変位速度減衰回路７２及びドライバ６６をステッピングモータ制御部６４と同一のチップ上に形成した構成を示した。これに対して、本発明の振動補償制御回路５２は、ドライバ６６を別チップとしたものでもよく、また手振れ成分抽出回路７０又は変位速度減衰回路７２を省略したものとしたものでもよい。また、手振れ成分抽出回路７０、変位速度減衰回路７２は背景技術に記載のＨＰＦとしても、本発明の効果を得ることができる。   In the present embodiment, a configuration in which the camera shake component extraction circuit 70, the displacement speed attenuation circuit 72, and the driver 66 are formed on the same chip as the stepping motor control unit 64 is shown. On the other hand, the vibration compensation control circuit 52 of the present invention may be one in which the driver 66 is a separate chip, or may be one in which the camera shake component extraction circuit 70 or the displacement speed attenuation circuit 72 is omitted. In addition, the hand shake component extraction circuit 70 and the displacement speed attenuation circuit 72 can obtain the effects of the present invention even as an HPF described in the background art.

また、ジャイロセンサ５０以外の振動検知素子を用いた撮像装置の振動制御回路にも本発明を適用することができる。   Further, the present invention can also be applied to a vibration control circuit of an imaging apparatus that uses a vibration detection element other than the gyro sensor 50.

また、本発明の実施形態では、レンズを駆動させて手振れ補正を行うレンズシフト方式としたが、本発明はこれに限られるものではない。たとえば、本発明は、撮像装置のぶれに応じてＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子をシフトさせるイメージセンサシフト方式にも適用することができる。   In the embodiment of the present invention, the lens shift method is performed in which the lens is driven to perform camera shake correction, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to an image sensor shift system that shifts an image sensor such as a CCD image sensor in accordance with the shake of the image pickup apparatus.

本発明の実施形態に係るカメラの手振れ補正システムの概略のブロック構成図である。1 is a schematic block diagram of a camera shake correction system according to an embodiment of the present invention. モータ制御信号の模式的な波形図である。It is a typical waveform diagram of a motor control signal. Ｈブリッジ回路の模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram of an H bridge circuit. 手振れ成分抽出回路であるＨＰＦを構成する双一次フィルタのブロック図である。It is a block diagram of the bilinear filter which comprises HPF which is a camera shake component extraction circuit. 従来の手振れ補正システムの構成を示す撮像装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the imaging device which shows the structure of the conventional camera-shake correction system. ステッピングモータをアクチュエータに用いた従来の手振れ補正システムの構成を示す撮像装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of an imaging device showing a configuration of a conventional camera shake correction system using a stepping motor as an actuator.

符号の説明Explanation of symbols

５０ ジャイロセンサ、５２ 振動補償制御回路、５４ ステッピングモータ、５６ レンズ、６０ ＡＤＣ、６２ ジャイロフィルタ、６４ ステッピングモータ制御部、６６ ドライバ、７０ 手振れ成分抽出回路、７２ 変位速度減衰回路、８０ 加算器、８１，８２ 遅延素子。   50 Gyro Sensor, 52 Vibration Compensation Control Circuit, 54 Stepping Motor, 56 Lens, 60 ADC, 62 Gyro Filter, 64 Stepping Motor Control Unit, 66 Driver, 70 Camera Shake Component Extraction Circuit, 72 Displacement Speed Attenuation Circuit, 80 Adder, 81 , 82 Delay element.

Claims (4)

