驅動控制裝置、便攜光學設備以及驅動控制方法

2023-12-03 15:56:56

專利名稱：驅動控制裝置、便攜光學設備以及驅動控制方法
技術領域：
本發明涉及使用了電氣機械轉換元件的驅動控制裝置、便攜光學設備以及驅動控制方法。

背景技術：
以往，對於採用了壓電元件的執行器提出了各種方案。例如，提出了使用相機的透鏡的聚焦驅動用的壓電元件的執行元件(參照JapanesePatent No.2633066(對應於U.S.Patent No.5,225,941))。在該執行元件中，一般是通過按照使沿規定方向的壓電元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制向該壓電元件提供的驅動脈衝，來使該壓電元件伸縮，由此，使透鏡驅動用的軸構件沿著上述規定方向振動，從而使與該軸構件摩擦卡合的透鏡沿著上述規定方向微小地移動。
可是，在上述的執行元件中，由於通過按照使沿規定方向的壓電元件的伸張速度和收縮速度不同的方式使該壓電元件伸縮，因此使軸構件沿著上述規定方向振動，從而使與該軸構件摩擦卡合的透鏡發生微小的移動，所以，難以使透鏡僅移動與驅動脈衝數成比例的距離。
鑑於該問題點，在JP Hei.11-356070A(對應於U.S.PatentNo.6,249,093)中公開了一種下述的技術，即為了提高透鏡的聚焦驅動的精度，通過檢測透鏡的移動量求出該透鏡的移動速度，來控制透鏡驅動用的驅動脈衝的供給停止時間，以使該透鏡的移動速度成為預先設定的目標速度。在該技術中，由於一邊進行透鏡的聚焦驅動，一邊時時刻刻求取透鏡的移動速度，來進行基於多模的高速控制，以使該透鏡的移動速度成為預先確定的目標速度，所以，除了該控制的初始階段，可以期待高精度的聚焦驅動控制。
但是，在JP Hei.11-356070A中，由於需要進行基於多模的高速控制，所以，需要具備搭載了多重任務CPU的控制裝置，因此，在僅搭載了廉價的單任務CPU的控制裝置中無法實現。而且，由於在控制驅動脈衝的供給停止時間的同時控制驅動脈衝的供給停止時間，所以在該聚焦驅動的初始階段，無法期待高精度的聚焦驅動控制。


發明內容
本發明為了解決上述課題而提出，其目的在於，提供一種通過廉價的CPU結構，從控制的初始階段開始就可以實現規定等級以上精度的驅動控制的驅動控制裝置以及驅動控制方法。
根據本發明的某一側面，驅動控制裝置，具備沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件、被固定在規定方向的電氣機械轉換元件的一端的驅動構件、和對面向電氣機械轉換元件供給的驅動脈衝進行控制的驅動脈衝控制部，驅動脈衝控制部按照使沿著規定方向的電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給而使電氣機械轉換元件伸縮，由此使驅動構件沿著規定方向振動，從而使與該驅動構件摩擦卡合的被驅動構件向包括沿著規定方向的一個方向以及其相逆方向的雙方向移動。驅動脈衝控制部包括實際驅動脈衝數測定機構，其在進行被驅動構件定位的定位動作開始之前，針對雙方向分別測定實際使被驅動構件移動規定移動量所需要的實際驅動脈衝數；校正係數算出機構，其針對雙方向，分別基於由測定得到的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出用於對驅動脈衝數和被驅動構件的移動距離之間的關係進行校正的校正係數；和驅動脈衝數校正機構，其基於算出的雙方向各自的校正係數，對為了使被驅動構件移動而向電氣機械轉換元件供給的元件驅動脈衝數進行校正。
另外，本發明所涉及的驅動控制方法，在具備沿著規定方向伸縮的電氣機械轉換元件、被固定在規定方向的電氣機械轉換元件的一端的驅動構件、和控制驅動脈衝向電氣機械轉換元件的供給的驅動脈衝控制部的驅動控制裝置中，利用驅動脈衝控制部，按照使沿著規定方向的電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給而使電氣機械轉換元件伸縮，由此使驅動構件沿著規定方向振動，從而使與該驅動構件摩擦卡合的被驅動構件向包含沿著規定方向的一個方向以及其相逆方向的雙方向移動，所述驅動控制方法包括實際驅動脈衝數測定步驟，其中在進行被驅動構件定位的定位動作開始之前，驅動脈衝控制部對雙方向的各個測定使被驅動構件實際移動規定移動量所需要的實際驅動脈衝數；校正係數算出步驟，其中驅動脈衝控制部針對雙方向分別基於由測定得到的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出用於對驅動脈衝數和被驅動構件的移動距離之間的關係進行校正的校正係數；和驅動脈衝數校正步驟，驅動脈衝控制部為了基於算出的雙方向各自的校正係數使被驅動構件移動，對向電氣機械轉換元件供給的元件驅動脈衝數進行校正。
另外，上述的「規定移動量」主要是指規定的距離，但也可以是規定的驅動脈衝數。
根據上述本發明所涉及的驅動控制裝置和驅動控制方法，在進行被驅動構件定位的定位動作開始之前，驅動脈衝控制部針對上述雙方向分別測定使被檢測構件實際移動規定移動量所需要的實際驅動脈衝數，並基於針對雙方向而各自由測定得到的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出用於對驅動脈衝數和被驅動構件的移動距離之間的關係進行校正的校正係數。然後，驅動脈衝控制部為了基於算出的雙方向各自的校正係數使被驅動構件移動，對面向電氣機械轉換元件供給的元件驅動脈衝數進行校正。
這樣，在本發明中，由於不是在進行定位動作的同時，而是在定位動作開始之前，對為了使被驅動構件移動而向電氣機械轉換元件供給的元件驅動脈衝數進行校正，所以，不需要像一邊進行定位動作一邊時時刻刻控制元件驅動脈衝數的現有技術那樣具有多重任務能力的CPU，可以通過廉價的CPU構成來實現。而且，由於在定位動作開始之前完成了元件驅動脈衝數的校正，所以，從定位動作的初始階段就可以實現規定等級以上的精度的驅動控制。
另外，在本發明所涉及的驅動控制裝置中，驅動脈衝控制部還包括校正判斷機構，其基於由雙方向各自的實際驅動脈衝數以及預先確定的基準脈衝數求取的、與實際驅動脈衝數和基準脈衝數的背離相關的規定係數，和規定的基準值，判斷是否需要與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正，在需要與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正的情況下，驅動脈衝數校正機構對元件驅動脈衝數實施與預先確定的溫度變化對應的校正。
而且，本發明所涉及的驅動控制方法，優選為，還包括校正判斷步驟，其中驅動脈衝控制部基於由雙方向各自的實際驅動脈衝數以及預先確定的基準脈衝數求取的、與實際驅動脈衝數和基準脈衝數的背離相關的規定係數，和規定的基準值，判斷是否需要與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正，在判斷為需要與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正的情況下，驅動脈衝控制部對元件驅動脈衝數實施與預先確定的溫度變化對應的校正。
這樣，通過判斷是否需要與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正，在判斷為需要與溫度變化對應的脈衝數的校正的情況下，對元件驅動脈衝數實施與預先確定的溫度變化對應的校正，可以實現更高精度的驅動控制。
另外，上述的被驅動構件包含透鏡而構成，規定方向可設定為透鏡的光軸方向。即，本發明所涉及的驅動控制裝置以及驅動控制方法，可應用於沿光軸方向的透鏡定位的透鏡的驅動控制。
根據本發明，通過廉價的CPU構成可以從控制的初始階段開始，實現規定等級以上精度的驅動控制。
