JP4479020B2 - ブレ補正光学系位置検出装置 - Google Patents
ブレ補正光学系位置検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4479020B2 JP4479020B2 JP23926399A JP23926399A JP4479020B2 JP 4479020 B2 JP4479020 B2 JP 4479020B2 JP 23926399 A JP23926399 A JP 23926399A JP 23926399 A JP23926399 A JP 23926399A JP 4479020 B2 JP4479020 B2 JP 4479020B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- output
- led
- psd
- light
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の撮像装置又は双眼鏡等におけるブレを補正するブレ補正装置等に好適に使用されるブレ補正光学系位置検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
(ブレ補正装置)
従来、この種のブレ補正装置としては、撮像面,フィルム面、或いは、ファインダ内の像のブレを補正するために、撮像装置、或いは、双眼鏡等に生じた手振れによる角速度を検出し、或いは、ビデオムービー等では画像から像振れ量を検出し、検出された振れ量に応じて、撮影レンズの一部で構成されるブレ補正光学系(以下、単に補正レンズと呼ぶこととする)を撮影光軸に直交し、かつ、互いに直交する2方向(その内の1方向をヨーイング方向,他方向をピッチング方向とする)にシフト移動し、撮像面、或いは、フィルム面、又は、ファインダ内の像のブレを補正するものが知られている。
【0003】
これをさらに具体的に銀塩カメラを一例にとって説明すると、特開平2−66535号公報、或いは、本出願人の特開平9−80520号公報によれば、以下の通りである。
【0004】
図7は、補正レンズのヨーイング方向、或いは、ピッチング方向の何れか1方向のシフト駆動装置、及び、補正レンズの位置検出装置の構成を模式的に示した図である。
補正レンズ31は、ブレを補正するための光学系であり、撮影レンズ41,31,43の一部で構成されている。
【0005】
(シフト駆動装置)
シフト部材30は、光軸41と直交する方向に補正レンズ31と共にシフト移動する部材であり、例えば、バネ等32a,32b等により、カメラ本体40の部材に対して、位置的に弾性的に支持されている。
なお、特開平4−301822号公報では、補正レンズの部材に取り付けられた滑り軸が、カメラ本体の部材に対して直線的にスライドするように構成されており、この滑り軸は、2つのコイルバネにより、弾性的に中立位置付近に保持される。
このような構成の補正レンズのシフト駆動装置は、このシフト方向と直交する方向に、もう一組配置されており、光軸41に直交する平面上を、所定の可動範囲内で任意に移動が可能となる。
【0006】
(補正レンズ可動部)
次に、補正レンズ可動部は、以下の構成をとるムービングコイル型のアクチュエータが使用される。この補正レンズ可動部は、図7に示される通り、シフト部材30には、コイル37が取り付けられており、一方、カメラ本体40側の部材には、2極に分極着磁されたマグネット38と鉄等の透磁率の高い素材で作られたヨーク36a及び36bとが取り付けられ、コイル37を取り囲むように位置されて、一種の電磁的アクチュエータを構成する。
今、コイル37に電流を流すと、電磁気的な力を発生し、補正レンズ31、及び、それを保持するシフト部材30は、光軸にほぼ直交する1方向に移動する。なお、補正レンズ31のシフト可動範囲は、所定範囲に限られ、この範囲を越えては可動できないように構成される(不図示)。
【0007】
(補正レンズ位置検出部)
次に、補正レンズ位置検出部は、光学的位置検出方式が知られている。この補正レンズ位置検出部は、例えば、図7及び図8に示すように、補正レンズ31を保持するシフト部材30には、スリット部材33が取り付けられており、一方、カメラ本体40側の部材には、発光ダイオードLED34と、スリット部材33を挟んで逆側に光学位置検出素子としての一次元のPSD(Position Sensitive Device)35とが、取り付けられている。
LED34から投光された光は、スリット部材33のスリットを通過し、PSD35に入射する。PSD35は、2つの出力電流から入射光の重心位置が算出される。入射光の重心位置は、補正レンズ31の位置により変化するので、つまりは、補正レンズ31の位置が検出される。
【0008】
この位置検出部は、図7及び図8では、1軸のみ図示されているが、同様の構成の位置検出部がヨーイング方向及びピッチング方向に、それぞれ存在し、ヨーイング方向及びピッチング方向の補正レンズの位置が検出される。
【0009】
PSD35は、光が入射すると、入射した光の総量に比例した光電流が生じ、生じた光電流は、PSD35の2つの出力端子に分かれて出力される。一方の端子から出力される光電流をI1、他方の端子から出力される光電流をI2とする。この光電流I1とI2とは、入射する光の重心位置に応じて、その出力される電流の比率が変化する。これを利用して、PSD35に入射した光の重心位置は、PSD35の2つの出力端子から出力される光電流I1,I2から算出され、具体的には、(I1−I2)/(I1+I2)の演算値に一意的に決まることが知られている。
そして、補正レンズ31の位置LRは、PSD35の2つの端子からの出力電流I1,I2から数式1のように算出される。
【0010】
LR=K1×(I1−I2)/(I1+I2)+K2 …(1)
【0011】
尚、K1,K2は、LED34とスリット部材33、及び、PSD35のメカ的位置関係から定まる定数である。
【0012】
(PSDの出力処理回路)
図9は、PSDの出力処理回路を示す回路構成図である。
位置検出素子PSD35からの出力電流I1,I2は、演算増幅器OP44,抵抗器R311,抵抗器R312、及び、演算増幅器OP45,抵抗器R313,R314で構成される部分により、それぞれ電流から電圧に変換され、それぞれ電圧V1、及び、電圧V2として出力される。
【0013】
今、抵抗R311、及び、R313の抵抗値をRI1,RI2とした場合に、PSD35からの出力電流I1,I2と、OP44,OP45からの出力電圧V1,V2の関係は、数式2,数式3に示される通りとなる。
【0014】
V1=−I1×RI1 …(2)
V2=−I2×RI2 …(3)
【0015】
尚、PSD35のカソードには、I1出力端子,I2出力端子に対して、高い電位VRが印加され、PSD35は、逆バイアスが印加された状態で使用される。数式2,3から、PSD35の出力電流I1,I2を求めると、数式4,5となる。
【0016】
I1=−V1/RI1 …(4)
I2=−V2/RI2 …(5)
【0017】
よって、数式1,4,5から、補正レンズ位置LRは、数式6として算出される。
【0018】
LR=K1×[(−V1)/RI1−(−V2)/RI2)]/[(−V1)/RI1+(−V2)/RI2)]+K2 …(6)
【0019】
今、抵抗器R311の抵抗値RI1と、抵抗器R313の抵抗値RI2とを同一とした場合に、補正レンズ位置LRは、数式7として算出される。
【0020】
LR=K1×(V2−V1)/(V1+V2)+K2 …(7)
【0021】
また、LED34は、公知の技術を用いた駆動回路により、所定の定電圧、或いは、定電流で駆動することによって、PSD35とその処理回路の動作に必要な光量で発光させ、スリット部材33のスリットからPSD35に必要な光量を投光する。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のブレ補正装置は、補正レンズの位置検出に関して、以下の問題があった。
第1の問題は、補正レンズの位置検出をする発光部に使用される発光ダイオードの特性の問題である。
ここでは、常温でかつ一定の駆動電流で発光ダイオードを駆動した場合を考える。この場合に、発光ダイオードの発光量は、個々のバラツキがあり、その量は、ものによっては、+100%〜−50%程度が見込まれることがあることに留意する必要がある。発光量にバラツキがある場合には、前述したような補正レンズ位置検出部、つまりは、PSD35の出力処理回路は、補正レンズ31の位置検出分解能から考えて、回路利得をなるべく大きく設定する必要がある。
