振动修正控制电路及具备该电路的摄像装置的制作方法

专利名称：振动修正控制电路及具备该电路的摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装入摄像装置中的振动修正控制电路。
背景技术：
近年来，数字照相机和数字摄像机等摄像装置通过增加其配备的摄像元件的像素 数来实现高画质化。在另一方面，作为实现摄像装置的高画质化的其它方法，为了防止因 持有摄像装置的手的抖动而产生的被拍摄物的模糊不清，希望摄像装置具备手抖动补偿功 能。具体地，摄像装置具备陀螺传感器等检测元件，按照因摄像装置的振动而产生的 角速度成分来驱动透镜和摄像元件等光学部件，以防止被拍摄物的模糊不清。由此，即使摄 像装置振动，在获取的视频信号中也不会反映振动的成分，能获得没有图像模糊不清的高 画质的视频信号。在图13中示出了具备使用步进电动机的手抖动补偿驱动机构的摄像装置的结构 图(参照特开2006-208873号公报)。在此结构中，接收由X陀螺仪10、Y陀螺仪12检测出 的摄像装置的振动的角速度，CPU14将角速度转换成表示摄像装置的移动量的角度，产生对 应此角度的信息的电动机驱动脉冲(步进电动机的控制信号)并输出给电动机驱动器16。 电动机驱动器16产生对应电动机驱动脉冲的线圈电流，驱动步进电动机18。在步进电动 机18上连接光学部件或摄像元件，通过步进电动机18的驱动来修正光学部件或摄像元件 的位置以补偿摄像装置的振动。使用步进电动机的手抖动补偿机构与使用音圈电动机等其它电动机的手抖动补 偿机构相比，设置在摄像装置中的部件点数少。使用音圈电动机的时候，摄像装置为了检测 透镜等光学部件的位置而包括霍尔器件和处理霍尔器件输出的信号的信号处理电路。使用 步进电动机的时候，不需要上述霍尔器件和信号处理电路，能够降低摄像装置的成本。此 外，使用步进电动机的手抖动补偿机构由于与使用音圈电动机时的不同点在于部件结构不 同，所以控制电动机的驱动的控制电路的结构也不同。

发明内容
但是，希望按照由摄像装置进行摄像时被拍摄物的种类等变更摄像的模式，以适 合摄像的条件进行摄像。例如，在以高画质进行摄像的情况下，希望细致地控制光学部件或 摄像元件的位置，以更高的精度抑制手抖动等对摄像的影响；在以低画质进行摄像的情况 下，希望大致地控制光学部件或摄像元件的位置，能进行更高速的摄像。此外，虽然在振动修正控制系统中为了进行高速控制而需要提高步进电动机的转 矩的模式，但另一方面，也存在需要减少振动修正控制系统中的耗电的省电模式的情形。本发明的一个形式是一种振动修正控制电路，对应振动由步进电动机驱动摄像装 置的光学部件或摄像元件以减少振动对摄像的影响，包括将从对摄像装置的振动进行检 测的振动检测元件输出的振动检测信号转换成数字信号的模/数转换部；根据由模/数转换部数字化后的振动检测信号产生摄像装置的移动量的陀螺滤波器；根据光学部件或摄像 元件的当前的位置和移动量，产生光学部件或摄像元件的驱动量的旋转控制部；以及基于 驱动量，产生并输出对步进电动机的控制信号进行控制的步进控制部；模/数转换部、陀螺 滤波器及步进控制部由逻辑电路构成。


图1是表示本发明的实施方式的振动修正控制电路的结构图。图2是表示本发明的实施方式的旋转控制部的结构图。图3是表示本发明的实施方式的步进控制部的结构图。图4是说明以1/8旋转单位控制步进电动机时的相位图。图5是说明以1/16旋转单位控制步进电动机时的相位图。图6是表示在本发明的实施方式中以1/8旋转单位控制步进电动机时的相位和步 进电动机的脉冲信号的组合例的图。图7是表示在本发明的实施方式中以1/16旋转单位控制步进电动机时的相位和 步进电动机的脉冲信号的组合例的图。图8是表示在本发明的实施方式中以1/16旋转单位控制步进电动机时的相位和 给予步进电动机的脉冲信号的组合例的表。图9是表示在变化例中在以1/16旋转单位控制步进电动机的情况下最大占空比 为50%时的相位和给予步进电动机的脉冲信号的组合例的表。图10是表示分别以18°的关系重复A相电流、B相电流、A相电流的反转、B相电 流的反转的步进电动机的相位图。图11是表示变化例中的经过脉冲宽度调制的脉冲信号的图。图12是说明在变化例中以1/16旋转单位控制步进电动机时的相位及电流值的 图。图13是表示现有的振动修正控制电路的结构图。
