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KR101413097B1 - 구동제어장치, 촬상장치 및 구동제어 방법 - Google Patents

구동제어장치, 촬상장치 및 구동제어 방법 Download PDF

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KR101413097B1
KR101413097B1 KR1020100126093A KR20100126093A KR101413097B1 KR 101413097 B1 KR101413097 B1 KR 101413097B1 KR 1020100126093 A KR1020100126093 A KR 1020100126093A KR 20100126093 A KR20100126093 A KR 20100126093A KR 101413097 B1 KR101413097 B1 KR 101413097B1
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KR
South Korea
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stepping motor
phase
focus lens
driving
microstep
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히로후미 혼다
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

구동제어장치(118)는, 정현파형의 여자전류를 사용하여 소정의 분할수의 마이크로 스텝 구동이 가능한 스테핑 모터(111-a)와, 상기 스테핑 모터(111-a)의 구동에 의해 발생된 에너지를 포커스 렌즈(105)에 전달하여 상기 포커스 렌즈(105)를 이동시키는 전달기구(111-c,111-d)와, 상기 소정의 분할수의 마이크로 스텝 구동에 있어서의 마이크로 스텝수가, 제1 위상을 넘는 구동에서는, 상기 스테핑 모터(111-a)의 회전각이 상기 제1 위상의 회전각보다 작은 제2 위상을 넘는 구동에 있어서의 마이크로 스텝수보다도 작도록, 상기 스테핑 모터(111-a)를 제어하는 제어기(111-b)를 구비한다.

Description

구동제어장치, 촬상장치 및 구동제어 방법{DRIVE CONTROL APPARATUS, IMAGE PICKUP APPARATUS, AND DRIVE CONTROL METHOD}
본 발명은, 구동제어장치, 촬상장치 및 구동제어 방법에 관한 것으로, 특히, 스테핑 모터(stepping motor)를 마이크로 스텝(micro step) 구동하는 기술에 관한 것이다.
비디오카메라나 디지털 카메라 등의 촬상장치에서는, 포커스 렌즈나 줌렌즈를 구동하기 위한 기구로서 스테핑 모터가 널리 채용되어 있다. 스테핑 모터의 회전 동력은, 스크루 축(screw shaft)과 이것에 맞물리는 랙(rack)으로 구성된 전달기구를 거쳐서 상기 렌즈에 전달되어, 렌즈의 광축방향으로의 동력원이 된다.
비디오카메라나 디지털 카메라의 ＡＦ(오토 포커스)제어에서는, ＴＶ-ＡＦ방식이 널리 채용되어 있다. ＴＶ-ＡＦ방식은, 촬상화상의 소정영역의 고주파성분을 추출하여 얻은 신호를 ＡＦ평가 값으로서 검출하고, 이 ＡＦ평가 값이 최대화가 되도록 상기 포커스 렌즈의 이동을 제어한다. ＴＶ-ＡＦ방식에서는, 포커스 렌즈의 망원 측 및 광각 측의 양방향으로의 미소 이동의 반복 동작(이하, "워블링")을 반복하는 것에 의해, ＡＦ평가 값이 최대화가 되는 포커스 렌즈의 위치가 검출된다.
ＴＶ-ＡＦ방식의 ＡＦ제어를 위한 스테핑 모터의 구동방식으로서, 마이크로 스텝 구동방식이 널리 채용되어 있다. 마이크로 스텝 구동방식은, 정현파형의 여자전류를 사용하여, 스테핑 모터의 1스텝(최소 회전각)을 더욱 미세하게 한 스텝(마이크로 스텝)으로의 구동을 실현하는 방식이다.
그렇지만, 마이크로 스텝 구동방식에서는, 각 마이크로 스텝의 회전각도는, 여자전류의 위상(이하, "스텝 위상")에 따라 변동한다. 이 변동의 원인은, 스테핑 모터의 회전자인 영구자석의 자속분포의 바이어스(이하, "코깅(cogging)")에 의해 자기적 흡인력이 맥동하는 것이다. 코깅에 의한 각스텝 위상에서의 회전각도의 변동은, 워블링 동작시의 포커스 렌즈의 이동 진폭이 변동하는 원인이 된다. 그 결과, 이하에 설명하는 문제가 발생할 가능성이 있다.