【0023】
一方、補正レンズ位置検出部は、設計上、全ての場合に、出力が飽和しない等、正常に動作するように、回路構成をする必要がある。しかし、この回路を動作させる電源の電圧範囲は、限られた値でしかない。このことから、回路利得は、設計上許される範囲が限定され、補正レンズ31の位置検出分解能を多少犠牲にしても、回路利得は、かなり低めに設定しなければならない。この問題を解決するためには、コストアップが生じても、1台1台のカメラに対して、発光ダイオードの発光量のバラツキを調整しなければならない。
【0024】
また、発光ダイオードの発光量の温度依存性について、留意しなければならない。上述した例では、常温で発光量を1台1台調整すれば、問題が解決することが分かる。しかし、発光ダイオードの順方向電圧は、周囲温度により変化するという別の問題がある。
【0025】
この問題を解決するために、発光ダイオードの駆動回路は、コストアップを生じても、発光ダイオードを、常時一定電流で駆動する定電流駆動回路を使用すればよい。しかし、発光ダイオードの駆動電流を一定に保つ駆動回路を使用して、発光ダイオードに、常に一定の駆動電流を流したとしても、その発光量は、周囲温度が変化すれば、大きく変化する。例えば、カメラが通常使用される温度範囲で数10%の発光量が変化することがある。
【0026】
これらの問題を解決するために、特開平4−301822号公報は、PSDの2つの出力電流の加算値I1+I2により、LEDの発光量を検出し、それにより、発光ダイオードの駆動電流を負帰還制御して、常に、LED発光量を一定に保つ方式を提案している。しかし、回路構成が複雑になり、コストアップにつながるという問題が生じる。
【0027】
こうしたことから、従来は、常温で1台1台のカメラに対して、個々の発光ダイオードの発光量を調整し、かつ、PSDの処理回路は、カメラの使用温度範囲において、全ての場合で出力が飽和しない等、回路が正常に動作するように、補正レンズの分解能を多少犠牲にして、回路利得は、低めに設定しなければならないか、多少コストアップにつながっても、回路構成を複雑にして、これらの問題を解決していた。
【0028】
また、本出願人による特開平9−80520号公報は、補正レンズをその可動範囲の各端へ駆動し、LEDの駆動電流を調整し、図9について言えば、PSDの出力処理回路の出力V1,V2の電圧が飽和しない範囲で、LED駆動電流を調整して、V1,V2の出力レンジを大きくとる方法を提案している。
しかし、特開平9−80520号公報の方法は、一度、LEDの光量を調整してしまえば、その後の調整を行わない。このため、その後の周囲温度変化によりLED光量は変化し、加えて、LEDを点灯後に、LED自身の発熱によって、同様に、LED光量が変化してしまうので、有効な手段ではなかった。
【0029】
さらに、PSD35に入射する光量の総和は、補正レンズ位置の変化により変化するので、PSDから出力される光電流I1とI2の和も変化してしまう。このため、補正レンズの位置によっては、PSD35の処理回路の出力V1,V2が小さく出力されたり、逆に、大きく出力されすぎて、そのダイナミックレンジを越えてしまい、出力が飽和することがあり得る。
【0030】
この原因は、以下の通りである。図8を用いて、これを説明すると、補正レンズ31の位置が変化し、補正レンズ31が、その可動範囲の端付近に到達すると、スリット部材33のスリット部分は、PSD35の周辺付近に到達する。この場合に、スリット部材33の厚みによって、LED34からの光束がけられ、PSD35に入射する総光量は、補正レンズ31がその可動範囲の中央付近にいてスリット部材33のスリットの部分がPSD35の受光面中央付近にある場合に比べて、落ちる傾向にある。
【0031】
加えて、LED35の光放射強度は、スリット部材33のスリット部分の移動する範囲に対して、均一な光放射強度の発光プロフィールを有することが望まれるが、実際には、数10%のレベルで変化する。このことから、補正レンズ31が移動することにより、PSD35に入射する総光量が変化し、補正レンズ31の可動範囲の全ての範囲において、PSD35の処理回路の出力V1,V2のダイナミックレンジを確保し、かつ、出力V1,V2が飽和しないようにするのは非常に困難であった。
【0032】
この問題を解決するために、特開平4−301822号公報は、PSDの2つの出力電流の加算値I1+I2により、発光ダイオードの駆動電流を負帰還制御する方法を提案している。しかし、回路構成が複雑になり、コストアップにつながるという問題が生じる。
【0033】
第2の問題は、PSD35の出力処理回路の問題である。まず、回路を構成する素子、特に、演算増幅器の特性に起因する問題である。一般的に、演算増幅器は、入力オフセット電圧、入力オフセット電流、及び、入力バイアス電流の点で、理想的演算増幅器とは異なる。また、これらの特性は、それぞれ温度依存性があり、補正レンズの位置検出精度に影響をきたす。
一般的なバイポーラ型演算増幅器の入力オフセット電流は、常温のタイプで数nA〜数10nA程度、最大数100nA程度にもなる。また、常温に対してカメラが使用される温度範囲において、この値は、数10%程度も変化する場合がある。
これに対して、PSD35から出力される電流は、高々数100nA〜数μA程度で使用される場合が多く、これら演算増幅器の特性を無視できるほど大きくはない。
【0034】
加えて、PSD35の暗電流も検出精度に影響する。PSDの暗電流は、温度上昇に対して、指数関数的に増加することが知られている。これらの影響により、補正レンズ31の位置検出精度に影響を与えていた。
【0035】
具体的には、上記問題により、図8に示される回路の出力V1、及び、V2とPSD35の光電流I1,I2との関係は、数式2,数式3で示される関係が崩れ、数式8,数式9として示される。
【0036】
V1=Voffset1−I1×RI1 …(8)
V2=Voffset2−I2×RI2 …(9)
【0037】
つまり、LED34を非発光にしたときに、光電流I1,I2は、共にゼロになるはずであり、出力V1,V2は、理想的な状態である数式2,数式3ではどちらもグランドレベルの電圧、つまり、0Vとなる。しかし、現実には、数式8,数式9に示される通り、PSD35,OP31,OP32等の回路素子の特性により一意的に定まらない電圧Voffset1及びVoffset2の誤差電圧(これをPSD処理回路のオフセット電圧と呼ぶものとする)が生じる。
【0038】
数式8,9をPSD35の出力電流I1,I2について求めると、数式10,数式11となる。
【0039】
I1=(Voffset1−V1)/RI1 …(10)
I2=(Voffset2−V2)/RI2 …(11)
【0040】
よって、補正レンズ位置LRは、数式1より数式12となる。
【0041】
LR=K1×[(Voffset1−V1)/RI1−(Voffset2−V2)/RI2)]/[(Voffset1−V1)/RI1+(Voffset2−V2)/RI2)]+K2 …(12)
【0042】
ここで、オフセット電圧Voffset1及びVoffset2は、一意的に定まらない値であり、PSD35を含めPSDの処理回路を構成する素子、具体的には、PSD35,OP44,OP45等の特性により、個々の処理回路によって異なる値である。このため、オフセット電圧Voffset1及びVoffset2を無視して、数式6,数式7で補正レンズ31の位置LRを算出した場合に、その検出誤差は、許容不可能なほど大きくなることがある。
【0043】
この問題に対して、本出願人による特開平9−80520号公報は、まず、所定のタイミングでLEDを発光させないときの電圧V1,V2、つまり、上記オフセット電圧Voffset1,Voffset2を予めモニタしておき、補正レンズ位置LRを算出するときには、このオフセット電圧Voffset1,Voffset2と、PSD35の処理回路の出力電圧V1,V2とから数式10,数式11により、真の光電流I1,I2を算出し、これによって、補正レンズ31の正確な位置を算出する方法を提案している。
【0044】
しかし、この方法によって解決されるのは、ブレ補正装置に組み込まれたPSD35を含むPSDの処理回路の個々の個体差、及び、使用される周囲温度の相違による誤差要因だけであって、以下の課題は解決できない。
