JP3483937B2 - ボイスコイルモータの制御装置 - Google Patents
ボイスコイルモータの制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイスコイルモータの
制御装置、詳しくは、ビデオカメラのフォーカスレンズ
等を駆動するボイスコイルモータの制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ビデオカメラ等においてボイスコ
イルモータを用いてフォーカスレンズ等を駆動する技術
手段が知られている。この技術手段においては、振動、
衝撃等が生じても該フォーカスレンズを安定して駆動で
きるように上記ボイスコイルモータの位置制御および速
度制御を行うようになっている。 【０００３】図３は、このような従来のボイスコイルモ
ータの制御装置の一例を示したブロック図であり、図４
は、本実施例のボイスコイルモータの制御装置にも採用
される、従来のボイスコイルモータおよびそれに併設さ
れた速度センサを示した断面図である。 【０００４】図に示すように、ボイスコイルモータ１０
２における駆動コイル１３２にはモータドライバ１０１
から駆動電流Ｉｏが供給されるようになっており、これ
により該ボイスコイルモータ１０２が駆動されるように
なっている。このボイスコイルモータ１０２は、図４に
示すように一端にフランジの形成された円筒状の可動部
１３１を備えており、この可動部１３１の外周には駆動
コイル１３２が巻かれ、上記モータドライバ１０１は前
記駆動コイル１３２の両端に接続されている。 【０００５】上記可動部１３１は、ヨーク１３３内にお
いて、上記駆動コイル１３２が巻装されている部位が円
筒の軸方向に移動自在となるように介挿されている。こ
のヨーク１３３における駆動コイル１３２の対向面には
永久磁石１３４が固着されており、上記モータドライバ
１０１から駆動電流Ｉｏが該駆動コイル１３２に供給さ
れると、上記ヨーク１３３と上記永久磁石１３４との間
の空隙に生ずる磁束と該駆動電流Ｉｏとの相互作用によ
り推力が円筒の軸方向に発生し、該可動部１３１が移動
するようになっている。 【０００６】上記可動部１３１のフランジ部一側方から
は、該可動部１３１と一体的に動くアーム１３７が図
中、下方に向けて突出形成されている。このアーム１３
７の先端部からは上記軸方向に向けて速度センサ１０３
が突出して配設されている。この速度センサ１０３は、
中空の円筒部に速度検出コイル１３５が巻装され、該中
空部には外部に一端を固定された棒状の永久磁石１３６
の他端が嵌脱自在に介挿されて構成されている。 【０００７】図３に示すように、上記速度センサ１０３
の出力、すなわち速度検出コイル１３５の両端電圧は上
記永久磁石１３６に対する上記速度検出コイル１３５の
速度、すなわち上記可動部１３１の移動速度に比例して
出力されるようになっている。この速度検出コイル１３
５の出力端は速度センサアンプ１０４に接続されてお
り、該速度センサアンプ１０４によって増幅され、速度
情報電圧Ｖｖとして出力されるようになっている。 【０００８】一方、上記ボイスコイルモータ１０２には
公知の位置センサ１０５が配設されており、その検出結
果は位置センサ検出回路１０６を介して上記可動部１３
１の位置に対して直線的に変化するような位置情報電圧
Ｖｘとして出力されるようになっている。 【０００９】上記位置センサ検出回路１０６の出力電圧
Ｖｘは、第１の減算器１０９の負側入力に入力されるよ
うになっている。一方、該第１の減算器１０９の正側入
力には、目標位置設定電圧入力端子１０７より入力され
た目標位置設定電圧ＶｘRがバッファ１０８を介して入
力されている。同第１の減算器１０９の出力のうち一方
は積分器１１０に入力され、他方は利得調整手段１１１
に入力されており、それぞれの出力は加算器１１２で再
び合流して第２の減算器１１３の正側入力に入力されて
いる。 【００１０】一方、上記第２の減算器１１３の負側入力
には上記速度センサアンプ１０４の出力電圧Ｖｖが入力
されるようになっており、また、該第２の減算器１１３
の出力は上記モータドライバ１０１に入力され、このモ
ータドライバ１０１は入力電圧に比例する駆動電流Ｉｏ
を出力する。 【００１１】このような構成によるボイスコイルモータ
の制御装置は、ボイスコイルモータ１０２の速度と位置