회전각도가 작은 스텝 위상을 기준으로 워블링폭(구동된 마이크로 스텝수)을 결정하면, 회전각도가 큰 스텝 위상에 있어서의 워블링 동작에 있어서 포커스 렌즈의 이동량이 심도이상이 될 가능성이 있다. 이것은, 합초상태의 플로우트(float)의 원인이 된다. 한편, 회전각도가 큰 스텝 위상을 기준으로 워블링폭을 결정하면, 회전각도가 작은 스텝 위상에 있어서의 워블링 동작에 있어서, 포커스 렌즈를 미소 이동시키기 위한 운동에너지를 얻을 수 없으므로, 소위 탈조(step-out)가 발생할 가능성이 있다.
일본국 공개특허공보 특개평 01-218393호에서는, 각 스텝 위상에서의 회전각도가 일정해지도록, 보정 테이블을 참조해서 여자전류의 파형을 보정하는 것이 제안되어 있다.
그렇지만, 비디오카메라나 디지털 카메라 등의 촬상장치에 대하여는, 이하의 이유에 의해, 일본국 공개특허공보 특개평 01-218393호의 제안은 반드시 적합하지 않다. 다시 말해서, 영구자석의 자속분포의 바이어스는, 온도의존성을 강하게 가지고 있지만, 보정 테이블을 사용한 정적인 보정은 특정한 온도에서만 효과적으로 기능한다. 따라서, 그것은 동적으로 변화하는 환경에서 사용된 비디오카메라나 디지털 카메라에는 적합하지 않다. 여자전류의 파형을 보정하는 경우에는, 정방향과 역방향에서의 정지 위치 사이에 위상차가 발생하기 때문에, ＡＦ제어등의 워블링을 반복하는 제어에 있어서는, 회전 방향의 반전시에 모터 진동 소리를 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 일본국 공개특허공보 특개평 01-218393호의 제안은, 음성을 기억하는 비디오카메라나 디지털 카메라에는 적합하지 않다.
본 발명은, 스테핑 모터의 각 마이크로 스텝의 회전각도가 스텝 위상에 따라 변동하는 것에 기인하는 문제를 완화하는 것이다.
본 발명의 일 국면의 구동제어장치는, 정현파형의 여자전류를 사용해서 소정의 분할수의 마이크로 스텝 구동이 가능한 스테핑 모터; 상기 스테핑 모터의 구동에 의해 발생된 에너지를 포커스 렌즈에 전달하여 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 전달기구; 상기 마이크로 스텝 구동에서 구동되는 마이크로 스텝수를 결정하는 결정부; 상기 소정의 분할수를 변경하지 않은 상기 정현파형의 여자전류의 위상에 따라서 상기 결정부에 의해 결정된 상기 마이크로 스텝수의 보정을 행하는 보정부로서, 제 1 위상을 넘는 구동에서 상기 결정부에 의해 결정된 마이크로 스텝수가, 상기 스테핑 모터의 회전각이 상기 제 1 위상을 넘는 구동에서의 회전각보다 작은 제 2 위상을 넘는 구동에서의 마이크로 스텝수보다 작은 보정부; 및 상기 스테핑 모터가 상기 보정부에 의해 보정된 상기 마이크로 스텝수에 의해 상기 마이크로 스텝 구동을 실행하도록 상기 스테핑 모터를 제어하는 제어기를 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 국면들은, 첨부된 도면을 참조하여 아래의 예시적 실시예들로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 제1실시예에서의 촬상장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도다.
도 2는, ＴＶ-ＡＦ방식의 개념도다.
도 3은, 제1실시예에서의 ＴＶ-ＡＦ방식을 나타내는 흐름도다.
도 4는, 스테핑 모터의 각 마이크로 스텝의 회전각도가 스텝 위상에 따라 변동하는 상태를 나타내는 개념도다.
도 5는, 제1실시예에 따른, 도 3의 단계S310 및 S316의 처리의 상세를 나타내는 흐름도다.
도 6a 내지 6d는, 워블링동작에 있어서의 마이크로 스텝수의 보정후의 포커스 렌즈의 이동 폭을 나타내는 개념도다.
도 7은, 제2실시예에 따른, 도 3의 단계S310 및 S316의 처리의 상세를 나타내는 흐름도다.
이하, 본 발명의 예시적 실시예들에 대해서, 첨부 도면들을 참조하여서 설명한다.