【0045】
オフセット電圧Voffset1,Voffset2は、周囲温度の変化,或いは、回路素子自体の発熱等により温度変化し、使用中に時々刻々と変化するために、補正レンズ位置を検出し始めてからの時間に依存し、補正レンズの位置を検出し始めてからの時間が経過するほど、補正レンズ位置の検出誤差が増大する傾向がある。
【0046】
これらの誤差要因を除外するためには、PSD35の処理回路を構成する素子である演算増幅器に、低入力バイアス電流,低オフセット電流,低オフセット電圧タイプで、かつ、それらが何れも低ドリフトであり、また、PSD35は、低暗電流の特性を有するようにすればよい。これにより、補正レンズ位置検出誤差を減少させることは可能であるが、大きなコストアップにつながる。
【0047】
第3の問題は、上記同様の問題により、受光部のPSD35の処理回路の出力の有効レンジが減少するという問題である。受光部のPSD35の処理回路の出力ダイナミックレンジは、もちろん有限であり、一方、その出力の分解能、S/Nを考慮して、PSD処理回路のゲインを大きくとる。
具体的には、図9の例では、抵抗R311,抵抗R313の抵抗値を上げ過ぎると、上記第2の問題の説明と同様に、オフセット電圧Voffset1,Voffset2は、機器間でばらつき、また、周囲温度により変化する。また、時間的に変化することにより、PSD35の処理回路の出力がそのダイナミックレンジを越えて飽和してしまうという問題がある。
【0048】
そこで、従来は、出力分解能、S/Nを犠牲にして、PSD35の処理回路のゲインを下げ、出力V1,V2の有効なダイナミックレンジを減少させることによって、オフセット電圧Voffset1,Voffset2のバラツキ等による出力の飽和を防いでいた。
【0049】
以上、本発明の課題は、第1の問題、つまり、発光部の光量バラツキ、及び、光量の時間的変化に起因する問題を解決して、受光部、具体的には、PSDの処理回路の出力レンジを拡大し、また、第2の問題については、受光部、具体的には、PSDの処理回路のオフセット電圧の影響、特に、オフセット電圧の時間的変化による補正レンズ位置検出精度への影響を解決し、第3の問題、つまり、受光部、つまりは、PSDの処理回路のオフセット電圧がその出力の有効ダイナミックレンジを減少させていた問題を解決し、より精度の良いブレ補正光学系位置検出装置を、しかも、安価に市場に提供することである。
【0050】
【課題を解決するための手段】
【0051】
請求項1の発明は、ブレを補正するように駆動されるブレ補正光学系の位置を検出するブレ補正光学系位置検出装置において、発光状態と非発光状態の切り替えを行うことができ、その発光量を変更可能な発光部と、前記発光部からの入射光を受ける光学的位置検出素子を用いた受光部と、前記発光部が非発光状態のときの前記受光部の出力と前記発光部が発光状態のときの前記受光部の出力とを所定間隔でモニタし、少なくとも前記発光部が非発光状態のときの前記受光部の出力のモニタ値と前記発光部が発光状態のときの前記受光部の出力のモニタ値とから、前記発光部の発光量を変更する制御部と、を有することを特徴とするブレ補正光学系位置検出装置である。
【0057】
請求項2の発明は、請求項1に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、前記発光部は、発光ダイオードを有し、前記発光ダイオードに並列に接続されたスイッチング素子により前記発光状態と非発光状態の切り替えを行うこと、を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置である。
【0058】
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、前記発光部は、発光ダイオードと、ディジタル値をアナログ値に変換するD/A変換器と、前記D/A変換器に接続され前記発光ダイオードを前記D/A変換器の出力電圧に応じた電流値で駆動する駆動回路である。
【0060】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。尚、この実施形態では、補正レンズ位置検出部、補正レンズ可動部等は、従来技術と同様であるので、それ以外の相違部分を主に説明する。具体的には、補正レンズ位置検出部は、図7,図8の方式を用い、補正レンズ可動部は、図7、或いは、特開平4−301822公報に示される方式を用いることができるので、図示は省略する。また、以下に説明する記号等も、従来技術と同一の記号を付して説明する。
【0061】
(ブレ補正レンズ位置検出装置)
図1は、本実施形態に係わるブレ補正装置を備えたカメラのブレ補正レンズ位置検出装置を示す回路図である。
尚、ブレ補正装置は、ヨーイング方向とピッチング方向にそれぞれ補正レンズの位置検出をする回路が必要であるが、同様の回路、同様の動作であるために、1方向分の回路図、及び、その動作を説明する。また、各回路或いは素子を動作させるための電源、その他電気的な回路等が必要であるが、本発明の要旨には、関連しないので省略する。
【0062】
MCU1は、制御部としてのワンチップマイクロコンピュータであり、後述するPSD処理回路6の出力V1,V2等のアナログ出力を、ディジタル値に変換するA/D変換機能、及び、後述する所定間隔で周期的に所定の割り込み処理を行う周期割込み処理起動機能を、その内部に有するものとする。
【0063】
LED駆動回路5は、発光部としての、補正レンズ31の位置を検出するために設けられたLED34とそのLED34を駆動する回路である。LED34のアノード端子は、既知の技術により、所定の電圧Vaが印加される。一方、LED34のカソード端子は、トランジスタTR13,抵抗R110,R111、及び、演算増幅器OP11で構成された定電流回路に接続され、OP11の+入力端子の電圧に比例した電流値でLED34を駆動するように構成されている。
【0064】
D/A変換器12は、MCU1からのD/A操作信号S1によって設定されたディジタル値を、アナログ値に変換し、出力VLEDから出力する変換器である。OP11の+入力端子には、D/A変換器12の出力VLEDが接続され、MCU1は、D/A操作信号S1により、D/A変換器12を操作し、出力VLEDの電位をほぼ任意に可変する。
尚、LED34に流れる電流値IFは、D/A変換器12の出力VLEDの電圧をVled,抵抗R110の抵抗値をRLEDとすると、数式13により与えられる。図2は、LED34に流れる電流値IFと、D/A変換器12の出力VLEDの電圧Vledとの関係の一例を示す図である。
【0065】
IF≒Vled/RLED …(13)
【0066】
ここで、一般的に、LEDに流れる電流とLEDから出力される光量は、ほぼ比例する関係にあることが知られており、LED34も、同様に、駆動電流IFに比例した光量がLED34から出力される。また、LED34のアノード端子、カソード端子には、スイッチング素子として、PNP型トランジスタTR14のエミッタ及びコレクタが接続されている。また、TR14のベースは、抵抗R113を通じて、NPN型トランジスタTR15のコレクタに接続されている。一方、TR15のベースは、抵抗R115を通じて、MCU1に接続されている。このMCU1に接続される信号を、LED発光制御信号と呼ぶものとする。
【0067】
このことにより、MCU1は、LED発光制御信号をHighレベルにすることによって、TR15をオンし、そのことにより、TR14がオンされる。TR14がオンすると、TR14のエミッタ−コレクタ間の電圧は、ほぼ0Vとなり、前述したOP11,TR13等により構成される定電流回路によって、今までLED34に流れていた電流IFは、TR14に流れ、LED34は、完全に消灯する。
逆に、MCU1は、LED発光制御信号をLowレベルにすることによって、TR15及びTR14が共にオフし、前述したOP11,TR13等により構成される定電流回路によって、LED34には、定電流IFが流れる。
【0068】
このように、MCU1は、LED発光制御信号とD/A操作信号S1とにより、LED34の発光,非発光と、発光したときのLED34に流れる電流IFを、任意に設定することが可能となる。また、発光ダイオードの特性として、発光ダイオードの光量は、その流れる電流値にほぼ比例することが知られているので、LED駆動回路5により、LED34から出力される光量を任意に可変することが可能である。よって、PSD35に入射する光量を任意に変更することが可能である。