具体实施例方式如图1所示，本发明实施方式的振动修正控制电路100的结构包括模/数转换部 (ADC) 20、陀螺滤波器22、旋转控制部24及步进控制部26。振动修正控制电路100被连接到振动检测元件102及步进电动机104上。相对至 少2轴以上设置振动检测元件102，以便沿偏转方向及俯仰方向的2轴可正交转换振动的成 分。例如，振动检测元件102的结构包含陀螺传感器。通常，设置振动检测元件102以便能 检测有关摄像装置的偏转方向(X轴方向)及俯仰方向(Y轴方向)的振动。基于振动检测 元件102的输出信号在偏转方向(X轴方向)及俯仰方向(Y轴方向)上控制透镜106的位 置。再有，在下文的说明中，虽然说明了用于在X轴方向上驱动摄像装置的透镜106的 振动修正控制电路100，但也可以在用于修正摄像装置的振动的光学部件或摄像元件的每 一驱动轴上设置振动修正控制电路100，同样能构成用于在Y轴方向等其它的轴方向上驱 动摄像装置的透镜106的振动修正控制电路。
ADC20将从振动检测元件102、例如陀螺传感器输出的模拟的角速度信号转换成 数字信号。具体地，数字化由振动检测元件102检测出的振动的X轴成分的信号(Gyro-X) 并输出。ADC20将信号(Gyro-X)向陀螺滤波器22输出。陀螺滤波器22去除角速度信号(Gyro-X)中所含的直流成分，抽取出反映摄像装 置的振动的角速度信号的交流成分。在此处理中，可适用作为数字滤波器的一种的抽头滤 波器。此外，陀螺滤波器22包括积分电路，对角速度信号(Gyro-X)进行积分，产生表示摄 像装置的移动量的角度信号。积分电路优选结构为包括数字滤波器，通过进行对应所设定 的滤波系数的滤波处理来使角速度信号延迟仅90°，求出角度信号即摄像装置的移动量。 向旋转控制部24输入角度信号。如图2所示，旋转控制部24的结构包括步幅数换算机构24A、步幅数管理机构 24B、比较机构24C、移动步幅确定机构24D及基准点检测机构24E。通过由装入摄像装置中 的CPU进行各机构中的处理就能实现旋转控制部24。首先，说明启动摄像装置的初始设定时。在初始设定时，基准点检测机构24E从外 部接收基准点判别信号，向步幅数管理机构24B及移动步幅确定机构24D输出基准点检测 信号。移动步幅确定机构24D输出表示对应基准点检测信号的初始驱动量的初始驱动步幅 数。向步进控制部26输入初始驱动步幅数，使步进电动机104旋转仅对应初始驱动步幅数 的步幅数，使透镜106移动到初始位置即透镜106的光学原点。后述步进控制部26中的处 理。此外，在结束初始设定时，步幅数管理机构24B将表示当前的透镜106的位置的累 积步幅数复位到O。接着，说明由摄像装置进行摄像时的振动修正控制时的处理。在振动修正控制时， 步幅数换算机构24A从陀螺滤波器22接收角度信号，根据角度信号求出并输出表示用于 补偿振动(手抖动)所需的透镜106的驱动量的目标步幅数。例如，透镜106的可动范围 是通过步进电动机104使透镜106从+Nmax步幅到-Nmax步幅的可动范围，在可从+Imax 到-Imax获取陀螺滤波器22的输出值的情况下，目标步幅数可由陀螺滤波器22的输出值 用下式求出。其中，设Nmax及Imax都为正数。目标步幅数=IX (Nmax/Imax)比较机构24C接收从步幅数换算机构24A输出的目标步幅数和保持在步幅数管理 机构24B中的累积步幅数，进行与透镜106的驱动界限位置之比较处理，及与在单位时间内 可驱动透镜106的位置范围之比较处理。比较机构24C取目标步幅数和累积步幅数之差，求出差分步幅数。判定差分步幅 数的绝对值是否超过表示在单位时间内可驱动透镜106的位置范围的可驱动步幅数。可驱 动步幅数被预先设定在比较机构24C的内部寄存器中。在差分步幅数的绝对值超过可驱动 步幅数的情况下，将差分步幅数的绝对值替换成可驱动步幅数。此外，比较机构24C将差分步幅数和累积步幅数进行相加，判定其运算结果是否 超过预先在内部寄存器中设定的、表示透镜106的驱动界限位置的上限步幅数，或是否低 于下限步幅数。在运算结果超过上限步幅数的情况下，将差分步幅数再设定为从上限步幅 数中减去累积步幅数的值。在运算结果低于下限步幅数的情况下，将差分步幅数再设定为 从下限步幅数中减去累积步幅数的值。