[제1실시예]
도 1은, 제1실시예에서의 촬상장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도다. 도 1에 있어서, 촬상장치(100)의 촬상광학계(촬영 렌즈)는, 고정 렌즈(101), 광축방향으로 이동해서 줌(zoom)을 행하는 줌렌즈(102), 및 조리개(103)를 포함한다. 촬상광학계는, 또한 광축에 대하여 수직방향으로 이동해서 광축을 편향시킴으로써 흔들림에 의한 화상의 움직임을 상쇄하는 쉬프트 렌즈(104)를 포함한다. 촬상장치(100)는 흔들림 검출기로서 각속도 센서(117)를 구비한다. 또한, 촬상광학계는, 줌 동작에 의해 생긴 초점면의 이동을 보정하는 기능과 포커싱 동작의 기능을 겸비한 포커스 컴펀세이터(compensator) 렌즈(이하, "포커스 렌즈"라고 부른다)를 포함한다. 본 실시예에서는, 촬상광학계가 일체형으로 구성되지만, 착탈가능하기도 하다. 이 경우, 후술하는 카메라 마이크로컴퓨터(118)에서 생성된 제어신호는, 촬상광학계내의 렌즈 컴퓨터와 통신되어, 렌즈 컴퓨터를 거쳐서 포커스 렌즈의 구동을 제어한다.
촬상장치(100)는, 또한 ＣＣＤ센서나 ＣＭＯＳ센서로 구성되는 광전변환소자로서의 촬상소자(106)와, 촬상소자(106)의 출력을 샘플링하고, 게인(gain) 조정하는 ＣＤＳ/ＡＧＣ회로(107)를 구비한다.
카메라 신호 처리 회로(108)는, ＣＤＳ/ＡＧＣ회로(107)로부터의 출력 신호에 대하여 각종의 화상처리를 실행하여, 영상신호를 생성한다. 모니터 장치(109)는, ＬＣＤ등으로 구성되어, 카메라 신호 처리 회로(108)로부터의 영상신호를 표시한다. 기록 장치(110)는, 카메라 신호 처리 회로(108)로부터의 영상신호를 반도체메모리 등의 기록 매체(storage media)에 기록한다.
포커싱 구동부(111), 쉬프트 구동부(112), 줌 구동부(113), 및 조리개 구동부(114)는, 각각, 포커스 렌즈(105), 쉬프트 렌즈(104), 줌렌즈(102), 및 조리개(103)를 구동시킨다. 도 1의 아래쪽에 나타나 있는 바와 같이, 포커싱 구동부(111)는, 스테핑 모터(111-a), 및 모터 드라이버(111-b)(스크루 축(이송 나사) 111-c을 포함한다)를 구비한다. 스크루 축(111-c)은, 포커스 렌즈(105)가 구비하는 랙(111-d)과 맞물린다. 스테핑 모터(111-a)의 동력(구동에 의해 발생하는 에너지)은, 양쪽이 전달기구로서 기능하는 스크루 축(111-c) 및 이것에 맞물리는 랙(111-d)을 거쳐서 포커스 렌즈(105)를 이동시키는 동력으로서 전달된다. 다른 구동부도, 포커싱 구동부(111)와 마찬가지로 구성된다.
ＡＦ게이트(115)는, ＣＤＳ/ＡＧＣ회로(107)로부터의 전체 화소의 출력 신호 중 초점검출에 사용되는 범위에 있는 신호만을 통과시킨다. ＡＦ신호 처리 회로(116)는, ＡＦ게이트(115)를 통과한 신호로부터 고주파성분, 휘도차이성분(ＡＦ게이트(115)를 통과한 신호의 휘도 레벨의 최대값과 최소값의 차분)등을 추출해서, ＡＦ평가값 신호를 생성한다. ＡＦ평가값 신호는, 촬상소자(106)로부터의 출력 신호에 의거하여 생성되는 영상의 선예도(콘트라스트 상태)를 나타내지만, 그 선예도는 촬상광학계의 합초 상태에 따라서 변화되므로, 결과적으로 촬상광학계의 합초 상태를 나타내는 신호가 된다. 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 줌렌즈(102), 쉬프트 렌즈(104), 및 포커스 렌즈(105)의 이동, 및 조리개(103)의 개폐를 제어한다.
이하, 카메라 마이크로컴퓨터(118)(구동제어장치) 및 포커싱 구동부(111)가 실행하는 오토포커스 제어의 경우를 예로서 사용하여, 본 실시예에서의 스테핑 모터의 구동제어를 설명한다. 본 실시예에서는, 포커스 렌즈(105)를 이동시켜서 행하는 오토포커스 제어로서, ＴＶ-ＡＦ방식에서의 포커스 제어(이하, "ＴＶ-ＡＦ"라고 함)를 채용한다. 그 ＴＶ-ＡＦ에서는, 포커스 렌즈를 워블링시키면서 ＡＦ평가값이 최대가 되도록 포커스 렌즈(105)를 이동시킴으로써, 피사체에 초점을 맞출 수 있다.