撮像装置に備えられた振動検知素子から当該撮像装置の変位速度に応じた振動検知信号を得て、当該撮像装置の振動補償機構を駆動するステッピングモータを制御する振動補償制御回路であって、
前記振動検知信号をＡＤ変換して変位速度データを生成し、当該変位速度データを変位データに変換することなく出力する入力データ生成部と、
前記変位速度データと所定の制御周期単位での前記ステッピングモータの駆動量との間の予め設定された対応関係に基づき、前記入力データ生成部から得た前記変位速度データに対応する前記駆動量に応じたモータ制御信号を出力するステッピングモータ制御部と、
を有することを特徴とする振動補償制御回路。 A vibration compensation control circuit that obtains a vibration detection signal corresponding to a displacement speed of the imaging device from a vibration detection element provided in the imaging device and controls a stepping motor that drives a vibration compensation mechanism of the imaging device,
An input data generation unit that AD-converts the vibration detection signal to generate displacement speed data, and outputs the displacement speed data without converting the displacement data into displacement data;
Based on a preset correspondence between the displacement speed data and the driving amount of the stepping motor in a predetermined control cycle unit, the driving amount corresponding to the displacement speed data obtained from the input data generation unit A stepping motor control unit that outputs a motor control signal according to
A vibration compensation control circuit comprising: 請求項１に記載の振動補償制御回路において、
前記入力データ生成部は、前記変位速度データから、補償対象とする振動よりも低周波数帯域の成分を除去又は低減するハイパスフィルタを有し、
前記ハイパスフィルタは、加算器及び遅延素子からなり１階時間微分に相当する演算を行うデジタルフィルタであること、
を特徴とする振動補償制御回路。 The vibration compensation control circuit according to claim 1,
The input data generation unit has a high-pass filter that removes or reduces a component in a lower frequency band than the vibration to be compensated from the displacement speed data,
The high-pass filter is a digital filter that includes an adder and a delay element and performs an operation corresponding to first-order time differentiation;
A vibration compensation control circuit characterized by the above. 請求項１又は請求項２に記載の振動補償制御回路において、
前記入力データ生成部は、前記変位速度の絶対値が所定の許容値以下である状態が、補償対象とする振動の周期に応じた所定期間以上継続した場合に、前記変位速度データに対して減算又は加算を行って前記変位速度の絶対値を低減させる変位速度減衰部を有すること、を特徴とする振動補償制御回路。 In the vibration compensation control circuit according to claim 1 or 2,
The input data generation unit subtracts the displacement speed data when the state where the absolute value of the displacement speed is equal to or less than a predetermined allowable value continues for a predetermined period according to a vibration period to be compensated. Alternatively, the vibration compensation control circuit includes a displacement speed attenuation unit that performs addition to reduce the absolute value of the displacement speed. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の振動補償制御回路において、
さらに、前記ステッピングモータ制御部から出力された前記モータ制御信号に基づいて、前記ステッピングモータを駆動可能な電流量のモータ駆動信号を生成するドライバを有し、
当該振動補償制御回路は、前記ドライバを含めて単一の半導体チップ上に一体に形成された集積回路であること、
を特徴とする振動補償制御回路。 In the vibration compensation control circuit according to any one of claims 1 to 3,
And a driver for generating a motor drive signal having a current amount capable of driving the stepping motor based on the motor control signal output from the stepping motor controller.
The vibration compensation control circuit is an integrated circuit integrally formed on a single semiconductor chip including the driver,
A vibration compensation control circuit characterized by the above.
JP2008237591A 2008-09-17 2008-09-17 Vibration compensation control circuit Pending JP2010072155A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008237591A JP2010072155A (en) 2008-09-17 2008-09-17 Vibration compensation control circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008237591A JP2010072155A (en) 2008-09-17 2008-09-17 Vibration compensation control circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010072155A true JP2010072155A (en) 2010-04-02

Family

ID=42204019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008237591A Pending JP2010072155A (en) 2008-09-17 2008-09-17 Vibration compensation control circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010072155A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015022027A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 キヤノン株式会社 Image pickup device and method for controlling the same
US20190132515A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 Seiko Epson Corporation Gyro Sensor Apparatus, Attitude Control System, And Camera Apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015022027A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 キヤノン株式会社 Image pickup device and method for controlling the same
US20190132515A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 Seiko Epson Corporation Gyro Sensor Apparatus, Attitude Control System, And Camera Apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5348881B2 (en) Vibration compensation control circuit
JP4982341B2 (en) Anti-vibration control circuit for imaging device
JP5147384B2 (en) Vibration compensation control circuit
JP5106021B2 (en) Anti-vibration control circuit and imaging apparatus
JP5544072B2 (en) Vibration correction control circuit and imaging apparatus including the same
KR100996053B1 (en) Vibroisolating control circuit and imaging device having vibroisolating control circuit
JP2009156946A (en) Vibration prevention control circuit of imaging device
JP5298269B2 (en) Vibration compensation control circuit
JP2010072155A (en) Vibration compensation control circuit
JP2010032965A (en) Vibration correction control circuit and imaging apparatus equipped therewith
JP5237620B2 (en) Anti-vibration control circuit for imaging device
JP2009156947A (en) Vibration proofing control circuit of imaging device
JP2009156945A (en) Vibration prevention control circuit for imaging device
JP5123606B2 (en) Anti-vibration control circuit
JP2009134070A (en) Vibration-proof control circuit for imaging apparatus
JP2009042544A (en) Vibration prevention control circuit
JP5159287B2 (en) Image shake correction apparatus, imaging apparatus, and image shake correction apparatus control method
JP2010032966A (en) Vibration correction control circuit and imaging apparatus equipped therewith
JP2012123149A (en) Optical equipment having blur correction function
JP5159286B2 (en) Image shake correction apparatus and imaging apparatus
JP2010230916A (en) Shake correcting device and optical apparatus
JP2009145637A (en) Vibration isolation control circuit for imaging device
JP2017005812A (en) Motor controller, motor controlling method, and motor controlling program

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20110601