をそれぞれ速度センサ１０３と位置センサ１０５で検出
し、それぞれの検出結果をフィードバックすることによ
り、ボイスコイルモータの位置の検出結果すなわち位置
情報電圧Ｖｘが目標位置設定電圧ＶｘRに等しくなるよ
うに制御する。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような速度センサおよび速度センサアンプにおいて
は、ボイスコイルモータの可動部の移動速度を電圧に変
換する変換係数が、該可動部の位置に依存して変化す
る。これにより、該可動部がある位置で適正なフィード
バック量になるように該速度センサアンプの利得を調整
しても、同可動部が別の位置にあるときには、該フィー
ドバック量の適正値を得ることが困難となる。したがっ
て、ボイスコイルモータの応答速度が遅くなったり、ま
た、不安定になるという問題点があった。 【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、ボイスコイルモータの可動部の位置に拘ら
ず、安定かつ応答性のよいボイスコイルモータの制御装
置を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるボイスコイルモータの制御装置は、ボ
イスコイルモータを駆動するモータドライバと、上記ボ
イスコイルモータの可動部の移動速度を検出する速度検
出手段と、上記ボイスコイルモータの可動部の位置を検
出する位置検出手段と、上記速度検出手段の利得を上記
位置検出手段から出力される位置情報検出値の逆数に比
例して制御する利得制御手段と、上記利得制御手段の出
力を上記モータドライバの入力側に負帰還するフィード
バック制御手段とを具備する。 【００１５】 【００１６】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 【００１７】図１は、本発明の第１実施例を示すボイス
コイルモータの制御装置のブロック図である。 【００１８】この第１実施例のボイスコイルモータの制
御装置は、ボイスコイルモータ２における駆動コイル３
２に駆動電流Ｉｏを供給し、該ボイスコイルモータ２の
駆動を制御するモータドライバ１を備えている。このボ
イスコイルモータ２は、公知のモータであり、以下、上
記図４を参照して説明する。 【００１９】図４に示すように、該ボイスコイルモータ
２は、一端にフランジの形成された円筒状の可動部１３
１を備えており、この可動部１３１の外周には駆動コイ
ル３２が巻かれ、上記モータドライバ１は該駆動コイル
３２の両端に接続されている。 【００２０】上記可動部１３１は、ヨーク１３３内にお
いて、上記駆動コイル３２が巻装されている部位が円筒
の軸方向に移動自在となるように介挿されている。この
ヨーク１３３における駆動コイル３２の対向面には永久
磁石１３４が固着されており、上記モータドライバ１か
ら駆動電流Ｉｏが該駆動コイル３２に供給されると、上
記ヨーク１３３と上記永久磁石１３４との間の空隙に生
ずる磁束と該駆動電流Ｉｏとの相互作用により推力が円
筒の軸方向に発生し、該可動部１３１が移動するように
なっている。 【００２１】上記可動部１３１のフランジ部一側方から
は、該可動部１３１と一体的に動くアーム１３７が図
中、下方に向けて突出形成されている。このアーム１３
７の先端部からは上記軸方向に向けて速度センサ３が突
出して配設されている。この速度センサ３は、中空の円
筒部に速度検出コイル１３５が巻装され、該中空部には
外部に一端を固定された棒状の永久磁石１３６の他端が
嵌脱自在に介挿されて構成されている。 【００２２】図１に戻って、上記速度センサ３の出力、
すなわち速度検出コイル１３５の両端電圧は上記永久磁
石１３６に対する上記速度検出コイル１３５の速度、す
なわち上記可動部１３１の移動速度に比例して出力され
るようになっている。この速度検出コイル１３５の出力
端は速度センサアンプ４に接続されており、該速度セン
サアンプ４によって増幅され、速度情報電圧Ｖｖとして
出力されるようになっている。 【００２３】一方、上記ボイスコイルモータ２には公知
の位置センサ５が配設されており、その検出結果は位置
センサ検出回路６を介して上記可動部１３１の位置に対
して直線的に変化するような位置情報電圧Ｖｘとして出
力されるようになっている。 【００２４】なお、上記速度センサ３と速度センサアン