도 2는, ＴＶ-ＡＦ의 개념도다. 도 2에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고, 촬상소자(106)의 수직동기신호를 단위시간이라고 하고 있다. 세로축은 포커스 렌즈(105)의 위치를 나타낸다. 참조기호 "Ｍｏｄｅ"는, ＴＶ-ＡＦ의 실행시에 있어서의 상기 처리의 페이즈(phase)를 나타낸다. 아래의 것이 구체적인 설명이다.
·Ｍｏｄｅ=0: 전회의 Ｍｏｄｅ가 2일 때(이 때, 워블링에 있어서 포커스 렌즈(105)는 무한측에 위치한다)에 촬상소자(106)에 축적된 전하에 근거하는 ＡＦ평가값(무한측 평가값)이 취득된다.
·Ｍｏｄｅ=1: 워블링에 있어서, 포커스 렌즈(105)가 지근측으로부터 무한측으로 이동한다. 이 때, 워블링의 중심도 무한측으로 이동되는 경우도 있다.
·Ｍｏｄｅ=2: 전회의 Ｍｏｄｅ가 0일 때(이 때, 워블링에 있어서 포커스 렌즈(105)는 지근측에 위치한다)에 촬상소자(106)에 축적된 전하에 근거하는 ＡＦ평가값(지근측 평가값)이 취득된다.
·Ｍｏｄｅ=3: 워블링에 있어서, 포커스 렌즈(105)가 무한측으로부터 지근측으로 이동한다. 이 때, 워블링의 중심도 지근측으로 이동되는 경우도 있다.
도 2의 예에서는, 시각T0과 T1의 사이(Ｍｏｄｅ=2)에 촬상소자(106)에 축적된 전하는 시각T2에 판독되고, 이 판독된 전하에 의거하여 무한측의 ＡＦ평가값ＥＶ2가 취득된다. 또한, 시각T2와 T3의 사이(Ｍｏｄｅ=0)에 촬상소자(106)에 축적된 전하는, 시각T4에 판독되고, 이 판독된 전하에 의거하여 지근측의 ＡＦ평가값ＥＶ4가 취득된다. ＥＶ4>ＥＶ2의 조건이 만족하기 때문에, 합초위치는 더욱 지근측에 있을 가능성이 있다. 따라서, 시각T5와 T6의 사이(Ｍｏｄｅ=3)에, 포커스 렌즈(105)는, 일반적인 워블링동작으로서 무한측으로부터 지근측으로 이동하고, 또한, 워블링의 중심을 지근측으로 이동시키기 위해서, 지근측으로 또 이동한다. 다음에, 시각T4와 T5의 사이(Ｍｏｄｅ=2)에 촬상소자(106)에 축적된 전하는, 시각T6에 판독되고, 이 판독된 전하에 의거하여 무한측의 ＡＦ평가값ＥＶ6이 취득된다. ＥＶ6≤ＥＶ4의 조건을 만족하기 때문에, 합초위치는 무한측에 보다 가까운 위치에 있을 가능성이 없다. 따라서, 시각T7과 T8의 사이(Ｍｏｄｅ=1)에, 포커스 렌즈(105)는, 일반적인 워블링동작으로서 지근측으로부터 무한측으로 이동하지만, 워블링의 중심은 이동하지 않는다. 이러한 동작을 반복하는 것에 의해, ＡＦ평가값이 피크로 결정되는 포커스 렌즈(105)의 위치가 검출된다.
도 3은, 제1실시예에서의 ＴＶ-ＡＦ를 나타내는 흐름도다. 본 흐름도의 각 단계의 처리는, 카메라 마이크로컴퓨터(118)가 제어 프로그램을 실행 함에 의해 실현된다. 각 Ｍｏｄｅ(도 2 참조)에 있어서의 처리는, 수직동기신호에 동기해서 시작한다.
단계S301에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 현재의 Ｍｏｄｅ가 0인지의 여부를 판정한다. 현재의 Ｍｏｄｅ가 0이면, 처리는 단계S302로 진행된다. 한편, 그렇지 않으면, 처리는 단계S306으로 진행된다. 단계S302에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 무한측의 ＡＦ평가값을 취득한다. 이 ＡＦ평가값은, 전회의 Ｍｏｄｅ가 2일 때(이 때, 워블링 동작에 있어서 포커스 렌즈(105)는 무한측에 위치한다)에 촬상소자(106)에 축적된 전하에 근거한다.
단계S303, 단계S304, 및 단계S305의 처리에 따라, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, "Ｍｏｄｅ"를 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, ... .과 같이 주기적으로 변화시킨다. 그 후에, 처리는 단계S301로 돌아간다.