根據本發明其他的側面，驅動控制裝置具備沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件、被固定在規定方向的電氣機械轉換元件的一端的驅動構件、和對面向電氣機械轉換元件的驅動脈衝的供給的驅動脈衝控制部，驅動脈衝控制部按照使沿著規定方向的電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使電氣機械轉換元件伸縮，由此，沿著規定方向使驅動構件振動，從而使包含與該驅動構件摩擦卡合的透鏡而構成的被驅動構件沿著規定方向移動，驅動脈衝控制部包括順方向測定機構，其一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向透鏡的對焦動作中的該被驅動構件的驅動方向移動，一邊在每次移動時測定通過該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值；逆移動控制機構，其按照朝向得到了利用順方向測定機構所得的AF評價值的最大值的位置的方向，使被驅動構件向逆方向返回的方式，控制驅動脈衝的供給；逆方向測定機構，其在利用逆移動控制機構而返回停止的位置處測定AF評價值，並且，一邊按每個規定驅動脈衝數從該位置使被驅動構件向逆方向移動規定次數，一邊在每次移動時測定AF評價值；和移動方向確定機構，其根據由順方向測定機構得到的AF評價值的最大值和由逆方向測定機構得到的各AF評價值，根據規定的條件，將再次進行AF評價值的測定時的被驅動構件的移動方向，確定為驅動方向或逆方向中的其中一種，基於被確定的移動方向，順方向測定機構或逆方向測定機構從基於逆方向測定機構移動被驅動構件的位置，再次進行測定。
而且，本發明所涉及的驅動控制方法，在具備沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件、被固定在規定方向的電氣機械轉換元件的一端的驅動構件、和控制向電氣機械轉換元件的驅動脈衝的供給的驅動脈衝控制部的驅動控制裝置中，通過利用驅動脈衝控制部，按照使沿著規定方向的電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使電氣機械轉換元件伸縮，由此，沿著規定方向使驅動構件振動，從而使包含與該驅動構件摩擦卡合的透鏡而構成的被驅動構件沿著規定方向移動，所述驅動控制方法包括順方向測定步驟，驅動脈衝控制部一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向透鏡的對焦動作中的該被驅動構件的驅動方向移動，一邊在每次移動時測定通過該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值；逆移動控制步驟，其中驅動脈衝控制部按照朝向在順方向測定步驟中得到了AF評價值的最大值的位置的方向，使被驅動構件向逆方向返回的方式，控制驅動脈衝的供給；逆方向測定步驟，驅動脈衝控制部在逆移動控制步驟中返回停止的位置處測定AF評價值，並且，一邊按每個規定驅動脈衝數從該位置使被驅動構件向逆方向移動規定次數，一邊在每次移動時測定AF評價值；移動方向確定步驟，其中驅動脈衝控制部根據由順方向測定步驟得到的AF評價值的最大值和由逆方向測定步驟得到的AF評價值的每個，根據規定的條件，將再次進行AF評價值的測定時的被驅動構件的移動方向，確定為驅動方向或逆方向中的任意一種；以及再測定步驟，其中驅動脈衝控制部一邊按每個規定驅動脈衝數使被驅動構件從逆方向測定步驟中移動被驅動構件後的位置，向被確定的移動方向移動，一邊在每次移動時再次測定AF評價值。
另外，上述的「AF評價值」，例如像由藉助於透鏡拍攝的圖像而得到的對比度值那樣，是指透鏡的對焦動作中所使用的評價值，該AF評價值越高，評價為焦點對準的程度越高。
根據上述本發明所涉及的驅動控制裝置或驅動控制方法，驅動脈衝控制部一邊按每個規定驅動脈衝數使被驅動構件向驅動方向移動，一邊在每次移動時測定規定的AF評價值。然後，驅動脈衝控制部按照向著得到了在被驅動構件的驅動方向移動中得到的AF評價值的最大值的位置的方向，使被驅動構件向逆方向返回的方式，控制驅動脈衝的供給，並在返回停止後的位置處測定AF評價值，進而，一邊按規定驅動脈衝數從該位置使被驅動構件向逆方向移動規定次數，一邊在每次移動時測定AF評價值。接著，驅動脈衝控制部根據在被驅動構件的驅動方向移動中得到的AF評價值的最大值、和在被驅動構件的逆方向移動中得到的各AF評價值，根據規定的條件，將再次進行AF評價值的測定時的被驅動構件的移動方向確定為驅動方向或逆方向的任意一個。然後，驅動脈衝控制部一邊按每個規定驅動脈衝數使被驅動構件從移動後的位置向被確定的移動方向移動，一邊在每次移動時再次測定AF評價值。
這樣，在本發明中，根據在被驅動構件的驅動方向移動中得到的AF評價值的最大值、和在被驅動構件的逆方向移動中得到的各AF評價值，將再次進行AF評價值的測定時的被驅動構件的移動方向，確定為驅動方向或逆方向的其中之一，來再次進行AF評價值的測定。由此，由於AF評價值的峰值位置的特定更加可靠，所以，即使在低亮度時或低對比度時，也可以實現更高精度的AF搜索。
根據本發明，即使在低亮度時或低對比度時，也可以實現更高精度的AF搜索。
根據本發明又一其他的側面，驅動控制裝置具備沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件、被固定在規定方向的電氣機械轉換元件的一端的驅動構件、和對向電氣機械轉換元件供給的驅動脈衝進行控制的驅動脈衝控制部，驅動脈衝控制部按照使沿著規定方向的電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使電氣機械轉換元件伸縮，由此，沿著規定方向使驅動構件振動，從而使包含與該驅動構件摩擦卡合的透鏡而構成的被驅動構件沿著規定方向移動，驅動脈衝控制部包括實際驅動脈衝數測定機構，其在透鏡的對焦動作開始之前，針對與該聚焦動作中的被驅動構件的驅動方向相逆方向，測定實際使被驅動構件移動規定移動距離所需要的實際驅動脈衝數；校正係數算出機構，其針對逆方向，基於由測定得到的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出用於對驅動脈衝數和被驅動構件的移動距離之間的關係進行校正的校正係數；AF評價值測定機構，為了透鏡的對焦動作，一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向驅動方向移動，一邊在每次測定通過該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值；校正機構，基於由校正係數算出機構算出的校正係數，對與從得到了由測定所得的AF評價值的最大值的位置到基於AF評價值測定機構的再測定的開始位置為止的移動距離相對應的移動脈衝數進行校正，得到再測定用脈衝數；測光機構，對拍攝對象的亮度進行計測；和移動控制機構，在基於AF評價值測定機構之前的測定成功了的情況下，且從基於AF評價值測定機構之前的測定成功時經過的經過時間在規定時間內的情況下，並在所謂該測定成功時得到的AF評價值的變化在第一規定範圍內的第一條件和所謂的該測定成功時基於測光機構的計測而得到的亮度變化在第二規定範圍的第二條件中的雙方或一方充足時，按照從得到了基於AF評價值測定機構的測定所得的AF評價值的最大值的位置，基於由校正機構的校正而得到的再測定用脈衝數，使被驅動構件向逆方向返回的方式，控制驅動脈衝的供給；在被驅動構件基於移動控制機構向逆方向返回之後，AF評價值測定機構從被驅動構件返回後的該位置，再次進行規定的AF評價值的測定。