向移动步幅确定机构24D输出由比较机构24C处理的差分步幅数。移动步幅确定机构24D接收差分步幅数，输出此差分步幅数作为驱动步幅数。并 且，步幅数管理机构24B接收驱动步幅数，读出保持在内部寄存器中的累积步幅数，用在累 积步幅数上加上接收到的驱动步幅数的值来更新内部寄存器的值。如图3所示，步进控制部26结构为包括驱动量获取机构26A、相位管理·更新机 构26B、波形寄存器组26C、PWM用计数器26D，A相用脉冲产生机构26E、B相用脉冲产生机 构26F及模式设定部26G。再有，步进控制部26是用于驱动步进电动机104的电路结构的 例子。步进控制部26设有用于在X轴方向上进行驱动的步进控制部、和用于在Y轴方向上 进行驱动的步进控制部。X轴方向用、Y轴方向用的步进控制部26结构为可各自独立地进 行工作。驱动量获取机构26A是接收从旋转控制部24输出的驱动步幅数的机构。驱动量 获取机构26A —旦接收驱动步幅数，就向相位管理·更新机构26B输出。相位管理·更新机构26B接收驱动步幅数，以控制驱动步进电动机104时的相位 (旋转角)。相位管理·更新机构26B具备保持当前的步进电动机的相位(旋转角)的内 部寄存器，一面增加·减少内部寄存器的相位(旋转角)，一面向A相用脉冲产生机构26E 及B相用脉冲产生机构26F输出此相位。在本实施方式中，相位管理 更新机构26B按照在模式设定部26G中设定的模式， 增减驱动步幅数，一面顺序地增加 减少内部寄存器的相位(旋转角)仅此驱动步幅数，一 面向A相用脉冲产生机构26E及B相用脉冲产生机构26F输出此相位。使驱动步幅数增减 仅当前设定的模式中的步进电动机104的一旋转的相位数、和成为基准的模式中的步进电 动机104的一旋转的相位数之比。例如，在设基准为以1/8旋转单位控制步进电动机104的一旋转的模式(相位数 8)的情况下，在以1/16旋转单位控制步进电动机104的一旋转的模式(相位数16)中，相 对以1/8旋转单位控制的模式以驱动步幅数为倍数进行控制。PWM用计数器26D是用于控制对步进电动机104进行脉冲信号的脉冲宽度的调制 处理时的脉冲宽度的计数器。PWM用计数器26D接收来自外部的时钟信号，与时钟信号同 步，在每一循环增加计数器值的同时，输出此计数器值。在本实施方式中，PWM用计数器26D 在从0到255每一循环增加计数器值的同时，输出此计数器值。模式设定部26G接收自用户输入摄像装置的模式设定信号或装入摄像装置中的 自动的模式设定信号，保持表示步进电动机104的相位分辨率的模式。模式设定部26G例 如可构成为含寄存器的电路。步进电动机104的相位分辨率表示以怎样的步幅控制步进电动机104的一旋转。 例如，如图4所示，在以1/8旋转(45° )单位控制步进电动机104的一旋转的模式中，步进 电动机104的相位分辨率为8相位。此外，如图5所示，在以1/16旋转(22. 5° )单位控制 步进电动机104的一旋转的模式中，步进电动机104的相位分辨率为16相位。A相用脉冲产生机构26E接收从相位管理·更新机构26B输出的相位、从PWM计 数器26D输出的计数器值及在模式设定部26G中设定的模式，产生并输出相对步进电动机 104的A相的脉冲信号。此外，B相用脉冲产生机构26F接收从相位管理 更新机构26B输 出的相位、从PWM计数器26D输出的计数器值及在模式设定部26G中设定的模式，产生并输出相对步进电动机104的B相的脉冲信号。在通过分别相对A相及B相输出1组脉冲信号来控制步进电动机104的相位(旋 转角)的时候，A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F产生并输出与从相位 管理 更新机构26B输入的相位相对应的脉冲信号。提供给步进电动机104的A相的线圈 的电流用(A相-1)-(A相-2)表示。