단계S306에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 현재의 Ｍｏｄｅ가 1인지의 여부를 판정한다. 현재의 Ｍｏｄｅ가 1이면, 처리는 단계S307로 진행된다. 한편, 그렇지 않으면, 처리는 단계S311로 진행된다. 단계S307에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 단계S302에서 취득된 무한측 평가값이, 전회의 Ｍｏｄｅ가 2일 때(후술의 단계S311) 취득된 지근측 평가값보다도 큰 것인가 아닌가를 판정한다. 그 값이 큰 경우에는, 처리는 단계S308로 진행된다. 한편, 그렇지 않은 경우에는 처리는 단계S309로 진행된다. 지근측 평가값이 미취득된 경우도, 처리는 단계S309로 진행된다.
단계S308에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 구동진폭이 워블링진폭과 중심이동 진폭의 합이도록 설정한다, 즉, 무한측에의 이동량을 늘리는 것에 의해, 워블링의 중심의 무한측으로의 이동을 실현한다. 본 실시예에서, 워블링진폭 및 중심이동 진폭도, 이전에 설정된 고정값이어도 된다. 한편, 단계S309에서는, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 구동진폭이 워블링진동진폭이도록 설정한다. 구동진폭은, 구동된 마이크로 스텝수에 대응한다.
단계S310에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 워블링동작을 행하기 위한 여자파형을 생성하도록, 포커싱 구동부(111)의 모터 드라이버(111-b)를 제어한다(상세한 것은, 도 5를 참조해서 후술한다).
단계S311에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 현재의 Ｍｏｄｅ가 2인지의 여부를 판정한다. 현재의 Ｍｏｄｅ가 2이면, 처리는 단계S312로 진행된다. 한편, 그렇지 않으면, 처리는 단계S313으로 진행된다. 단계S312에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 지근측의 ＡＦ평가값을 취득한다. 이 ＡＦ평가값은, 전회의 Ｍｏｄｅ가 0일 때에 촬상소자(106)에 축적된 전하에 근거한다, 즉 워블링동작에 있어서 포커스 렌즈(105)는 지근측에 위치한다.
단계S313에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 단계S312에서 취득된 지근측 평가값이, 전회의 Ｍｏｄｅ가 0일 때(전술의 단계S302)에 취득된 무한측 평가값보다도 큰 것인가 아닌가를 판정한다. 단계S312에서 취득된 무한측 평가값이 큰 경우에는, 처리는 단계S314로 진행된다. 한편, 그렇지 않은 경우에는, 처리는 단계S315로 진행된다.
단계S314에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 구동진폭이 워블링진폭과 중심이동 진폭의 합이도록 설정한다, 즉, 지근측에의 이동량을 늘리는 것에 의해, 워블링동작의 중심의 지근측으로의 이동을 실현한다. 한편, 단계S315에서는, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 구동진폭이 워블링 진동진폭이도록 설정한다.
단계S316에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 워블링동작을 행하기 위한 여자파형을 생성하도록, 포커싱 구동부(111)의 모터 드라이버(111-b)를 제어한다(상세한 것은, 도 5를 참조해서 후술한다).
다음에, 본 실시예의 여자 파형 생성 처리에 관해서 설명을 행한다. 도 4는, 스테핑 모터의 각 마이크로 스텝의 회전각도가 스텝 위상에 따라 변동하는 모양을 나타내는 개념도다. 스테핑 모터의 여자는, A상 및 B상의 2상으로 행해진다. 각상의 여자전류는 정현파형이며, A상과 B상간의 위상차는 90도다(1주기를 360도로 표현했을 경우). 여자전류의 위상을 미소 변화 시킴으로써, 스테핑 모터의 1스텝을 소정수의 스텝으로 분할한 마이크로 스텝 구동(소정의 분할수의 마이크로 스텝 구동)이 가능해진다.
도 4의 상측에 있어서, 가로축은 스텝 위상(여자각)을 나타내고, 세로축은 여자전류를 나타낸다. 도 4의 예에서는, 1주기가 16스텝으로 분할되어 있다. 워블링동작시는 각 스텝 위상을 중심으로 스텝 위상의 이동을 반복하는 구동제어가 행해진다. 도 4에서는, 워블링진폭을 ±1스텝이라고 했을 때의 여자파형의 변화를 보이고 있다. 워블링동작에서의 여자파형의 변화의 상태는 스텝 위상마다 서로 다르다. 각 위상으로부터 1스텝분 회전 후의 회전각은, 위상마다 서로 다르다. 이것은, 코깅에 기인한다. 이 회전각의 변동은 1/4주기로 발생하는 것도 알려져 있다. 도 4에 있어서, "0, 4, 8, 12"(0도, 90도, 180도, 270도)의 스텝 위상에 있어서는, 여자되는 위상이 1상만이므로, 회전자에 작용하는 자속분포의 바이어스가 작아지고, 회전각이 커진다. 반대로, "2, 6, 10, 14"(45도, 135도, 225도, 315도)의 스텝 위상에 있어서는, 2상도 강하게 여자되기 때문에, 회전자에 작용하는 자속분포의 바이어스가 크고, 회전각이 작아진다.