【0069】
次に、PSD処理回路6は、受光部としての、補正レンズ31の位置を検出するために設けられたPSD35と、PSD35の2端子の光電流I1出力とI2出力を処理する回路である。PSD35のカソード端子は、他の端子、つまり光電流出力端子I1,I2に対して、高い電位VRを公知の技術により印加し、PSD35は、逆バイアス状態で使用される。
また、光電流出力I1,I2は、演算増幅器OP21と抵抗R211、及び、演算増幅器OP22と抵抗R213により、電流−電圧変換され、出力V1,V2として、それぞれMCU1に出力される。一方、演算増幅器OP21及びOP22の各+入力端子は、それぞれ抵抗R212,R214を通じて、D/A変換器23の出力VREFに接続されている。
【0070】
従来の技術の問題点として説明した事項(回路を構成する演算増幅器のオフセット電圧,バイアス電流,PSDの暗電流等の影響)がなければ、基本的には、D/A変換器23の出力VREFの電位がPSD処理回路6の基準となる電位であり、理想的には、LED34を非発光にして、PSD35に入光する光を遮断し、光電流I1,I2をゼロとした場合に、出力V1,V2には出力VREFの電位が出力される。また、MCU1は、D/A操作信号S2により、D/A変換器23を操作し、出力VREFの電位を任意に設定する。
【0071】
図1に示されるPSD処理回路6の出力電圧V1,V2は、PSD35の光電流をI1,I2とし、D/A変換器21の出力電圧をVref,抵抗R211,抵抗R213の抵抗値を同一としてRIとした場合に、数式14,数式15で示される。
【0072】
V1=Vref−I1×RI+Voffset1 …(14)
V2=Vref−I2×RI+Voffset2 …(15)
【0073】
尚、Voffset1,Voffset2は、PSD35の暗電流、OP21、OP22の入力オフセット電圧,入力バイアス電流,入力オフセット電流等の影響により、不要に出力V1,V2に出力されるオフセット電圧であり、具体的には、LED発光制御信号をHighにし、LED34を非発光状態にしてPSD35に入光する光をゼロとしたときに、本来、V1,V2に出力されるはずの理想電圧Vrefに対する誤差電圧を示す。
また、オフセット電圧Voffset1,Voffset2は、その誤差の要因から周囲温度の変化,回路素子自体の発熱等による温度変化等により変化する。よって、出力V1,V2の電位は、時間と共に変化する。数式14,数式15をPSD35の光電流出力I1,I2について求めると、数式16,数式17となる。
【0074】
I1=(Vref+Voffset1−V1)/RI …(16)
I2=(Vref+Voffset2−V2)/RI …(17)
【0075】
今、LED発光制御信号をHighとし、LED34を非発光状態にし、ある電圧VrefをD/A変換器23から出力したときのV1,V2の電圧を、それぞれVd1,Vd2とした場合に、PSD35の光電流I1,I2は、共にゼロとなり、数式14,数式15から、Vd1,Vd2は、数式18,数式19で示される。
【0076】
Vd1=Vref+Voffset1 …(18)
Vd2=Vref+Voffset2 …(19)
【0077】
このとき、補正レンズ位置LRは、数式1,数式16,数式17,数式18,数式19から、数式20として算出される。
【0078】
LR=K1×[(Vd1−V1)/RI−(Vd2−V2)/RI]/[(Vd1−V1)/RI+(Vd2−V2)/RI)]+K2
=K1×[(Vd1−V1)−(Vd2−V2)]/[(Vd1−V1)+(Vd2−V2)]+K2 …(20)
【0079】
よって、LED発光制御信号を操作し、LED34を非発光状態にした場合のPSD処理回路6の出力V1,V2、つまり、Vd1,Vd2をあるタイミングで測定し、LED発光制御信号を操作し、LED34を発光状態にした場合のPSD処理回路6の出力V1,V2を測定すれば、数式20により、補正レンズ位置を正確に算出可能である。
加えて、LED34を非発光状態にした場合のVd1,Vd2の測定と、LED34を発光状態にした場合のV1,V2の測定とを、短時間で行えば、PSDのオフセット電圧Voffset1,Voffset2は、ほとんど変化することがないので、補正レンズ位置検出への影響も、実使用上問題のないレベルで無視可能となる。その具体的方法は、後述する。
【0080】
以下、いかに、LED34の光量を調整し、PSD処理回路6の出力V1,V2を、そのダイナミックレンジ内に抑えつつ、出力振幅を大きく保ち、S/N比(信号/ノイズ比)を高く保つか、及び、PSD処理回路6の出力V1,V2の出力オフセット電圧の変化を抑えつつ、その出力オフセット電圧の変化による補正レンズ位置検出精度に与える影響を小さくするかの具体的方法を示す。
【0081】
MCU1は、補正レンズ31の位置を検出する必要が生じた所定のタイミングで、LED駆動回路5、及び、PSD処理回路6に対して図3、及び、図4で示されるPSD処理回路、LED駆動回路初期設定処理を行い、その後、図5、及び、図6で示される補正レンズ位置検出処理により、補正レンズ31の位置を検出する。
【0082】
(PSD処理回路、LED駆動回路初期設定処理)
図3は、MCU1により行われるPSD処理回路、LED駆動回路初期設定処理を示すフローチャートである。この初期設定処理は、後述する図5で示される補正レンズ位置検出処理に関する初期設定を行う処理であり、PSD処理回路6、LED駆動回路5の制御信号等を初期化する。図4は、図3のフローチャートで示されるMCU1の処理によりPSD処理回路6及びLED駆動回路5の動作がどのように変化するかを示すタイミングチャートである。以下、図3のフローチャートと、図4のタイミングチャートを用いて、MCU1で行われるPSD処理回路、LED駆動回路初期設定処理を説明する。
【0083】
このPSD処理回路、LED駆動回路初期化処理は、S200からその処理が開始され、S201において、後述する図5で示される補正レンズ位置検出処理で用いる補正レンズ検出回数nを初期化する。具体的にはn=0とする。
【0084】
S202において、LED駆動回路5のLED発光制御信号をHighとし、LED34を非発光の状態とする(このタイミングは、図4におけるタイミングt1に相当する)。
【0085】
S203において、D/A操作信号S2により、D/A変換器23を操作し、D/A変換器12から所定の初期電圧Vref(0)を出力させる(このタイミングは、図4におけるタイミングt2に相当する)。
【0086】
尚、S203におけるD/A変換器23から出力する所定の初期電圧Vref(0)は、このことにより、PSD処理回路6の出力V1,V2がそのダイナミックレンジを越えることのないような、比較的小さな電圧値に設定する。具体的には、このタイミングでは、LED34は、発光していない状態であり、この状態で、出力V1,V2は、PSD処理回路6を構成する素子が理想の状態、つまり、PSD35の暗電流がゼロであり、演算増幅器OP21,OP22の入力オフセット電圧、入力オフセット電流、及び、入力バイアス電流がともに理想値ゼロである場合に、D/A変換器23の出力VREFの電位Vref(0)と同一の電圧が出力V1,V2から出力される。
【0087】
しかし、前述した理想状態から乖離した現実の出力V1,V2は、数式14,数式15に示される通り、D/A変換器23の出力VREFの電位Vref(0)から誤差電圧として、それぞれオフセット電圧Voffset1,Voffset2が上乗せされた電圧として出力される。このオフセット電圧Voffset1,Voffset2には、PSD処理回路6を構成する素子の特性のバラツキが存在することを考慮して、このS203におけるD/A変換器23から所定の初期電圧Vref(0)は、PSD処理回路6の出力V1,V2がそのダイナミックレンジを越えることのないような比較的小さな電圧値に設定する。
【0088】
S203の処理が終了すると、S204において、S203によりD/A変換器23の出力VREFが変更されたことによるPSD処理回路6の出力V1,V2の変化が安定するまでの時間を待つ。この待ち時間は、PSD処理回路6を構成する素子PSD35,OP21,OP22,D/A変換器23等の応答遅れを考慮し、出力V1,V2が安定したと見なせるまでの時間以上とする。