而且，本發明所涉及的驅動控制方法，在具備沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件、被固定在規定方向的電氣機械轉換元件的一端的驅動構件、和控制驅動脈衝向電氣機械轉換元件的供給的驅動脈衝控制部的驅動控制裝置中，通過利用驅動脈衝控制部，按照使沿著規定方向的電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使電氣機械轉換元件伸縮，由此，沿著規定方向使驅動構件振動，從而使包含與該驅動構件摩擦卡合的透鏡而構成的被驅動構件沿著規定方向移動，所述驅動控制方法包括實際驅動脈衝數測定步驟，其中在透鏡的對焦動作開始之前，驅動脈衝控制部針對與該聚焦動作中的被驅動構件的驅動方向相逆的方向，測定實際使被驅動構件移動規定移動距離所需要的實際驅動脈衝數；校正係數算出步驟，其中驅動脈衝控制部針對逆方向，基於由測定得到的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出用於對驅動脈衝數和被驅動構件的移動距離之間的關係進行校正的校正係數；AF評價值測定步驟，驅動脈衝控制部為了透鏡的對焦動作，一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向驅動方向移動，一邊在該每次中測定通過該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值；校正步驟，其中驅動脈衝控制部基於由校正係數算出步驟算出的校正係數，對與從得到了由測定得到的AF評價值的最大值的位置到AF評價值的再測定的開始位置為止的移動距離相對應的移動脈衝數進行校正，得到再測定用脈衝數；測光步驟，對拍攝對象的亮度進行計測；和移動控制步驟，在AF評價值測定步驟之前的測定成功了的情況下，且從AF評價值測定步驟之前的測定成功時經過的經過時間在規定時間內的情況下，並在所謂的該測定成功時得到的AF評價值的變化位於第一規定範圍內的第一條件和所謂的該測定成功時基於測光步驟的計測而得到的亮度變化位於第二規定範圍的第二條件中的雙方或一方充足時，驅動脈衝控制部按照從AF評價值測定步驟中的測定所得到的得到了AF評價值的最大值的位置，基於由校正步驟得到的再測定用脈衝數，使被驅動構件向逆方向返回的方式，控制驅動脈衝的供給；和再測定步驟，驅動脈衝控制部在被驅動構件通過移動控制步驟向逆方向返回之後，從被驅動構件返回後的該位置，再次進行規定的AF評價值的測定。
根據上述的本發明所涉及的驅動控制裝置或驅動控制方法，在透鏡的對焦動作開始之前，驅動脈衝控制部針對與該對焦動作中的被驅動構件的驅動方向相逆的方向，測定使被驅動構件實際移動規定移動距離所需要的實際驅動脈衝數，針對該逆方向，基於由測定而得到的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出用於對驅動脈衝數和被驅動構件移動距離之間的關係進行校正的校正係數。然後，驅動脈衝控制部為了透鏡的對焦動作，一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向驅動方向移動，一邊在該每次移動中測定通過該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值。然後，驅動脈衝控制部基於由驅動脈衝控制部算出的校正係數，對從得到了由測定得到的AF評價值的最大值的位置，到AF評價值的再測定的開始位置為止的移動距離所對應的移動脈衝數進行校正，得到再測定用脈衝數。然後，驅動脈衝控制部對拍攝對象的亮度進行計測。這裡，在AF評價值測定步驟之前的測定成功了的情況下，且在從AF評價值測定步驟之前的測定成功時經過的經過時間在規定時間內的情況下，並且所謂的該測定成功時得到的AF評價值的變化在第一規定範圍內的第一條件和在該測定成功時基於測光步驟的計測而得到的亮度變化在第二規定範圍的第二條件中的雙方或一方充足時，驅動脈衝部，按照從得到了由測定所得的AF評價值的最大值的位置基於所述再測定用脈衝數使被驅動構件向逆方向返回的方式，控制驅動脈衝的供給。然後，在被驅動構件向逆方向返回之後，驅動脈衝控制部從被驅動構件返回後的該位置，再次進行規定的AF評價值的測定。
這樣，在本發明中，被驅動構件從得到了AF評價值的最大值的位置，基於再測定用脈衝數向逆方向返回。然後，從被驅動構件返回後的該位置，再次進行規定的AF評價值的測定。由此，與被驅動構件返回到對焦動作的開始位置的情況相比，可以縮小被驅動構件的驅動範圍，因此，能夠縮短被驅動構件聚焦驅動的執行所需要的驅動時間。
另外，例如帶相機的行動電話終端那樣的便攜光學設備，優選包括前述的驅動控制裝置。由此，由於在這樣的便攜光學設備中，被驅動構件聚焦驅動的執行所需要的驅動時間也被縮短，所以，提高了這樣的便攜光學設備的便利性。
根據本發明，可以縮短被驅動構件聚焦驅動的執行所需要的驅動時間。



圖1是表示第一實施方式所涉及的驅動控制裝置20的一個例子的分解立體圖。
圖2是與驅動控制裝置20相關的功能框圖。
圖3是表示來自位置傳感器32(132、232)所包含的光電斬波器(interrupter)的輸出信號的圖表。
圖4是表示驅動控制裝置20中的基本處理動作的流程圖。
圖5是表示溫度校正動作的流程圖。
圖6是表示來自能夠應用第一實施方式的光電斬波器的輸出信號的變化(variation)的圖表。
圖7是與第二實施方式所涉及的驅動控制裝置120相關的功能框圖。
圖8是表示驅動控制裝置120中的處理動作的流程圖。
圖9是表示透鏡的移動方向和作為焦點的AF評價值之間的關係的圖表。
圖10是表示移動方向確定機構135確定透鏡移動方向的條件的表。
圖11是表示透鏡的移動方向和作為焦點的AF評價值之間的關係的圖表。
圖12是與第三實施方式所涉及的驅動控制裝置220相關的功能框圖。
圖13是表示驅動控制裝置220中的處理動作的流程圖。
圖14是表示透鏡移動的方向和作為焦點的AF評價值之間的關係的圖表。

具體實施例方式 (第一實施方式) 下面，參照圖1～圖6，對本發明的第一實施方式進行說明。
[驅動控制裝置的概略構成] 圖1表示本發明所涉及的驅動控制裝置20的一個例子的分解立體圖。在圖1中，驅動控制裝置20包括內置有作為被驅動構件的透鏡21(圖2)的鏡筒1、支承鏡筒1並沿著透鏡21的光軸方向引導鏡筒1的導向杆3。在鏡筒1左側的突部1a的孔1b和突部1c的孔1d中，插入有支承鏡筒1且使鏡筒1沿軸方向移動的鏡筒支承構件兼驅動棒17，該驅動棒17(以下簡稱作「驅動棒」)軸方向可移動地插入在形成於驅動棒支承構件13的第一直立部13a的孔13b以及第二直立部13c的孔13d中。而且，驅動棒17比該驅動棒支承構件13的第二直立部13c進一步向後方突出，該驅動棒的後端固定在壓電元件12的前端，所述壓電元件12的後端緊貼於該驅動棒支承構件13的第三直立部13e。
在鏡筒1的突部1a以及1c的下面形成有鉛直的螺紋孔，在兩端分別具有與螺紋孔的位置一致的間隙孔(バカ孔)14a和14b的長方形板簧14，通過螺釘15以及16與驅動棒17平行地被安裝在突部1a以及1c的下面。在板簧14的中央處形成有朝上突出的彎曲部14c，該彎曲部14c在突部1a和1c的中間位置壓接於驅動棒17的下面。因此，在突部1a的孔1b以及突部1c的孔1d的各個中，驅動棒17被向上推壓，驅動棒17上側的外周面基於板簧14的彈力，被壓接於孔1b以及1d各自上側的內周面。因此，在孔1b以及1d與驅動棒17的摩擦力以及彎曲部14c與驅動棒17的摩擦力以下的軸方向力被施加於驅動棒17時，鏡筒1和驅動棒17成為一體而動作，在該摩擦力以上的軸方向力被施加於驅動棒17時，僅有驅動棒17能夠沿軸方向移動。另外，w1和w2是用於對壓電元件12供電的導線。