此外，提供给步进电动机104的B相的线圈的电流用 (B相-1)-(B相-2)表示。在本实施方式中，按照在模式设定部26G中设定的模式，能对由A相用脉冲产生机 构26E和B相用脉冲产生机构26F产生的脉冲信号进行脉冲宽度调制。首先，说明以1/8旋转(45° )单位控制步进电动机104的一旋转的模式。A相用 脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F，在模式设定部26G中设定的模式是以8相位 控制步进电动机104的模式的情况下，进行如下的处理。如图4 所示，在以 8 个相位(0° ,+45° ,+90° ,+135° ,+180° ,+225° ,+270°、 +315° )控制步进电动机104的一旋转的时候，根据图6所示的步进电动机的相位(旋转 角)和A相-1、A相-2、B相-1、B相-2的脉冲信号的组合，控制步进电动机104的A相及 B相的电流。图6所示的步进电动机的相位(旋转角)和A相-1、A相-2、B相-1、B相-2 的脉冲信号的组合被预先保存及保持在波形寄存器组26C中。图6的横轴表示相位(旋转 角)、纵轴表示各相的脉冲的强度。例如，设相位管理·更新机构26B接收到的驱动步幅数是1，在内部寄存器中保持 的当前的相位是+90°。最初，相位管理 更新机构26B设内部寄存器的值为+135°，并向 A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F输出。与此相对应，A相用脉冲产生机 构26E根据保存在波形寄存器组26C中的相位和脉冲信号的组合的关系，产生并输出A相 的1组脉冲。此情况下，A相用脉冲产生机构26E，在从PWM计数器26D输出的计数器值由 0到255时相对A相-1产生并输出低电平的脉冲信号。此外，在从PWM计数器26D输出的 计数器值由0到255时相对A相-2产生并输出高电平的脉冲信号。此外，B相用脉冲产生 机构26F，在从PWM计数器26D输出的计数器值由0到255时相对B相-1产生并输出高电 平的脉冲信号。此外，在从PWM计数器26D输出的计数器值由0到255时相对B相-2产生 并输出低电平的脉冲信号。A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F重复脉冲 信号的输出，直至步进电动机104的驱动结束重复。如此这样，从+90°到+135°使步进电动机104的相位前进仅1步幅。即使在设 定其它相位的情况下，根据保存在波形寄存器组26C中的相位和脉冲信号的组合的关系也 能够产生并输出脉冲信号。接着，说明以1/16旋转(22.5° )单位控制步进电动机104的一旋转的模式。A相 用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F，在模式设定部26G中设定的模式是以16 相位控制步进电动机104的模式的情况下，进行如下处理。如图5 所示，在以 16 个相位(0°、+22.5°、+45°、+67. 5°、+90°、+112. 5°、 +135°、+157. 5°、+180°、+202. 5 °、+225 °、+247. 5 °、+270 °、+292. 5 °、+315 °、 +337. 5° )控制步进电动机104的一旋转的时候，根据图7所示的步进电动机的相位(旋转 角)和A相-1、A相-2、B相-1、B相-2的脉冲信号的组合，控制步进电动机104的A相及 B相的电流。图7所示的步进电动机的相位(旋转角)和A相-1、A相-2、B相-1、B相-2的脉冲信号的组合被预先保存及保持在波形寄存器组26C中。图7的横轴表示相位(旋转角)、纵轴表示各相的脉冲的强度。图8示出了相对各相位A相及B相的电流值(比例)、和用于实现此的A相_1、 A相-2、B相-1、B相-2的组合的例子。例如，在将步进电动机104的相位控制在0°的时 候，将流到A相的线圈的A相电流100%地控制在正，0%地控制流到B相的线圈的B相电 流。即，成为A相-1为100%、A相-2为0%的组合，和B相-1为0%、B相-2为0%的组 合。