【0089】
ここで、図4を用いて、S203からS204までの処理によるPSD処理回路6の動作の様子をさらに詳しく説明する。
図4は、S203の処理によりタイミングt2において、D/A変換器23の出力VREFが所定の電圧Vref(0)に設定されたことに応じて、PSD処理回路6の出力V1,V2が徐々に変化し、タイミングt3において、ある電圧レベルに安定した一例を示している。
【0090】
タイミングt3における出力V1,V2の電圧は、PSD処理回路6の回路基準電圧となるD/A変換器23の出力VREFの電圧Vref(0)に対して、回路を構成する素子の特性に起因する誤差電圧として、それぞれVoffset1,Voffset2だけ異なる電圧として出力される。しかし、これを考慮して、D/A変換器23の出力VREFの電圧Vref(0)が小さめに設定しているために、PSD処理回路6の出力V1,V2は、V1,V2のダイナミックレンジ内に収まる。
図4の例では、出力V1,V2のダイナミックレンジ上限をVH、同じく下限をVLとして示し、出力V1,V2は、VLからVHの範囲の電圧に少なくとも収まっていて、出力V1,V2は、飽和してはいない。
【0091】
次に、図3に戻って、S205において、D/A操作信号S1によりD/A変換器12を操作し、D/A変換器12の出力VLEDから所定の初期電圧Vled(0)を出力させる。このことにより、LED駆動電流の初期値IF(0)は、数式13から数式21のように設定される(このタイミングは、図4におけるタイミングt4に相当する)。
【0092】
IF(0)≒Vled(0)/RLED …(21)
【0093】
但し、既に、S202において、LED発光制御信号をHighとしているために、この電流IFは、LED34には流れないで、TR14のエミッタからコレクタに流れ、LED34は非発光のままである。
尚、S205におけるLED駆動電流の初期値IF(0)は、LED発光制御信号をLowにして、LED34を発光させても、PSD処理回路6の出力V1,V2がそのダイナミックレンジを越えることのないような比較的小さな電流値に設定する。このタイミングは、図4におけるタイミングt4に相当する。
【0094】
次に、S205の処理を終了すると、S206で後述する図5のフローチャートで示される補正レンズ位置検出処理を開始する。
具体的には、MCU1に内蔵される所定間隔で周期的に所定の割り込み処理を行う周期割込み処理起動機能を用い、所定周期間隔ts、例えば、1ms間隔で周期的に行われるインターバル割込み処理を許可にして、補正レンズ位置検出処理を許可する。
S206の処理を終了すると、S207において、このPSD処理回路、LED駆動回路初期化処理を終了する。
【0095】
以上、図3及び図4を用いて説明したMCU1によるPSD処理回路,LED駆動回路初期設定処理により、LED34の駆動電流の初期値IF(0),PSD処理回路6の回路の基準となるD/A変換器20の出力VREFの初期電圧Vref(0)が設定され、LED34は非発光状態とされる。
【0096】
この状態で、LED34を発光させた場合にも、PSD処理回路の出力V1,V2は、そのダイナミックレンジ内に収まる。但し、この状態では、LED駆動電流IF、及び、PSD処理回路6の回路の基準となるD/A変換器20の出力VREFは、共に、PSD処理回路6の出力V1,V2が飽和せずにダイナミックレンジ内に収まるように、いずれも小さめな値を初期値として設定されており、現在の状態では、PSD処理回路6の出力V1,V2の補正レンズ位置が変化したときの出力変化量が小さく、S/Nの高い補正レンズ位置の検出ができてはいない。
【0097】
次に、以下で説明する方法により、PSD処理回路6の出力V1,V2のダイナミックレンジをより大きく確保し、S/Nの高い補正レンズ位置の検出を行い、また、LEDの時間的光量変化の問題、及び、PSD処理回路6の出力オフセット電圧の時間的ドリフトによる問題を解決する。
【0098】
(レンズ位置検出処理)
図5は、MCU1に内蔵されるプログラムのうち、本発明に関する部分のみを示したフローチャートである。一方、図6は、図5で規定されるMCU1の行う本発明に関する動作をより明確にするためのタイミングチャートであり、LED駆動回路5、及び、PSD処理回路6の各信号の変化等を説明のためにわかりやすく示したものである。
【0099】
図5に示される補正レンズ位置検出処理は、MCU1に内蔵される所定間隔で周期的に所定の割り込み処理を行う周期割込み処理起動機能を用い、所定周期間隔ts、例えば、1ms間隔で周期的に繰り返し行われるインターバル割込み処理であり、前述した図3のS206の処理により、この処理が許可され、動作を開始する。
【0100】
この補正レンズ位置検出処理は、S100からその処理が開始され、S101において、補正レンズ位置検出回数nを更新する。具体的には、数式22に示される通り、nに+1加算してnとする。
【0101】
n=n+1 …(22)
【0102】
この補正レンズ位置検出回数nは、前述した図3のS201で示される通り、初期値として、この補正レンズ位置検出処理が開始される前に0とされ、所定時間間隔毎に行われる、この補正レンズ位置検出処理のS101のタイミングで+1されることにより、nは後述するS106の処理により、補正レンズ位置LRが算出されるわけであるが、nはこの補正レンズ位置LRの検出回数を示すこととなる。
【0103】
S101の処理が終了すると、S102において、PSD処理回路6の出力V1,V2をMCU1に内蔵されたA/D変換機能を用いて量子化、つまりは、A/D変換し、その値をそれぞれVd1(n)及びVd2(n)とする。
【0104】
Vd1(n)=出力V1のA/D変換値 …(23)
Vd2(n)=出力V2のA/D変換値 …(24)
【0105】
尚、現時点で、LED発光制御信号は、Highであり、上記Vd1,Vd2は、LED34の発光していない状態でのPSD処理回路6の出力V1,V2値に相当し、PSD35からの光電流I1,I2が共にゼロである場合のV1,V2に相当する。
つまり、前述した数式18,数式19に示されるVd1,Vd2に相当し、本来、V1,V2に出力されるはずの理想電圧Vrefに、PSD35の暗電流、OP21,OP22の入力オフセット電圧、入力オフセット電流,入力バイアス電流等の影響により、不要に出力V1,V2に出力されるオフセット電圧Voffset1,Voffset2が加算された電圧として出力された電圧が検出される。尚、このタイミングは、図6のタイミングt11に相当する。
【0106】
S102の処理の処理を終了すると、S103において、LED駆動回路5のLED発光制御信号を操作し、Lowとすることによって、LED34を発光させる。尚、このタイミングは、図6のタイミングt12に相当し、LED34の発光と同時に、PSD処理回路6の出力V1,V2が応答し始める。
【0107】
S103の処理を終了すると、S104において、PSD処理回路6の出力V1、V2が安定するまでの時間を待つ。この時間は、S103において、LED34を発光させてから、LED駆動回路5が応答してLED34の発光量が安定し、かつ、そのLED34の発光開始を受けて、PSD処理回路6の出力が応答して、出力が安定するまでの時間である。S104では、少なくともPSD処理回路6の出力V1,V2が十分安定するまでの時間を確保する。この待ち時間は、例えば数10μsオーダの値となる。
【0108】
S104の処理が終了すると、S105において、PSD処理回路6の出力V1,V2をMCU1に内蔵されたA/D変換機能を用いて量子化、つまりは、A/D変換し、その値をそれぞれV1(n)及びV2(n)とする。尚、このタイミングは、図6のタイミングt13に相当する。
【0109】
V1(n)=出力V1のA/D変換値 …(25)
V2(n)=出力V2のA/D変換値 …(26)
【0110】
次に、S105の処理を終了すると、S106において、数式27を用いて、第n回目の補正レンズ位置LR(n)を算出する。
【0111】
LR(n)=K1×[(Vd1(n)−V1(n))−(Vd2(n)−V2(n))]/[(Vd1(n)−V1(n))+(Vd2(n)−V2(n))]+K2 …(27)
【0112】