도 4의 중간측 및 하측에는, 스테핑 모터(111-a)를 각 스텝 위상으로부터 2스텝의 진폭으로 워블링동작을 행했을 때의 지근 및 무한방향의 포커스 렌즈(105)의 이동 폭을 보이고 있다. 도 4의 하측에 있어서, 가로축은 스텝 위상(여자각)을 나타내고, 세로축은 포커스 렌즈(105)의 이동 폭을, 이상적인 이동 폭을 100%로서 ［％］로 표시한다. 그 이동 폭이 100%에 달하지 않은 것은, 전달기구(스크루 축(111-c) 및 랙(111-d))에서 발생하는 운동량의 손실과, 스테핑 모터(111-a)의 회전각도의 변동에 기인한다. 도 4로부터 알 수 있듯이, 스테핑 모터의 회전각이 작은 위상(제2 위상)을 넘는 워블링동작에서는 렌즈 이동량이 작다. 한편, 회전각이 큰 위상(제1 위상)을 넘는 워블링동작에서는 렌즈 이동량이 크다.
도 5는, 도 3의 단계S310 및 S316의 처리의 상세를 나타내는 흐름도다. 단계S501에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 현재의 스텝 위상(여자위상)을 변수n으로 설정한다. 단계S502에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 현재의 Ｍｏｄｅ가 1인지의 여부를 판정한다. 현재의 Ｍｏｄｅ가 1일 경우, 처리는 단계S503으로 진행된다. 한편, 그렇지 않은 경우, 즉, Ｍｏｄｅ가 3일 경우, 처리는 단계S511로 진행된다. 단계S503 또는 단계S511에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 도 3의 단계S308, 단계S309, 단계S314, 또는 단계S315에서 결정된 구동진폭(마이크로 스텝수)에 무한 또는 지근방향의 보정(n)을 더한 값을 변수m에 설정한다. 보정(n)은, 위상n마다 준비된 보정값이며, 예를 들면 카메라 마이크로컴퓨터(118)의 ＲＯＭ(도면에 나타내지 않는다)에 테이블로서 격납되어 있다. 보정값은, 각 스텝 위상으로부터의 워블링동작에서의 포커스 렌즈의 이동량의 변동이 감소하도록 결정된 값이다. 구체적으로는, 보정(n)은, 스테핑 모터의 회전각이 작은 위상을 넘는 워블링동작에서는 보정량을 크게 설정하고, 회전각이 큰 위상을 넘는 워블링동작에서는 보정량을 작게 설정한다. 따라서, 보정 테이블은, 예를 들면,
스텝 위상
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]
지근방향 보정값
[0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0]
무한방향 보정값
[0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1]
으로서 정의된다.
단계S504 내지 단계S506에 있어서, 즉 Ｍｏｄｅ=1, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 변수n을 0으로부터 분할 스텝수의 범위에서 순회하도록 디크리먼트(decrement)함에 의해, 포커스 렌즈(105)의 이동 목표를 무한측에 설정한다. 한편, 단계S512로부터 단계S514에 있어서는, 즉 Ｍｏｄｅ=3, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 변수n을 0으로부터 분할 스텝수의 범위에서 순회하도록 인크리먼트(increment) 함에 의해, 포커스 렌즈(105)의 이동 목표를 지근측에 설정한다.
단계S507에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 이동 목표인 스텝 위상n에 대응하는 Ａ상 및 B상의 여자 패턴에 따라, 스테핑 모터(111-a)를 구동한다. 단계S508에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 변수m을 디크리먼트 한다. 단계S509에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 스테핑 모터(111-a)의 회전속도를 일정하게 하기 위해서, 소정시간 대기한다. 단계S510에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 변수m이 0인지의 여부를 판정한다. 그 변수m이 0일 경우, 포커스 렌즈(105)의 소정방향으로의 이동이 완료했다고 하는 것을 의미하므로, 본 흐름도의 처리는 종료해서 도 3으로 되돌아간다. 한편, 그 변수m이 0이 아닐 경우, 처리는 단계S504(Ｍｏｄｅ=1의 경우) 또는 단계S512(Ｍｏｄｅ=3의 경우)로 돌아가고, 같은 처리를 반복한다.