此外，在将步进电动机104的相位控制在+22. 5°的时候，将流到A相的线圈的A相电 流92 %地控制在正，将流到B相的线圈的B相电流38 %地控制在正。S卩，成为A相-1为 100%、A相-2为8%的组合，和B相-1为100%、B相-2为62%的组合。对于其它的相位 也同样。A相-1、A相-2、B相-1、B相-2通过脉冲宽度调制，来调整作为高电平的期间和 作为低电平的期间之比(导通占空比)，控制平均的脉冲的强度。具体地，设相位管理·更新机构26B接收到的驱动步幅数是2，在内部寄存器中保 持的当前的相位是+90°。最初，相位管理 更新机构26B设内部寄存器的值为+112. 5°， 并向A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F输出。与此相对应，A相用脉冲 产生机构26E根据保存在波形寄存器组26C中的相位和脉冲信号的组合的关系，产生并输 出A相的1组脉冲。此情况下，A相用脉冲产生机构26E，产生从PWM计数器26D输出的计 数器值由0到158时为高电平、由158到255时为低电平的经过脉冲宽度调制的脉冲信号， 并相对A相-1输出。此脉冲信号是导通占空比为62%的脉冲信号。此外，在从PWM计数器 26D输出的计数器值由0到255时相对A相-2产生并输出高电平的脉冲信号。由此，流到 步进电动机104的A相的线圈的电流为负的38% ( = 62%-100%)。此外，B相用脉冲产 生机构26F，在从PWM计数器26D输出的计数器值由0到255时相对B相-1产生并输出高 电平的脉冲信号。此外，产生从PWM计数器26D输出的计数器值由0到20时为高电平、从 21到255时为低电平的经过脉冲宽度调制的脉冲信号，并相对B相-2输出脉冲信号。此 脉冲信号是导通占空比为8%的脉冲信号。由此，流到步进电动机104的B相的线圈的电 流为正的92% ( = 100% -8% )。在此状态下，将步进电动机104的相位(旋转角)控制 在+112. 5°。A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F重复脉冲信号的输出， 直至步进电动机104的驱动结束重复。接着，相位管理 更新机构26B，使相位前进1步幅、设内部寄存器的值为+135°， 向A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F输出此值。与此相对应，A相用脉冲产生机构26E，产生从PWM计数器26D输出的计数器值由0 到74时为高电平、由75到255时为低电平的经过脉冲宽度调制的脉冲信号，并相对A相-1 输出。此脉冲信号是导通占空比为29%的脉冲信号。此外，在从PWM计数器26D输出的计 数器值由0到255时相对A相-2产生并输出高电平的脉冲信号。由此，流到步进电动机 104的A相的线圈的电流为负的71% ( = 29%-100%)。此外，B相用脉冲产生机构26F， 在从PWM计数器26D输出的计数器值由0到255时相对B相-1产生并输出高电平的脉冲 信号。此外，产生从PWM计数器26D输出的计数器值由0到74时为高电平、从75到255时 为低电平的经过脉冲宽度调制的脉冲信号，并相对B相-2输出脉冲信号。此脉冲信号是导 通占空比为29%的脉冲信号。由此，流到步进电动机104的B相的线圈的电流为正的71 % (=100% -29% )0在此状态下，将步进电动机104的相位(旋转角)控制在+135°。A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F重复脉冲信号的输出，直至步进电动机 104的驱动结束重复。同样地，对于其它相位，A相用脉冲产生机构26E和B相用脉冲产生机构26F，通过 脉冲宽度调制A相-1、A相-2、B相-1、B相-2，就能产生并输出成为相对图8所示的各相 位的A相-1、A相-2、B相-1、B相-2的组合的脉冲信号。 步进电动机104接收从步进控制部26输出的脉冲信号，使转子旋转以便成为与脉 冲信号对应的相位(旋转角)。