尚、数式27は、前述した数式20を基にした式であり、Vd1(n)及びVd2(n)は、LED34が発光していないときのPSD処理回路6の出力V1,V2のA/D変換値である。一方、V1(n)及びV2(n)は、LED34が発光しているときのPSD処理回路6の出力V1,V2のA/D変換値である。それらから、数式27により算出される補正レンズ位置LR(n)は、PSD処理回路6の素子に起因するオフセット電圧による誤差を除去した正確な補正レンズ位置の算出が可能となる。
【0113】
また、PSD処理回路6の出力V1,V2に含まれているオフセット電圧Voffset1,Voffset2は、時間と共に変化してドリフトするが、このA/D変換するタイミング、つまり、LED34が発光していないときのPSD処理回路6の出力V1,V2をA/D変換するタイミング、つまり、タイミングt11と、LED34が発光しているときのPSD処理回路6の出力V1,V2をA/D変換するタイミング、つまり、タイミングt13とは、時間的に無視できる程小さい。具体的な例としては、数10μsオーダにすることが可能である。このため、この間のPSD処理回路6の出力V1,V2に含まれるオフセット電圧Voffset1,Voffset2のドリフトは、無視することが可能となり、数式27によって算出される補正レンズ位置LR(n)は、PSD処理回路6の出力のオフセット電圧の時間的変化、ドリフトの影響を解決することが可能となる。
【0114】
S106の処理を終了すると、S107において、LED駆動回路5のLED発光制御信号をHighにして、LED34のを非発光とする。尚、このタイミングは、図6のタイミングt14に相当し、LED34を非発光にしたことに応答して、PSD処理回路6の出力V1,V2は、LED34の発光を開始したタイミングt12以前の電圧付近に戻って行く。
【0115】
S107の処理を終了すると、S108において、次回の補正レンズ位置検出処理(具体的には、補正レンズ位置検出処理は、所定間隔ts、例えば、1ms間隔でその処理が繰り返し行われるわけであるから、次回の補正レンズ位置検出処理とは、現在行っているこの処理が終了し、所定時間ts後に行われる補正レンズ位置検出処理のことを言う)のために、PSD処理回路6の回路基準となる電圧、具体的には、D/A変換器23の出力VREFに設定する電圧Vref(n+1)を数式28,数式29により算出する。
【0116】
Vref(n+1)=Vref(n)+ Vref …(28)
Vref=VadjH−(Vd1(n)とVd2(n)のどちらか高い方)…(29)
【0117】
尚、VadjHは、所定値であり、LED34を発光していないときのPSD処理回路6の出力V1,V2を合わせ込もうとする電圧であり、オフセット電圧合わせ込み電圧と呼ぶものとする。前述した図1のPSD処理回路6の説明の通り、D/A変換器23の出力VREFを、例えば、1V変更したとすると、理想的には、出力V1,V2は、そのVREFの電圧変更した1Vだけ変化し、VREF電位の変化量に対して、1:1でV1,V2の電圧は変化する。
但し、回路上の誤差、例えば、D/A変換器23の出力誤差、或いは、OP21、OP22の入力オフセット電圧、入力バイアス電流、入力オフセット電流等の時間的変化、PSD35の暗電流の時間的変化等により、V1,V2が理想の変化量から誤差を持つ。
このような理由で、オフセット電圧合わせ込み電圧VadjHは、出力V1,V2のダイナミックレンジ上限VHに対して、若干、低い電圧に設定する。
【0118】
S108において、電圧Vref(n+1)が算出されると、S109においてD/A操作信号S2により、D/A変換器23を操作し、D/A変換器23の出力VREFの電圧をVref(n+1)とする。尚、このタイミングは、図6のタイミングt15に相当する。
このことにより、PSD処理回路6の出力V1,V2は、徐々に変化し、次回の補正レンズ位置検出処理を開始するタイミング、つまり、図6で示すとタイミングt17では、出力V1,V2の内の高い方、図6の例では、出力V2がオフセット電圧合わせ込み電圧VadjH付近に合わせ込まれる。
【0119】
S109の処理を終了すると、S110において、次回の補正レンズ位置検出処理(具体的には、補正レンズ位置検出処理は、所定間隔ts、例えば、1ms間隔でその処理が繰り返し行われるわけであるから、次回の補正レンズ位置検出処理とは、現在行っているこの処理が終了し、所定時間ts後に行われる補正レンズ位置検出処理のことを言う)のために、LED34の駆動電流IF(n+1)を設定するためのD/A変換器12の出力VLEDの出力電圧Vled(n+1)を数式37を用いて算出し、S111において、D/A操作信号S1により、D/A変換器12を操作し、D/A変換器12の出力VLEDの電圧をVled(n+1)とする。
このことにより、次回の補正レンズ位置検出処理のS103にて、LED34を発光したときに、S111によって設定した駆動電流でLED34が駆動されることとなる。尚、このときにLEDに流れる電流値IF(n+1)を数式30に示す。
【0120】
詳しく説明すると、数式30により、出力V1についての現在の出力V1の振幅、つまりは、LED34を発光させないときの電圧Vd1(n)と、LED34を発光させたときの出力V1の電圧V1(n)との差V1pp(n)を算出する。V1pp(n)は、出力V1の現在の信号振幅を意味する。
【0121】
V1pp(n)=Vd1(n)−V1(n) …(30)
【0122】
次に、LED34を発光させないときの出力V1の電圧は、S108及びS109の処理により、PSD処理回路6の基準となる電圧VREFを変更したことにより、ほぼVd1(n)+ Vrefの電圧に変化して行く。よって、LED34の発光量を変更して、LED34を発光させた場合の出力V1を所定の合わせ込もうとする電圧VadjL(これをLED発光量合わせ込み電圧VadjLとする)に合わせ込もうとした場合に、このことにより得られる出力V1の振幅は、数式31に示されるV1pp(n+1)となる。
【0123】
V1pp(n+1)=(Vd1(n)+ Vref)−VadjL …(31)
【0124】
以上のことから、PSD処理回路6の出力V1について言えば、数式32で算出されるKIF1の比率だけ、LED34の光量を現在の光量から変化させれば、出力V1については、最も有効なダイナミックレンジを得ることができ、S/Nが最も良くなることとなる。
【0125】
KIF1=V1pp(n+1)/V1pp(n) …(32)
【0126】
同様のことを出力V2について示したのが、数式33,数式34,数式35である。
【0127】
V2pp(n)=Vd2(n)−V2(n) …(33)
V2pp(n+1)=(Vd2(n)+ Vref)−VadjL …(34)
KIF2=V2pp(n+1)/V2pp(n) …(35)
【0128】
つまり、出力V1については、KIF1倍、出力V2については、KIF2倍だけ、現在のLED発光量を変更するのが最適であり、出力V1,V2を共にダイナミックレンジ内に収めるためには、LED34の光量は、KIF1とKIF2のどちらか小さい方分だけ変更するのが最適となる。
ここで、前述した通り、LED34の光量は、駆動電流IFにほぼ比例し、また、LED34の駆動電流IFは、D/A変換器12の出力VLEDの電圧Vledにほぼ比例することから、次回の補正レンズ位置検出時のLED駆動電流IF(n+1)、及び、そのためのD/A変換器12の出力VREFの設定電圧Vref(n+1)の最適値は、数式36,数式37となる。
【0129】
IF(n+1)=(KIF1とKIF2のどちらか小さい方)×IF(n) …(36)
Vled(n+1)=(KIF1とKIF2のどちらか小さい方)×Vled(n) …(37)
【0130】
尚、LED発光量合わせ込み電圧VadjLは、LED34の時間的光量変化、PSD処理回路6を構成する素子に起因する出力V1,V2の時間的変化、及び、補正レンズの位置が変化することによる出力V1,V2の変化等のために、出力ダイナミックレンジ下限VLぎりぎりに、出力V1,V2が出力されるよう設定した場合には、出力V1,V2が飽和してしまう可能性があるために、V1,V2のダイナミックレンジ下限VLに対して、若干、余裕をもって高めに設定する。
【0131】
次に、S111の処理を終了すると、S112において、補正レンズ位置検出処理を終了する。
