カメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置、およびボイスコイルモータの駆動方法
【課題】ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成でしかも短時間に低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化およびその構成の小型化を実現することができるカメラシステムを得る。
【構成】カメラシステムにおいて、画像信号からレンズの目標位置を算出するレンズ位置算出部６と、レンズ目標位置を示す信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路７と、そのフィルタ出力Ａｓに基づいてレンズ１を駆動するレンズ駆動部１２０とを備え、フィルタ回路７は、目標位置信号Ｌｐから得られるレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部７２と、該波形生成部７２で生成された信号波形を、その振幅レベルがクロックベースで該出発位置に加算されるよう積分する積分処理部７３とを有する。
【構成】カメラシステムにおいて、画像信号からレンズの目標位置を算出するレンズ位置算出部６と、レンズ目標位置を示す信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路７と、そのフィルタ出力Ａｓに基づいてレンズ１を駆動するレンズ駆動部１２０とを備え、フィルタ回路７は、目標位置信号Ｌｐから得られるレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部７２と、該波形生成部７２で生成された信号波形を、その振幅レベルがクロックベースで該出発位置に加算されるよう積分する積分処理部７３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置、およびボイスコイルモータの駆動方法に関し、特に、オートフォーカス装置を有するカメラシステム、オートフォーカス装置などに使用されるボイスコイルモータの駆動装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のカメラシステムには、自動制御により被写体に焦点を合わせるオートフォーカス（以下、ＡＦと称する）機能が搭載されている。ＡＦ機能は、フォーカスレンズを光軸方向へ移動させて、焦点距離を調整し、焦点を合わせる機能である。
【０００３】
一般にカメラシステムのフォーカスレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータとして、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）等が使用されている。ステッピングモータは、パルス電力を与えるごとに一定の角度だけ回転し、回転子の回転角を正確に制御することができる（例えば、特許文献１参照）。一方、ＶＣＭは、ボイスコイル（可動巻き線）と永久磁石とで構成され、ボイスコイルに電流を流すと、永久磁石の磁界中でボイスコイルが直線運動するもので、モータ負荷の高精度の位置決めが可能なものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１５３５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アクチュエータとして、ステッピングモータを用いる場合、パルス周波数が高すぎると同期外れで制御が乱れることがあるため、変化量が大きくなるに従い、駆動時間が長くなり、高速化が図れない。また、ステッピングモータは大きさが大きく、ノイズが大きいという問題点がある。
【０００５】
一方、ＶＣＭを用いる場合、小型で、ノイズが小さいという特徴があるが、ＶＣＭを高速に動かした場合、図１１に示すように、アクチュエータのバネ要素による共振振動が発生するため、実質上は振動が許容レベル以下まで減衰するのに時間がかかり、高速動作することができない。
【０００６】
そこで、従来のカメラシステムでは、ＶＣＭの制御に用いる制御信号を、上記共振周波数と同じ中心周波数のノッチフィルタにより処理して、上記制御信号に含まれる共振周波数の利得を低減することで、アクチュエータの制御を安定させるようにしている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
しかし、ノッチフィルタは、１つあたり１つの中心周波数に対応するため、共振周波数が複数ある場合、各共振周波数を中心周波数とする複数のノッチフィルタを直列に接続して、制御信号に対して順次ノッチフィルタ処理をかけることになる。そのため、共振周波数の数に比例して、処理時間がかかることになる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成でしかも短時間に低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御などの高速化およびその構成の小型化を実現することができるカメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るカメラシステムは、被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムであって、該画像信号に基づいて該レンズの目標位置を示す目標位置信号を算出するレンズ位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該レンズがその出発位置からその目標位置に移動するよう該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該レンズの出発位置からその目標位置までのレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１０】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として三角波を生成することが好ましい。
【００１１】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記三角波の傾斜辺の傾きにより、該レンズがその出発位置からその目標位置まで移動するのに要する収束時間が設定されることが好ましい。
【００１２】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波が積分される際に、該三角波の中間位置で、該三角波の振幅レベルを補正することが好ましい。
【００１３】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波を積分する際に、該三角波の中間位置以外の位置にて該三角波の振幅レベルを補正することが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として三角波以外の信号波形を生成することが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として、円あるいは楕円の上半部周縁の形状を有する信号波形を生成することが好ましい。
【００１６】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルがその単調増加部分では増加率が徐々に増大し、その単調減少部分では減少率が徐々に減少する信号波形を生成することが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルが一定ステップを単位として基準クロックのタイミングで変化する信号波形を生成することが好ましい。
【００１８】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置に位置していることが好ましい。
【００１９】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置以外の位置に位置していることが好ましい。
【００２０】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正することが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置以外での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正することが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記フィルタ回路は、そのフィルタ出力である前記積分処理部の出力が更新される更新時間を、前記基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部を有することが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの１周期単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成することが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの２周期以上の単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成することが好ましい。
【００２５】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記レンズ駆動部は、前記レンズを移動させるボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータを前記フィルタ回路の出力に基づいて駆動するモータ駆動部とを有することが好ましい。
【００２６】
本発明に係るボイスコイルモータの駆動装置は、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動装置であって、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動するモータ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
本発明に係るボイスコイルモータの駆動方法は、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動方法であって、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出ステップと、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタステップと、該フィルタ処理が施された目標位置信号に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動する駆動ステップとを含み、該フィルタステップは、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成ステップと、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分ステップとを含み、該積分ステップで得られた該信号波形の積分値を、該フィルタ処理が施された目標位置信号とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２８】
以下、本発明の作用について説明する。
【００２９】
本発明においては、被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムにおいて、画像信号からレンズの目標位置を算出するレンズ位置算出部と、レンズ目標位置を示す信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、そのフィルタ出力に基づいてレンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、フィルタ回路は、目標位置信号から得られるレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、積分処理部の出力信号をフィルタ出力として出力するので、レンズが緩やかに始動し、緩やかに停止する波形を生成し、その波形に従って、ボイスコイルモータなどのアクチュエータを制御することで、アクチュエータの共振振動を、簡単な構成によりしかも短時間で低減することができる。
【００３０】
また、前記波形生成部は、前記積分処理部で信号波形が積分される際に、該信号波形の振幅レベルを補正するので、レンズの移動量に応じたフィルタ処理を行うことができる。
【００３１】
また、積分処理に用いる信号波形の波形は、種々の波形を設定可能であるので、レンズの重量やレンズ駆動系の特性に応じたレンズの駆動制御が可能となる。
【００３２】
また、前記フィルタ回路は、そのフィルタ出力である前記積分処理部の出力を更新する更新時間を、基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部を有するので、レンズ駆動制御を応答性の早いものから遅いものまで実現できる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムにおいて、該画像信号に基づいて該レンズの目標位置を示す目標位置信号を算出するレンズ位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該レンズがその出発位置からその目標位置に移動するよう該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該レンズの出発位置からその目標位置までのレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するので、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成でしかも短時間に低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化およびその構成の小型化を実現することができる効果がある。