在步进电动机104的转子上连接有滚珠螺杆(ball screw) 等透镜106的驱动机构，通过步进电动机104的旋转变更透镜106的位置。由此，能减少摄 像装置的振动对摄像的影响。此外，通过用逻辑电路构成ADC20、陀螺滤波器22及步进控制部26，就能使振动修 正控制电路100更加小型化及高速化。并且，能减轻装入摄像装置中的CPU的处理负担。在相位管理·更新机构26B接受到的驱动步幅数是2以上的时候，优选以1步幅 刻度使脉冲信号变化。具体地，如以1/16旋转单位控制步进电动机104的情形所示，在步 进电动机104的当前的相位是90°、旋转2步幅的情况下，从+90°的A相、B相的脉冲经过 +112.5°的A相、B相的脉冲，变化为+135°的A相、B相的脉冲。与直接从+90°的A相、 B相的脉冲变化为+135°的A相、B相的脉冲的情形相比，以1步幅刻度变化的一方变得比 步进电动机104的驱动音小。关于具备手抖动补偿功能的摄像装置，如果在手抖动补偿工 作时步进电动机104的驱动音大，就会担心用户误解为摄像装置发生故障。通过降低步进 电动机104的驱动音，就能提供一种不给摄像装置的用户造成误解的手抖动补偿功能。再有，在本实施方式中，说明了在一轴(X轴)方向上驱动透镜106的结构，但即使 是在其它轴(例如正交于X轴的Y轴)方向上驱动透镜106的情况下，也能够适用同样的 结构。此外，即使在为了修正摄像装置的振动而驱动透镜106以外的情况下也能够适用 本实施方式的结构。例如，也可以为代替使透镜106的位置移动，而使C⑶或CMOS等摄像 元件的位置移动，补偿摄像装置的振动的结构。此外，在本实施方式中，虽然说明了以1/8旋转单位及1/16旋转单位控制步进电 动机104的一旋转的模式，但并不限于此，也能够同样地进行其它的相位数的控制。此外，步进电动机104不限于图4所示的A相电流、B相电流、A相电流的反转、B 相电流的反转以各90°的关系配置。例如，也可以如图10所示，步进电动机104以各180° 的关系重复配置A相电流、B相电流、A相电流的反转、B相电流的反转。由此，能更细致地 控制步进电动机104的旋转角度。变化例此外，由于由流到A相及B相的线圈的电流相比决定步进电动机104的相位，所 以给予A相-1、A相-2、B相-1、B相-2的脉冲信号的占空比也可以不是图8所示的情形。 SP，为了不使相对步进电动机104的同一相位而流到A相及B相的线圈的电流比变化，只要 使脉冲信号为高电平的期间和为低电平的期间之比(导通占空比)变化即可。例如，在控制在相位0°的情况下，如果流到B相的电流是0，则只要在A相不流过 产生充分的转矩的程度的电流即可。在控制在相位+22. 5°的情况下，只要流到A相的电流 和流到B相的电流之比为92 38即可。
因此，在模式设定部26G中不仅设定相位数，还设定用于变更脉冲信号的最大占 空比的模式，在A相用脉冲产生机构26E及B相用脉冲产生机构26F中，只要是符合此模式 变更脉冲信号的占空比即可。更具体地，在A相用脉冲产生机构26E及B相用脉冲产生机 构26F中含有的PWM调制电路中，通过按照模式设定部26G的模式变更根据从PWM计数器 26D输出的计数器值使脉冲信号成为高电平的期间，就能够调整各脉冲信号的占空比在上述实施方式中，如图8所示，虽然设A相、B相的电流的最大值为100 %，但在 图9中示出A相、B相的电流的最大值为50%的例子。此外，在图11(a)中示出最大导通占空比为100%时的脉冲信号，在图11(b)中示 出最大导通占空比为50%时的脉冲信号的对应。减少各个脉冲信号的截止占空比仅减少最 大导通占空比之比例。例如，在从相位管理·变更机构26B向A相用脉冲产生机构26E及B相用脉冲产 生机构26F输出相位+112. 5°的情况下，A相用脉冲产生机构26E相对A相-1产生并输出 从PWM计数器26D输出的计数器值从0到206时为高电平、从206到255为低电平的经过脉 冲宽度调制的脉冲信号。此脉冲信号是截止占空比为19%的脉冲信号。此外，产生从PWM 计数器26D输出的计数器值从0到255时为高电平的经过脉冲宽度调制的脉冲信号并对A 相-2输出。