이상의 처리에 의해, 도 4를 참조해서 설명한 포커스 렌즈(105)의 이동 폭은, 예를 들면 지근방향으로의 워블링동작에서는 도 6a, 무한방향으로의 워블링동작에서는 도 6b에 나타나 있는 바와 같이 보정된다. 이동 폭이 작은 위상에서의 이동 폭이 증가하도록 보정되어 있기 때문에, 워블링동작에서 포커스 렌즈(105)가 충분하게 이동한다. 여자파형의 분할수를 늘려서 보다 미세한 마이크로 스텝 구동을 행하면, "이동 폭의 변동"을 더욱 억제 할 수 있다. 예를 들면, 분할수를 32로 하는 경우, 보정 테이블은,
스텝 위상
[0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30]
지근방향 보정값
[1,2,1,0,1,2,1,0,1,2,1,0,1,2,1,0]
무한방향 보정값
[1,0,1,2,1,0,1,2,1,0,1,2,1,0,1,2]
으로서 정의된다.
이 경우의 포커스 렌즈(105)의 이동 폭은, 예를 들면 지근방향으로의 워블링동작에서는 도 6c, 무한방향으로의 워블링동작에서는 도 6d에 나타나 있는 바와 같이 보정된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 워블링동작시의 포커스 렌즈(105)의 이동 폭에 대응한 마이크로 스텝수를 스텝 위상에 따라 보정한다. 이에 따라, 위상에 관계없이, 워블링동작시에 포커스 렌즈(105)가 충분하게 이동한다. 또한, 본 실시예의 방식이 스테핑 모터의 진동의 열화를 유발하지 않으므로, 음성을 입력하는 마이크를 구비한 촬상장치에 사용하는 것이 적합하다.
본 실시예에서는, 포커스 렌즈(105) 및 포커싱 구동부(111)를 사용하여 오토포커스 제어를 예로서 설명했고, 전술한 스테핑 모터의 구동제어는, 다른 용도에도 적용가능하다. 예를 들면, 흔들림을 보정하기 위해서 행해진, 쉬프트 렌즈(104)의 광축에 수직한 방향으로의 미소 이동에 대하여도, 본 실시예의 구동제어를 적용할 수 있다.
비디오카메라나 디지털 카메라 등의 촬상장치에 널리 탑재되어 있는 오토 블랭킷 기능에서는, 조리개의 개구정도의 미소 조정이 연속적으로 행해진다. 전술한 구동제어를 이용하면, 미세한 노출 보정을 효과적으로 행할 수 있다.
피사체의 화각 사이즈를 일정하게 유지하기 위한 오토 줌 기능에서는, 줌렌즈를 사용한 미소한 줌 조정이 연속적으로 이루어진다. 전술한 구동제어를 이용하면, 고정밀의 오토 줌을 실행할 수 있다.
[제2실시예]
제1 실시예에서는 워블링동작시에 구동시키는 마이크로 스텝수를 스텝 위상에 따라 보정했다. 한편, 제2 실시예에서는 스테핑 모터의 회전속도를 스텝 위상에 따라 보정한다. 본 실시예에서는 도 5에 나타낸 처리 대신에, 도 7에 나타낸 처리를 행한다. 이하, 제1실시예와 다른 처리에 관하여 설명한다.
단계S701에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 도 3의 단계S308, 단계S309, 단계S314, 또는 단계S315에서 결정된 구동진폭(마이크로 스텝수)을 변수m에 설정한다. 본 실시예에서는 상기 제1실시예와 다르고, 변수m의 보정은 행하지 않는다(도 5의 단계S503 및 단계S511 참조).
단계S702 또는 단계S703에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 대기 기간의 기준 기간을 무한방향 또는 지근방향의 보정(n)으로 분할하여 취득한 값을 변수t에 설정한다. 보정(n)은, 각 위상n마다 준비된 보정값이며, 예를 들면 카메라 마이크로컴퓨터(118)의 ＲＯＭ(도면에 나타내지 않는다)에 테이블로서 격납되어 있다. 보정값은, 회전각도가 큰 위상에 있어서의 회전속도가 증가되도록, 즉, 대기 기간이 짧아지도록 결정된 값이다. 구체적으로는, 보정(n)은, 스테핑 모터의 회전각이 작은 위상을 넘는 워블링동작에서는 보정량을 크게 설정하고, 회전각이 큰 위상을 넘는 워블링동작에서는 보정량을 작게 설정한다. 따라서, 보정 테이블은, 예를 들면
스텝 위상
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]
지근방향 보정값
[1,2,1,1,1,2,1,1,1,2,1,1,1,2,1,1]
무한방향 보정값
[1,1,1,2,1,1,1,2,1,1,1,2,1,1,1,2]
으로서 정의된다.