接著，對摩擦卡合驅動棒17和鏡筒1的板簧14的作用進行說明。為了穩定地產生摩擦力、且基於板簧14的彈力不作用於鏡筒1的變位方向，板簧14的彈力近似垂直地施加於驅動棒17。並且，若因壓電元件12的伸縮而使板簧12在壓電元件12的伸縮方向上彈性變形，則驅動棒17、鏡筒1的摩擦力發生變化，且彈力作用於鏡筒1的變位方向，使得鏡筒1的變位不穩定。為了對此進行防止，板簧14具有與壓電元件12的伸縮方向平行的平面部，在該方向具有大的剛性。
[驅動控制裝置的功能性構成] 圖2表示與驅動控制裝置20相關的功能框圖。如圖2所示，驅動控制裝置20具備內置於圖1的鏡筒1的透鏡21、用於沿光軸方向調整透鏡21的位置的驅動棒17、與驅動棒17連接且具有使該驅動棒17沿著光軸方向移動的作用的壓電元件12、和對向壓電元件12供給驅動脈衝進行控制的驅動脈衝控制部30。其中，驅動脈衝控制部30，通過按照使沿著光軸方向的壓電元件12的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使壓電元件12伸縮，由此使驅動棒17沿光軸方向振動，從而使與驅動棒17摩擦卡合的鏡筒1(以及內置的透鏡21)沿著光軸方向，向靠近拍攝對象(下面稱作「N方向」)以及遠離拍攝對象的方向(下面稱作「INF方向」)移動。
而且，驅動脈衝控制部30具備以往公知的光電斬波器(未圖示)、和基於來自該光電斬波器的輸出信號(下面稱作「PI輸出」)檢測出透鏡21的位置的位置傳感器32。作為一個例子，PI輸出如圖3所示，由包含作為H區間的A區域、D區域和作為L區間的B區域、C區域的圖表表示。位置傳感器32具有作為實際驅動脈衝數測定機構的功能，所述實際驅動脈衝數測定機構在透鏡21的對焦動作開始之前，針對該對焦動作中的透鏡21的驅動方向(這裡是圖3的N方向)和與驅動方向相反的方向(即，INF方向)的每個，分別測定與圖3的A區域相當的脈衝數(使透鏡21實際僅移動規定距離所需要的脈衝數，下面稱作「實際驅動脈衝數」)。
另外，驅動脈衝控制部30，還具備將驅動脈衝向壓電元件12供給的驅動脈衝供給機構31；存儲有用於後述校正係數算出的基準脈衝數等各種規定值的EEPROM36；基於實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，針對N方向以及INF方向，分別計算出用於對驅動脈衝數和透鏡21的移動距離之間的關係進行校正的校正係數的校正係數算出機構33；為了基於算出的校正係數使透鏡21移動，對向壓電元件12供給的驅動脈衝數進行校正的驅動脈衝數校正機構34；基於N方向以及INF方向各自的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，求出與實際驅動脈衝數和基準脈衝數的背離相關的係數(測溫係數)，基於該測溫係數和規定的基準值，判斷是否需要與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正的校正判斷機構35。當然，在判斷為需要進行與溫度變化對應的驅動脈衝數的校正時，驅動脈衝數校正機構34對驅動脈衝數實施與後述的溫度變化對應的校正。
[驅動控制裝置中的處理動作] 接著，對驅動控制裝置20中的處理動作進行說明。圖4表示基本的處理動作。如該圖4所示，首先在步驟S1中，位置傳感器32在透鏡21的對焦動作開始之前，分別針對N方向以及INF方向的每個方向，測定與圖3的A區域相當的實際驅動脈衝數。即，位置傳感器32對於圖3的A區域首先測定N方向的實際驅動脈衝數，接著對A區域測定INF方向的實際驅動脈衝數。
具體而言，如圖3所示，在該時刻的位置傳感器32的被測定位置相當於PI輸出中的A區域內時，驅動脈衝控制部30按照使透鏡21沿N方向移動的方式，開始向壓電元件12的驅動脈衝供給，如果利用位置傳感器32檢測出從PI輸出中的H向L的下降(從A區域向C區域的切換)，則在從該下降位置以規定脈衝(例如10脈衝)供給了驅動脈衝的時刻停止供給。然後，驅動脈衝控制部30按照使透鏡21向N方向移動的方式，開始向壓電元件12供給驅動脈衝。如果利用位置傳感器32檢測出從PI輸出中的H向L的下降(從A區域向B區域的切換)，則在從該下降位置以規定脈衝(例如10脈衝)供給了驅動脈衝的時刻停止供給。接著，驅動脈衝控制部30按照使透鏡21沿N方向移動的方式，開始向壓電元件12供給驅動脈衝，在位置傳感器32檢測出從PI輸出的L向H的上升(從B區域向A區域的切換)的時點，開始實際驅動脈衝數的計數，然後，在檢測出從PI輸出中的H向L的下降(從A區域向C區域的切換)時刻，結束實際驅動脈衝數的計數。這樣，測定出N方向的實際驅動脈衝數P1N。同樣，在驅動脈衝控制部30按照使透鏡21向INF方向移動的方式開始了向壓電元件12供給驅動脈衝之後，在位置傳感器32檢測出從PI中的L向H的上升(從C區域向A區域的切換)時，開始實際驅動脈衝數的計數，然後，在檢測出從PI輸出中的H向L的下降(從A區域向B區域的切換)時，結束實際驅動脈衝數的計數。這樣，測定出INF方向的實際驅動脈衝數PIINF。
在圖4的接下來的步驟S2中，校正係數算出機構33從EEPROM36讀出以常溫正姿勢求取的N方向基準脈衝數P2N和INF方向基準脈衝數P2INF，在接下來的步驟S3中，校正係數算出機構33基於以下的公式(1)、(2)，算出與N方向的驅動脈衝數相關的校正係數KN、與INF方向的驅動脈衝數相關的校正係數KINF。
KN＝P1N/P2N …(1) KINF＝P1INF/P2INF …(2) 在接下來的步驟S4中，驅動脈衝數校正機構34從EEPROM36讀出預先設定的N方向設定脈衝數P3N和INF方向設定脈衝數P3INF，在接下來的步驟S5中，驅動脈衝數校正機構34基於下述的公式(3)、(4)，算出N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF。
P4N＝P3N×KN …(3) P4INF＝P3INF×KINF…(4) 如上所述，求出了N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF。以後，可以在透鏡21的對焦動作中使用上述N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF。
這樣，在驅動控制裝置20中，由於不必同時進行透鏡21的對焦動作，而是在對焦動作開始之前，為了使透鏡21移動而對向壓電元件12供給的驅動脈衝數進行校正，所以，不需要像一邊進行對焦動作一邊時時刻刻控制驅動脈衝數的現有技術那樣的具有多重任務能力的CPU，可以通過廉價的CPU構成來實現。而且，由於在對焦動作開始之前完成了驅動脈衝數的校正，所以，能夠從對焦動作的初始階段就實現規定等級以上精度的驅動控制。
另外，圖4的步驟S1相當於本發明所涉及的實際驅動脈衝數測定步驟，步驟S2和步驟S3相當於校正係數算出步驟，而且，步驟S4和步驟S5相當於驅動脈衝校正步驟。
此外，也可以在前述圖4的動作處理基礎上，進行圖5所示的溫度校正。即，在圖5的步驟S6中，校正判斷機構35基於以下的公式(5)，算出作為與實際驅動脈衝數和基準脈衝數之間的背離相關的規定係數的測溫係數D，並且，從EEPROM36讀出成為用於判斷為需要高溫校正的基準的高溫判斷基準EH、以及成為用於判斷為需要低溫校正的基準的低溫判斷基準EL。
D＝(P1N+P1INF)/(P2N+P2INF) …(5) 然後，在接下來的步驟S7中，校正判斷機構35判斷算出的測溫係數D是否比高溫判斷基準EH大(即，需要高溫校正)。在判斷為測溫係數D在高溫判斷基準EH以上的情況下，進入後述的步驟S10，進行高溫校正。
另一方面，但在步驟S7中判斷為測溫係數D在高溫判斷基準EH以下時，進入步驟S8，校正判斷機構35判斷算出的測溫係數D是否小於低溫判斷基準EL(即，需要低溫校正)。在判斷為測溫係數D小於低溫判斷基準EL的情況下，進入後述的步驟S9，進行低溫校正。
當在步驟S8中判斷為測溫係數D位於低溫判斷基準EL以上時，由於不需要高溫校正和低溫校正，所以，結束圖5的處理。
當在步驟S7中判斷為測溫係數D在高溫判斷基準EH以上時，在步驟S10中，驅動脈衝數校正機構34對N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF進行高溫校正。例如，驅動脈衝數校正機構34讀出預先求出並存儲於EEPROM36的N方向、INF方向的各自的高溫校正用脈衝數調整值FN、FINF，並將N方向的高溫校正用脈衝數調整值FN加到驅動脈衝數P4N，將INF方向的高溫校正用脈衝數調整值FINF加到驅動脈衝數P4INF，由此可以進行高溫校正。
另一方面，當在步驟S8中判斷為測溫係數D小於低溫判斷基準EL時，在步驟S9中，驅動脈衝數校正機構34對N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF進行低溫校正。例如，可以通過驅動脈衝數校正機構34讀出預先求出並存儲於EEPROM36的N方向、INF方向各自的低溫校正用脈衝數調整值GN、GINF，並將N方向的低溫校正用脈衝數調整值GN加到驅動脈衝數P4N，將INF方向的低溫校正用脈衝數調整值GINF加到驅動脈衝數P4INF，由此進行低溫校正。
通過這樣對驅動脈衝數實施與溫度變化對應的校正，可以實現更高精度的驅動控制。另外，圖5的步驟S6～S8相當於本發明所涉及的校正判斷步驟，步驟S9和步驟S10相當於溫度校正步驟。
最後，對能夠應用本發明的PI輸出的變化進行說明。圖6表示能夠應用本發明的PI輸出的6個種類(類型1～6)。在圖6所示的類型1～4中，由於通過利用A區域兩端的上升部分以及下降部分，可以進行在所述圖4的步驟S1中的N方向以及INF方向的實際驅動脈衝數(相當於圖3的A區域的實際驅動脈衝數)的測定，所以，類型1～4可以應用本發明。
另一方面，在類型5、6中，僅存在上升部分或下降部分的一種。但是，例如在類型5中，在檢測出從B區域向A區域的切換(上升部分)之後，沿N方向僅驅動規定的脈衝數，然後向INF方向驅動，只要測定出從該驅動開始到檢測出從A區域向B區域的切換(下降部分)之前的實際驅動脈衝數P1INF即可。該情況下，如果將向N方向的規定脈衝數設為P1N，則能夠以和圖4同樣的順序求出N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF。在類型6中也同樣，可以求出N方向的驅動脈衝數P4N和INF方向的驅動脈衝數P4INF。即，類型5、6也可以採用本發明。
另外，在上述第一實施方式中，舉例說明了作為被驅動構件對透鏡進行驅動的例子，但是作為被驅動構件不限於透鏡，將需要高精度定位的工作機械的切削構件作為被驅動構件，也可以應用本發明。
(第二實施方式) 可是，在特開昭63-157578中，公開了如下技術即一邊按每個規定驅動脈衝數使透鏡沿規定方向移動，並在該每次中對由經由該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值(例如對比度值)進行測定，求取該AF評價值成為最大的位置，並通過使透鏡移動到該位置來進行透鏡的對焦。在特開昭63-157578中，由於AF評價值的測定位置以規定間隔分離，所以，為了進一步高精度地進行對焦，在AF評價值的測定(AF搜索)之後，進行使透鏡沿相逆方向返回直到AF評價值的峰值位置為止的操作。
但是，在JP Hei.11-356070A(U.S.Patent No.6,249,093)中，沒有言及進行上述返回操作的控制。
而且，在JP 2002-72073所記載的自動調焦裝置中，通過基於透鏡的目前位置，判斷是在暫時聚焦驅動至無限遠之後朝向最近處進行AF搜索，還是在暫時聚焦驅動至最近處之後朝向無限遠進行AF搜索，來進行該AF搜索。然後，在該AF搜索結束之後，使透鏡向逆方向返回直到AF評價值的峰值位置。但是，在拍攝對象暗的情況等、低亮度時或低對比度時，難以特定AF評價值的峰值位置，會導致AF搜索的精度降低。
第二實施方式的目的在於，提供一種即使在低亮度時或低對比度時，也可以實現更高精度的AF搜索的驅動控制裝置以及驅動控制方法。
第二實施方式的驅動裝置120的概略與第一實施方式的驅動裝置20的概略大致相同。即，驅動裝置120的分解立體圖的一個例子與圖1大致相同。因此，省略了基於驅動裝置120的分解立體圖的說明。
[驅動控制裝置的功能性結構] 圖7表示與驅動控制裝置120相關的功能框圖。如圖7所示，驅動控制裝置120具備內置於圖1的鏡筒1中的透鏡21；經由透鏡21拍攝圖像的攝像元件122；對於基於攝像元件122的攝像而得到的圖像數據進行規定的圖像處理，將該圖像處理後的圖像數據向後述的順方向測定機構131以及逆方向測定機構134輸出的圖像處理機構123；用於沿著光軸方向調整透鏡21的位置的驅動棒17；與驅動棒17連接並具有使該驅動棒17沿著光軸方向移動的作用的壓電元件12；和控制向壓電元件12供給驅動脈衝的驅動脈衝控制部130。其中，驅動脈衝控制部130通過按照使沿著光軸方向的壓電元件12的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給來使壓電元件12伸縮，從而使包含著與驅動棒17摩擦卡合的透鏡21而構成的鏡筒1(以及內置的透鏡21)沿著光軸方向向N方向以及INF方向移動。
而且，驅動脈衝控制部130具備以往公知的光電斬波器(未圖示)、和基於來自該光電斬波器的輸出信號(下面稱作「PI輸出」)而檢測透鏡21的位置的位置傳感器132。關於PI輸出，作為一個例子如圖3所示，由包含作為H區間的A區域和D區域以及作為L區間的B區域、C區域的圖表而表示。位置傳感器132作為實際驅動脈衝數測定機構具有下述功能，即在透鏡21的對焦動作開始之前，針對該對焦動作中的透鏡21的驅動方向(這裡是圖3的N方向)和與驅動方向相反的方向(即INF方向)，分別測定與圖3的A區域相當的脈衝數(使透鏡21實際僅移動規定距離所需要的脈衝數，下面稱作「實際驅動脈衝數」)。
另外，驅動脈衝控制部130，還具備EEPROM136、順方向測定機構131、移動控制機構133(逆移動控制機構)、逆方向測定機構134、和移動方向確定機構135。EEPROM136預先存儲有位置傳感器132所使用的後述的規定脈衝數、基準脈衝數(即，以常溫正姿勢求取的N方向基準脈衝數P2N和INF方向基準脈衝數P2INF)等各種規定值。順方向測定機構131，一邊按每個規定驅動脈衝數使透鏡21，向透鏡21對焦動作中的透鏡21的驅動方向(即，N方向)移動，一邊在每次移動時測定由經由透鏡21拍攝的圖像而得到的規定AF評價值。移動控制機構133基於位置傳感器132的測定結果，按照使透鏡21向驅動方向(即N方向)或逆方向(INF方向)移動的方式控制驅動脈衝的供給。例如，移動控制機構133以如下方式控制驅動脈衝的供給即向著利用順方向測定機構131得到AF評價值的最大值的位置的方向，高速地使透鏡21向逆方向(即INF方向)返回。逆方向測定機構134，在藉助於移動控制機構133的控制而返回並停止的位置處測定AF評價值，並且一邊以每一規定脈衝數使透鏡21從該位置向逆方向(即INF方向)以規定次數移動，一邊在每次移動之時測定AF評價值。移動方向確定機構135根據利用順方向測定機構131而得到的AF評價值的最大值、和利用逆方向測定機構134而得到的每個AF評價值，基於後述的規定條件，將再次進行AF評價值的測定時的透鏡21的移動方向，確定為透鏡21的驅動方向或逆方向的其中之一。另外，基於由移動方向確定機構135所確定的移動方向，順方向測定機構131或逆方向測定機構134，從通過逆方向測定機構134而移動透鏡的位置，再次進行測定。
[驅動控制裝置中的處理動作] 下面，對驅動控制裝置120的處理動作進行說明。圖8表示基本的處理動作。如該圖8所示，首先在步驟S11中，位置傳感器132在透鏡21的對焦動作開始之前，針對N方向以及INF方向分別測定相當於圖3的A區域的實際驅動脈衝數。即，位置傳感器132對於圖3的A區域首先測定N方向的實際驅動脈衝數P1N，接著對A區域測定INF方向的實際驅動脈衝數P1INF。步驟S11的詳細情況與第一實施方式的步驟S1(參照圖4)大致相同。因此，省略其說明。
在圖8的接下來的步驟S12中，順方向測定機構131一邊按每個規定驅動脈衝數使透鏡21向透鏡21的驅動方向(即N方向)移動，一邊在其每次移動時測定規定的AF評價值。然後，在接下來的步驟S13中，移動控制機構133以如下方式控制驅動脈衝的供給即向著利用順方向測定機構131得到AF評價值的最大值的位置，以高速使透鏡21向逆方向(即INF方向)返回。使透鏡21向逆方向返回的詳細情況將在後面敘述。
在接下來的步驟S14中，逆方向測定機構134，在藉助於移動控制機構133而返回的結果停止的位置處測定AF測定值，並且一邊以每個規定驅動脈衝數使透鏡21從該位置向逆方向(即INF方向)以規定次數移動，一邊在該移動的每次，測定AF評價值。另外，在所得到的AF評價值都比規定值(即，所得到的AF評價值的最大值VP/判定係數J)小的情況下，發生錯誤。然後，在接下來的步驟S15中，移動方向確定機構135根據利用順方向測定機構131而得到的AF評價值的最大值、和利用逆方向測定機構134而得到的每個AF評價值，基於後述的規定條件，將再次進行AF評價值的測定之時的透鏡21的移動方向，確定為透鏡21的驅動方向或逆方向其中之一。
在接下來的步驟S16中，當被確定的移動方向是驅動方向(即N方向)時，移動方向確定機構135對順方向測定機構131指示再次測定。然後，進入步驟S17。另一方面，當被確定的移動方向是逆方向(即INF方向)時，移動方向確定機構135對逆方向測定機構134指示再測量。然後，進入步驟S18。
在步驟S17中，順方向測定機構131，從利用逆方向測定機構134移動透鏡21的位置，再次進行前述的測定。另外，在步驟S18中，逆方向測定機構134從利用逆方向測定機構134移動透鏡21的位置，再次進行前述的測定。當基於再次測定得到了最大值時，進行以該最大值為中心的插補運算。然後，使透鏡21移動至與由插補運算而得到的最大值對應的位置。另外，也可以在步驟S17或步驟S18之後，返回到步驟S12。
另外，圖8的步驟S12相當於本發明所涉及的順方向測定步驟，步驟S13相當於逆移動控制步驟，步驟S14相當於逆方向測定步驟，步驟S15相當於移動方向確定步驟。而且，步驟S16和S17以及步驟S16和步驟S18相當於再測定步驟。此外，由於對驅動控制裝置120接通電源之後，利用順方向測定機構131以及逆方向測定機構134測定的每一幀，存在亮度的離散，所以，在該偏差穩定之後，執行步驟S12和S14。
接著，參照圖9說明按照如下那樣控制驅動脈衝的供給的方式的一例即移動控制機構133，向著利用順方向測定機構131得到了AF評價值的最大值的位置，使透鏡21向逆方向(即INF方向)返回。圖9表示透鏡21基於移動控制機構133所執行的處理動作而移動的方向(橫軸)與作為檢測焦點時的焦點的AF評價值(縱軸)之間的關係的圖表。另外，這裡將上述規定次數設為1進行說明，但不特別限定於此。圖9(a)是表示在基於順方向測定機構131的測定中，得到了一個AF評價值的最大值的情況的圖表，圖9(b)是表示得到了連續3個最大值(全是相同大的值)的情況的圖表。如圖9(a)所示，透鏡21向著得到了AF評價值的最大值的位置(即P)的方向，沿逆方向(即INF方向)移動(圖8的S13)，在P的位置之後的第二測定位置(即D1)停止。另外，P是透鏡21的聚焦驅動範圍中的、得到了AF評價值的最大值的位置。如果進行D1處的AF評價值的測定，則接著透鏡21會進一步向逆方向(即INF方向)移動至D2，進行D2處的AF評價值的測定(圖8的S14)。
接著，如圖9(b)所示，對得到了連續多個最大值的情況進行說明。這裡，說明得到了三個最大值的情況。另外，將得到了最靠近N方向側的最大值的位置設為P1，從P1向INF方向按照P2、P3的順序連續排列。該情況下，透鏡21向著最靠近N方向側的位置(即P1)的方向，向逆方向(即INF方向)移動(圖8的S13)，在P1的位置之後的兩次測定位置(即D1)處停止。這之後的移動控制機構133與前述的情況同樣。
接著，參照圖10和圖11，對移動方向確定機構135根據由順方向測定機構131得到的AF評價值的最大值和由逆方向測定機構34得到的每個AF評價值，確定對於再次進行AF評價值測定時的透鏡21的移動方向的條件進行說明。圖10表示移動方向確定機構135確定透鏡21的移動方向的條件。圖11是表示與圖10所示的各條件對應的、透鏡21的移動方向(橫軸)和AF評價值(縱軸)之間的關係的圖表。另外，將因移動控制機構133所返回的結果而停止的位置設為D1。而且，將AF評價值的最大值設為VP，將前述的D1中再次得到的AF評價值設為VD1，將前述的D2中再次得到的AF評價值設為VD2。
如圖10所示，確定移動方向的條件有4個(No.1～4)。另外，No.1表示透鏡21從得到了AF評價值的最大值的位置(即峰值位置)停止在最靠近兩次之後的測定位置的位置的情況。另外，No.2～4分別表示透鏡21從峰值位置到最靠近前一次的測定位置的位置停止了的情況、從峰值位置到最靠近後一次的測定位置的位置停止了的情況、和在最靠近峰值位置停止了的情況。首先，對No.1的條件進行說明。在VP大於VD2、VD2大於VD1的情況下，如圖11(1)所示，透鏡21的移動方向確定為INF方向。然後，基於INF方向，從D2的位置進行AF評價值的再測定。接著，對No.2的條件進行說明。在VP大於VD1、VD1大於VD2的情況下，如圖11(2)所示，透鏡21的移動方向確定為N方向。然後，基於N方向，從D2的位置進行AF評價值的再測定。接著，對No.3的條件進行說明，在VD2在VP以上、VP大於VD1的情況下，如圖11(3)所示，透鏡21的移動方向確定為INF方向。然後，基於INF方向，從D2的位置進行AF評價值的再測定。接著，對No.4的條件進行說明。在VD1在VP以上、VP大於VD2的情況下，如圖11(4)所示，透鏡21的移動方向確定為N方向。然後，基於N方向，從D2的位置進行AF評價值的再測量。
如上所述，根據在透鏡21的驅動方向(即N方向)移動中得到的AF評價值的最大值、和在透鏡的逆方向(即INF方向)移動中得到的各AF評價值，將再次進行AF評價值的測定時的透鏡移動方向確定為驅動方向或逆方向的其中之一，並再次進行AF評價值的測定。由此，由於特定AF評價值的峰值位置變得更加可靠，所以，即使在低亮度時或低對比度時，也可以實現更高精度的AF搜索。
另外，例如帶相機的行動電話終端或數位相機等可攜式光學設備也可以包含驅動控制裝置120。在含有相機單元和電源單元而構成的便攜光學設備中，該相機單元也可以包含驅動控制裝置120。該情況下，也可以控制相機單元的電源的接通、斷開。由此，在這樣的可攜式光學設備中，即使是低亮度時或低對比度時，也可以實現更高精度的AF搜索。結果，可以提高使用這樣的便攜光學設備進行攝影等時的便利性。
(第三實施方式) 為了縮短執行聚焦的驅動時所需要的驅動時間，詳細規定了執行透鏡聚焦驅動時的驅動條件是不可或缺的。但是，在JP Hei.11-356070A(對應於U.S.Patent No.6,249,093)中，沒有規定該驅動條件。而且，在JP 2004-77959A(對應於US 2004/0212721A)所記載的調焦方法中，由於每按一次快門按鈕，透鏡的驅動範圍遍布寬廣範圍的聚焦驅動必須執行2次，所以難以縮短聚焦驅動執行所需要的驅動時間。
第三實施方式的目的在於，提供可以縮短透鏡聚焦驅動的執行所需要的驅動時間的驅動控制裝置、便攜光學設備、以及驅動控制方法。
第三實施方式的驅動裝置220的大概與第一實施方式的驅動裝置20的大概大致相同。即，驅動裝置220的分解立體圖的一個例子與圖1大致相同。因此，省略基於驅動裝置220的分解立體圖的說明。
[驅動控制裝置的功能性結構] 圖12表示與驅動控制裝置220相關的功能框圖。如圖12所示，驅動控制裝置220具備內置於圖1的鏡筒1的透鏡21；經由透鏡21拍攝圖像的攝像元件222；針對由攝像元件222的拍攝而得到的圖像數據進行規定的圖像處理，將該圖像處理後的圖像數據向後述的AF評價值測定機構234以及測光機構235輸出的圖像處理機構223；用於沿著光軸方向調整透鏡21的位置的驅動棒17；與驅動棒17連接並具有使該驅動棒17沿著光軸方向移動的作用的壓電元件12；和控制向壓電元件12供給驅動脈衝的驅動脈衝控制部230。其中，驅動脈衝控制部230通過按照使沿著光軸方向的壓電元件12的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使壓電元件12伸縮，從而沿著光軸方向使驅動棒17振動，由此，使包含著與驅動棒17摩擦卡合的透鏡21而構成的鏡筒1(以及內置的透鏡21)向N方向INF方向移動。
而且，驅動脈衝控制部230具備以往公知的光電斬波器(未圖示)、和基於來自該光電斬波器的輸出信號(下面稱作「PI輸出」)檢測出透鏡21的位置的位置傳感器232。作為PI輸出的一個例子如圖3所示，由包含作為H區間的A區域、D區域和作為L區間的B區域、C區域的圖表表示。位置傳感器232具有作為實際驅動脈衝數測定機構功能，所述實際驅動脈衝數測定機構在透鏡21的對焦動作開始之前，針對該對焦動作中的透鏡21的驅動方向(這裡是圖3的N方向)以及與驅動方向相反的方向(即，INF方向)，分別測定與圖3的A區域相當的脈衝數(使透鏡21實際僅移動規定距離所需要的脈衝數，下面稱作「實際驅動脈衝數」)。
另外，驅動脈衝控制部230還具備EEPROM236、校正係數算出機構233、AF評價值測定機構234、校正機構237、移動控制機構231和測光機構235。EEPROM236預先存儲有用於算出後述的校正係數M的基準脈衝數R、和將透鏡21從得到了後述的AF評價值的最大值的位置向逆方向或驅動方向返回到AF評價值的再測定開始位置的移動脈衝數L等各種規定值。校正係數算出機構233對於逆方向或驅動方向，基於由測定得到的實際驅動脈衝數Q和預先確定的基準脈衝數R，算出用於對驅動脈衝數和透鏡21的移動距離之間的關係進行校正的校正係數M。AF評價值測定機構234為了透鏡21的對焦動作，一邊按每個規定驅動脈衝數使透鏡21向規定的驅動方向或逆方向移動，一邊在每次測定由通過透鏡21拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值(這裡是對比度值)。並且，在透鏡21基於後述的移動控制機構231而向逆方向或驅動方向返回之後，AF評價值測定機構234從透鏡21該次返回後的位置再次進行測定。校正機構237，基於算出的校正係數M，對移動脈衝數L進行校正而得到再測定用脈衝數S。所述移動脈衝數與從得到了測定所得的AF評價值的最大值的位置到AF評價值測定機構234的再測量的開始位置為止的移動距離相對應。移動控制機構231在滿足了規定條件的情況下(即處於基於AF評價值測定機構234之前的測定成功了的情況，且處於從基於AF評價值測定機構234之前的測定成功時刻經過的經過時間是規定時間內的情況，而且，處於所謂的該測定成功時所得到的AF評價值的變化位於第一規定範圍內的第一條件、以及所謂的該測定成功時基於測光機構235的計測而得到的亮度的變化位於第二規定範圍內的第二條件中的雙方或一方充足的情況)，對驅動脈衝向壓電元件12的供給進行控制，以便使透鏡21從得到了基於AF評價值測定機構234的測定所得的AF評價值的最大值的位置，基於由校正機構237的校正而得到的再測定用脈衝數S，向逆方向或驅動方向返回。測光機構235計測拍攝對象的亮度。
[驅動控制裝置的處理動作] 下面，對驅動控制裝置220的處理動作進行說明。圖13表示基本的處理動作。如該圖13所示，首先在步驟S21中，移動控制機構231判斷是否滿足上述的規定條件。如果滿足了該上述的規定條件，則進入步驟S221。另一方面，由於在之前的測定時測定失敗(發生了測定錯誤)了的情況；從之前的測定成功時經過的經過時間超過了規定時間的情況；以及因在AF檢波信息或亮度信息中存在變化而使得其在之前的測定成功時得到的AF評價值越超過規定範圍越發生變化，並且，該測定成功時得到的亮度越超過規定範圍越發生變化的情況下，不滿足該規定的條件，因此進入步驟S211。
在圖13的步驟S211中，位置傳感器232在透鏡21的對焦動作開始之前，針對N方向以及INF方向分別測定與圖3的A區域相當的實際驅動脈衝數。即，位置傳感器232首先對圖3的A區域測定N方向的實際驅動脈衝數，然後對A區域測定INF方向的實際驅動脈衝數。步驟S211的細節與第一實施方式的步驟S1(參照圖4)大致相同。因此，省略其說明。
在圖13的接下來的步驟S212中，校正係數算出機構233從EEPROM36讀出以常溫正姿勢求出的INF方向以及N方向的基準脈衝數R，在接下來的步驟S213中，校正係數算出機構233基於以下的公式(6)、INF方向的實際驅動脈衝數Q、INF方向的基準脈衝數R，算出用於對驅動脈衝數和透鏡21的移動距離之間的關係進行校正的INF方向的校正係數M。同樣，校正係數算出機構233基於以下的公式(6)、N方向的實際驅動脈衝數Q、N方向的基準脈衝數R，算出用於對驅動脈衝數和透鏡21的移動距離之間的關係進行校正的N方向的校正係數M。
M＝Q/R …(6) 在接下來的步驟S214中，AF評價值測定機構234為了透鏡21的對焦動作，一邊按每個規定驅動脈衝數使透鏡21向規定的驅動方向(即N方向)移動，一邊在每次中測定由通過透鏡21拍攝的圖像而得到的規定AF評價值(這裡是對比度值)。這裡，使用了在上述步驟S213中算出的N方向的校正係數M。
在圖13的步驟S221中，校正機構237從EEPROM36讀出，與從得到了測定所得的AF評價值的最大值的位置到基於AF評價值測定機構234的再測定開始位置為止的移動距離相對應的移動脈衝數L(即，使透鏡21向逆方向(即INF方向)返回的脈衝數)，基於以下的公式(7)和算出的INF方向的校正係數M，對移動脈衝數L進行校正，得到再測定用脈衝數S。
S＝L×M …(7) 然後，在接下來的步驟S222中，移動控制機構231，對向壓電元件12供給的驅動脈衝進行控制，以便使，透鏡21從得到了由測定所得的AF評價值的最大值的位置，基於再測定用脈衝數S，向逆方向(即INF方向)返回。這裡，使用了在上述步驟S213中算出的INF方向的校正係數M。然後，在步驟S223中，AF評價值測定機構234從透鏡21該次返回的位置再次進行測定。這裡，使用了在上述步驟S213中算出的N方向的校正係數M。
由此，透鏡21從得到了AF評價值的最大值的位置，基於再測定用脈衝數S向逆方向返回(即INF方向)。然後，從透鏡21該次返回的位置再次進行規定的AF評價值的測定。因此，與將透鏡21返回到對焦動作的開始位置的情況相比，基於再測定用脈衝數S而向逆方向(即INF方向)返回可以縮短移動距離，縮小透鏡21的驅動範圍。結果，可以縮短透鏡21聚焦驅動的執行所需要的驅動時間。特別是，得到了AF評價值的最大值的位置越靠近AF評價值的再測定的開始位置(即，P5越靠近INF方向側)，在移動控制機構231的控制下而移動的透鏡21的移動距離越短，所以，可進一步縮短透鏡21聚焦驅動的執行所需要的驅動時間。
另外，圖13的步驟S211相當於本發明的實際驅動脈衝數測定步驟，步驟S211～S213相當於校正係數算出步驟，步驟S214相當於AF評價值測定步驟，步驟S221相當於校正步驟，步驟S222相當於移動控制步驟，步驟S223相當於再測定步驟。這裡，在對驅動控制裝置220接通電源之時、和電源接通後最初進行透鏡21的聚焦驅動時，執行了步驟S211，但是也可以在之後進行步驟S212～S214。另外，由於在對驅動控制裝置220接通電源之後瞬間，由AF評價值測定機構234測定的每一幀存在亮度的偏差，所以，在該偏差穩定之後，執行步驟S211。