此脉冲信号是截止占空比为0%的脉冲信号。由此，流到步进电动机104的A 相的线圈的电流为负的19% ( = -19% -0)。此外，B相用脉冲产生机构26F产生从PWM计 数器26D输出的计数器值从0到255时为高电平的经过脉冲宽度调制的脉冲信号，并对B 相-1输出。此脉冲信号是截止占空比为0%的脉冲信号。此外，产生从PWM计数器26D输 出的计数器值从0到137时为高电平、从137到255时为低电平的经过脉冲宽度调制的脉 冲信号，并对B相-2输出。此脉冲信号是截止占空比为46%的脉冲信号。由此，流到步进 电动机104的B相的线圈的电流为正的46% ( = 0-(-46%))。在此状态中，步进电动机 104的相位(旋转角)控制在+112. 5°。即使对于其它的相位而言，也如图9及图11(b)所示，也能调制A相_1、A相_2、B 相-1、B相-2的脉冲信号的脉冲宽度以使得流到A相及B相的线圈的电流之比不变化。在设电流的最大值为50%的情况下，如图12的实线所示，与最大导通占空比 100%的情形相比，可将提供给步进电动机104的电流抑制在50%。如此，为了不使流到步 进电动机104的各相的线圈的电流之比变化而改变脉冲信号的占空比，由此就能调整步进 电动机104中的输出转矩及耗电。在步进电动机104中需要高的输出转矩的情况下，进行 调整以使得各脉冲信号的最大导通占空比变大，在想要抑制步进电动机104中的耗电的情 况下，进行调整以使得各脉冲信号的最大导通占空比变小即可。如本实施方式的变化例所示，在输出给步进电动机104的A相、B相的电流为50% 的情况下，优选相对A相、B相的每一个，将一个脉冲信号维持在高电平(100% )、使另一 个脉冲信号的截止占空比变化。通过将一个脉冲信号维持在高电平就能够防止A相-1、A 相-2、或B相-1、B相-2同时变成低电平。如果同时增加变成低电平的期间，则占空比和 电流量之间的线性就会变差，无论是否正确地控制截止占空比，都产生输出的电流量与目 标值不同的情形。通过进行控制，将一个脉冲信号维持在高电平，就能够确保占空比和电流 量之间的线性。
权利要求
一种振动修正控制电路，对应振动由步进电动机驱动摄像装置的光学部件或摄像元件以减少振动对摄像的影响，该振动修正控制电路包括模/数转换部，将从对摄像装置的振动进行检测的振动检测元件输出的振动检测信号转换成数字信号；陀螺滤波器，根据由上述模/数转换部数字化后的所述振动检测信号产生摄像装置的移动量；旋转控制部，根据所述光学部件或所述摄像元件的当前的位置和所述移动量，产生所述光学部件或所述摄像元件的驱动量；以及步进控制部，根据所述驱动量，产生并输出对所述步进电动机进行控制的控制信号；所述模/数转换部、所述陀螺滤波器及所述步进控制部由逻辑电路构成。
2.根据权利要求1所述的振动修正控制电路，其中， 所述步进控制部包括相位管理部，读取所述步进电动机的当前的旋转的相位；以及控制信号产生部，根据由所述相位管理部读取出的相位和所述驱动量，产生所述控制信号。
3.根据权利要求1所述的振动修正控制电路，其中， 具有2个以上的所述步进控制部；所述2个以上的步进控制部控制在彼此交差的方向上工作的步进电动机，各自独立地 进行工作。
4.一种振动修正控制电路，对应振动由步进电动机驱动摄像装置的光学部件或摄像元 件以减少振动对摄像的影响，该振动修正控制电路包括模/数转换部，将从对摄像装置的振动进行检测的振动检测元件输出的振动检测信号 转换成数字信号；陀螺滤波器，根据由所述模/数转换部数字化后的所述振动检测信号求出摄像装置的 移动量；旋转控制部，根据所述光学部件或所述摄像元件的当前的位置和所述移动量，产生所 述步进电动机的旋转驱动量；以及步进控制部，按照所述旋转驱动量，产生并输出对所述步进电动机进行控制的控制信号；所述步进控制部产生并输出以不同的相位分辨率驱动所述步进电动机的所述控制信号。
5.根据权利要求4所述的振动修正控制电路，其中，所述步进控制部按照所述步进电动机的相位分辨率的切换信号，产生并输出相对所述 步进电动机的旋转的各相位变更了多个信号的组合之后的所述控制信号。
6.根据权利要求4所述的振动修正控制电路，其中，所述步进控制部产生并输出脉冲宽度调制过的信号作为所述控制信号。
7.一种振动修正控制电路，对应振动由步进电动机驱动摄像装置的光学部件或摄像元 件以减少振动对摄像的影响，该振动修正控制电路包括模/数转换部，将从对摄像装置的振动进行检测的振动检测元件输出的振动检测信号转换成数字信号；陀螺滤波器，根据由所述模/数转换部数字化后的所述振动检测信号求出摄像装置的 移动量；旋转控制部，根据所述光学部件或所述摄像元件的当前的位置和所述移动量，产生所 述步进电动机的旋转驱动量；以及步进控制部，按照所述旋转驱动量，产生并输出以各相位旋转驱动所述步进电动机的 脉冲信号；所述步进控制部相对所述步进电动机的同一相位能对使所述脉冲信号成为高电平的 期间和成为低电平的期间之比进行脉冲宽度调制。
8.根据权利要求7所述的振动修正控制电路，其中，所述步进电动机根据流到多个线圈的电流之比来控制旋转的相位； 由所述步进控制部产生的所述脉冲信号来确定流到所述多个线圈的电流值； 所述步进控制部相对所述步进电动机的同一相位能变更使所述脉冲信号成为高电平 的期间和成为低电平的期间之比，以使得流到所述多个线圈的电流之比不变化。
9.根据权利要求7或8所述的振动修正控制电路，其中，所述步进控制部相对所述步进电动机的1个相产生并输出2个所述脉冲信号，按照所 述2个脉冲信号的差以各相位旋转控制所述步进电动机。
10.一种摄像装置，包括 光学部件；摄像元件；步进电动机，驱动所述光学部件或所述摄像元件；模/数转换部，将从检测振动的振动检测元件输出的振动检测信号转换成数字信号； 陀螺滤波器，根据由所述模/数转换部数字化后的所述振动检测信号产生摄像装置的 移动量；旋转控制部，根据所述光学部件或所述摄像元件的当前的位置和所述移动量，产生所 述光学部件或所述摄像元件的驱动量；以及步进控制部，根据所述驱动量，产生并输出对所述步进电动机进行控制的控制信号； 所述模/数转换部、所述陀螺滤波器及所述步进控制部由逻辑电路构成。
11.一种摄像装置，包括 光学部件；摄像元件；步进电动机，驱动所述光学部件或所述摄像元件；模/数转换部，将从检测振动的振动检测元件输出的振动检测信号转换成数字信号； 陀螺滤波器，根据由所述模/数转换部数字化后的所述振动检测信号求出摄像装置的 移动量；旋转控制部，根据所述光学部件或所述摄像元件的当前的位置和所述移动量，产生所 述步进电动机的旋转驱动量；以及步进控制部，按照所述旋转驱动量，产生并输出对所述步进电动机进行控制的控制信号；所述步进控制部产生并输出以不同的相位分辨率驱动所述步进电动机的所述控制信号。
12. —种摄像装置，包括 光学部件； 摄像元件；模/数转换部，将从对摄像装置的振动进行检测的振动检测元件输出的振动检测信号 转换成数字信号；陀螺滤波器，根据由所述模/数转换部数字化后的所述振动检测信号求出摄像装置的 移动量；旋转控制部，根据所述光学部件或所述摄像元件的当前的位置和所述移动量，产生所 述步进电动机的旋转驱动量；以及步进控制部，按照所述旋转驱动量，产生并输出以各相位旋转驱动所述步进电动机的 脉冲信号；所述步进控制部相对所述步进电动机的同一相位能对使所述脉冲信号成为高电平的 期间和成为低电平的期间之比进行脉冲宽度调制。
全文摘要
本发明提供一种振动修正控制电路，包括将从对摄像装置的振动进行检测的振动检测元件输出的振动检测信号转换成数字信号的模/数转换机构，根据由模/数转换机构数字化后的振动检测信号求出摄像装置的移动量的陀螺滤波器，根据光学部件或摄像元件的当前的位置和移动量产生步进电动机的旋转驱动量的旋转控制机构，和按照旋转驱动量产生并输出以各相位旋转驱动步进电动机的脉冲信号的步进控制机构；步进控制机构，相对步进电动机的同一相位能对使脉冲信号成为高电平的期间和成为低电平的期间之比进行脉冲宽度调制。
文档编号G03B5/00GK101965539SQ20098010832
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年7月31日
发明者山田悦久, 神谷知庆 申请人:三洋电机株式会社;三洋半导体株式会社