プ４とで速度検出手段を構成し、また、上記位置センサ
５と位置センサ検出回路６とで位置検出手段を構成す
る。 【００２５】上記速度センサアンプ４の出力端は、利得
制御手段１４に接続されており、該速度センサアンプ４
から出力された速度情報電圧Ｖｖは該利得制御手段１４
に入力されるようになっている。この利得制御手段１４
は利得制御端子１５を有し、利得Ｇｖ、すなわち増幅率
または減衰率は、該利得制御端子１５に入力される電圧
によって連続的に可変制御されるようになっている。こ
れにより、上記速度センサアンプ４からの出力電圧Ｖｖ
は、該利得制御手段１４で上記利得Ｇｖで増幅された
後、新たな速度情報電圧Ｖｖ′として出力される。 【００２６】一方、上記位置センサ検出回路６の出力電
圧Ｖｘは、第１の減算器９の負側入力に入力されるよう
になっていると共に、上記利得制御手段１４における利
得制御端子１５に入力するようになっている。これによ
り、該利得制御端子１５には上記位置情報電圧Ｖｘが入
力され、上記利得制御手段１４の出力Ｖｖ′は結局ボイ
スコイルモータ２の可動部１３１（図４参照）の位置に
依存することとなる。 【００２７】上記第１の減算器９の正側入力には、目標
位置設定電圧入力端子７より入力された目標位置設定電
圧ＶｘRがバッファ８を介して入力されている。同第１
の減算器９の出力のうち一方は積分器１０に入力され、
他方は利得調整手段１１に入力されており、それぞれの
出力は加算器１２で再び合流して第２の減算器１３の正
側入力に入力されている。 【００２８】一方、上記第２の減算器１３の負側入力に
は、上記利得制御手段１４の出力電圧Ｖｖ′が入力され
るようになっている。また、該第２の減算器１３の出力
は上記モータドライバ１に入力され、このモータドライ
バ１は入力電圧に比例する駆動電流Ｉｏを出力するよう
になっている。 【００２９】上述したように、上記ボイスコイルモータ
２の速度は、速度センサアンプ４において上記速度情報
電圧Ｖｖに変換されるが、この変換係数をＫｖとすると
該係数は、ボイスコイルモータ２の可動部１３１（図４
参照）の位置、すなわち位置情報電圧Ｖｘに依存するこ
とにより、該位置情報電圧Ｖｘの関数Ｋｖ（Ｖｘ）とし
て表わすことができる。また、本実施例では、上記利得
制御手段１４の利得Ｇｖを、（１／Ｋｖ（Ｖｘ））の定
数倍になるように調整しているので、該利得も上記位置
情報電圧Ｖｘの関数となり、 Ｇｖ（Ｖｘ）＝ａ／（Ｋｖ（Ｖｘ）） ａ：定数 となる。 【００３０】これは、上記利得制御手段１４の利得Ｇｖ
（Ｖｘ）が利得制御端子１５に入力される位置情報電圧
Ｖｘに依存すること示している。また、上記速度センサ
３から速度センサアンプ４を経て利得制御手段１４の出
力に至るまでの総合的な変換係数Ｋｖ′は、上記変換係
数Ｋｖ（Ｖｘ）と利得Ｇｖ（Ｖｘ）との積となり、 Ｋｖ′＝Ｋｖ（Ｖｘ） × Ｇｖ（Ｖｘ）＝ａ となる。これにより、該変換係数Ｋｖ′は上記位置情報
電圧Ｖｘに依存しなくなることがわかる。したがって、
上記利得制御手段１４から出力される速度情報電圧Ｖ
ｖ′は、該上記位置情報電圧Ｖｘに依存しない値とな
る。 【００３１】このような構成によるボイスコイルモータ
の制御装置は、ボイスコイルモータ２の速度と位置をそ
れぞれ速度センサ３と位置センサ５で検出し、上述した
ようにそれぞれの検出結果（速度情報電圧Ｖｖ′と位置
情報電圧Ｖｘ）をフィードバックすることにより、ボイ
スコイルモータの位置の検出結果すなわち位置情報電圧
Ｖｘが目標位置設定電圧ＶｘRに等しくなるように制御
する。 【００３２】以上説明したように本実施例においては、
上記速度センサ３から速度センサアンプ４を経て利得制
御手段１４の出力に至るまでの総合的な変換係数Ｋｖ′
が位置情報電圧Ｖｘに依存しないため、該位置情報電圧
Ｖｘに依存しない速度情報電圧Ｖｖ′をフィードバック
することができる。これにより、ボイスコイルモータ２
の可動部が任意の位置にあって特定できなくても、安定
かつ応答性良く該ボイスコイルモータの制御を行うこと
ができる。 【００３３】以上、本発明の第１実施例を説明したが、
該第１実施例がボイスコイルモータの位置により、利得
制御手段の利得を連続的に変えるのに対して、スイッチ
等を用いて該利得を段階的に変えるように構成した実施
例も考えられる。このような実施例を第２実施例とし