尚、この補正レンズ位置検出処理は、所定時間ts間隔で繰り返し行われるために、S106の処理により、ほぼリアルタイムに数式27を用いて正確な補正レンズ位置を算出しつつ、S108,S109の処理により、ほぼリアルタイムにPSD処理回路6のオフセット電圧を補正しつつ、かつ、S110,S111の処理により、ほぼリアルタイムでLED34の光量を最適な値に調整することができる。
よって、常にいつも、LED34は、最適な光量に制御され、PSD処理回路6の出力V1,V2は、最も広いダイナミックレンジの範囲が確保され、常に、S/Nの良い、精度の良い補正レンズ位置検出を行うことが可能となる。
【0132】
図6に示されるタイミングチャートは、図5で示されるフローチャートのMCU1の処理により、いかにPSD処理回路6の出力V1,V2がそのダイナミックレンジ内でより広い振幅を得られるかを示した一例である。
以下、図5に示されるMCU1の処理ステップに対比させながら、図6の説明をする。まず、タイミングt11において、図5のS102の処理により、LED34が発光していない状態でのPSD処理回路6の出力V1,V2がA/D変換され、それぞれVd1(n),Vd2(n)とされる。
図6の例では、このときの出力V1,V2の電圧は、そのダイナミックレンジ上限VHに対して余裕があり、さらに、オフセット電圧合わせ込み電圧VadjHに対しても、多少低めの電圧として出力されている。
【0133】
タイミングt12において、図5のS103の処理により、LED34の発光が開始されると、それに応じて出力V1,V2は、その電圧を変化させ始め、図5のS104での安定時間待ち後のS105の処理のタイミング、つまり、図5のタイミングt13では、出力V1,V2がほぼ完全に安定している。
【0134】
タイミングt13において、LED34が発光した状態でのPSD処理回路6の出力V1,V2をA/D変換し、その結果をそれぞれV1(n),V2(n)とし、タイミングt11でA/D変換したLED34が発光していないときのA/D変換結果Vd1(n),Vd2(n)とから補正レンズ位置LR(n)が算出される。
尚、図6の例では、出力V1,V2は、そのダイナミックレンジの下限、及び、LED発光量合わせ込み電圧VadjLに対して、余裕のある電圧が出力されている。
【0135】
タイミングt14において、図5のS107の処理により、LED34が非発光にされ、タイミングt15において、図5のS108,S109の処理により、PSD処理回路6の基準となる電圧、具体的には、D/A変換器23の出力VREFがVref(n+1)に設定される。このことにより、次回のLED34が発光していない状態でのPSD処理回路6の出力V1,V2をA/D変換するタイミングt17では、出力V1,V2の高い方の電圧、この例ではV2が、オフセット電圧合わせ込み電圧VadjHにほぼ調整されている。
【0136】
タイミングt16において、図5のS110,S111の処理により、LED34の光量が調整される、具体的には、LED駆動回路5のD/A変換器12の出力VLEDがVled(n+1)に設定される。このことにより、次回のLED34が発光した状態でのPSD処理回路の出力V1,V2をA/D変換するタイミングt19では、出力V1,V2の低い方の電圧、この例ではV1が、LED発光量合わせ込み電圧VadjLにほぼ調整されている。
【0137】
以上、説明した動作(タイミングt11からタイミングt16までの動作)が図5の補正レンズ位置検出処理により、所定時間間隔ts毎に繰り返され(タイミングt11〜t16の一連の動作がタイミングt17〜タイミングt22で繰り返されるというように)、常に、LED34の光量は、最適に調整され、かつ、PSD処理回路6の出力V1,V2は、そのダイナミックレンジ内に収まり、かつ、出力V1,V2の出力振幅は、最も広く確保される。
【0138】
(変形形態)
以上、本発明の実施の形態を具体的一例を上げて説明したが、本発明は、その具体例に限定されず、例えば、以下のような応用に用いても構わない。
(1) 例えば、発光部の素子としては、LEDに限定されず、例えば、レーザーダイオードを用いても構わない。
(2) 補正レンズ位置検出装置としては、本発明では、LED34及びPSD35を固定部材とし、スリット部材33を補正レンズ31と同時に移動させる構造を用いたが、例えば、PSD35を固定とし、LED34とスリット部材を、補正レンズ31と同時に移動させるような構造であっても構わない。
【0139】
(3) 本実施形態では、PSD処理回路6の基準となる電圧Vrefを1つだけ設けたが、例えば、D/A変換器をもう一つ設けて、2つのD/A変換器の出力をOP21,OP22の各+端子に、それぞれ独立に入力しても構わない。このことにより、出力V1,V2のオフセット電圧の調整を独立に行うことができ、具体的には、図5のS108、S109の処理において、オフセット電圧合わせ込み電圧VadjHにV1,V2の両方をより精度良く合わせ込むことが可能となり、出力V1,V2は、より広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【0140】
(4) 本実施形態では、図5のS110,S111のおいて、次回のLED34の発光量を、LED34が発光していないときと発光したときのPSD処理回路6の出力とから決定しているが、例えば、PSD処理回路6のオフセット電圧Voffset1,Voffset2が無視されるほど小さいのであれば、LED34を発光していない場合には、ほぼ、PSD処理回路6の基準となる電圧Vrefが出力V1,V2から出力されるはずであり、次回のLED34の発光量は、LED34を発光しているときのPSD処理回路6の電圧から決定可能であり、次回のLED34の発光量を、LED34を発光していないときのPSD処理回路6の電圧を用いないで、LED34を発光しているときのPSD処理回路6の電圧から決定しても構わない。
【0141】
その場合には、LED34を発光していない場合のVd1(n)は、D/A変換器23の出力VREFの電圧Vref(n)とほぼ一致し、数式30は、数式38となり、また、数式31は数式39となる。
【0142】
V1pp(n)=Vref(n)−V1(n) …(38)
V1pp(n+1)=Vref(n)−VadjL …(39)
【0143】
同様に、V2についても、数式33,数式34は、数式40,数式41となる。
【0144】
V2pp(n)=Vref(n)−V2(n) …(40)
V2pp(n+1)=Vref(n)−VadjL …(41)
【0145】
上記数式38,39,40,41から、数式32,数式35及び数式37により、次回のD/A変換器12の出力VLEDの出力電圧Vled(n+1)を算出すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係わるブレ補正装置を備えたカメラの補正レンズ位置検出部を示す回路図である。
【図2】本実施形態に係わるLED駆動回路のD/A変換器の出力電圧とLED駆動電流との関係を示す図である。
【図3】本実施形態に係わるPSD処理回路、LED駆動回路初期設定処理を示すフローチャートである。
【図4】本実施形態に係わるPSD処理回路、LED駆動回路初期設定処理を示すタイミングチャートである。
【図5】本実施形態に係わる補正レンズ位置検出処理を示すフローチャートである。
【図6】本実施形態に係わる補正レンズ位置検出処理を示すタイミングチャートである。
【図7】従来例に係わる補正レンズシフト部を示す構成図である。
【図8】従来例に係わる補正レンズ位置検出部を示す構成図である。
【図9】従来例に係わる補正レンズ位置検出部の受光部を示す回路図である。
【符号の説明】
1 MCU(ワンチップマイクロコンピュータ)
5 LED駆動回路
6 PSD処理回路
11 演算増幅器
12 D/A変換器
13,14 トランジスタ
21,22 演算増幅器
23 D/A変換器
30 シフト部材
31 補正レンズ
32a,32b バネ
33 スリット部材
34 LED(発光ダイオード)
35 PSD
36a,36b ヨーク
37 コイル
38 マグネット
39 フィルム面
40 カメラ本体
41 光軸
42,43 撮影レンズ
Claims (3)
- ブレを補正するように駆動されるブレ補正光学系の位置を検出するブレ補正光学系位置検出装置において、
発光状態と非発光状態の切り替えを行うことができ、その発光量を変更可能な発光部と、前記発光部からの入射光を受ける光学的位置検出素子を用いた受光部と、