【００３４】
本発明によれば、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動装置において、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動するモータ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するので、ボイスコイルモータの共振振動を低減することができ、これによりこのようなボイスコイルモータを用いたＡＦ制御などの高速化およびその構成の小型化を実現することができる効果がある。
【００３５】
本発明によれば、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動方法において、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出ステップと、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタステップと、該フィルタ処理が施された目標位置信号に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動する駆動ステップとを含み、該フィルタステップは、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成ステップと、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分ステップとを含み、該積分ステップで得られた該信号波形の積分値を、該フィルタ処理が施された目標位置信号とするので、ボイスコイルモータの共振振動を低減することができ、これによりこのようなボイスコイルモータを用いたＡＦ制御などの高速化およびその構成の小型化を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるカメラシステムを説明する図であり、図１（ａ）はその全体構成を示し、図１（ｂ）は、該カメラシステムを構成するフィルタ回路の構成を示している。
【００３８】
この実施形態１のカメラシステム１００は、被写体の撮像により画像信号Ｉｄを出力する撮像素子２と、入射光Ｌを該撮像素子２に集光するレンズ１と、レンズ１を駆動するレンズ駆動部１２０と、撮像素子２から出力される画像信号Ｉｄに基づいて、ＹＵＶなどの映像信号を出力するとともに、レンズ駆動部１２０の制御信号Ａｓを生成する信号処理部１１０とを有している。ここで、この撮像素子２は、ＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサで構成されている固体撮像素子である。
【００３９】
信号処理部１１０は、撮像素子２からの画像信号Ｉｄのデジタル信号処理を行って輝度信号を含む映像信号Ｖｓを出力するとともに、各システムの制御を行うデジタル信号処理部４と、該映像信号Ｖｓに含まれる、例えば輝度信号に基づいて、オートフォーカス制御のためのデータ（ＡＦ用データ）を積算するＡＦ積算部５とを有している。また、信号処理部１１０は、該ＡＦ積算部５のＡＦ用データ積算値出力Ｄａに基づいて、つまり、どの程度ピントが合っているかに応じて、レンズ１を移動させるべき目標位置を計算して、目標レンズ位置を示す目標位置信号Ｌｐを出力するレンズ位置計算部６と、該目標位置信号Ｌｐに対してその変化が緩和されるよう、共振振動を低減させるためのフィルタ処理を施すフィルタ回路７と、該フィルタ回路７からのフィルタ出力ＦＬｐをＤ／Ａ変換して、レンズ駆動部１２０の制御信号Ａｓとして出力するＤ／Ａ変換器８とを有している。また、上記レンズ駆動部１２０は、該制御信号Ａｓに基づいて、レンズ１がその出発位置からその目標位置まで移動するようレンズ１を駆動するものであり、このレンズ駆動部１２０は、レンズ１を移動させるアクチュエータ１０と、該アクチュエータ１０を上記制御信号Ａｓに基づいて駆動するアクチュエータ駆動部９とを有しており、このアクチュエータ１０にはボイスコイルモータが用いられている。
【００４０】
ここで、フィルタ回路７は、前回のレンズの駆動により決まる現在の停止位置をその出発位置Ｘ１として保持しているラッチ回路７５と、該ラッチ回路７５から取得した出発位置Ｘ１から、上記目標位置信号Ｌｐが示す目標位置Ｘ２までのレンズ移動量ＤＸ（｜Ｘ２−Ｘ１｜）を計算する移動量計算部７１と、該レンズ移動量ＤＸに応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部７２とを有している。なお、ラッチ回路７５は、積分処理部７３の出力が一定時間の間変化しないときに、この積分処理部７３の出力をラッチする構成としている。
【００４１】
ここで、この波形生成部７２は、外部からの設定信号により、基準クロックの１周期を単位として、三角波（ｄｅｌｔａ）の振幅レベルを順次出力するように設定されている。
【００４２】
つまり、フィルタ回路７は、基本クロックＣＬを生成するクロック生成部７０ｅと、フィルタ回路外部からの指示により、該信号波形の振幅レベルの変化の単位を基準ステップ幅の何倍にするかを設定し（ＤＳＴＥＰ）、その設定値を示すステップ幅設定信号Ｓｃを波形生成部７２に出力するステップ設定部７０ｃと、上記波形生成部７２にて信号波形の振幅レベルを出力するタイミングを、フィルタ外部からの指示により設定し、設定したタイミングを示すタイミング情報Ｕｔを該波形生成部７２に出力する更新タイミング設定部７０ｆとを有している。フィルタ回路７は、フィルタ回路外部からの指示により、上記波形生成部７２で生成した信号波形の振幅レベルを補正する位置を指定し、この補正位置を示す補正位置指示信号Ｐｄを上記波形生成部７２に出力する補正位置指定部７０ａを有している。
【００４３】
さらに、フィルタ回路７は、波形生成部７２で生成した信号波形Ｗｆを、その振幅レベルが上記レンズ１の出発位置Ｘ１に加算されるよう、クロックベースで、つまり、クロック生成部７０ｅで生成した基本クロックＣＬに従って積分する積分処理部７３を有している。
【００４４】
例えば、ステップ設定部７０ｃでは振幅レベルを変化させる幅（ステップ幅）は基準ステップ幅の１倍（ＤＳＴＥＰ＝１）としており、さらに、更新タイミング設定部７０ｆでは、該波形生成部７２で信号波形の振幅レベルを更新する更新間隔を１基準クロック期間としている。また、補正位置指定部７０ａにて、信号波形の振幅を補正すべき補正位置が信号波形の中間位置、つまり出発位置と目標位置との間の中間点（この場合２クロック目）に設定されている。
【００４５】
この場合、レンズの移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が４であるとすると、波形生成部７２では、図６（ａ）に示すような、１クロック毎にステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）だけ変化する面積が４である実質的な三角波Ｗ４が、３クロック期間にわたって形成される。このとき、積分処理部７３では、図６（ｂ）に示すように、１クロック目で、１ステップ幅が出発位置Ｘ１に加算され、２クロック目で、２ステップ幅がさらに加算され、３クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、この加算処理（波形Ｗ４の積分処理）により、目標位置信号の信号レベル（ＷＤＯＵＴ）は出発位置Ｘ１から目標位置Ｘ２に相当するレベルに達し、レンズの移動量は４ステップ幅に相当する距離となる。
【００４６】
また、上記の場合で、レンズの移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が５であるとすると、波形生成部７２では、図７（ａ）に示すような、面積が５である実質的な三角波Ｗ５が、３クロック期間にわたって形成される。この三角波Ｗ５は、１クロック毎にステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）だけ変化する上記三角波Ｗ４の中間位置でその振幅値を１ステップ幅だけ増加させる補正を行って得られたものである。このとき、積分処理部７３では、図７（ｂ）に示すように、１クロック目で、１ステップ幅が出発位置Ｘ１に加算され、２クロック目で、３ステップ幅がさらに加算され、３クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、この加算処理（波形Ｗ５の積分処理）により、目標位置信号の信号レベル（ＷＤＯＵＴ）は出発位置Ｘ１から目標位置Ｘ２に相当するレベルに達し、レンズの移動量は５ステップ幅に相当する距離となる。
【００４７】
次に動作について説明する。
【００４８】
このようなカメラシステム１では、被写体からの光Ｌがレンズ１を介して撮像素子２に入射すると、撮像素子２では入射光Ｌの光電変換により画像信号Ｉｄを生成して、信号処理部１１０に出力する。
【００４９】
信号処理部１１０では、デジタル信号処理部４は、撮像素子２からの画像信号Ｉｄのデジタル信号処理を行って輝度信号を含む映像信号Ｖｓを出力するとともに、各システムの制御を行う。また、ＡＦ積算部５は、該映像信号Ｖｓに含まれる、例えば輝度信号に基づいて、オートフォーカス制御のためのデータ（ＡＦ用データ）の積算を行う。さらに、信号処理部１１０では、レンズ位置計算部６は、該ＡＦ積算部５のＡＦ用データ積算値出力Ｄａに基づいて、つまり、どの程度ピントが合っているかに応じて、レンズ１を移動させるべき目標位置を計算して、目標レンズ位置を示す目標位置信号Ｌｐをフィルタ回路７に出力する。フィルタ回路７は、この目標位置信号Ｌｐに対してその変化が緩和されるよう、共振振動を低減させるためのフィルタ処理を施す。これにより上記フィルタ回路７に入力された目標位置信号Ｌｐは、図２に示すように、フィルタ回路でのフィルタ処理により変化の緩やかな信号（出力）ＦＬｐとなる。
【００５０】
このフィルタ回路７からのフィルタ出力ＦＬｐがＤ／Ａ変換器８に入力されると、Ｄ／Ａ変換器８は、フィルタ出力ＦＬｐをＤ／Ａ変換してレンズ駆動部１２０にその制御信号Ａｓとして出力する。レンズ駆動部１２０は、この制御信号Ａｓに基づいて、レンズ１がその出発位置Ｘ１からその目標位置Ｘ２まで移動するようレンズ１を駆動する。つまり、レンズ駆動部１２０では、アクチュエータ駆動部９がアクチュエータ１０を駆動し、これによりアクチュエータ１０であるボイスコイルモータがレンズ１を移動させる。
【００５１】
以下では、上記フィルタ回路での処理について図３〜図５を用いて具体的に説明する。
【００５２】
つまり、フィルタ回路７では、ラッチ回路７５は、前回のレンズの駆動により決まる現在の停止位置をその出発位置Ｘ１として保持している。移動量計算部７１は、該ラッチ回路７５から取得した出発位置Ｘ１から、上記目標位置信号Ｌｐが示す目標位置Ｘ２までのレンズ移動量ＤＸ（｜Ｘ２−Ｘ１｜）を計算し、波形生成部７２は、該移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形として三角波（ｄｅｌｔａ）を生成する（図３（ｂ））。次に、生成されたｄｅｌｔａ波形に対して、積分処理を行うことで波形（ＷＤＯＵＴ）を生成する（図３（ａ））。レンズ駆動部１２０では、アクチュエータ駆動部９が、この生成されたＷＤＯＵＴ波形を用いて、ＶＣＭ（アクチュエータ）１０を制御することで、共振振動を低減させ、ＡＦ制御の高速化を図ることができる。
【００５３】
ここで、ｄｅｌｔａ、ＷＤＯＵＴは、以下の式１、式２ａおよび式２ｂによって求められる。ステップ幅（ＤＳＴＥＰ）、つまり信号波形を変化させる幅は、外部からステップ設定部７０ｃにより任意に制御可能であるが、ここでは、ステップ幅は基準ステップ幅（ＤＳＴＥＴＰ＝１）の１倍としている。
【００５４】
なお、図３中、Ｔｗは現在の積分位置、ＷＣはその積分位置Ｔｗでのフィルタ出力値である。また、Ｔｃは三角波（ｄｅｌｔａＣ）の中間位置、Ｗｔｈは中間位置Ｔｃでのフィルタ出力値である。
【００５５】
具体的には、フィルタ出力（ＷＤＯＵＴ）は、図４に示すフローに従って生成される。
【００５６】
まず、移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が算出されると（ステップＳ１）、図５（ａ）に示すように、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が式２ａに従って、１クロック目で１ステップ幅だけ増大する（ステップＳ２）。その後、この１ステップ幅が、式１に従って、出発位置Ｘ１に加算される（ステップＳ３）。
【００５７】
ＷＤＯＵＴ ＝ ＷＤＯＵＴ ＋ ｄｅｌｔａ ・・・式１
ｄｅｌｔａ ＝ ｄｅｌｔａ ＋ ステップ幅（ＤＳＴＥＰ） （ＷＤＯＵＴが出発値から中間値Ｗｔｈまで） ・・・式２ａ
その後、式３ａに従って、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）を１ステップ幅だけ増大したときに、フィルタ出力が中間値を越えるか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００５８】
｜Ｘ２−Ｘ１｜−｜現在値−Ｘ１｜×２＜０・・・式３ａ
ここで、ステップＳ４での判定の結果、フィルタ出力が中間値を越えない場合は、フィルタ出力が中間値を越えると判定されるまで、ステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返し行われる。この間に図５（ａ）に示すように、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）は１ステップ幅づつ増大していき、フィルタ出力（ＷＤＯＵＴ）は、徐々に増加率を高めて増加していく。
【００５９】
また、ステップＳ４で、フィルタ出力が中間値を越えると判定された場合は、さらに、三角波の振幅レベルの補正が必要か否か判定される（ステップＳ５）。補正が必要でない場合は、ステップＳ７の処理が行われ、補正が必要である場合は、式３ｂに従って補正値が計算される（ステップＳ６）。