て、以下、説明する。 【００３４】図２は、該第２実施例のボイスコイルモー
タの制御装置の構成を示したブロック図である。なお、
重複を避けるため、上記第１実施例と同一の構成要素に
は、同一符号を付記し、ここでの説明は省略する。 【００３５】この第２実施例は、上記第１実施例におけ
る利得制御手段１４の代わりに、利得を段階的に変える
スイッチ１６を内蔵した利得制御手段１４ａと、該スイ
ッチ１６の制御手段１７とを具備していることを特徴と
する。その他の構成要素は、上記第１実施例と同様であ
るので、ここでの詳しい説明は省略する。 【００３６】上記速度センサアンプ４より出力された速
度情報電圧Ｖｖは利得制御手段１４ａに入力されるよう
になっている。この利得制御手段１４ａは上記第１実施
例における利得制御手段１４と比較すると、利得を段階
的に変えるスイッチ１６を内蔵している点が異なってい
る。該スイッチ１６には、該スイッチ切換制御用のスイ
ッチ制御手段１７が接続されている。このスイッチ制御
手段１７には、上記位置センサ検出回路６からの位置情
報電圧Ｖｘが入力されるようになっており、該位置情報
電圧Ｖｘの値に基づいて上記利得制御手段１４ａが適当
な利得になるように上記スイッチ１６を段階的に切換え
るようになっている。 【００３７】なお、上記スイッチ制御手段１７は、単一
または複数のコンパレータ、あるいはＡ／Ｄコンバータ
とＲＯＭ（read only memory）との組み合わせによって
実現できる。 【００３８】上記利得制御手段１４ａは、上記第１実施
例と同様に、速度センサ３と速度センサアンプ４とを合
わせた総合的な変換係数Ｋｖ′がボイスコイルモータ２
の可動部の位置に依存しないように利得を調整するよう
になっている。ただし、上記第１実施例と異なり、段階
的に利得を切換えるために該利得の調整は近似的なもの
となるが、実用上は差し支えない。 【００３９】このような本第２実施例によっても、上記
第１実施例と同様の効果が得られるほか、より簡単な構
成で低コストな装置を構成することが可能となる。 【００４０】なお、上記第１，第２実施例における速度
センサアンプ４と利得制御手段１４（１４ａ）は、同一
の素子で構成されても構わない。 【００４１】また、上記第１，第２実施例においては、
速度検出手段としてコイル検出型速度センサを採用した
が、これに限らず、ボイスコイルモータの駆動コイル自
身の逆起電力を利用したもの等、他の速度検出方式を採
用してもよい。 【００４２】以上説明したように、上記各実施例によれ
ば、ボイスコイルモータの可動部の位置にかかわらず、
安定かつ応答性のよいボイスコイルモータの制御装置を
提供することができる。 【００４３】[付記]以上詳述した如き本発明の実施態様
によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、 （１）ボイスコイルモータと、このボイスコイルモータ
の可動部の移動速度を検出する速度検出手段と、上記ボ
イスコイルモータの可動部の位置を検出する位置検出手
段と、上記速度検出手段の利得を上記位置検出手段から
出力される位置情報信号に基づいて制御する利得制御手
段と、を具備するボイスコイルモータの制御装置。 【００４４】（２）上記利得制御手段の利得は、上記位
置情報信号に基づいて連続的に変化する、上記（１）に
記載のボイスコイルモータの制御装置。 【００４５】（３）上記利得制御手段の利得は、上記位
置情報信号に基づいて段階的に変化する、上記（１）に
記載のボイスコイルモータの制御装置。 【００４６】（４）上記速度検出手段は、コイル検出型
速度センサで構成されている、上記（１）または（２）
あるいは（３）に記載のボイスコイルモータの制御装
置。 【００４７】（５）上記速度検出手段は、上記ボイスコ
イルモータの駆動コイル自身の逆起電力を利用して構成
されている、上記（１）または（２）あるいは（３）に
記載のボイスコイルモータの制御装置。 【００４８】上記（１）ないし（５）項に示した、何れ
のボイスコイルモータの制御装置によっても、ボイスコ
イルモータの可動部の位置にかかわらず、安定かつ応答
性のよいボイスコイルモータの制御装置を提供すること
ができる。 【００４９】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ボ