단계S704에서, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 변수t가 나타낸 기간동안 대기한다. 변수t는 상기한 바와 같이, 지근방향의 워블링동작에서는 "1, 5, 9, 13", 무한방향의 워블링동작에서는 "3, 7, 11, 15"의 스텝 위상에 있어서는 대기 기간이 기준 기간의 반 정도로 되도록 선택된다. 따라서, 스테핑 모터(111-a)의 회전속도는 정상 회전속도의 2배 높다. 이에 따라, 포커스 렌즈(105)의 이동에 필요한 운동에너지가 확보된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 카메라 마이크로컴퓨터(118)는, 워블링동작시의 스테핑 모터(111-a)의 회전속도를 스텝 위상에 따라 보정한다. 이에 따라, 그 위상에 관계없이, 워블링동작에서 포커스 렌즈(105)가 충분하게 이동된다. 또한, 본 실시예의 방식이 스테핑 모터의 진동의 열화를 유발하지 않으므로, 음성을 입력하는 마이크를 구비한 촬상장치에 사용되는 것이 적합하다.
[기타 실시예]
또한, 본 발명은, 이하의 처리를 실행함으로써 실현된다. 다시 말해, 이 처리에서는, 전술한 각 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어(프로그램)을, 네트워크 또는 각종 기억매체를 거쳐서 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는 ＣＰＵ나 ＭＰＵ등)가 프로그램을 판독한다.
본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

Claims (6)

  1. 정현파형의 여자전류를 사용해서 소정의 분할수의 마이크로 스텝 구동이 가능한 스테핑 모터;
    상기 스테핑 모터의 구동에 의해 발생된 에너지를 포커스 렌즈에 전달하여 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 전달기구;
    상기 마이크로 스텝 구동에서 구동되는 마이크로 스텝수를 결정하는 결정부;
    상기 소정의 분할수를 변경하지 않은 상기 정현파형의 여자전류의 위상에 따라서 상기 결정부에 의해 결정된 상기 마이크로 스텝수의 보정을 행하는 보정부로서, 제 1 위상을 넘는 구동에서 상기 결정부에 의해 결정된 마이크로 스텝수가, 상기 스테핑 모터의 회전각이 상기 제 1 위상을 넘는 구동에서의 회전각보다 작은 제 2 위상을 넘는 구동에서의 마이크로 스텝수보다 작은 보정부; 및
    상기 스테핑 모터가 상기 보정부에 의해 보정된 상기 마이크로 스텝수에 의해 상기 마이크로 스텝 구동을 실행하도록 상기 스테핑 모터를 제어하는 제어기를 구비한, 구동제어장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 따른 구동제어장치; 및
    상기 포커스 렌즈의 이동을 제어하여, 피사체에 대한 오토포커스를 행하는 오토 포커스 제어부를 구비한, 촬상장치.
  4. 정현파형의 여자전류를 사용해서 소정의 분할수의 마이크로 스텝 구동이 가능한 스테핑 모터와, 상기 스테핑 모터의 구동에 의해 발생된 에너지를 포커스 렌즈에 전달하여 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 전달기구를 구비한 구동제어장치의 구동제어방법으로서,
    결정부가, 상기 마이크로 스텝 구동에서 구동되는 마이크로 스텝수를 결정하는 결정단계;
    보정부가, 상기 소정의 분할수를 변경하지 않은 상기 정현파형의 여자전류의 위상에 따라서 상기 결정단계에서 결정된 마이크로 스텝수의 보정을 행하는 보정단계로서, 제1 위상을 넘는 구동에서의 상기 결정단계에서 결정된 마이크로 스텝수는, 상기 스테핑 모터의 회전각이 상기 제1 위상을 넘는 구동에서의 회전각보다 작은 제2 위상을 넘는 구동에서의 상기 결정단계에서 결정된 마이크로 스텝수보다 작도록 보정하는 보정단계; 및
    제어기가, 상기 스테핑 모터가 상기 보정단계에서 보정된 마이크로 스텝수에 의해 상기 마이크로 스텝 구동을 실행하도록 상기 스테핑 모터를 제어하는 제어단계를 포함하는, 구동제어장치의 구동제어방법.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 오토 포커스 제어부는, 망원 측과 광각 측 사이의 포커스 렌즈의 이동을 반복하여 오토포커스 평가로서 고주파 성분을 검출하고, 상기 오토포커스 평가값이 최대가 되도록 상기 오토포커스 렌즈의 이동을 제어하는, 촬상장치.
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