【００６０】
つまり、開始値（出発位置）をＸ１とし、目標値（目標位置）をＸ２とした場合、三角波（ｄｅｌｔａ）の面積は｜Ｘ２−Ｘ１｜となる必要あるが、一致しない場合があるため、フィルタ出力がＸ１とＸ２の中間値に達するときに、三角波の振幅レベルに補正値（ｄｅｌｔａ＿ｓｐ）を加算する。補正値（ｄｅｌｔａ＿ｓｐ）は、式３ｂにより求められる。
【００６１】
ｄｅｌｔａ＿ｓｐ＝｜Ｘ２−Ｘ１｜−｜現在値−Ｘ１｜×２・・・式３ｂ
なお、ここで、現在値はフィルタ出力の現時点での値である。
【００６２】
上記補正により、ｄｅｌｔａの三角系面積と移動距離を一致させることができる。
【００６３】
図７には上述したように、その補正の一例が示されている。
【００６４】
図６では、上述したように、移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が４で、ステップ幅（ＤＳＴＥＰ）＝１の場合、ｄｅｌｔａ補正を行うことなく、フィルタ処理が実施されている。
【００６５】
一方、図７では、移動量が５で、ステップ幅＝１の場合では、補正を行わず、１ステップずつ信号波形（三角波）の振幅レベルを変化させると、移動距離が５であるのに対して、面積が４になってしまうため、一致しない。そこで、式３ｂを用いて補正することで、中間地点で三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）＝３とすることで、三角波の面積＝移動距離の関係が保たれる。
【００６６】
その後、ステップＳ７では、式２ｂに従って、三角波の振幅レベルを１クロック毎に１ステップ幅だけ減少させる。このとき、クロック毎に、式１に従って、三角波の振幅が１クロック前のフィルタ出力に加算される（ステップＳ８）。
【００６７】
ｄｅｌｔａ ＝ ｄｅｌｔａ − ステップ幅（ＤＳＴＥＰ ）（ＷＤＯＵＴが中間値Ｗｔｈから目標値まで） ・・・式２ｂ
その後、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０になったか否かの判定が行われ（ステップＳ９）、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０であれば、今回の移動におけるフィルタ処理は終了し、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０でなければ、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０になるまで、ステップＳ７〜Ｓ９が繰り返し行われる。この間に図５（ａ）に示すように、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）は１ステップ幅づつ減少していき、フィルタ出力（ＷＤＯＵＴ）は、徐々に増加率を小さくして、目標位置Ｘ２まで増加していく。
【００６８】
このように本実施形態では、カメラシステムにおいて、画像信号からレンズの目標位置を算出するレンズ位置算出部６と、レンズ目標位置を示す信号Ｌｐに対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路７と、そのフィルタ出力Ａｓに基づいてレンズ１を駆動するレンズ駆動部１２０とを備え、フィルタ回路７は、目標位置信号Ｌｐから得られるレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部７２と、該波形生成部７２で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部７３とを有し、積分処理部７３の出力信号ＷＤＯＵＴをフィルタ出力Ａｓとして出力するので、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成で低減することができ、しかもフィルタ処理時間を短くしてこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化およびその構成の小型化を実現することができるカメラシステムを得る。
【００６９】
つまり従来は、ＶＣＭの駆動制御において、急激な移動制御が行われる場合、共振振動が発生し（図１１参照）、収束するまでに時間がかかってしまうという問題があったが、本発明のカメラシステムでは、目標とするレンズの移動位置に対して、急激に変化させるのではなく、緩やかに始動し、緩やかに停止するようにすることで、共振振動を抑圧し、ＡＦの制御時間の短縮を図ることができる。
【００７０】
このように、レンズ移動量の急激な変化を緩やかな変化に変換することで、ＶＣＭアクチュエータの固有振動（ばね要素起因）を抑圧でき、高速にＡＦ制御可能なカメラシステムを提供することができる。
【００７１】
また、波形生成部７２は、積分処理部７３で三角波が積分される際に、該三角波の中間位置で、該三角波の振幅レベルを補正するので、レンズの移動量に応じたフィルタ処理を行うことができる。
【００７２】
また、積分処理に用いる信号波形（三角波の波形）は、ステップ設定部により、三角波の振幅レベルを変化させる単位であるステップ幅（ＤＳＴＥＰ）を変更することにより変更可能であるので、レンズの重量やレンズ駆動系の特性に応じたレンズの駆動制御が可能となる。
【００７３】
また、フィルタ回路７は、波形生成部７２で信号波形の振幅レベルを更新する更新時間を、基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部７０ｄを有するので、レンズ駆動制御を応答性の早いものから遅いものまで実現できる。
【００７４】
この更新間隔は外部から指定することが可能であり、図８（ｂ）に示すように、更新期間Ｄｕｄ２（＝２ＣＬＫ間隔）で更新を行うことで、更新期間Ｄｕｄ１（＝１ＣＬＫ）時（図８（ａ））と比較して、信号波形である三角波の波形をより緩やかにすることができ、これによりフィルタ出力の変化をより緩やかにすることが可能である。また、これと同様のことを、ステップ設定部７０ｆにてステップ幅（ＤＳＴＥＰ）を変更することにより行うことが可能である。ここで、上記フィルタ出力の変化をより緩やかにするための更新期間は、更新期間Ｄｕｄ２（＝２ＣＬＫ間隔）に限らず、２クロック周期以上の期間であってもよい。
【００７５】
なお、上記実施形態１では、ｄｅｌｔａ幅補正（三角波の振幅レベルの補正）は、レンズの出発位置と目標位置との中間位置にて行っているが、上記波形生成部での信号波形の補正は、その他の位置でも可能である。
（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２によるカメラシステムを説明する図であり、図９（ａ）はレンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成を示し、フィルタ回路の波形生成部での信号波形（図９（ｂ））、補正した信号波形（図９（ｃ））、およびフィルタ出力（図９（ｄ））を示している。
【００７６】
この実施形態２のカメラシステムは、実施形態１のカメラシステムにおけるフィルタ回路の波形生成部７２に代えて、信号波形の振幅レベルを補正する位置を補正位置指定部７０ａからの指定により任意に設定可能な波形生成部７２ａを備えたものである。
【００７７】
つまり、この実施形態２のフィルタ７ａは、上記波形生成部７２ａ以外の構成は実施形態１のフィルタ７と同一であり、この波形生成部７２ａは、移動量計算部７１からのレンズ移動量ＤＸ、補正位置指定部７０ａからの補正位置指示信号Ｐｄ、およびステップ設定部７０ｃからのステップ幅設定信号Ｓｃに基づいて、信号波形に対する補正位置と補正期間とを算出する演算部７２１と、該演算部７２１で算出された補正位置と補正期間とに基づいて、補正した信号波形の振幅レベルをクロックベースで出力する出力部７２２とを有している。
【００７８】
このような構成の実施形態２では、波形生成部７２ａの演算部７２１では、移動量計算部７１からのレンズ移動量ＤＸ、補正位置指定部７０ａからの補正位置指示信号Ｐｄ、およびステップ設定部７０ｃからのステップ幅設定信号Ｓｃに基づいて、信号波形に対する補正位置と補正期間とを算出するので、補正位置指定部７０ａが、レンズの出発位置と目標位置で補正することを指定している場合は、演算部７２１は、ステップ設定部７０ｃから指定されるステップ幅に基づいて、振幅レベルをクロックベースで積算して得られる積算値が、レンズ移動量ＤＸを超えないような信号波形（三角波）を予め演算し、この演算により得られた信号波形の面積（振幅レベルの積算値）とレンズ移動量との差分から、レンズの出発位置と目標位置にてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を追加すべき期間を決定する。ここでは、信号波形の補正位置はレンズの出発位置と目標位置とであるので、補正量（追加するステップ幅）は最小幅（ＤＳＴＥＰ＝１）としている。
【００７９】
そして、出力部７２２は、クロックベースで信号波形の振幅を出力するとき、演算部で得られた、ステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を追加すべき期間にて、振幅レベルとしてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を出力する。
【００８０】
例えば、図９（ｄ）に示すように、開始値（出発位置）と目標値（目標位置）との差が１１で、ステップ幅＝１の場合、ステップ設定部７０ｃから指定されるステップ幅に基づいて、振幅レベルをクロックベースで積算して得られる積算値が、レンズ移動量ＤＸを超えないような信号波形（三角波）Ｗ９を予め演算し、この演算により得られた信号波形の面積（振幅レベルの積算値）とレンズ移動量との差分から、レンズの出発位置と目標位置にてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を追加すべきクロック期間を求める。
【００８１】
この場合は、予め演算で求めた信号波形（三角波）Ｗ９（図９（ｂ））の、時間軸上での前端側と後端側に振幅レベルとしてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）が付加された三角形の波形Ｗ１１（図９（ｃ））が、波形生成部７２ａからクロックベースで出力される。
【００８２】
この場合、レンズの移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が１１であるとすると、波形生成部７２ａでは、図９（ｃ）に示すような、面積が１１である実質的な三角波Ｗ１１が、７クロック期間にわたって形成される。この三角波Ｗ１１は、上記予め設定した三角波Ｗ９の両端位置でそれぞれ、１クロック期間を追加して、この追加部分で三角波形Ｗ１１の振幅値を１ステップ幅とする補正を行って得られたものである。このとき、積分処理部７３では、図９（ｄ）に示すように、１クロック目で、１ステップ幅が出発位置Ｘ１に加算され、２クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、３クロック目で、２ステップ幅がさらに加算され、４クロック目で、３ステップ幅がさらに加算され、５クロック目で、２ステップ幅がさらに加算され、６クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、７クロック目で、１ステップ幅がさらに加算される。この加算処理（波形Ｗ１１の積分処理）により、目標位置信号の信号レベル（ＷＤＯＵＴ）は出発位置Ｘ１から目標位置Ｘ２に達し、レンズの移動量は１１ステップ幅に相当する距離となる。
【００８３】
このように本実施形態２では、波形生成部７２ａを、移動量計算部７１からのレンズ移動量ＤＸ、補正位置指定部７０ａからの補正位置指示信号Ｐｄ、およびステップ設定部７０ｃからのステップ幅設定信号Ｓｃに基づいて、信号波形に対する補正位置と補正期間とを算出する演算部７２１と、該演算部７２１で算出された補正位置と補正期間とに基づいて、補正した信号波形の振幅レベルをクロックベースで出力する出力部７２２とを有するものとしたので、上記実施形態１の効果に加えて、信号波形の振幅レベルを補正する位置を補正位置指定部からの指定により任意の位置に、つまり、信号波形の時間軸上での前端にも設定できるという効果がある。
【００８４】
また、上記実施形態１および２では、波形生成部では三角波を生成する場合について示したが、波形生成部で生成する波形は三角波に限るものではなく、上記フィルタでは、三角波以外の波形を用いてフィルタ処理を行うことも可能である。
（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３によるカメラシステムを説明する図であり、レンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成（図１０（ａ））、フィルタ回路の波形生成部で生成する信号波形（図１０（ｂ））、およびフィルタ回路の波形生成部で生成するその他の信号波形（図１０（ｃ））を示している。
【００８５】
この実施形態３のカメラシステムは、実施形態１のカメラシステムにおけるフィルタ回路７に代えて、フィルタ処理に用いる信号波形の形状を外部から指定可能な構成としたフィルタ回路７ｂを備えたものである。
【００８６】
つまり、この実施形態３のフィルタ７ｂは、実施形態１のフィルタ７の構成に加えて、フィルタ外部からの指示により、波形生成部７２で生成する信号波形を定義し、この定義した信号波形を示す波形指示信号Ｗｃを出力する波形指定部７０ｂを備え、ステップ設定部７０ｃを、該波形指示信号Ｗｃに基づいて、波形生成部７２で生成される信号波形が、指定信号Ｗｃが示す波形となるよう、ステップ幅を更新タイミング設定部７０ｆからのタイミングに従って変化させるように構成したものである。なお、この実施形態３のその他の構成は、実施形態１のものと同一である。
【００８７】
このような構成の実施形態３では、波形指定部７０ｂで、図１０（ｂ）のような凸状半円型の波形、あるいは図１０（ｃ）のような凸型裾広がりの波形が指定された場合、ステップ設定部７０ｃは、該波形指定部７０ｂからの波形指示信号Ｗｃに基づいて、波形生成部７２で生成される信号波形が、指定信号Ｗｃが示す波形となるよう、ステップ幅を更新タイミング設定部７０ｆからのタイミングに従って変化させる。
【００８８】
このように本実施形態３では、実施形態１のフィルタ７において、フィルタ外部からの指示により、波形生成部７２で生成する信号波形を定義し、この定義した信号波形を示す波形指示信号Ｗｃを出力する波形指定部７０ｂを備え、ステップ設定部７０ｃを、該波形指示信号Ｗｃに基づいて、波形生成部７２で生成される信号波形が、指定信号Ｗｃが示す波形となるよう、ステップ幅を更新タイミング設定部７０ｆからのタイミングに従って変化させるように構成したので、上記実施形態１の効果に加えて、図１０（ａ）のように、レンズ位置を示す信号のフィルタ処理に用いる信号波形として、凸状半円型の波形（図１０（ｂ））や凸型裾広がりの波形（図１０（ｃ））を用いることができる。
【００８９】
例えば、図１０（ｂ）に示す信号波形を用いた場合は、レンズの移動開始と移動終了時点でレンズ移動速度に急激な変化を付加することが可能である。また、図１０（ｃ）に示す凸型裾広がりの波形を用いた場合、レンズ出発位置と目標位置との中間付近で、レンズ移動速度に急激な変化を付加することが可能である。
【００９０】
なお、波形指定部７０ｂでフィルタ回路外部からの指示により定義する信号波形は、上述した三角波形、図１０（ｂ）に示すような円の上半部周縁の形状を有する信号波形、あるいは図１０（ｃ）に示すような、振幅レベルがその単調増加部分では増加率が徐々に増大し、その単調減少部分では減少率が徐々に減少する信号波形に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、波形指定部７０ｂでフィルタ回路外部からの指示により定義する信号波形は、図１０（ｂ）に示す円の上半部周縁の形状に代わる、楕円の上半部周縁の形状を有する波形であってもよい。
【００９２】
また、前記信号波形は、図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置に位置しているものに限定されず、前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置以外の位置に位置していてもよい。
【００９３】
また、上記波形生成部は、図７（実施形態１）で説明したように、信号波形のピーク位置での振幅レベルをレンズ移動量に基づいて補正するもの、さらに、図９（実施形態２）で説明したように、前記信号波形の時間軸上での始端および終端位置で振幅レベルの補正を行うものに限らず、前記信号波形のこれらの位置以外の振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正するものであってもよい。
【００９４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、カメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置、およびボイスコイルモータの駆動方法の分野において、レンズの移動量に対して三角波などの信号波形を作成し、この信号波形をその振幅レベルがレンズ出発位置に加算されるよう積分することで、レンズの目標位置を示す信号の波形を、レンズが緩やかに始動し、緩やかに収束する波形とし、その波形に従ってＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を制御することで、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、本発明の実施形態１によるカメラシステムを説明する図であり、図１（ａ）はその全体構成を示し、図１（ｂ）は、該カメラシステムを構成するフィルタ回路の構成を示している。
【図２】図２は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路の機能を説明する図であり、その入力波形と出力波形とを対比させて示している。
【図３】図３は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路の制御動作を説明する図であり、積分の対象となる三角波（図３（ｂ））およびこの三角波の積分により得られるフィルタ出力の波形（図３（ａ））を示している。
【図４】図４は、本実施形態１カメラシステムの動作をフローチャートで示す図である。
【図５】図５は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路でのｄｅｌｔａ幅補正処理を説明する図であり、積分の対象となる三角波（図５（ａ））およびこの三角波の積分により得られるフィルタ出力の波形（図５（ｂ））を示している。
【図６】図６は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路の動作の一例を説明する図であり、図６（ａ）は三角波Ｗ４の形成処理、図６（ｂ）は、該三角波Ｗ４の積分処理を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態１によるカメラシステムを構成するフィルタ回路の動作の一例を説明する図であり、図７（ａ）は三角波Ｗ４を補正して三角波Ｗ５を形成する処理、図７（ｂ）は、該三角波Ｗ５の積分処理を示している。
【図８】図８は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路における更新間隔制御方法を説明する図であり、前記フィルタ出力を基本クロックの１周期単位で更新するもの（図８（ａ））、前記フィルタ出力を基本クロックの２周期単位で更新するもの（図８（ｂ））を示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態２によるカメラシステムを説明する図であり、レンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成（図９（ａ））、フィルタ回路の波形生成部での信号波形（図９（ｂ））、補正した信号波形（図９（ｃ））、およびフィルタ出力（図９（ｄ））を示している。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態３によるカメラシステムを説明する図であり、レンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成（図１０（ａ））、フィルタ回路の波形生成部で生成する信号波形（図１０（ｂ））、およびフィルタ回路の波形生成部で生成するその他の信号波形（図１０（ｃ））を示している。
【図１１】図１１は、ＶＣＭアクチュエータの固有振動を説明する図であり、ＶＣＭアクチュエータによるレンズの位置制御の際にレンズが目標位置まで移動するまでのレンズの位置変動を示している。
【符号の説明】
【００９７】
１ レンズ
２ 撮像素子
４ デジタル信号処理部
５ ＡＦ積算部
６ レンズ位置計算部
７、７ａ、７ｂ フィルタ回路
８ Ｄ／Ａ変換部
９ アクチュエータ駆動部
１０ アクチュエータ
７０ａ 補正位置指定部
７０ｂ 波形指定部
７０ｃ ステップ設定部
７０ｅ クロック発生部
７０ｆ 更新タイミング設定部
７１ 移動量計算部
７２、７２ａ 波形生成部
７３ 積算処理部
７５ ラッチ回路
１１０ 信号処理部
１２０ レンズ駆動部
７２１ 演算部
７２２ 出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置、およびボイスコイルモータの駆動方法に関し、特に、オートフォーカス装置を有するカメラシステム、オートフォーカス装置などに使用されるボイスコイルモータの駆動装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のカメラシステムには、自動制御により被写体に焦点を合わせるオートフォーカス（以下、ＡＦと称する）機能が搭載されている。ＡＦ機能は、フォーカスレンズを光軸方向へ移動させて、焦点距離を調整し、焦点を合わせる機能である。
【０００３】
一般にカメラシステムのフォーカスレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータとして、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）等が使用されている。ステッピングモータは、パルス電力を与えるごとに一定の角度だけ回転し、回転子の回転角を正確に制御することができる（例えば、特許文献１参照）。一方、ＶＣＭは、ボイスコイル（可動巻き線）と永久磁石とで構成され、ボイスコイルに電流を流すと、永久磁石の磁界中でボイスコイルが直線運動するもので、モータ負荷の高精度の位置決めが可能なものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１５３５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アクチュエータとして、ステッピングモータを用いる場合、パルス周波数が高すぎると同期外れで制御が乱れることがあるため、変化量が大きくなるに従い、駆動時間が長くなり、高速化が図れない。また、ステッピングモータは大きさが大きく、ノイズが大きいという問題点がある。
【０００５】
一方、ＶＣＭを用いる場合、小型で、ノイズが小さいという特徴があるが、ＶＣＭを高速に動かした場合、図１１に示すように、アクチュエータのバネ要素による共振振動が発生するため、実質上は振動が許容レベル以下まで減衰するのに時間がかかり、高速動作することができない。
【０００６】
そこで、従来のカメラシステムでは、ＶＣＭの制御に用いる制御信号を、上記共振周波数と同じ中心周波数のノッチフィルタにより処理して、上記制御信号に含まれる共振周波数の利得を低減することで、アクチュエータの制御を安定させるようにしている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
しかし、ノッチフィルタは、１つあたり１つの中心周波数に対応するため、共振周波数が複数ある場合、各共振周波数を中心周波数とする複数のノッチフィルタを直列に接続して、制御信号に対して順次ノッチフィルタ処理をかけることになる。そのため、共振周波数の数に比例して、処理時間がかかることになる。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成でしかも短時間に低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御などの高速化およびその構成の小型化を実現することができるカメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るカメラシステムは、被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムであって、該画像信号に基づいて該レンズの目標位置を示す目標位置信号を算出するレンズ位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該レンズがその出発位置からその目標位置に移動するよう該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該レンズの出発位置からその目標位置までのレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１０】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として三角波を生成することが好ましい。
【００１１】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記三角波の傾斜辺の傾きにより、該レンズがその出発位置からその目標位置まで移動するのに要する収束時間が設定されることが好ましい。
【００１２】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波が積分される際に、該三角波の中間位置で、該三角波の振幅レベルを補正することが好ましい。
【００１３】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波を積分する際に、該三角波の中間位置以外の位置にて該三角波の振幅レベルを補正することが好ましい。
【００１４】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として三角波以外の信号波形を生成することが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として、円あるいは楕円の上半部周縁の形状を有する信号波形を生成することが好ましい。
【００１６】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルがその単調増加部分では増加率が徐々に増大し、その単調減少部分では減少率が徐々に減少する信号波形を生成することが好ましい。
【００１７】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルが一定ステップを単位として基準クロックのタイミングで変化する信号波形を生成することが好ましい。
【００１８】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置に位置していることが好ましい。
【００１９】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置以外の位置に位置していることが好ましい。