前記発光部が非発光状態のときの前記受光部の出力と前記発光部が発光状態のときの前記受光部の出力とを所定間隔でモニタし、少なくとも前記発光部が非発光状態のときの前記受光部の出力のモニタ値と前記発光部が発光状態のときの前記受光部の出力のモニタ値とから、前記発光部の発光量を変更する制御部と、
を有することを特徴とするブレ補正光学系位置検出装置。 - 請求項1に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、
前記発光部は、発光ダイオードを有し、前記発光ダイオードに並列に接続されたスイッチング素子により前記発光状態と非発光状態の切り替えを行うこと、
を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置。 - 請求項1又は2に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、
前記発光部は、
発光ダイオードと、
ディジタル値をアナログ値に変換するD/A変換器と、
前記D/A変換器に接続され前記発光ダイオードを前記D/A変換器の出力電圧に応じた電流値で駆動する駆動回路とを有し、
前記制御部は、前記D/A変換器を操作することによって、前記発光ダイオードを駆動する電流値を変更して、前記発光部の発光量を変更すること、
を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23926399A JP4479020B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | ブレ補正光学系位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23926399A JP4479020B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | ブレ補正光学系位置検出装置 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009017467A Division JP4766120B2 (ja) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | 像ブレ補正用位置検出装置 |
JP2009299164A Division JP4683151B2 (ja) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | ブレ補正光学系位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001066656A JP2001066656A (ja) | 2001-03-16 |
JP4479020B2 true JP4479020B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=17042172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23926399A Expired - Lifetime JP4479020B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | ブレ補正光学系位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4479020B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7217915B2 (en) * | 2004-05-07 | 2007-05-15 | Sun Microsystems, Inc. | Method and apparatus for detecting the position of light which is incident to a semiconductor die |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP23926399A patent/JP4479020B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001066656A (ja) | 2001-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7936144B2 (en) | Self-calibration algorithms in a small motor driver IC with an integrated position sensor | |
JP5841632B2 (ja) | ホール効果ベースのリニアモータコントローラ | |
US8190014B2 (en) | Focus control circuit for adjusting the focus by moving a lens | |
US7502051B2 (en) | Anti-shake apparatus | |
JP2007041387A (ja) | 撮像装置及びそれを備えた携帯端末装置 | |
JP2004354878A (ja) | 撮像装置 | |
CN114674427A (zh) | 具消除暗电流的光感测装置 | |
JP4683151B2 (ja) | ブレ補正光学系位置検出装置 | |
JP4479020B2 (ja) | ブレ補正光学系位置検出装置 | |
JP4766120B2 (ja) | 像ブレ補正用位置検出装置 | |
JP2013125048A (ja) | レンズ位置検出回路 | |
JP2004252037A (ja) | ブレ補正装置の光学式位置検出装置 | |
JP2013125049A (ja) | 光検出回路 | |
US11199439B2 (en) | Photodetector device and optical encoder device | |
JP2013125760A (ja) | 光検出器制御回路 | |
KR102505436B1 (ko) | 렌즈 모듈 위치 제어 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 | |
JP2000284337A (ja) | 振れ検出装置及びブレ補正カメラ | |
JP2019114920A (ja) | アクチュエータドライバ、及びこれを用いた撮像装置、及びキャリブレーション方法 | |
JP3051033B2 (ja) | 測距装置 | |
JP4556489B2 (ja) | 閃光装置 | |
KR102179960B1 (ko) | Vcm의 코일저항을 측정하는 방법 및 이를 위한 vcm 구동장치 | |
JP2878502B2 (ja) | 自動合焦装置 | |
JP2004354321A (ja) | 位置検出装置、位置検出方法及び撮像装置 | |
JP3132510B2 (ja) | 光センサ回路 | |
JP2016142805A (ja) | 光学機器、温度検出方法、及びプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060822 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091030 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091104 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091229 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100223 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100308 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4479020 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140326 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |