JP2001273035A - Servo control regulation method of control equipment by actuator including shape memory alloy - Google Patents

Servo control regulation method of control equipment by actuator including shape memory alloy

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JP2001273035A
JP2001273035A JP2000088380A JP2000088380A JP2001273035A JP 2001273035 A JP2001273035 A JP 2001273035A JP 2000088380 A JP2000088380 A JP 2000088380A JP 2000088380 A JP2000088380 A JP 2000088380A JP 2001273035 A JP2001273035 A JP 2001273035A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform servo-control not only in a stable driving condition but also with less error and highly precisely in a control equipment with an actuator including shape memory alloy. SOLUTION: A gain setting in a servo control circuit is optimized to a prescribed tolerance. An actual driving position of the drived parts after the optimization is detected by the means for detecting the present position and the difference between a concerned actual driving and target position is measured. The measured difference is stored in the control equipment. The servo control considering this stored difference makes it possible to be performed not only in a stable driving condition but also with less error and highly precisely.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、形状記憶合金を含
むアクチュエータを用いてサーボ制御を行なう制御装置
におけるサーボ制御調整方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a servo control adjusting method in a control device for performing servo control using an actuator including a shape memory alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、例えばレンズシャッタカメラの手
振補正機構においても利用できる小型の位置制御機構の
必要性が高まっている。かかる要請に応えるアクチュエ
ータとして、形状記憶合金およびバネを利用したアクチ
ュエータが考えられる。これまで、形状記憶合金を利用
したアクチュエータの制御方法としては、これを単にス
イッチとして利用するためのオン・オフ制御が開示され
ているにすぎない。また、「システムと制御 第29巻
第5号:栗林 1985年」には、形状記憶合金を用い
た制御要素の数学モデルおよびPID制御が紹介されて
いるが、その具体的手法については触れられていない。
2. Description of the Related Art In recent years, a need has arisen for a small position control mechanism that can be used also in a camera shake correction mechanism of a lens shutter camera, for example. An actuator using a shape memory alloy and a spring can be considered as an actuator that meets such a demand. Until now, as a method of controlling an actuator using a shape memory alloy, only on / off control for simply using the actuator as a switch has been disclosed. See also "Systems and Control Vol. 29
No. 5: Kuribayashi 1985 ”introduces a mathematical model of control elements using a shape memory alloy and PID control, but does not mention the specific method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決すべき技術的課題は、形状記憶合金を含むアクチュ
エータを用いて被駆動部材の位置をサーボ制御する制御
装置を提供し、そのような制御装置において、駆動状態
が安定しているだけでなく、誤差が少なく精度の高いサ
ーボ制御を行なうことである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for servo-controlling the position of a driven member using an actuator including a shape memory alloy, and such a control device. It is an object of the present invention to perform not only a stable driving state but also highly accurate servo control with a small error.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段・作用・効果】本発明は、上
記課題を有効に解決するために創案されたものであっ
て、以下の特徴を備えたサーボ制御調整方法を提供する
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to effectively solve the above-mentioned problems, and provides a servo control adjusting method having the following features. .

【0005】本発明のサーボ制御調整方法は、次のよう
な制御装置における調整方法である。その制御装置にお
いては、「所定寸法に形状記憶された形状記憶合金」と
「当該形状記憶合金に対して外力を負荷して寸法を変化
させる付勢手段」とでアクチュエータが構成されてい
る。そして、このアクチュエータにより被駆動部材の位
置が、形状記憶合金が記憶寸法に復帰する第1方向と、
付勢手段が形状記憶合金の寸法を変化させる第2方向
と、においてサーボ制御される。さらにその装置は、
「被駆動部材を移動させるべき目標位置を決定する目標
位置決定手段」と「被駆動部材の現在位置を検出する現
在位置検出手段」と「上記目標位置および現在位置に関
する情報を基にサーボ制御を行なうサーボ制御回路」と
を備えている。なお、付勢手段としては、バイアスバネ
等のスプリングを採用することが好ましい。
[0005] The servo control adjustment method of the present invention is an adjustment method in the following control device. In the control device, an actuator is composed of "a shape memory alloy whose shape is stored in a predetermined size" and "biasing means for changing the size by applying an external force to the shape memory alloy". And the position of the driven member by this actuator is the first direction in which the shape memory alloy returns to the memory size,
Servo control is performed in the second direction in which the urging means changes the dimension of the shape memory alloy. In addition, the device
"Target position determining means for determining a target position to move the driven member", "current position detecting means for detecting the current position of the driven member", and "servo control based on the information on the target position and the current position." Servo control circuit to perform ". Preferably, a spring such as a bias spring is used as the biasing means.

【0006】かかる制御装置を対象とした本発明のサー
ボ制御調整方法は、「サーボ制御回路のゲイン設定を所
定の許容範囲内に最適化する最適化工程」と「当該最適
化後における被駆動部材の実駆動位置を上記現在位置検
出手段で検出するとともに、当該実駆動位置と上記目標
位置との差を実測する実測工程」と「実測された差を制
御装置自体に記憶する記憶工程」とを含む。上記制御装
置のサーボ制御回路は、「アクチュエータの駆動制御を
安定させるべく、形状記憶合金の加熱を抑える補正を行
う補正回路」を備えたものが好ましく、その場合には、
最適化工程においては、当該補正回路による補正値を含
めて最適化が行われる。
[0006] The servo control adjustment method of the present invention for such a control device includes an "optimizing step for optimizing the gain setting of the servo control circuit within a predetermined allowable range" and a "driven member after the optimization." The actual driving position is detected by the current position detecting means, and an actual measurement step of actually measuring a difference between the actual driving position and the target position '' and a `` storage step of storing the actually measured difference in the control device itself '' are performed. Including. It is preferable that the servo control circuit of the control device includes a “correction circuit that performs correction for suppressing heating of the shape memory alloy in order to stabilize the drive control of the actuator”. In that case,
In the optimization step, optimization is performed including the correction value by the correction circuit.

【0007】本発明のサーボ制御調整方法によれば、サ
ーボ制御による安定した駆動状態を実現し、そのときに
生じている上記「目標位置」と「実駆動位置」との差を
実測し、これを制御装置自体に記憶させている。したが
って、装置自体に記憶された差(オフセット誤差等)を考
慮したサーボ制御を行なうことで、駆動状態が安定して
いるだけでなく、誤差が少なく精度の高いサーボ制御を
行なうことが可能になる。
According to the servo control adjusting method of the present invention, a stable driving state by the servo control is realized, and the difference between the "target position" and the "actual driving position" generated at that time is measured. Is stored in the control device itself. Therefore, by performing the servo control in consideration of the difference (offset error or the like) stored in the device itself, it is possible to perform not only a stable driving state but also a highly accurate servo control with a small error. .

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、添付の図面
を参照して以下に詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0009】本発明では、X方向(水平方向)およびY方
向(垂直方向)について、それぞれジャイロ(角速度セン
サ)を利用して手振れに起因する振れ量を検出する。そ
して、鏡胴内に配置した補正光学系を、手振れを打ち消
す方向に駆動させる。補正光学系は、後述するように、
形状記憶合金(SMA)およびバイアスバネを利用したア
クチュエータで駆動される。なお、一般的に手振れで
は、最高で約10Hz程度の正弦波振動がカメラに発生する
が、本発明はそのような手振れを補正するものである。
According to the present invention, in each of the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction), a shake amount caused by a camera shake is detected using a gyro (angular velocity sensor). Then, the correction optical system arranged in the lens barrel is driven in a direction to cancel camera shake. The correction optical system, as described later,
It is driven by an actuator using a shape memory alloy (SMA) and a bias spring. In general, a camera shake generates a sine wave vibration of about 10 Hz at the maximum in the camera, but the present invention corrects such a camera shake.

【0010】図1は、本発明による手振補正システムの
全体構成を示している。カメラ本体a1内には、X方向
用ジャイロa2およびY方向用ジャイロa3が配置され
ており、X方向およびY方向の手振れによる角速度が独
立して検出される。振れ検出回路a4は、各ジャイロか
らの角速度信号に含まれる信号ノイズをカットするフィ
ルタ回路、および角速度信号を角度信号に変換するため
の積分回路等で構成される。振れ量検出部a5は、振れ
検出回路a4からの角度信号を所定時間間隔で取り込ん
で、カメラの振れ量を係数変換部a8に向けて出力す
る。X方向の振れ量は"detx"として、Y方向の振れ量
は"dety"として、それぞれ出力される。
FIG. 1 shows the overall configuration of a camera shake correction system according to the present invention. A gyro a2 for the X direction and a gyro a3 for the Y direction are arranged in the camera body a1, and angular velocities due to camera shake in the X and Y directions are independently detected. The shake detection circuit a4 includes a filter circuit that cuts signal noise included in the angular velocity signal from each gyro, an integration circuit that converts the angular velocity signal into an angle signal, and the like. The shake amount detection unit a5 captures the angle signal from the shake detection circuit a4 at predetermined time intervals, and outputs the camera shake amount to the coefficient conversion unit a8. The shake amount in the X direction is output as "detx", and the shake amount in the Y direction is output as "dety".

【0011】シーケンスコントロール部a7は、撮影お
よび手振補正に関するシーケンスを制御する。レリーズ
ボタンa6が半押し状態とされると、測光および測距等
の撮影準備を開始する。レリーズボタンa6が全押し状
態となると、撮影状態に移行し、以下のシーケンスで手
振補正を行なう。ジャイロからの信号を振れ量検出部
a5に取り込んで、振れ量"detx"および"dety"を検出す
る。振れ量検出部a5で得られた振れ量"detx"およ
び"dety"を、係数変換部a8において、補正光学系の実
際の移動量"px"および"py"に変換する。目標位置算出
部a9において、前記移動量"px"および"py"だけ補正光
学系を移動させるための駆動信号量"drvx"および"drvy"
を算出する。なお、係数変換部a8は、補正光学系の固
体バラツキや温度に依存して変化する光学性能を考慮し
た最適な係数を、撮影準備に移行した際に算出する。
The sequence control section a7 controls a sequence relating to photographing and camera shake correction. When the release button a6 is half-pressed, preparation for photographing such as photometry and distance measurement is started. When the release button a6 is fully pressed, the state shifts to the shooting state, and the camera shake is corrected in the following sequence. The signal from the gyro is taken into the shake amount detection unit a5, and the shake amounts "detx" and "dety" are detected. The shake amounts "detx" and "dety" obtained by the shake amount detection unit a5 are converted into the actual movement amounts "px" and "py" of the correction optical system by the coefficient conversion unit a8. In the target position calculator a9, the drive signal amounts "drvx" and "drvy" for moving the correction optical system by the movement amounts "px" and "py".
Is calculated. Note that the coefficient conversion unit a8 calculates the optimum coefficient in consideration of the optical performance that changes depending on the solid-state variation and the temperature of the correction optical system when shifting to the shooting preparation.

【0012】目標位置補正部a10は、温度センサa12お
よび実駆動位置取込部a14からの信号に基いて、目標位
置を補正するための補正信号を出力する。実駆動位置取
込部a14は、後で詳述するように、補正光学系の現在位
置を示す信号を鏡胴側の位置検出センサa25、a26から
受けて、目標位置補正部a10へと出力する。この信号に
基いて、目標位置補正部a10は、主として温度が高くな
ることで性能が変化するSMAアクチュエータのオフセ
ット誤差を考慮した補正を行なう。図示の実施形態で
は、目標位置算出部a9が目標位置決定手段を構成す
る。駆動制御補正部a11は、SMAアクチュエータ、駆
動機構の固体バラツキ、温度による駆動性能の変化によ
らず、各個体および各温度で最適な駆動性能が発揮でき
るよう最適ゲインを設定し、駆動状態を最適化する。以
上の処理は、マイコンを利用したデジタル処理にて行な
う。
The target position corrector a10 outputs a correction signal for correcting the target position based on signals from the temperature sensor a12 and the actual drive position taker a14. As will be described in detail later, the actual drive position capturing unit a14 receives a signal indicating the current position of the correction optical system from the lens barrel side position detection sensors a25 and a26, and outputs the signal to the target position correction unit a10. . Based on this signal, the target position correction unit a10 performs correction in consideration of the offset error of the SMA actuator whose performance changes mainly due to a rise in temperature. In the illustrated embodiment, the target position calculation unit a9 forms a target position determination unit. The drive control corrector a11 sets the optimum gain so that the optimum drive performance can be exhibited at each individual and at each temperature, regardless of the SMA actuator, the solid state variation of the drive mechanism, and the change in drive performance due to temperature, and optimizes the drive state. Become The above processing is performed by digital processing using a microcomputer.

【0013】撮影光学系a21には補正光学系a22が組み
込まれている。補正光学系a22は、X方向用アクチュエ
ータa24およびY方向用アクチュエータa26によって、
X方向およびY方向に独立して駆動される。補正光学系
a22のX方向位置およびY方向位置は、それぞれ位置検
出センサa25およびa26によって検出される。これらの
メカ構成を以下に説明する。
A correction optical system a22 is incorporated in the photographing optical system a21. The correction optical system a22 includes an X-direction actuator a24 and a Y-direction actuator a26.
It is driven independently in the X and Y directions. The X-direction position and the Y-direction position of the correction optical system a22 are detected by position detection sensors a25 and a26, respectively. These mechanical configurations will be described below.

【0014】図2は、補正光学系の駆動機構を説明する
平面図である。カメラ本体に対して不動の基台d19に対
して、X方向にスライド可能な移動台d9が配置されて
いる。移動台d9に対して、補正光学系d1がY方向に
スライド可能とされている。したがって、補正光学系d
1は、基台d19に対して、X方向およびY方向のいずれ
にもスライド可能である。
FIG. 2 is a plan view for explaining a driving mechanism of the correction optical system. A movable base d9 slidable in the X direction is disposed on a base d19 that is immovable with respect to the camera body. The correction optical system d1 is slidable in the Y direction with respect to the movable table d9. Therefore, the correction optical system d
1 is slidable in both the X and Y directions with respect to the base d19.

【0015】移動台d9に対する補正光学系d1のスラ
イド機構は次の通りである。移動台d9の上面には、Y
方向に延びる2本の案内ロッドd3およびd6が固定さ
れており、その間に補正光学系d1が配置される。補正
光学系d1の保持枠d2には各案内ロッドにスライド可
能に係合するスライドガイドが固定されており、したが
って、補正光学系d1は、両案内ロッドに案内されてY
方向にスライド可能となっている。一方のスライドガイ
ドd4から突出する端子d5には、SMAd7およびバ
イアスバネd8が、互いに端子d5を引張り合うように
配置されている。
The slide mechanism of the correction optical system d1 with respect to the movable table d9 is as follows. On the upper surface of the moving table d9, Y
The two guide rods d3 and d6 extending in the direction are fixed, and the correction optical system d1 is arranged between them. A slide guide that is slidably engaged with each guide rod is fixed to the holding frame d2 of the correction optical system d1. Therefore, the correction optical system d1 is guided by the two guide rods and Y
It is slidable in the direction. The SMA d7 and the bias spring d8 are arranged on the terminal d5 protruding from the one slide guide d4 so as to pull the terminal d5 mutually.

【0016】最初は、「バイアスバネd8による引張
力」が「SMAd7による引張力」よりも大きいので、
補正光学系d1は、図2中下側に位置している。その状
態からSMAd7への通電量を大きくしていくと、徐々
にSMAd7がその記憶長さに向かって縮むので、補正
光学系d1は上方側へと移動する。したがって、SMA
d7への通電量を制御することで、補正光学系d1のY
方向の位置を制御することができる。なお、基台d19に
対する移動台d9のX方向の位置制御は、これと同じ原
理に基いて行なわれる。このように、形状記憶合金とバ
イアスバネによりアクチュエータが構成され、かかるア
クチュエータがX方向用とY方向用に独立して2つ設け
られている。
At first, since the "tensile force by the bias spring d8" is larger than the "tensile force by the SMAd7",
The correction optical system d1 is located on the lower side in FIG. When the amount of current supplied to the SMAd 7 is increased from that state, the SMad 7 gradually contracts toward its storage length, and the correction optical system d1 moves upward. Therefore, SMA
By controlling the amount of power to d7, the Y of the correction optical system d1 is controlled.
The position in the direction can be controlled. The control of the position of the movable base d9 in the X direction with respect to the base d19 is performed based on the same principle. Thus, an actuator is constituted by the shape memory alloy and the bias spring, and two such actuators are provided independently for the X direction and for the Y direction.

【0017】なお、図3には、印加電流に対するSMA
の伸縮を表すヒステリシスループを示した。SMAは、
記憶温度よりも低い状態では柔らかく変形し易いので、
バイアスバネに引っ張られて伸びる。そして、加熱され
て記憶温度になると、記憶された形状(寸法)に戻る。S
MAに印加する電流のオン・オフにより温度を上下させ
ると、SMAを伸縮させることができる。
FIG. 3 shows SMA with respect to applied current.
A hysteresis loop representing the expansion and contraction of is shown. SMA is
Since it is soft and easily deformed in a state lower than the memory temperature,
It is stretched by being pulled by the bias spring. Then, when the storage temperature is reached by heating, the shape returns to the stored shape (dimension). S
The SMA can be expanded and contracted by raising and lowering the temperature by turning on and off the current applied to the MA.

【0018】図4は、上記補正光学系の現在位置を検出
するための位置検出原理を説明する説明図である。補正
光学系d1の保持枠d2(図2参照)にLEDe1が固定
されている。すなわち、LEDe1は補正光学系d1と
ともに移動する。LEDe1内の発光チップe2からの
光は、スリットe3を通過して、PSD(position sens
itive device)e4の受光部e5に到達する。PSDe
4は、カメラ本体に対して不動とされているので、補正
光学系d1が移動すると、受光部e5上での光の重心位
置も移動する。この結果、PSDe4からの出力電流I
1とI2との比が変化するので、この比を測定すること
により、補正光学系d1の位置を検出することができ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a position detection principle for detecting the current position of the correction optical system. The LED e1 is fixed to a holding frame d2 (see FIG. 2) of the correction optical system d1. That is, the LED e1 moves together with the correction optical system d1. The light from the light emitting chip e2 in the LED e1 passes through the slit e3, and the PSD (position sens
(light-emitting device) e4. PSDe
4 is immovable with respect to the camera body, so that when the correction optical system d1 moves, the position of the center of gravity of light on the light receiving unit e5 also moves. As a result, the output current I from PSDe4
Since the ratio between 1 and I2 changes, the position of the correction optical system d1 can be detected by measuring this ratio.

【0019】スリットe3は、発光LED側が広く、受
光PSD側が狭くなるように構成されており、これによ
りエネルギーロスを抑えながら指向性を鋭くしている。
また、スリットe3は検出する移動方向(矢印e7)と直
交する方向に延在して設けられているので、図4の例で
は、補正光学系d1の矢印e7方向の移動に敏感に反応
し、それと直交する方向への移動によっては影響を受け
ない。このような位置検出機構を補正光学系d1のX方
向位置およびY方向位置の検出のために、それぞれ独立
して2つ設ける。このように、図示の実施形態では、発
光LEDおよび受光PSDが現在位置検出手段を構成し
ている。
The slit e3 is configured such that the light emitting LED side is wide and the light receiving PSD side is narrow, thereby sharpening the directivity while suppressing energy loss.
Further, since the slit e3 is provided to extend in a direction orthogonal to the moving direction (arrow e7) to be detected, in the example of FIG. 4, the slit e3 is sensitive to the movement of the correction optical system d1 in the direction of arrow e7, It is not affected by movement in the direction perpendicular to it. Two such position detection mechanisms are independently provided for detecting the X-direction position and the Y-direction position of the correction optical system d1. As described above, in the illustrated embodiment, the light emitting LED and the light receiving PSD constitute a current position detecting unit.

【0020】次に、図1中の駆動制御部a23について、
図5および図6を参照しながら詳細に説明する。図5に
は、駆動制御部a23の構成概要を示している。この部分
は、大きく分けると、データ受信部(b1〜b4)、DA
コンバータ部b5、X方向サーボ制御部(b6、b8)、
Y方向サーボ制御部(b7、b9)、およびアクチュエー
タドライバ部b10から構成される。
Next, the drive control unit a23 in FIG.
This will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 shows a schematic configuration of the drive control unit a23. This part can be roughly divided into data receiving units (b1 to b4), DA
Converter section b5, X-direction servo control section (b6, b8),
It comprises a Y-direction servo control section (b7, b9) and an actuator driver section b10.

【0021】b1およびb2は、X方向およびY方向の
それぞれについて、目標位置算出部a9からの目標位置
信号を受信して記憶する目標位置データ受信部である。
b3およびb4は、X方向およびY方向のそれぞれにつ
いて、駆動補正部a11からの信号を受信して記憶するゲ
インデータ受信部である。ここに記憶されたゲインデー
タに基いてサーボ回路のゲイン設定が行なわれる。以下
に、本発明におけるサーボ制御を説明する。
B1 and b2 are target position data receiving sections for receiving and storing target position signals from the target position calculating section a9 in the X direction and the Y direction, respectively.
b3 and b4 are gain data receiving units that receive and store signals from the drive correction unit a11 in the X direction and the Y direction, respectively. The gain of the servo circuit is set based on the gain data stored here. Hereinafter, the servo control according to the present invention will be described.

【0022】不図示のX/Y方向選択回路によってX方
向を選択すると、X方向の目標位置データが目標位置算
出部a9からデータ受信部b1に記憶される。このデー
タは、DAコンバータb5でD/A変換される。このと
き、サンプルホールド回路b6はサンプリング状態とな
り、b5からの出力が目標位置電圧として、X方向サー
ボ制御回路b8へと出力される。一方、サンプルホール
ド回路b7はホールド状態となっている。
When the X direction is selected by an X / Y direction selection circuit (not shown), target position data in the X direction is stored in the data receiving unit b1 from the target position calculating unit a9. This data is D / A converted by the DA converter b5. At this time, the sample and hold circuit b6 enters a sampling state, and the output from b5 is output to the X-direction servo control circuit b8 as a target position voltage. On the other hand, the sample hold circuit b7 is in a hold state.

【0023】次のタイミングでは、Y方向の目標位置を
設定するために、上記X/Y方向選択回路によってY方
向を選択し、上記と同様にして、b5からの出力を目標
位置電圧として、Y方向サーボ制御回路b9へと出力す
る。以下同様にして、X方向およびY方向の目標データ
の出力を交互に繰り返す。
At the next timing, in order to set a target position in the Y direction, the Y / Y direction is selected by the X / Y direction selection circuit, and the output from b5 is set as the target position voltage in the same manner as described above. Output to the direction servo control circuit b9. In the same manner, the output of the target data in the X direction and the Y direction is alternately repeated.

【0024】X方向サーボ制御回路b8およびY方向サ
ーボ制御回路b9は同様の構成を有するので、X方向サ
ーボ制御回路b8についてのみ説明する。図5に示した
ように、X方向サーボ制御回路b8は、サーボ制御部と
位置検出部とで構成される。サーボ制御部は図6の破線
内に詳しく示されており、これについて説明する。
Since the X-direction servo control circuit b8 and the Y-direction servo control circuit b9 have the same configuration, only the X-direction servo control circuit b8 will be described. As shown in FIG. 5, the X-direction servo control circuit b8 includes a servo control unit and a position detection unit. The servo control is shown in detail within the dashed line in FIG. 6 and will be described.

【0025】前述したように、サンプルホールド回路b
6から目標位置相当の電圧Vtが入力される。一方、X
方向における現在位置相当の電圧は、次のようにして位
置検出部で生成される。LEDe1からの光を受けたP
SDe4から出力される電流I1およびI2は、I/V
変換回路(電流/電圧変換回路)c23、c24でそれぞれ電
圧に変換される。変換された電圧値は、減算回路c25で
は減算され、加算回路c26では加算される。加算回路c
26で得られた電圧値は電流制御部c27に送られる。ここ
では、電圧値の和を一定に保つ制御が行なわれる。電圧
値の和が一定に保たれていると、減算回路c25からの出
力をモニターして補正光学系d1の位置を検出すること
ができる。減算回路c25からの出力はローパスフィルタ
c28を通すことで高周波ノイズがカットされ、補正光学
系d1のX方向の現在位置に相当する電圧Vnが出力さ
れる。ローパスフィルタc28からの信号は、加算回路c
3に送られるとともに、後述するオフセット誤差実測の
際には、カメラ本体側の実駆動位置取込部a14(図1参
照)内にも送られる。
As described above, the sample and hold circuit b
6, a voltage Vt corresponding to the target position is input. On the other hand, X
The voltage corresponding to the current position in the direction is generated by the position detection unit as follows. P received light from LEDe1
The currents I1 and I2 output from SDe4 are I / V
Conversion circuits (current / voltage conversion circuits) c23 and c24 convert the respective voltages into voltages. The converted voltage value is subtracted by the subtraction circuit c25 and added by the addition circuit c26. Adder circuit c
The voltage value obtained at 26 is sent to the current control unit c27. Here, control is performed to keep the sum of the voltage values constant. If the sum of the voltage values is kept constant, the output of the subtraction circuit c25 can be monitored to detect the position of the correction optical system d1. The output from the subtraction circuit c25 is passed through a low-pass filter c28 to remove high-frequency noise and output a voltage Vn corresponding to the current position of the correction optical system d1 in the X direction. The signal from the low-pass filter c28 is added to the addition circuit c
3 and at the time of the offset error measurement described later, it is also sent to the actual drive position capturing section a14 (see FIG. 1) on the camera body side.

【0026】加算回路c3では、上記目標位置相当電圧
Vtと現在位置相当電圧Vnとの減算を行なう。現在位
置相当電圧Vnは、負の値となるので、加算回路で加算
することで減算を行なうことができる。比例ゲイン回路
c4は、目標位置と現在位置との差のゲインを設定す
る。微分回路c5およびc6は、90°の位相進み補償を
行なうもので、2回微分を行なうと180°の位相進み補
償を行うことができる。c4〜c6のすべての回路を利
用すると、制御理論でいうPDD制御を行なうことがで
きる。これらの回路の組み合わせにより、X方向ゲイン
部b3でのゲインデータ設定値に対応した各種ゲインを
得ることができる。すなわち、駆動メカ部の固体バラツ
キがあっても、それを吸収することができる。また、こ
れらの回路により、温度変化による影響も補正すること
ができる。
The adder c3 subtracts the target position equivalent voltage Vt from the current position equivalent voltage Vn. Since the current position equivalent voltage Vn has a negative value, it can be subtracted by adding it with an adder circuit. The proportional gain circuit c4 sets the gain of the difference between the target position and the current position. The differentiating circuits c5 and c6 perform 90 ° phase lead compensation, and can perform 180 ° phase lead compensation by performing the differentiation twice. If all the circuits c4 to c6 are used, PDD control referred to in control theory can be performed. By combining these circuits, various gains corresponding to the gain data set value in the X-direction gain unit b3 can be obtained. That is, even if there is a solid variation in the driving mechanism, it can be absorbed. In addition, these circuits can also correct the effect of a temperature change.

【0027】サーボオフセット回路c8は、c4〜c6
の各回路を通して得られた最終ゲインに対して後に詳述
するオフセット電圧を加えることで、SMAが加熱気味
になることを抑え、これによりサーボ駆動特性を安定さ
せるものである。回路c7は、最終的な電圧ゲイン変換
と、高周波ノイズの除去を行なう。基準電圧部c9は、
アクチュエータドライバb10に向けて基準電圧を出力す
る。アクチュエータドライバb10は、入力電圧に比例し
た電圧をSMAd17に印加する。ただし本発明では、後
述するように、Vin−Vrefの値が負になる場合には、
SMAに対する電圧の印加は行なわれない。
The servo offset circuit c8 includes c4 to c6
By adding an offset voltage, which will be described in detail later, to the final gain obtained through each of the circuits described above, the SMA is prevented from becoming slightly heated, thereby stabilizing the servo drive characteristics. The circuit c7 performs final voltage gain conversion and removal of high frequency noise. The reference voltage part c9 is
The reference voltage is output to the actuator driver b10. The actuator driver b10 applies a voltage proportional to the input voltage to the SMAd17. However, in the present invention, as described later, when the value of Vin−Vref becomes negative,
No voltage is applied to the SMA.

【0028】アクチュエータドライバb10内のドライバ
ICの接続状態を図7に、その出力特性を図8に、それ
ぞれ示した。Vin端子f2は、図6中の回路c7からの
入力を受ける。Vref端子f3は、図6中の基準電圧部
c9からの入力を受ける。「Vin端子f2からの入力
値」と「Vref端子f3からの入力値」とを比較し、Vi
n−Vrefが正の場合には、VM+端子f4からSMAd
17に対して駆動電圧を印加され、この結果、SMAd17
がバイアスバネd18を引き伸ばす方向に縮む。一方、V
M−端子f5は外部には接続されていないので、Vin−
Vrefが負の場合には、SMAd17には電圧は印加され
ない。この場合には、バイアスバネd18のバネ力によっ
てSMAd17が引き伸ばされる。以上のように、アクチ
ュエータドライバICの出力は、Vin−Vrefが正の場
合にはこれに比例したものとなり、Vin−Vrefが負の
場合にはゼロとなる。これをグラフに示したのが図8で
ある。
FIG. 7 shows the connection state of the driver IC in the actuator driver b10, and FIG. 8 shows its output characteristics. The Vin terminal f2 receives an input from the circuit c7 in FIG. The Vref terminal f3 receives an input from the reference voltage unit c9 in FIG. By comparing the “input value from the Vin terminal f2” with the “input value from the Vref terminal f3”,
When n−Vref is positive, the SM +
A driving voltage is applied to the SMAd17.
Contracts in the direction in which the bias spring d18 is extended. On the other hand, V
Since the M- terminal f5 is not connected to the outside, Vin-
When Vref is negative, no voltage is applied to SMAd17. In this case, the SMAd17 is extended by the spring force of the bias spring d18. As described above, the output of the actuator driver IC is proportional to Vin-Vref when it is positive, and becomes zero when Vin-Vref is negative. This is shown in the graph of FIG.

【0029】これと同等の効果を得るための別の手法と
して、回路c7からの信号値がVrefよりも高い場合
には、その電圧値をそのままアクチュエータドライバb
10へと出力するが、逆の場合には、アクチュエータドラ
イバb10へ向けた出力自体を停止するような回路構成と
したり、Vin−Vrefが負である場合にはGNDでリ
ミットするように、アクチュエータドライバb10内のド
ライバIC内の回路を構成してもよい。いずれの場合に
も、本発明では、アクチュエータドライバb10への最終
出力に対して、上述のような制限を行なう。
As another method for obtaining the same effect, when the signal value from the circuit c7 is higher than Vref, the voltage value is directly used as the actuator driver b.
The output to the actuator driver b10 is stopped in the opposite case, or the actuator driver is controlled to stop at GND when Vin-Vref is negative. A circuit in the driver IC in b10 may be configured. In either case, the present invention restricts the final output to the actuator driver b10 as described above.

【0030】以上のように、本発明では、SMAの一端
にのみリニア出力ドライバICの端子を接続して、Vin
−Vrefが正の場合にだけ電圧を印加しているので、ド
ライバICの回路構成を簡単化することができる。これ
に対して、アクチュエータとしては大型となってしまう
が、従来から使用されているモータを使用した場合につ
いて説明する。VM+端子f4およびVM−端子f5の
両方を当該モータに接続して補正光学系d1を駆動しよ
うとする場合の、ドライバICとモータの接続関係を図
9および図10に示す。図9および図10は、そのような場
合における、ドライバICの接続状態および出力特性を
示したものである。図9においては、本発明とは異な
り、VM−端子f5がアクチュエータであるモータf6
に接続されていることが分かる。また、図10から、Vin
−Vrefが負の場合にも、VM−端子f5からの出力が
あることが分かる。当該モータをSMAに置き換えて図
9に示す接続をした場合には、バネが縮む方向に駆動し
たい場合でもSMAが縮む方向に駆動が行われ、正しい
駆動を行うことができない。このような例と対比するこ
とで、本発明が明瞭に理解できる。なお、本発明におい
ては、図9および図10の場合に使用される汎用ドライバ
ICであっても、単にVM−端子f5への接続を行なわ
ないことによって、同ICを使用することが可能とな
る。また、図8の出力特性を有する正出力リニアドライ
バ回路を作成して使用してもよい。
As described above, in the present invention, the terminal of the linear output driver IC is connected to only one end of
Since the voltage is applied only when -Vref is positive, the circuit configuration of the driver IC can be simplified. On the other hand, a case will be described in which a conventionally used motor is used although the actuator becomes large in size. FIGS. 9 and 10 show the connection relationship between the driver IC and the motor when the VM + terminal f4 and the VM- terminal f5 are both connected to the motor to drive the correction optical system d1. FIG. 9 and FIG. 10 show the connection state and output characteristics of the driver IC in such a case. In FIG. 9, unlike the present invention, the VM-terminal f5 is a motor f6 which is an actuator.
It can be seen that it is connected to. Also, from FIG. 10, Vin
It can be seen that even when −Vref is negative, there is an output from the VM− terminal f5. When the motor is replaced with the SMA and the connection shown in FIG. 9 is made, even if it is desired to drive in the direction in which the spring contracts, the drive is performed in the direction in which the SMA contracts, and correct driving cannot be performed. The present invention can be clearly understood by comparing with such an example. In the present invention, even a general-purpose driver IC used in the case of FIGS. 9 and 10 can be used simply by not connecting to the VM-terminal f5. . Further, a positive output linear driver circuit having the output characteristics shown in FIG. 8 may be created and used.

【0031】本発明における形状記憶合金とバイアスバ
ネとを利用するアクチュエータにおいては、形状記憶合
金へ電圧を印加すると、「電流」→「発熱」→「引張
力」→「加速度」→「速度」→「位置」という原理に従
って、被駆動部材の位置を制御する。ここで、「電流」
→「発熱」、「加速度」→「速度」、「速度」→「位
置」の3つの過程において、それぞれ90°分の位相遅れ
があるので、トータルでは3次(270°)の位相遅れが生
じることとなる。図6に示したサーボ回路を使用してP
DD(比例+微分+微分)制御を行なった場合の効果を、
ボード線図を参照して説明する。
In the actuator using a shape memory alloy and a bias spring according to the present invention, when a voltage is applied to the shape memory alloy, “current” → “heat generation” → “tensile force” → “acceleration” → “speed” → The position of the driven member is controlled according to the principle of “position”. Where "current"
→ In the three processes of “heat generation”, “acceleration” → “velocity”, “velocity” → “position”, there is a phase delay of 90 ° each, so a total of third-order (270 °) phase delay occurs It will be. Using the servo circuit shown in FIG.
The effect of performing DD (proportional + differential + differential) control
This will be described with reference to a Bode diagram.

【0032】形状記憶合金およびバイアスバネを利用し
てアクチュエータモデルを実際に作成し、このモデルの
周波数応答を実測した結果を図11に示した。実測結果を
見ると、70Hzよりも高周波になると、約270°の位相遅
れが生じ、この結果、サーボ制御を行なった場合、一次
(90°分)の位相進み補償(微分)だけでは共振するであろ
うことが予測できる。この共振を抑えるために微分制御
を利用することが必要となるが、一般に1回の微分では
90°分の位相を進ませることしかできないので、図11の
場合、位相遅れを180°よりも十分に小さくするために
は、1回の微分では不十分であって2回微分を行なう必
要あると予測できる。この予測が正しいことを図12およ
び図13で検証する。
FIG. 11 shows the result of actually preparing an actuator model using a shape memory alloy and a bias spring, and actually measuring the frequency response of this model. Looking at the measurement results, when the frequency is higher than 70 Hz, a phase delay of about 270 ° occurs. As a result, when servo control is performed, the primary
It can be predicted that resonance will occur only with phase lead compensation (differential) of (90 °). In order to suppress this resonance, it is necessary to use differential control.
Since the phase can only be advanced by 90 °, in the case of FIG. 11, in order to make the phase delay sufficiently smaller than 180 °, one differentiation is not enough and two differentiations are required. Can be predicted. The correctness of this prediction will be verified with FIGS. 12 and 13.

【0033】図12(a)は、図11に係るアクチュエータモ
デルに対してPD(比例+微分)制御を行なった場合のオ
ープン特性(フィードバックしない場合の特性)を示す。
図12(a)では位相余裕もゲイン余裕もないことが分か
る。これに対してフィードバック制御を行なうと、図12
(b)に示されるように、1KHzよりもやや低い周波数に
おいて共振が生じている。つまり、90°分の位相補償だ
けでは、良好な制御特性が得られないことが分かる。
FIG. 12A shows open characteristics (characteristics without feedback) when PD (proportional + differential) control is performed on the actuator model shown in FIG.
FIG. 12A shows that there is no phase margin or gain margin. When feedback control is performed for this, FIG.
As shown in (b), resonance occurs at a frequency slightly lower than 1 KHz. That is, it can be seen that good control characteristics cannot be obtained only by phase compensation for 90 °.

【0034】これに対して図13(a)は、PDD制御(比
例+微分+微分)を行なった場合のオープン特性を示
す。図12(a)の場合とは異なり、位相余裕およびゲイン
余裕が得られている。図13(b)は、これに対してフィー
ドバック制御を行なった場合の周波数応答を示している
が、図12(b)に見られるような共振は発生していない。
On the other hand, FIG. 13A shows the open characteristic when PDD control (proportional + differential + differential) is performed. Unlike the case of FIG. 12A, a phase margin and a gain margin are obtained. FIG. 13 (b) shows the frequency response when feedback control is performed on this, but the resonance as shown in FIG. 12 (b) does not occur.

【0035】次に、図14以下を参照して、サーボオフセ
ット回路c8を設けたことによる効果を説明する。図14
に示した通り、ゲインの設定値を大きくすればするほ
ど、目標位置からの一定のズレに対応した所定時間に印
加する平均電流(平均印加電流)も大きくなる(当然、平
均印加電圧も大きくなる)。つまり、形状記憶合金を利
用してアクチュエータを構成すると、形状記憶合金が加
熱気味になることに起因してサーボ制御が不安定になる
という問題が生じる。そこで、本発明においては、この
問題をオフセット電圧を利用して解決している。すなわ
ち、図6中に示した比例ゲイン回路c4および微分ゲイ
ン回路c5、c6を通して得られた最終ゲインに対して
負の「オフセット電圧」を加えることで、「形状記憶合
金に印加する平均電圧値」を「PDDの演算で求めた平
均電圧値」よりも小さくする。これによって、形状記憶
合金の加熱し過ぎを抑えることができる。形状記憶合金
とバイアスバネで構成されたアクチュエータを使用して
サーボ制御を行なう場合は、サーボ駆動性能を高める
(目標位置と実際の位置の誤差を小さくする)為にゲイン
を大きくすると、平均印加電圧もアップしてしまう為
に、平均温度も高くなる。その結果、駆動状態が不安定
になると共に位置オフセット誤差も変化する(ゲインを
アップした場合には、不安定さが増加し、かつ、平均駆
動位置は形状記憶合金が縮む方向にシフトする)。この
ようなアクチュエータシステムで最適な駆動制御を行な
うためには、以下の構成と手順で最適制御状態に導くこ
とが望ましい。 (1)「比例、微分の各ゲイン」と「オフセット電圧」
によって、安定で振動の少ない制御状態に設定する。な
お、この時点では、「位置オフセット誤差」が残ってい
る。 (2)残った「位置オフセット誤差」を検出してカメラ
に記憶させ、当該オフセット誤差を予め加味した位置制
御を行うことで対応する。
Next, the effect of providing the servo offset circuit c8 will be described with reference to FIG. Fig. 14
As shown in the figure, the larger the set value of the gain, the larger the average current (average applied current) applied in a predetermined time corresponding to the constant deviation from the target position (naturally, the larger the average applied voltage also becomes) ). That is, when an actuator is formed using a shape memory alloy, there is a problem that servo control becomes unstable due to the shape memory alloy becoming slightly heated. Thus, in the present invention, this problem is solved by using an offset voltage. That is, by adding a negative “offset voltage” to the final gain obtained through the proportional gain circuit c4 and the differential gain circuits c5 and c6 shown in FIG. 6, the “average voltage value applied to the shape memory alloy” is obtained. Is smaller than the “average voltage value obtained by the PDD calculation”. Thereby, the shape memory alloy can be suppressed from being overheated. When performing servo control using an actuator composed of a shape memory alloy and a bias spring, improve the servo drive performance
If the gain is increased to reduce the error between the target position and the actual position, the average applied voltage also increases, and the average temperature also increases. As a result, the driving state becomes unstable and the position offset error also changes (when the gain is increased, the instability increases and the average driving position shifts in the direction in which the shape memory alloy shrinks). In order to perform optimal drive control with such an actuator system, it is desirable to lead to an optimal control state by the following configuration and procedure. (1) “Proportional and differential gains” and “offset voltage”
Thus, the control state is set to a stable state with less vibration. At this point, a “position offset error” remains. (2) The remaining "position offset error" is detected and stored in the camera, and the position is controlled by taking the offset error into consideration in advance.

【0036】図15および図16は、オフセット電圧を加え
ることで制御特性が安定することを示すものである。図
15はゲイン"中"の場合について、図16はゲイン"大"の場
合について、それぞれ示している。図15(a)および図15
(b)は、同一の目標位置(曲線A)に対する被駆動部材
(この例では、補正光学系)の実際の駆動結果について、
オフセット電圧を加えない場合と加えた場合とを、それ
ぞれ示している。図15(a)および図15(b)の曲線Bを比
較すると分かるように、オフセット電圧を加えること
で、曲線Bの振動が抑えられている。すなわち、被駆動
部材の振動が抑えられており、サーボ制御による駆動特
性が安定している。図16は、ゲイン大の場合について示
しているが、図15の場合と同様に、サーボ制御による駆
動特性が安定していることが読み取れる。
FIGS. 15 and 16 show that control characteristics are stabilized by adding an offset voltage. Figure
15 shows the case where the gain is “medium”, and FIG. 16 shows the case where the gain is “large”. FIG. 15 (a) and FIG.
(b) shows the driven member for the same target position (curve A)
(In this example, the actual driving result of the correction optical system)
The case where the offset voltage is not applied and the case where the offset voltage is added are shown. As can be seen by comparing the curves B in FIGS. 15A and 15B, the vibration of the curve B is suppressed by adding the offset voltage. That is, the vibration of the driven member is suppressed, and the driving characteristics by the servo control are stable. FIG. 16 shows the case where the gain is large, but it can be seen that the drive characteristics by the servo control are stable as in the case of FIG.

【0037】図15(b)および図16(b)中において、曲線
Aと曲線Bとの間の距離は、オフセット電圧を加えた後
に残る位置誤差(すなわち「位置オフセット誤差」)を示
している。なお、図15および図16では、オフセット電圧
を加えることによって、曲線B(駆動結果位置)が曲線A
(目標位置)に近づいているが、目標位置によっては、オ
フセット電圧を加えることで、曲線Bが曲線Aから遠ざ
かる場合もある。具体的には、オフセット電圧を加えな
い場合の駆動結果位置が形状記憶合金の伸びる側にある
場合には、負のオフセット電圧を加えることで曲線Bが
曲線Aから遠ざかる。逆に、駆動結果位置が形状記憶合
金の縮む側にある場合には、負のオフセット電圧を加え
ることで曲線Bが曲線Aに近づく。これは、オフセット
電圧は常に負の電圧であり、これを加えることで形状記
憶合金が「加熱気味になり、過剰に縮んでしまうこと」
を防止しているからである。
In FIGS. 15 (b) and 16 (b), the distance between the curves A and B indicates the position error (ie, “position offset error”) remaining after the application of the offset voltage. . In FIGS. 15 and 16, the curve B (drive result position) is changed to the curve A by adding an offset voltage.
Although it is approaching the (target position), the curve B may move away from the curve A by adding an offset voltage depending on the target position. Specifically, when the drive result position where no offset voltage is applied is on the side where the shape memory alloy extends, the curve B moves away from the curve A by applying a negative offset voltage. Conversely, when the driving result position is on the shrinking side of the shape memory alloy, the curve B approaches the curve A by applying a negative offset voltage. This is because the offset voltage is always a negative voltage, and the addition of this voltage causes the shape memory alloy to "heat slightly and shrink excessively."
Is prevented.

【0038】オフセット電圧の具体的な値は、カメラの
製造工程最終段階において、擬似的な手振れを与えた場
合のアクチュエータの実際の駆動を観察することで決め
られる。さらに、そのようなオフセット電圧を加えた後
に残るオフセット誤差も併せて実測し、これをカメラに
記憶させる。すなわち、「オフセット電圧値」および
「オフセット誤差」は製品毎の固有値である。図17のフ
ローチャートを参照して、この手順を説明する。
The specific value of the offset voltage is determined by observing the actual drive of the actuator when a pseudo camera shake is given in the final stage of the camera manufacturing process. Further, an offset error remaining after the application of such an offset voltage is also actually measured and stored in the camera. That is, the “offset voltage value” and the “offset error” are unique values for each product. This procedure will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0039】所定パラメータの正弦波を擬似的な手振れ
としてカメラに与える。そして、この手振れを補正すべ
く駆動される補正光学系の実際の駆動位置を位置検出部
(図5)の出力でモニタリングしながら、比例ゲイン、微
分ゲイン、2回微分ゲインの調整を行う(fa1→fa2→fa
3)。ゲインの調整は、各回路c4〜c6(図6参照)の抵
抗を変更することで行う。各ゲインを調整した後で、オ
フセット電圧の調整を行う(fa4)。このオフセット電圧
の値は、形状記憶合金が加熱気味になるのを抑えるべく
設定されるものであって、常に負の値を有する。すなわ
ち、形状記憶合金に印加される電圧を抑制するものであ
る。駆動安定性が所望の範囲内に収まるまで、fa1〜fa4
の調整を繰り返して、当該範囲内に収まると、駆動制御
状態が最適化されたものとして、fa5以後のステップに
移る。言い換えると、まずfa1〜fa5のステップにおいて
駆動安定性の高い制御状態を達成し、その後のステップ
で、オフセット電圧を加えることに起因して生じたオフ
セット誤差を実測する。
A sine wave of a predetermined parameter is given to the camera as a pseudo camera shake. Then, the actual drive position of the correction optical system driven to correct the camera shake is determined by a position detection unit.
Adjust the proportional gain, differential gain and twice differential gain while monitoring with the output of (Fig. 5) (fa1 → fa2 → fa
3). The gain is adjusted by changing the resistance of each of the circuits c4 to c6 (see FIG. 6). After adjusting each gain, the offset voltage is adjusted (fa4). The value of the offset voltage is set to suppress the shape memory alloy from becoming slightly heated, and always has a negative value. That is, the voltage applied to the shape memory alloy is suppressed. Until driving stability is within the desired range, fa1 to fa4
When the adjustment is repeated and the value falls within the range, it is determined that the drive control state has been optimized, and the process proceeds to steps after fa5. In other words, a control state with high drive stability is first achieved in steps fa1 to fa5, and in a subsequent step, an offset error caused by applying an offset voltage is actually measured.

【0040】オフセット誤差の測定においても、所定パ
ラメータの正弦波を擬似的な手振れとしてカメラに与え
る。この手振れを打ち消すために必要な被駆動部材の目
標位置Pt(t)を目標位置算出部a9で算出(設定)し、
これを1ms間隔でサーボ制御回路へと出力する(fa6→
fa7)。これに対応して被駆動部材が実際に駆動された後
における実駆動位置Pn(t)は、位置検出部で検出さ
れ、実駆動位置取込部a14(図1参照)内に取り込まれる
(fa8)。目標位置Pt(t)の算出および実駆動位置Pn
(t)の検出を2秒間連続して行う。目標位置の算出は1
ms間隔で行われるので、2秒間では、目標位置Pt
(t)の算出および実駆動位置Pn(t)の検出を合計20
00回行うこととなる(fa7→fa8→fa9)。目標位置Pt
(t)から実駆動位置Pn(t)を減算すると、位置制御誤
差を得ることができる。この誤差の2000回分の平均
値を算出し、これを「オフセット誤差」としてカメラの
目標位置補正部a10(図1参照)に記憶する(fa10→fa1
1)。なお、ゲイン調整およびオフセット誤差の実測は、
X方向とY方向とで別個に行う。なお、オフセット誤差
の実測は、ゲイン調整およびオフセット電圧調整を行っ
た後で行うことが必要である。
In the measurement of the offset error, a sine wave of a predetermined parameter is given to the camera as a pseudo camera shake. The target position calculation unit a9 calculates (sets) a target position Pt (t) of the driven member necessary to cancel the camera shake,
This is output to the servo control circuit at 1 ms intervals (fa6 →
fa7). Correspondingly, the actual drive position Pn (t) after the driven member is actually driven is detected by the position detection unit and is taken into the actual drive position acquisition unit a14 (see FIG. 1).
(fa8). Calculation of target position Pt (t) and actual drive position Pn
(t) is continuously detected for 2 seconds. Calculation of target position is 1
ms, the target position Pt in 2 seconds
The calculation of (t) and the detection of the actual drive position Pn (t) are performed in
This is performed 00 times (fa7 → fa8 → fa9). Target position Pt
By subtracting the actual drive position Pn (t) from (t), a position control error can be obtained. The average value of the error for 2000 times is calculated and stored as an “offset error” in the target position correction unit a10 (see FIG. 1) of the camera (fa10 → fa1).
1). The actual measurement of gain adjustment and offset error
Performed separately in the X and Y directions. Note that the actual measurement of the offset error needs to be performed after performing the gain adjustment and the offset voltage adjustment.

【0041】以上のようにして、各製品に固有のオフセ
ット誤差をカメラ自体に記憶させているので、目標位置
算出部a9で算出された目標位置からオフセット誤差を
差引くことで、オフセット誤差を打ち消すことができ
る。カメラ自体に記憶されたオフセット誤差を考慮して
サーボ制御を行なった場合の目標位置と実駆動位置との
関係を図18に示した。図15(b)および図16(b)に現れて
いるオフセット誤差が解消し、殆ど誤差のない位置制御
が達成されていることが分かる。なお、実際の目標位置
算出は、オフセット誤差だけではなく温度変化を考慮し
た温度補正等と併せて行われている。
As described above, since the offset error unique to each product is stored in the camera itself, the offset error is canceled by subtracting the offset error from the target position calculated by the target position calculator a9. be able to. FIG. 18 shows the relationship between the target position and the actual drive position when performing servo control in consideration of the offset error stored in the camera itself. It can be seen that the offset errors appearing in FIG. 15 (b) and FIG. 16 (b) have been eliminated, and position control with almost no error has been achieved. It should be noted that the actual target position calculation is performed together with a temperature correction or the like that takes into account not only the offset error but also a temperature change.

【0042】以上の例では、fa1〜fa5の最適化工程にお
いて、各回路のゲイン設定およびオフセット電圧の設定
を含めて最適化を行っているが、オフセット電圧を印加
しないサーボ制御においても本発明の調整方法を適用す
ることは可能である。
In the above example, the optimization including the setting of the gain and the setting of the offset voltage of each circuit is performed in the optimization process of fa1 to fa5. However, the present invention is also applicable to the servo control without applying the offset voltage. It is possible to apply the adjustment method.

【0043】図19は、図6に示したサーボ回路の別例を
示している。図6のサーボ回路では、比例ゲイン回路c
4、微分ゲイン回路c5、c6が含まれており、既に説
明したようにPDD制御を実現できる。これに対して、
図19のサーボ回路では、図6中の微分ゲイン回路c5に
代えて積分ゲイン回路c105が採用されており、PID
制御を実現できる。PID制御は、被駆動部材が低周波
でゆっくりと動くような制御系において、被駆動部材の
止まり位置制御を高めたい場合に有効である。ゲイン調
整、オフセット電圧調整、オフセット誤差の実測は、上
記と同様にして行うことができる。
FIG. 19 shows another example of the servo circuit shown in FIG. In the servo circuit shown in FIG.
4. The differential gain circuits c5 and c6 are included, and PDD control can be realized as described above. On the contrary,
The servo circuit of FIG. 19 employs an integral gain circuit c105 instead of the differential gain circuit c5 in FIG.
Control can be realized. The PID control is effective in a control system in which the driven member slowly moves at a low frequency when it is desired to increase the stop position control of the driven member. The gain adjustment, the offset voltage adjustment, and the actual measurement of the offset error can be performed in the same manner as described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係る手振補正カメラの
システム構成を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a camera shake correction camera according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のカメラに使用される補正光学系の駆動
機構を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a driving mechanism of a correction optical system used in the camera of FIG.

【図3】 図2の駆動機構で使用されている形状記憶合
金の動作特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing operating characteristics of a shape memory alloy used in the drive mechanism of FIG.

【図4】 図2の駆動機構における補正光学系の位置検
出原理を説明する概略図である。
4 is a schematic diagram illustrating the principle of detecting the position of a correction optical system in the drive mechanism of FIG.

【図5】 図1のシステムにおける駆動制御部の構成を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a drive control unit in the system of FIG. 1;

【図6】 図5に示されるサーボ制御部内の回路構成を
示す図である。
6 is a diagram showing a circuit configuration in a servo control unit shown in FIG.

【図7】 図6に示されるアクチュエータドライバ内の
ドライバICを説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a driver IC in the actuator driver shown in FIG. 6;

【図8】 図7のドライバICの出力特性を示すグラフ
である。
FIG. 8 is a graph showing output characteristics of the driver IC of FIG.

【図9】 アクチュエータとしてモータを使用した例を
説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a motor is used as an actuator.

【図10】 図9ドライバICの出力特性を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing output characteristics of the driver IC.

【図11】 形状記憶合金とバイアスバネとを利用して
アクチュエータモデルを作製し、そのモデルの周波数応
答を実測した結果を示すボード線図である。
FIG. 11 is a Bode diagram showing a result of producing an actuator model using a shape memory alloy and a bias spring and actually measuring a frequency response of the model.

【図12】 図11のモデルに対してPD制御を行なった
場合におけるオープン特性およびフィードバック特性を
示すボード線図である。
FIG. 12 is a Bode diagram showing open characteristics and feedback characteristics when PD control is performed on the model of FIG. 11;

【図13】 図11のモデルに対してPDD制御を行なっ
た場合におけるオープン特性およびフィードバック特性
を示すボード線図である。
FIG. 13 is a Bode diagram showing open characteristics and feedback characteristics when PDD control is performed on the model of FIG. 11;

【図14】 設定ゲインの大きさと印加電流との関係を
示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing a relationship between a magnitude of a set gain and an applied current.

【図15】 オフセット電圧を加えることによって、駆
動特性が安定することを説明するグラフである。
FIG. 15 is a graph illustrating that drive characteristics are stabilized by applying an offset voltage.

【図16】 オフセット電圧を加えることによって、駆
動特性が安定することを説明するグラフである。
FIG. 16 is a graph illustrating that drive characteristics are stabilized by adding an offset voltage.

【図17】 本発明における、ゲイン調整、オフセット
電圧調整、オフセット誤差実測の手順を説明するフロー
チャートである。
FIG. 17 is a flowchart illustrating a procedure of gain adjustment, offset voltage adjustment, and offset error measurement in the present invention.

【図18】 オフセット誤差を補正した効果を説明する
グラフである。
FIG. 18 is a graph illustrating an effect of correcting an offset error.

【図19】 PID制御を行なうサーボ回路の構成を示
す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a servo circuit that performs PID control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

d1 補正光学系 d2 保持枠 d3 案内ロッド d4 スライドガイド d5 端子 d6 案内ロッド d7 Y方向用SMA d8 Y方向用バイアスバネ d9 基台 d13 案内ロッド d14 スライドガイド d15 端子 d16 案内ロッド d17 X方向用SMA d18 X方向用バイアスバネ d19 移動台 e1 LED e2 発光チップ e3 スリット e4 PSD e5 受光部 d1 Correcting optical system d2 Holding frame d3 Guide rod d4 Slide guide d5 Terminal d6 Guide rod d7 SMA for Y direction d8 Bias spring for Y direction d9 Base d13 Guide rod d14 Slide guide d15 Terminal d16 Guide rod d17 SMA d18 for X direction Direction bias spring d19 Moving table e1 LED e2 Light emitting chip e3 Slit e4 PSD e5 Light receiving unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 滋 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 小坂 明 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 5C022 AA11 AB55 AC78 5H303 AA30 BB02 BB07 CC02 CC03 DD15 DD22 FF04 GG12 GG27 JJ04 JJ08 KK02 KK04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeru Wada 2-3-1-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Akira Kosaka Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 2-313 Osaka International Building Minolta Co., Ltd. F-term (reference) 5C022 AA11 AB55 AC78 5H303 AA30 BB02 BB07 CC02 CC03 DD15 DD22 FF04 GG12 GG27 JJ04 JJ08 KK02 KK04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定寸法に形状記憶された形状記憶合金
と、当該形状記憶合金に対して外力を負荷して寸法を変
化させる付勢手段と、でアクチュエータを構成し、 形状記憶合金が記憶寸法に復帰する第1方向と、付勢手
段が形状記憶合金の寸法を変化させる第2方向と、にお
ける被駆動部材の位置を当該アクチュエータで制御し、 被駆動部材を移動させるべき目標位置を決定する目標位
置決定手段と、被駆動部材の現在位置を検出する現在位
置検出手段と、上記目標位置および現在位置に関する情
報を基にサーボ制御を行なうサーボ制御回路と、を備え
た制御装置におけるサーボ制御調整方法であって、 サーボ制御回路のゲイン設定を所定の許容範囲内に最適
化する最適化工程と、 当該最適化後における被駆動部材の実駆動位置を上記現
在位置検出手段で検出するとともに、当該実駆動位置と
上記目標位置との差を実測する実測工程と、 実測された差を制御装置自体に記憶する記憶工程と、を
含むことを特徴とするサーボ制御調整方法。
1. An actuator comprising: a shape memory alloy whose shape is stored in a predetermined size; and an urging means for changing a size by applying an external force to the shape memory alloy, wherein the shape memory alloy has a memory size. The actuator controls the position of the driven member in the first direction in which the driven member returns to the first direction and the second direction in which the urging means changes the dimension of the shape memory alloy, and determines the target position where the driven member should be moved. Servo control adjustment in a control device including target position determining means, current position detecting means for detecting the current position of the driven member, and a servo control circuit for performing servo control based on the information on the target position and the current position. An optimization step of optimizing a gain setting of a servo control circuit within a predetermined allowable range, and an actual driving position of a driven member after the optimization, Servo control, comprising: an actual measurement step of actually detecting a difference between the actual drive position and the target position, and a storage step of storing the actually measured difference in the control device itself. Adjustment method.
【請求項2】 上記サーボ制御回路は、アクチュエータ
の駆動制御を安定させるべく、形状記憶合金の加熱を抑
える補正を行う補正回路を備えており、 上記最適化工程においては、当該補正回路による補正値
を含めて最適化が行われることを特徴とする、請求項1
記載のサーボ制御調整方法。
2. The servo control circuit according to claim 1, wherein the servo control circuit includes a correction circuit for performing a correction for suppressing heating of the shape memory alloy in order to stabilize the drive control of the actuator. The optimization is performed including the following.
The described servo control adjustment method.
【請求項3】 上記付勢手段がスプリングで構成されて
いることを特徴とする、請求項1または2記載のサーボ
制御調整方法。
3. The servo control adjustment method according to claim 1, wherein said urging means is constituted by a spring.
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