【００２０】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正することが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置以外での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正することが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記フィルタ回路は、そのフィルタ出力である前記積分処理部の出力が更新される更新時間を、前記基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部を有することが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの１周期単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成することが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの２周期以上の単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成することが好ましい。
【００２５】
本発明は、上記カメラシステムにおいて、前記レンズ駆動部は、前記レンズを移動させるボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータを前記フィルタ回路の出力に基づいて駆動するモータ駆動部とを有することが好ましい。
【００２６】
本発明に係るボイスコイルモータの駆動装置は、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動装置であって、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動するモータ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
本発明に係るボイスコイルモータの駆動方法は、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動方法であって、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出ステップと、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタステップと、該フィルタ処理が施された目標位置信号に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動する駆動ステップとを含み、該フィルタステップは、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成ステップと、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分ステップとを含み、該積分ステップで得られた該信号波形の積分値を、該フィルタ処理が施された目標位置信号とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２８】
以下、本発明の作用について説明する。
【００２９】
本発明においては、被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムにおいて、画像信号からレンズの目標位置を算出するレンズ位置算出部と、レンズ目標位置を示す信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、そのフィルタ出力に基づいてレンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、フィルタ回路は、目標位置信号から得られるレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、積分処理部の出力信号をフィルタ出力として出力するので、レンズが緩やかに始動し、緩やかに停止する波形を生成し、その波形に従って、ボイスコイルモータなどのアクチュエータを制御することで、アクチュエータの共振振動を、簡単な構成によりしかも短時間で低減することができる。
【００３０】
また、前記波形生成部は、前記積分処理部で信号波形が積分される際に、該信号波形の振幅レベルを補正するので、レンズの移動量に応じたフィルタ処理を行うことができる。
【００３１】
また、積分処理に用いる信号波形の波形は、種々の波形を設定可能であるので、レンズの重量やレンズ駆動系の特性に応じたレンズの駆動制御が可能となる。
【００３２】
また、前記フィルタ回路は、そのフィルタ出力である前記積分処理部の出力を更新する更新時間を、基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部を有するので、レンズ駆動制御を応答性の早いものから遅いものまで実現できる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムにおいて、該画像信号に基づいて該レンズの目標位置を示す目標位置信号を算出するレンズ位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該レンズがその出発位置からその目標位置に移動するよう該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該レンズの出発位置からその目標位置までのレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するので、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成でしかも短時間に低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化およびその構成の小型化を実現することができる効果がある。
【００３４】
本発明によれば、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動装置において、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出部と、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動するモータ駆動部とを備え、該フィルタ回路は、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するので、ボイスコイルモータの共振振動を低減することができ、これによりこのようなボイスコイルモータを用いたＡＦ制御などの高速化およびその構成の小型化を実現することができる効果がある。
【００３５】
本発明によれば、負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動方法において、該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出ステップと、該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタステップと、該フィルタ処理が施された目標位置信号に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動する駆動ステップとを含み、該フィルタステップは、該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成ステップと、該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分ステップとを含み、該積分ステップで得られた該信号波形の積分値を、該フィルタ処理が施された目標位置信号とするので、ボイスコイルモータの共振振動を低減することができ、これによりこのようなボイスコイルモータを用いたＡＦ制御などの高速化およびその構成の小型化を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるカメラシステムを説明する図であり、図１（ａ）はその全体構成を示し、図１（ｂ）は、該カメラシステムを構成するフィルタ回路の構成を示している。
【００３８】
この実施形態１のカメラシステム１００は、被写体の撮像により画像信号Ｉｄを出力する撮像素子２と、入射光Ｌを該撮像素子２に集光するレンズ１と、レンズ１を駆動するレンズ駆動部１２０と、撮像素子２から出力される画像信号Ｉｄに基づいて、ＹＵＶなどの映像信号を出力するとともに、レンズ駆動部１２０の制御信号Ａｓを生成する信号処理部１１０とを有している。ここで、この撮像素子２は、ＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサで構成されている固体撮像素子である。
【００３９】
信号処理部１１０は、撮像素子２からの画像信号Ｉｄのデジタル信号処理を行って輝度信号を含む映像信号Ｖｓを出力するとともに、各システムの制御を行うデジタル信号処理部４と、該映像信号Ｖｓに含まれる、例えば輝度信号に基づいて、オートフォーカス制御のためのデータ（ＡＦ用データ）を積算するＡＦ積算部５とを有している。また、信号処理部１１０は、該ＡＦ積算部５のＡＦ用データ積算値出力Ｄａに基づいて、つまり、どの程度ピントが合っているかに応じて、レンズ１を移動させるべき目標位置を計算して、目標レンズ位置を示す目標位置信号Ｌｐを出力するレンズ位置計算部６と、該目標位置信号Ｌｐに対してその変化が緩和されるよう、共振振動を低減させるためのフィルタ処理を施すフィルタ回路７と、該フィルタ回路７からのフィルタ出力ＦＬｐをＤ／Ａ変換して、レンズ駆動部１２０の制御信号Ａｓとして出力するＤ／Ａ変換器８とを有している。また、上記レンズ駆動部１２０は、該制御信号Ａｓに基づいて、レンズ１がその出発位置からその目標位置まで移動するようレンズ１を駆動するものであり、このレンズ駆動部１２０は、レンズ１を移動させるアクチュエータ１０と、該アクチュエータ１０を上記制御信号Ａｓに基づいて駆動するアクチュエータ駆動部９とを有しており、このアクチュエータ１０にはボイスコイルモータが用いられている。
【００４０】
ここで、フィルタ回路７は、前回のレンズの駆動により決まる現在の停止位置をその出発位置Ｘ１として保持しているラッチ回路７５と、該ラッチ回路７５から取得した出発位置Ｘ１から、上記目標位置信号Ｌｐが示す目標位置Ｘ２までのレンズ移動量ＤＸ（｜Ｘ２−Ｘ１｜）を計算する移動量計算部７１と、該レンズ移動量ＤＸに応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部７２とを有している。なお、ラッチ回路７５は、積分処理部７３の出力が一定時間の間変化しないときに、この積分処理部７３の出力をラッチする構成としている。
【００４１】
ここで、この波形生成部７２は、外部からの設定信号により、基準クロックの１周期を単位として、三角波（ｄｅｌｔａ）の振幅レベルを順次出力するように設定されている。
【００４２】
つまり、フィルタ回路７は、基本クロックＣＬを生成するクロック生成部７０ｅと、フィルタ回路外部からの指示により、該信号波形の振幅レベルの変化の単位を基準ステップ幅の何倍にするかを設定し（ＤＳＴＥＰ）、その設定値を示すステップ幅設定信号Ｓｃを波形生成部７２に出力するステップ設定部７０ｃと、上記波形生成部７２にて信号波形の振幅レベルを出力するタイミングを、フィルタ外部からの指示により設定し、設定したタイミングを示すタイミング情報Ｕｔを該波形生成部７２に出力する更新タイミング設定部７０ｆとを有している。フィルタ回路７は、フィルタ回路外部からの指示により、上記波形生成部７２で生成した信号波形の振幅レベルを補正する位置を指定し、この補正位置を示す補正位置指示信号Ｐｄを上記波形生成部７２に出力する補正位置指定部７０ａを有している。
【００４３】
さらに、フィルタ回路７は、波形生成部７２で生成した信号波形Ｗｆを、その振幅レベルが上記レンズ１の出発位置Ｘ１に加算されるよう、クロックベースで、つまり、クロック生成部７０ｅで生成した基本クロックＣＬに従って積分する積分処理部７３を有している。
【００４４】
例えば、ステップ設定部７０ｃでは振幅レベルを変化させる幅（ステップ幅）は基準ステップ幅の１倍（ＤＳＴＥＰ＝１）としており、さらに、更新タイミング設定部７０ｆでは、該波形生成部７２で信号波形の振幅レベルを更新する更新間隔を１基準クロック期間としている。また、補正位置指定部７０ａにて、信号波形の振幅を補正すべき補正位置が信号波形の中間位置、つまり出発位置と目標位置との間の中間点（この場合２クロック目）に設定されている。
【００４５】
この場合、レンズの移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が４であるとすると、波形生成部７２では、図６（ａ）に示すような、１クロック毎にステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）だけ変化する面積が４である実質的な三角波Ｗ４が、３クロック期間にわたって形成される。このとき、積分処理部７３では、図６（ｂ）に示すように、１クロック目で、１ステップ幅が出発位置Ｘ１に加算され、２クロック目で、２ステップ幅がさらに加算され、３クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、この加算処理（波形Ｗ４の積分処理）により、目標位置信号の信号レベル（ＷＤＯＵＴ）は出発位置Ｘ１から目標位置Ｘ２に相当するレベルに達し、レンズの移動量は４ステップ幅に相当する距離となる。
【００４６】
また、上記の場合で、レンズの移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が５であるとすると、波形生成部７２では、図７（ａ）に示すような、面積が５である実質的な三角波Ｗ５が、３クロック期間にわたって形成される。この三角波Ｗ５は、１クロック毎にステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）だけ変化する上記三角波Ｗ４の中間位置でその振幅値を１ステップ幅だけ増加させる補正を行って得られたものである。このとき、積分処理部７３では、図７（ｂ）に示すように、１クロック目で、１ステップ幅が出発位置Ｘ１に加算され、２クロック目で、３ステップ幅がさらに加算され、３クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、この加算処理（波形Ｗ５の積分処理）により、目標位置信号の信号レベル（ＷＤＯＵＴ）は出発位置Ｘ１から目標位置Ｘ２に相当するレベルに達し、レンズの移動量は５ステップ幅に相当する距離となる。