圖14表示透鏡21基於移動控制機構231執行的處理動作而移動的方向與作為檢測焦點時的焦點的AF評價值之間的關係的圖表。圖14(a)是表示在基於AF評價值測定機構234的測定中得到了最大值的情況的圖表，圖14(b)是表示在透鏡21的聚焦驅動範圍內沒有AF評價值的最大值的情況的圖表。如圖14(a)所示，首先，為了測定AF評價值，透鏡21向著N方向從P1向P2，以P3、P4的順序經過而移動(圖13的S214)。這裡，使用了在上述步驟S213中算出的N方向的校正係數N。另外，透鏡21的聚焦驅動範圍是從P1到P2。這裡，在透鏡21到達P5的時刻，AF評價值開始降低。因此，P4作為透鏡21的聚焦範圍中的得到了AF評價值的最大值的位置被檢測出。此時，透鏡21在P5處停止。然後，為了進行對焦，透鏡21向P4移動。接著，在滿足了上述的規定條件的情況下，透鏡21朝著INF方向從P4朝向P3移動(圖13的S222)。這裡，使用了在上述步驟S213中算出的INF方向的校正係數M。P3是從P4基於再測定用脈衝數S(＝L×M)而向INF方向返回後的位置。即，P3是基於AF評價值測定機構234的AF評價值的再測定開始位置。接著，為了再測定AF評價值，透鏡21從P3朝向P2經由P4而移動至P5(圖13的S223)。這裡，使用了在上述的步驟S213中算出的N方向的校正係數M。然後，為了再次進行對焦，透鏡21向P4移動。這裡，使用了在上述的步驟S213中算出的INF方向的校正係數M。另外，也可以在為了進行對焦使透鏡21移動至P4之後，移動控制機構231基於再測定用脈衝數S使透鏡21向N方向移動。該情況下，在該移動結束之後，一邊通過AF評價值測定機構234使透鏡21向INF方向移動，一邊進行AF評價值的測定。
這裡，在上述的各個AF評價值的測定中，如圖14(b)所示，當在透鏡21的聚焦驅動範圍中沒有AF評價值的最大值(P10)時，認為發生了測定錯誤，判定為不滿足圖13的S21中的條件。
另外，例如帶相機的行動電話終端等便攜光學設備也可以包含驅動控制裝置220。更詳細而言，在包含相機單元、通信-通話單元、電源單元而構成的便攜光學設備中，該相機單元也可以包含驅動控制裝置220。該情況下，電源單元可以控制相機單元的電源接通、斷開。由此，由於在這樣的便攜光學設備中，也縮短了透鏡21的聚焦驅動的執行所需要的驅動時間，所以，可提高使用這樣的便攜光學設備進行攝影等時的便利性。
而且，也可以在對本行業人員而言是明了的範圍內任意組合上述第一～第三實施方式。並且，只要不損害本發明的主旨，可以在對本行業人員而言是明了的範圍內，改良第一～第三實施方式的每一個，以及它們的組合。
權利要求
1、一種驅動控制裝置，具備
沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件；
被固定在所述規定方向的所述電氣機械轉換元件的一端的驅動構件；和
對面向所述電氣機械轉換元件的驅動脈衝的供給進行控制的驅動脈衝控制部，
所述驅動脈衝控制部按照使沿著所述規定方向的所述電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制所述驅動脈衝的供給，使所述電氣機械轉換元件伸縮，由此使所述驅動構件沿著所述規定方向振動，從而使包含與該驅動構件摩擦卡合的透鏡而構成的被驅動構件沿著所述規定方向而移動，
所述驅動脈衝控制部，包括
順方向測定機構，其一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向所述透鏡的對焦動作中的該被驅動構件的驅動方向移動，一邊在該每次移動中測定通過該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值；
逆移動控制機構，其按照向著藉助於所述順方向測定機構得到了AF評價值的最大值的位置的方向使所述被驅動構件向逆方向返回的方式，控制所述驅動脈衝的供給；
逆方向測定機構，其在藉助於所述逆移動控制機構返回並停止的位置處測定AF評價值，並且一邊按照每個所述規定驅動脈衝數使所述被驅動構件從該位置向所述逆方向移動規定次數，一邊在該每次移動中測定所述AF評價值；和
移動方向確定機構，其根據由所述順方向測定機構得到的AF評價值的最大值和由所述逆方向測定機構得到的AF評價值的每個，基於規定的條件，將再次進行AF評價值的測定時的所述被驅動構件的移動方向，確定為所述驅動方向或所述逆方向的其中之一，
基於被確定的移動方向，所述順方向測定機構或所述逆方向測定機構，從藉助於所述逆方向測定機構移動所述被驅動構件被的位置，再次進行測定。
2、一種驅動控制方法，其特徵在於，
在具備
沿規定方向伸縮的電氣機械轉換元件；
被固定在所述規定方向的所述電氣機械轉換元件的一端的驅動構件；和
對面向所述電氣機械轉換元件的驅動脈衝的供給進行控制的驅動脈衝控制部的驅動控制裝置中，
利用所述驅動脈衝控制部，按照使沿著所述規定方向的所述電氣機械轉換元件的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制所述驅動脈衝的供給使所述電氣機械轉換元件伸縮，由此使所述驅動構件沿著所述規定方向振動，從而使包含與該驅動構件摩擦卡合的透鏡而構成的被驅動構件沿著所述規定方向移動，
所述驅動控制方法，包括
順方向測定步驟，其中所述驅動脈衝控制部，一邊按每個規定驅動脈衝數使該被驅動構件向所述透鏡的對焦動作中的該被驅動構件的驅動方向移動，一邊在該每次移動中測定由藉助於該透鏡拍攝的圖像而得到的規定的AF評價值；
逆移動控制步驟，其中，所述驅動脈衝控制部，按照向著在所述順方向測定步驟中得到了AF評價值的最大值的位置的方向使所述被驅動構件向逆方向返回的方式，控制所述驅動脈衝的供給；
逆方向測定步驟，其中，所述驅動脈衝控制部，在所述逆移動控制步驟中返回並停止的位置處測定所述AF評價值，並且，一邊按每個所述規定驅動脈衝數使所述被驅動構件從該位置向所述逆方向移動規定次數，一邊在該每次移動中測定所述AF評價值；
移動方向確定步驟，其中所述驅動脈衝控制部，根據由所述順方向測定步驟得到的AF評價值的最大值和由所述逆方向測定步驟得到的AF評價值的每個，並基於規定的條件，將再次進行AF評價值的測定時的所述被驅動構件的移動方向，確定為所述驅動方向或所述逆方向的其中之一；以及
再測定步驟，其中所述驅動脈衝控制部，一邊按每個所述規定驅動脈衝數，使所述被驅動構件從在所述逆方向測定步驟中移動所述被驅動構件後的位置，向被確定的移動方向移動，一邊在該每次移動中再次測定所述AF評價值。
全文摘要
一種驅動控制裝置(20)，通過按照使沿規定方向的壓電元件(12)的伸張速度和收縮速度不同的方式，控制驅動脈衝的供給，使壓電元件(12)伸縮使驅動棒(17)振動，從而使與驅動棒(17)摩擦卡合的透鏡(21)向沿著規定方向的雙方向移動，包括實際驅動脈衝數測定機構(32)，其在透鏡(21)的對焦動作之前，針對雙方向分別測定使實際透鏡(21)移動規定移動距離所需要的實際驅動脈衝數；校正係數算出機構(33)，其基於雙方向各自的實際驅動脈衝數和預先確定的基準脈衝數，算出與驅動脈衝數相關的校正係數；和驅動脈衝數校正機構(34)，其基於雙方向各自的校正係數，對向壓電元件(12)供給的驅動脈衝數進行校正。由此，可基於廉價的CPU構成，從控制的初始階段實現規定等級以上精度的驅動控制。
文檔編號H02N2/00GK101609197SQ20091015058
公開日2009年12月23日 申請日期2006年11月20日 優先權日2005年11月21日
發明者秋葉真, 吉田秀夫 申請人:富士能株式會社