【００４７】
次に動作について説明する。
【００４８】
このようなカメラシステム１では、被写体からの光Ｌがレンズ１を介して撮像素子２に入射すると、撮像素子２では入射光Ｌの光電変換により画像信号Ｉｄを生成して、信号処理部１１０に出力する。
【００４９】
信号処理部１１０では、デジタル信号処理部４は、撮像素子２からの画像信号Ｉｄのデジタル信号処理を行って輝度信号を含む映像信号Ｖｓを出力するとともに、各システムの制御を行う。また、ＡＦ積算部５は、該映像信号Ｖｓに含まれる、例えば輝度信号に基づいて、オートフォーカス制御のためのデータ（ＡＦ用データ）の積算を行う。さらに、信号処理部１１０では、レンズ位置計算部６は、該ＡＦ積算部５のＡＦ用データ積算値出力Ｄａに基づいて、つまり、どの程度ピントが合っているかに応じて、レンズ１を移動させるべき目標位置を計算して、目標レンズ位置を示す目標位置信号Ｌｐをフィルタ回路７に出力する。フィルタ回路７は、この目標位置信号Ｌｐに対してその変化が緩和されるよう、共振振動を低減させるためのフィルタ処理を施す。これにより上記フィルタ回路７に入力された目標位置信号Ｌｐは、図２に示すように、フィルタ回路でのフィルタ処理により変化の緩やかな信号（出力）ＦＬｐとなる。
【００５０】
このフィルタ回路７からのフィルタ出力ＦＬｐがＤ／Ａ変換器８に入力されると、Ｄ／Ａ変換器８は、フィルタ出力ＦＬｐをＤ／Ａ変換してレンズ駆動部１２０にその制御信号Ａｓとして出力する。レンズ駆動部１２０は、この制御信号Ａｓに基づいて、レンズ１がその出発位置Ｘ１からその目標位置Ｘ２まで移動するようレンズ１を駆動する。つまり、レンズ駆動部１２０では、アクチュエータ駆動部９がアクチュエータ１０を駆動し、これによりアクチュエータ１０であるボイスコイルモータがレンズ１を移動させる。
【００５１】
以下では、上記フィルタ回路での処理について図３〜図５を用いて具体的に説明する。
【００５２】
つまり、フィルタ回路７では、ラッチ回路７５は、前回のレンズの駆動により決まる現在の停止位置をその出発位置Ｘ１として保持している。移動量計算部７１は、該ラッチ回路７５から取得した出発位置Ｘ１から、上記目標位置信号Ｌｐが示す目標位置Ｘ２までのレンズ移動量ＤＸ（｜Ｘ２−Ｘ１｜）を計算し、波形生成部７２は、該移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形として三角波（ｄｅｌｔａ）を生成する（図３（ｂ））。次に、生成されたｄｅｌｔａ波形に対して、積分処理を行うことで波形（ＷＤＯＵＴ）を生成する（図３（ａ））。レンズ駆動部１２０では、アクチュエータ駆動部９が、この生成されたＷＤＯＵＴ波形を用いて、ＶＣＭ（アクチュエータ）１０を制御することで、共振振動を低減させ、ＡＦ制御の高速化を図ることができる。
【００５３】
ここで、ｄｅｌｔａ、ＷＤＯＵＴは、以下の式１、式２ａおよび式２ｂによって求められる。ステップ幅（ＤＳＴＥＰ）、つまり信号波形を変化させる幅は、外部からステップ設定部７０ｃにより任意に制御可能であるが、ここでは、ステップ幅は基準ステップ幅（ＤＳＴＥＴＰ＝１）の１倍としている。
【００５４】
なお、図３中、Ｔｗは現在の積分位置、ＷＣはその積分位置Ｔｗでのフィルタ出力値である。また、Ｔｃは三角波（ｄｅｌｔａＣ）の中間位置、Ｗｔｈは中間位置Ｔｃでのフィルタ出力値である。
【００５５】
具体的には、フィルタ出力（ＷＤＯＵＴ）は、図４に示すフローに従って生成される。
【００５６】
まず、移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が算出されると（ステップＳ１）、図５（ａ）に示すように、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が式２ａに従って、１クロック目で１ステップ幅だけ増大する（ステップＳ２）。その後、この１ステップ幅が、式１に従って、出発位置Ｘ１に加算される（ステップＳ３）。
【００５７】
ＷＤＯＵＴ ＝ ＷＤＯＵＴ ＋ ｄｅｌｔａ ・・・式１
ｄｅｌｔａ ＝ ｄｅｌｔａ ＋ ステップ幅（ＤＳＴＥＰ） （ＷＤＯＵＴが出発値から中間値Ｗｔｈまで） ・・・式２ａ
その後、式３ａに従って、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）を１ステップ幅だけ増大したときに、フィルタ出力が中間値を越えるか否かが判定される（ステップＳ４）。
【００５８】
｜Ｘ２−Ｘ１｜−｜現在値−Ｘ１｜×２＜０・・・式３ａ
ここで、ステップＳ４での判定の結果、フィルタ出力が中間値を越えない場合は、フィルタ出力が中間値を越えると判定されるまで、ステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返し行われる。この間に図５（ａ）に示すように、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）は１ステップ幅づつ増大していき、フィルタ出力（ＷＤＯＵＴ）は、徐々に増加率を高めて増加していく。
【００５９】
また、ステップＳ４で、フィルタ出力が中間値を越えると判定された場合は、さらに、三角波の振幅レベルの補正が必要か否か判定される（ステップＳ５）。補正が必要でない場合は、ステップＳ７の処理が行われ、補正が必要である場合は、式３ｂに従って補正値が計算される（ステップＳ６）。
【００６０】
つまり、開始値（出発位置）をＸ１とし、目標値（目標位置）をＸ２とした場合、三角波（ｄｅｌｔａ）の面積は｜Ｘ２−Ｘ１｜となる必要あるが、一致しない場合があるため、フィルタ出力がＸ１とＸ２の中間値に達するときに、三角波の振幅レベルに補正値（ｄｅｌｔａ＿ｓｐ）を加算する。補正値（ｄｅｌｔａ＿ｓｐ）は、式３ｂにより求められる。
【００６１】
ｄｅｌｔａ＿ｓｐ＝｜Ｘ２−Ｘ１｜−｜現在値−Ｘ１｜×２・・・式３ｂ
なお、ここで、現在値はフィルタ出力の現時点での値である。
【００６２】
上記補正により、ｄｅｌｔａの三角系面積と移動距離を一致させることができる。
【００６３】
図７には上述したように、その補正の一例が示されている。
【００６４】
図６では、上述したように、移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が４で、ステップ幅（ＤＳＴＥＰ）＝１の場合、ｄｅｌｔａ補正を行うことなく、フィルタ処理が実施されている。
【００６５】
一方、図７では、移動量が５で、ステップ幅＝１の場合では、補正を行わず、１ステップずつ信号波形（三角波）の振幅レベルを変化させると、移動距離が５であるのに対して、面積が４になってしまうため、一致しない。そこで、式３ｂを用いて補正することで、中間地点で三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）＝３とすることで、三角波の面積＝移動距離の関係が保たれる。
【００６６】
その後、ステップＳ７では、式２ｂに従って、三角波の振幅レベルを１クロック毎に１ステップ幅だけ減少させる。このとき、クロック毎に、式１に従って、三角波の振幅が１クロック前のフィルタ出力に加算される（ステップＳ８）。
【００６７】
ｄｅｌｔａ ＝ ｄｅｌｔａ − ステップ幅（ＤＳＴＥＰ ）（ＷＤＯＵＴが中間値Ｗｔｈから目標値まで） ・・・式２ｂ
その後、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０になったか否かの判定が行われ（ステップＳ９）、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０であれば、今回の移動におけるフィルタ処理は終了し、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０でなければ、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）が０になるまで、ステップＳ７〜Ｓ９が繰り返し行われる。この間に図５（ａ）に示すように、三角波の振幅レベル（ｄｅｌｔａ）は１ステップ幅づつ減少していき、フィルタ出力（ＷＤＯＵＴ）は、徐々に増加率を小さくして、目標位置Ｘ２まで増加していく。
【００６８】
このように本実施形態では、カメラシステムにおいて、画像信号からレンズの目標位置を算出するレンズ位置算出部６と、レンズ目標位置を示す信号Ｌｐに対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路７と、そのフィルタ出力Ａｓに基づいてレンズ１を駆動するレンズ駆動部１２０とを備え、フィルタ回路７は、目標位置信号Ｌｐから得られるレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部７２と、該波形生成部７２で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部７３とを有し、積分処理部７３の出力信号ＷＤＯＵＴをフィルタ出力Ａｓとして出力するので、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を、簡単な構成で低減することができ、しかもフィルタ処理時間を短くしてこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化およびその構成の小型化を実現することができるカメラシステムを得る。
【００６９】
つまり従来は、ＶＣＭの駆動制御において、急激な移動制御が行われる場合、共振振動が発生し（図１１参照）、収束するまでに時間がかかってしまうという問題があったが、本発明のカメラシステムでは、目標とするレンズの移動位置に対して、急激に変化させるのではなく、緩やかに始動し、緩やかに停止するようにすることで、共振振動を抑圧し、ＡＦの制御時間の短縮を図ることができる。
【００７０】
このように、レンズ移動量の急激な変化を緩やかな変化に変換することで、ＶＣＭアクチュエータの固有振動（ばね要素起因）を抑圧でき、高速にＡＦ制御可能なカメラシステムを提供することができる。
【００７１】
また、波形生成部７２は、積分処理部７３で三角波が積分される際に、該三角波の中間位置で、該三角波の振幅レベルを補正するので、レンズの移動量に応じたフィルタ処理を行うことができる。
【００７２】
また、積分処理に用いる信号波形（三角波の波形）は、ステップ設定部により、三角波の振幅レベルを変化させる単位であるステップ幅（ＤＳＴＥＰ）を変更することにより変更可能であるので、レンズの重量やレンズ駆動系の特性に応じたレンズの駆動制御が可能となる。
【００７３】
また、フィルタ回路７は、波形生成部７２で信号波形の振幅レベルを更新する更新時間を、基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部７０ｄを有するので、レンズ駆動制御を応答性の早いものから遅いものまで実現できる。
【００７４】
この更新間隔は外部から指定することが可能であり、図８（ｂ）に示すように、更新期間Ｄｕｄ２（＝２ＣＬＫ間隔）で更新を行うことで、更新期間Ｄｕｄ１（＝１ＣＬＫ）時（図８（ａ））と比較して、信号波形である三角波の波形をより緩やかにすることができ、これによりフィルタ出力の変化をより緩やかにすることが可能である。また、これと同様のことを、ステップ設定部７０ｆにてステップ幅（ＤＳＴＥＰ）を変更することにより行うことが可能である。ここで、上記フィルタ出力の変化をより緩やかにするための更新期間は、更新期間Ｄｕｄ２（＝２ＣＬＫ間隔）に限らず、２クロック周期以上の期間であってもよい。
【００７５】
なお、上記実施形態１では、ｄｅｌｔａ幅補正（三角波の振幅レベルの補正）は、レンズの出発位置と目標位置との中間位置にて行っているが、上記波形生成部での信号波形の補正は、その他の位置でも可能である。
（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２によるカメラシステムを説明する図であり、図９（ａ）はレンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成を示し、フィルタ回路の波形生成部での信号波形（図９（ｂ））、補正した信号波形（図９（ｃ））、およびフィルタ出力（図９（ｄ））を示している。
【００７６】
この実施形態２のカメラシステムは、実施形態１のカメラシステムにおけるフィルタ回路の波形生成部７２に代えて、信号波形の振幅レベルを補正する位置を補正位置指定部７０ａからの指定により任意に設定可能な波形生成部７２ａを備えたものである。
【００７７】
つまり、この実施形態２のフィルタ７ａは、上記波形生成部７２ａ以外の構成は実施形態１のフィルタ７と同一であり、この波形生成部７２ａは、移動量計算部７１からのレンズ移動量ＤＸ、補正位置指定部７０ａからの補正位置指示信号Ｐｄ、およびステップ設定部７０ｃからのステップ幅設定信号Ｓｃに基づいて、信号波形に対する補正位置と補正期間とを算出する演算部７２１と、該演算部７２１で算出された補正位置と補正期間とに基づいて、補正した信号波形の振幅レベルをクロックベースで出力する出力部７２２とを有している。
【００７８】
このような構成の実施形態２では、波形生成部７２ａの演算部７２１では、移動量計算部７１からのレンズ移動量ＤＸ、補正位置指定部７０ａからの補正位置指示信号Ｐｄ、およびステップ設定部７０ｃからのステップ幅設定信号Ｓｃに基づいて、信号波形に対する補正位置と補正期間とを算出するので、補正位置指定部７０ａが、レンズの出発位置と目標位置で補正することを指定している場合は、演算部７２１は、ステップ設定部７０ｃから指定されるステップ幅に基づいて、振幅レベルをクロックベースで積算して得られる積算値が、レンズ移動量ＤＸを超えないような信号波形（三角波）を予め演算し、この演算により得られた信号波形の面積（振幅レベルの積算値）とレンズ移動量との差分から、レンズの出発位置と目標位置にてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を追加すべき期間を決定する。ここでは、信号波形の補正位置はレンズの出発位置と目標位置とであるので、補正量（追加するステップ幅）は最小幅（ＤＳＴＥＰ＝１）としている。
【００７９】
そして、出力部７２２は、クロックベースで信号波形の振幅を出力するとき、演算部で得られた、ステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を追加すべき期間にて、振幅レベルとしてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を出力する。
【００８０】
例えば、図９（ｄ）に示すように、開始値（出発位置）と目標値（目標位置）との差が１１で、ステップ幅＝１の場合、ステップ設定部７０ｃから指定されるステップ幅に基づいて、振幅レベルをクロックベースで積算して得られる積算値が、レンズ移動量ＤＸを超えないような信号波形（三角波）Ｗ９を予め演算し、この演算により得られた信号波形の面積（振幅レベルの積算値）とレンズ移動量との差分から、レンズの出発位置と目標位置にてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）を追加すべきクロック期間を求める。
【００８１】
この場合は、予め演算で求めた信号波形（三角波）Ｗ９（図９（ｂ））の、時間軸上での前端側と後端側に振幅レベルとしてステップ幅（ＤＳＴＥＰ＝１）が付加された三角形の波形Ｗ１１（図９（ｃ））が、波形生成部７２ａからクロックベースで出力される。
【００８２】
この場合、レンズの移動量（｜Ｘ２−Ｘ１｜）が１１であるとすると、波形生成部７２ａでは、図９（ｃ）に示すような、面積が１１である実質的な三角波Ｗ１１が、７クロック期間にわたって形成される。この三角波Ｗ１１は、上記予め設定した三角波Ｗ９の両端位置でそれぞれ、１クロック期間を追加して、この追加部分で三角波形Ｗ１１の振幅値を１ステップ幅とする補正を行って得られたものである。このとき、積分処理部７３では、図９（ｄ）に示すように、１クロック目で、１ステップ幅が出発位置Ｘ１に加算され、２クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、３クロック目で、２ステップ幅がさらに加算され、４クロック目で、３ステップ幅がさらに加算され、５クロック目で、２ステップ幅がさらに加算され、６クロック目で、１ステップ幅がさらに加算され、７クロック目で、１ステップ幅がさらに加算される。この加算処理（波形Ｗ１１の積分処理）により、目標位置信号の信号レベル（ＷＤＯＵＴ）は出発位置Ｘ１から目標位置Ｘ２に達し、レンズの移動量は１１ステップ幅に相当する距離となる。
【００８３】
このように本実施形態２では、波形生成部７２ａを、移動量計算部７１からのレンズ移動量ＤＸ、補正位置指定部７０ａからの補正位置指示信号Ｐｄ、およびステップ設定部７０ｃからのステップ幅設定信号Ｓｃに基づいて、信号波形に対する補正位置と補正期間とを算出する演算部７２１と、該演算部７２１で算出された補正位置と補正期間とに基づいて、補正した信号波形の振幅レベルをクロックベースで出力する出力部７２２とを有するものとしたので、上記実施形態１の効果に加えて、信号波形の振幅レベルを補正する位置を補正位置指定部からの指定により任意の位置に、つまり、信号波形の時間軸上での前端にも設定できるという効果がある。
【００８４】
また、上記実施形態１および２では、波形生成部では三角波を生成する場合について示したが、波形生成部で生成する波形は三角波に限るものではなく、上記フィルタでは、三角波以外の波形を用いてフィルタ処理を行うことも可能である。
（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３によるカメラシステムを説明する図であり、レンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成（図１０（ａ））、フィルタ回路の波形生成部で生成する信号波形（図１０（ｂ））、およびフィルタ回路の波形生成部で生成するその他の信号波形（図１０（ｃ））を示している。
【００８５】
この実施形態３のカメラシステムは、実施形態１のカメラシステムにおけるフィルタ回路７に代えて、フィルタ処理に用いる信号波形の形状を外部から指定可能な構成としたフィルタ回路７ｂを備えたものである。
【００８６】
つまり、この実施形態３のフィルタ７ｂは、実施形態１のフィルタ７の構成に加えて、フィルタ外部からの指示により、波形生成部７２で生成する信号波形を定義し、この定義した信号波形を示す波形指示信号Ｗｃを出力する波形指定部７０ｂを備え、ステップ設定部７０ｃを、該波形指示信号Ｗｃに基づいて、波形生成部７２で生成される信号波形が、指定信号Ｗｃが示す波形となるよう、ステップ幅を更新タイミング設定部７０ｆからのタイミングに従って変化させるように構成したものである。なお、この実施形態３のその他の構成は、実施形態１のものと同一である。
【００８７】
このような構成の実施形態３では、波形指定部７０ｂで、図１０（ｂ）のような凸状半円型の波形、あるいは図１０（ｃ）のような凸型裾広がりの波形が指定された場合、ステップ設定部７０ｃは、該波形指定部７０ｂからの波形指示信号Ｗｃに基づいて、波形生成部７２で生成される信号波形が、指定信号Ｗｃが示す波形となるよう、ステップ幅を更新タイミング設定部７０ｆからのタイミングに従って変化させる。
【００８８】
このように本実施形態３では、実施形態１のフィルタ７において、フィルタ外部からの指示により、波形生成部７２で生成する信号波形を定義し、この定義した信号波形を示す波形指示信号Ｗｃを出力する波形指定部７０ｂを備え、ステップ設定部７０ｃを、該波形指示信号Ｗｃに基づいて、波形生成部７２で生成される信号波形が、指定信号Ｗｃが示す波形となるよう、ステップ幅を更新タイミング設定部７０ｆからのタイミングに従って変化させるように構成したので、上記実施形態１の効果に加えて、図１０（ａ）のように、レンズ位置を示す信号のフィルタ処理に用いる信号波形として、凸状半円型の波形（図１０（ｂ））や凸型裾広がりの波形（図１０（ｃ））を用いることができる。
【００８９】
例えば、図１０（ｂ）に示す信号波形を用いた場合は、レンズの移動開始と移動終了時点でレンズ移動速度に急激な変化を付加することが可能である。また、図１０（ｃ）に示す凸型裾広がりの波形を用いた場合、レンズ出発位置と目標位置との中間付近で、レンズ移動速度に急激な変化を付加することが可能である。
【００９０】
なお、波形指定部７０ｂでフィルタ回路外部からの指示により定義する信号波形は、上述した三角波形、図１０（ｂ）に示すような円の上半部周縁の形状を有する信号波形、あるいは図１０（ｃ）に示すような、振幅レベルがその単調増加部分では増加率が徐々に増大し、その単調減少部分では減少率が徐々に減少する信号波形に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、波形指定部７０ｂでフィルタ回路外部からの指示により定義する信号波形は、図１０（ｂ）に示す円の上半部周縁の形状に代わる、楕円の上半部周縁の形状を有する波形であってもよい。
【００９２】
また、前記信号波形は、図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置に位置しているものに限定されず、前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置以外の位置に位置していてもよい。
【００９３】
また、上記波形生成部は、図７（実施形態１）で説明したように、信号波形のピーク位置での振幅レベルをレンズ移動量に基づいて補正するもの、さらに、図９（実施形態２）で説明したように、前記信号波形の時間軸上での始端および終端位置で振幅レベルの補正を行うものに限らず、前記信号波形のこれらの位置以外の振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正するものであってもよい。
【００９４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、カメラシステム、ボイスコイルモータの駆動装置、およびボイスコイルモータの駆動方法の分野において、レンズの移動量に対して三角波などの信号波形を作成し、この信号波形をその振幅レベルがレンズ出発位置に加算されるよう積分することで、レンズの目標位置を示す信号の波形を、レンズが緩やかに始動し、緩やかに収束する波形とし、その波形に従ってＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を制御することで、ボイスコイルモータなどのアクチュエータの共振振動を低減することができ、これによりこのようなアクチュエータを用いたＡＦ制御の高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、本発明の実施形態１によるカメラシステムを説明する図であり、図１（ａ）はその全体構成を示し、図１（ｂ）は、該カメラシステムを構成するフィルタ回路の構成を示している。
【図２】図２は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路の機能を説明する図であり、その入力波形と出力波形とを対比させて示している。
【図３】図３は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路の制御動作を説明する図であり、積分の対象となる三角波（図３（ｂ））およびこの三角波の積分により得られるフィルタ出力の波形（図３（ａ））を示している。
【図４】図４は、本実施形態１カメラシステムの動作をフローチャートで示す図である。
【図５】図５は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路でのｄｅｌｔａ幅補正処理を説明する図であり、積分の対象となる三角波（図５（ａ））およびこの三角波の積分により得られるフィルタ出力の波形（図５（ｂ））を示している。
【図６】図６は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路の動作の一例を説明する図であり、図６（ａ）は三角波Ｗ４の形成処理、図６（ｂ）は、該三角波Ｗ４の積分処理を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態１によるカメラシステムを構成するフィルタ回路の動作の一例を説明する図であり、図７（ａ）は三角波Ｗ４を補正して三角波Ｗ５を形成する処理、図７（ｂ）は、該三角波Ｗ５の積分処理を示している。
【図８】図８は、本実施形態１のカメラシステムを構成するフィルタ回路における更新間隔制御方法を説明する図であり、前記フィルタ出力を基本クロックの１周期単位で更新するもの（図８（ａ））、前記フィルタ出力を基本クロックの２周期単位で更新するもの（図８（ｂ））を示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態２によるカメラシステムを説明する図であり、レンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成（図９（ａ））、フィルタ回路の波形生成部での信号波形（図９（ｂ））、補正した信号波形（図９（ｃ））、およびフィルタ出力（図９（ｄ））を示している。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態３によるカメラシステムを説明する図であり、レンズ駆動部の制御信号をフィルタ処理するフィルタ回路の構成（図１０（ａ））、フィルタ回路の波形生成部で生成する信号波形（図１０（ｂ））、およびフィルタ回路の波形生成部で生成するその他の信号波形（図１０（ｃ））を示している。
【図１１】図１１は、ＶＣＭアクチュエータの固有振動を説明する図であり、ＶＣＭアクチュエータによるレンズの位置制御の際にレンズが目標位置まで移動するまでのレンズの位置変動を示している。
【符号の説明】
【００９７】
１ レンズ
２ 撮像素子
４ デジタル信号処理部
５ ＡＦ積算部
６ レンズ位置計算部
７、７ａ、７ｂ フィルタ回路
８ Ｄ／Ａ変換部
９ アクチュエータ駆動部
１０ アクチュエータ
７０ａ 補正位置指定部
７０ｂ 波形指定部
７０ｃ ステップ設定部
７０ｅ クロック発生部
７０ｆ 更新タイミング設定部
７１ 移動量計算部
７２、７２ａ 波形生成部
７３ 積算処理部
７５ ラッチ回路
１１０ 信号処理部
１２０ レンズ駆動部
７２１ 演算部
７２２ 出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムであって、
該画像信号に基づいて該レンズの目標位置を示す目標位置信号を算出するレンズ位置算出部と、
該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、
該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該レンズがその出発位置からその目標位置に移動するよう該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、
該フィルタ回路は、
該目標位置信号から得られる、該レンズの出発位置からその目標位置までのレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、
該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、
該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するカメラシステム。
【請求項２】
前記波形生成部は、前記信号波形として三角波を生成する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項３】
前記三角波の傾斜辺の傾きにより、該レンズがその出発位置からその目標位置まで移動するのに要する収束時間が設定される請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項４】
前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波が積分される際に、該三角波の中間位置で、該三角波の振幅レベルを補正する請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項５】
前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波を積分する際に、該三角波の中間位置以外の位置にて該三角波の振幅レベルを補正する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項６】
前記波形生成部は、前記信号波形として三角波以外の信号波形を生成する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項７】
前記波形生成部は、前記信号波形として、円あるいは楕円の上半部周縁の形状を有する信号波形を生成する請求項６に記載のカメラシステム。
【請求項８】
前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルがその単調増加部分では増加率が徐々に増大し、その単調減少部分では減少率が徐々に減少する信号波形を生成する請求項６に記載のカメラシステム。
【請求項９】
前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルが一定ステップを単位として基準クロックのタイミングで変化する信号波形を生成する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１０】
前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置に位置している請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１１】
前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置以外の位置に位置している請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１２】
前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正する請求項１０または１１に記載のカメラシステム。
【請求項１３】
前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置以外での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正する請求項１０または１１に記載のカメラシステム。
【請求項１４】
前記フィルタ回路は、そのフィルタ出力である前記積分処理部の出力が更新される更新時間を、前記基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部を有する請求項９に記載のカメラシステム。
【請求項１５】
前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの１周期単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成する請求項１４に記載のカメラシステム。
【請求項１６】
前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの２周期以上の単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成する請求項１４に記載のカメラシステム。
【請求項１７】
前記レンズ駆動部は、前記レンズを移動させるボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータを前記フィルタ回路の出力に基づいて駆動するモータ駆動部とを有する請求項１ないし１６のいずれかに記載のカメラシステム。
【請求項１８】
負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動装置であって、
該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出部と、
該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、
該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動するモータ駆動部とを備え、
該フィルタ回路は、
該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、
該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、
該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するボイスコイルモータの駆動装置。
【請求項１９】
負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動方法であって、
該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出ステップと、
該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタステップと、
該フィルタ処理が施された目標位置信号に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動する駆動ステップとを含み、
該フィルタステップは、
該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成ステップと、
該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分ステップとを含み、
該積分ステップで得られた該信号波形の積分値を、該フィルタ処理が施された目標位置信号とするボイスコイルモータの駆動方法。
【請求項１】
被写体の撮像により画像信号を出力する撮像素子と、入射光を該撮像素子に集光するレンズと、該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備えたカメラシステムであって、
該画像信号に基づいて該レンズの目標位置を示す目標位置信号を算出するレンズ位置算出部と、
該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、
該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該レンズがその出発位置からその目標位置に移動するよう該レンズを駆動するレンズ駆動部とを備え、
該フィルタ回路は、
該目標位置信号から得られる、該レンズの出発位置からその目標位置までのレンズ移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、
該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、
該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するカメラシステム。
【請求項２】
前記波形生成部は、前記信号波形として三角波を生成する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項３】
前記三角波の傾斜辺の傾きにより、該レンズがその出発位置からその目標位置まで移動するのに要する収束時間が設定される請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項４】
前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波が積分される際に、該三角波の中間位置で、該三角波の振幅レベルを補正する請求項２に記載のカメラシステム。
【請求項５】
前記波形生成部は、前記積分処理部で前記三角波を積分する際に、該三角波の中間位置以外の位置にて該三角波の振幅レベルを補正する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項６】
前記波形生成部は、前記信号波形として三角波以外の信号波形を生成する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項７】
前記波形生成部は、前記信号波形として、円あるいは楕円の上半部周縁の形状を有する信号波形を生成する請求項６に記載のカメラシステム。
【請求項８】
前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルがその単調増加部分では増加率が徐々に増大し、その単調減少部分では減少率が徐々に減少する信号波形を生成する請求項６に記載のカメラシステム。
【請求項９】
前記波形生成部は、前記信号波形として、その振幅レベルが一定ステップを単位として基準クロックのタイミングで変化する信号波形を生成する請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１０】
前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置に位置している請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１１】
前記信号波形は、その振幅レベルのピーク位置が該信号波形の中間位置以外の位置に位置している請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項１２】
前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正する請求項１０または１１に記載のカメラシステム。
【請求項１３】
前記波形生成部は、前記信号波形のピーク位置以外での振幅レベルを前記レンズ移動量に基づいて補正する請求項１０または１１に記載のカメラシステム。
【請求項１４】
前記フィルタ回路は、そのフィルタ出力である前記積分処理部の出力が更新される更新時間を、前記基本クロックの周期を単位として設定する更新時間設定部を有する請求項９に記載のカメラシステム。
【請求項１５】
前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの１周期単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成する請求項１４に記載のカメラシステム。
【請求項１６】
前記波形生成部は、前記フィルタ出力が、前記基本クロックの２周期以上の単位で更新されるよう、前記更新時間設定部で設定された更新時間に基づいて前記信号波形を生成する請求項１４に記載のカメラシステム。
【請求項１７】
前記レンズ駆動部は、前記レンズを移動させるボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータを前記フィルタ回路の出力に基づいて駆動するモータ駆動部とを有する請求項１ないし１６のいずれかに記載のカメラシステム。
【請求項１８】
負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動装置であって、
該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出部と、
該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタ回路と、
該フィルタ回路からのフィルタ出力に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動するモータ駆動部とを備え、
該フィルタ回路は、
該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成部と、
該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分処理部とを有し、
該積分処理部の出力信号を該フィルタ出力として出力するボイスコイルモータの駆動装置。
【請求項１９】
負荷を直線移動させるボイスコイルモータを駆動する駆動方法であって、
該負荷の目標位置を示す目標位置信号を、該負荷の駆動状態に基づいて算出する目標位置算出ステップと、
該目標位置信号に対してその変化が緩和されるようフィルタ処理を施すフィルタステップと、
該フィルタ処理が施された目標位置信号に基づいて、該負荷がその出発位置からその目標位置に移動するよう該ボイスコイルモータを駆動する駆動ステップとを含み、
該フィルタステップは、
該目標位置信号から得られる、該負荷の出発位置からその目標位置までの負荷移動量に応じて、単調増加した後に単調減少する信号波形をクロックベースで生成する波形生成ステップと、
該波形生成部で生成された信号波形を、その振幅レベルが該出発位置にクロックベースで加算されるよう積分する積分ステップとを含み、
該積分ステップで得られた該信号波形の積分値を、該フィルタ処理が施された目標位置信号とするボイスコイルモータの駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２２９６０２（Ｐ２００９−２２９６０２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７２４８１（Ｐ２００８−７２４８１）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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