イスコイルモータの可動部の位置に拘らず、安定かつ応
答性のよいボイスコイルモータの制御装置を提供でき
る。
制御装置、詳しくは、ビデオカメラのフォーカスレンズ
等を駆動するボイスコイルモータの制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ビデオカメラ等においてボイスコ
イルモータを用いてフォーカスレンズ等を駆動する技術
手段が知られている。この技術手段においては、振動、
衝撃等が生じても該フォーカスレンズを安定して駆動で
きるように上記ボイスコイルモータの位置制御および速
度制御を行うようになっている。 【０００３】図３は、このような従来のボイスコイルモ
ータの制御装置の一例を示したブロック図であり、図４
は、本実施例のボイスコイルモータの制御装置にも採用
される、従来のボイスコイルモータおよびそれに併設さ
れた速度センサを示した断面図である。 【０００４】図に示すように、ボイスコイルモータ１０
２における駆動コイル１３２にはモータドライバ１０１
から駆動電流Ｉｏが供給されるようになっており、これ
により該ボイスコイルモータ１０２が駆動されるように
なっている。このボイスコイルモータ１０２は、図４に
示すように一端にフランジの形成された円筒状の可動部
１３１を備えており、この可動部１３１の外周には駆動
コイル１３２が巻かれ、上記モータドライバ１０１は前
記駆動コイル１３２の両端に接続されている。 【０００５】上記可動部１３１は、ヨーク１３３内にお
いて、上記駆動コイル１３２が巻装されている部位が円
筒の軸方向に移動自在となるように介挿されている。こ
のヨーク１３３における駆動コイル１３２の対向面には
永久磁石１３４が固着されており、上記モータドライバ
１０１から駆動電流Ｉｏが該駆動コイル１３２に供給さ
れると、上記ヨーク１３３と上記永久磁石１３４との間
の空隙に生ずる磁束と該駆動電流Ｉｏとの相互作用によ
り推力が円筒の軸方向に発生し、該可動部１３１が移動
するようになっている。 【０００６】上記可動部１３１のフランジ部一側方から
は、該可動部１３１と一体的に動くアーム１３７が図
中、下方に向けて突出形成されている。このアーム１３
７の先端部からは上記軸方向に向けて速度センサ１０３
が突出して配設されている。この速度センサ１０３は、
中空の円筒部に速度検出コイル１３５が巻装され、該中
空部には外部に一端を固定された棒状の永久磁石１３６
の他端が嵌脱自在に介挿されて構成されている。 【０００７】図３に示すように、上記速度センサ１０３
の出力、すなわち速度検出コイル１３５の両端電圧は上
記永久磁石１３６に対する上記速度検出コイル１３５の
速度、すなわち上記可動部１３１の移動速度に比例して
出力されるようになっている。この速度検出コイル１３
５の出力端は速度センサアンプ１０４に接続されてお
り、該速度センサアンプ１０４によって増幅され、速度
情報電圧Ｖｖとして出力されるようになっている。 【０００８】一方、上記ボイスコイルモータ１０２には
公知の位置センサ１０５が配設されており、その検出結
果は位置センサ検出回路１０６を介して上記可動部１３
１の位置に対して直線的に変化するような位置情報電圧
Ｖｘとして出力されるようになっている。 【０００９】上記位置センサ検出回路１０６の出力電圧
Ｖｘは、第１の減算器１０９の負側入力に入力されるよ
うになっている。一方、該第１の減算器１０９の正側入
力には、目標位置設定電圧入力端子１０７より入力され
た目標位置設定電圧ＶｘRがバッファ１０８を介して入
力されている。同第１の減算器１０９の出力のうち一方
は積分器１１０に入力され、他方は利得調整手段１１１
に入力されており、それぞれの出力は加算器１１２で再
び合流して第２の減算器１１３の正側入力に入力されて
いる。 【００１０】一方、上記第２の減算器１１３の負側入力
には上記速度センサアンプ１０４の出力電圧Ｖｖが入力
されるようになっており、また、該第２の減算器１１３
の出力は上記モータドライバ１０１に入力され、このモ
ータドライバ１０１は入力電圧に比例する駆動電流Ｉｏ
を出力する。 【００１１】このような構成によるボイスコイルモータ
の制御装置は、ボイスコイルモータ１０２の速度と位置
をそれぞれ速度センサ１０３と位置センサ１０５で検出
し、それぞれの検出結果をフィードバックすることによ
り、ボイスコイルモータの位置の検出結果すなわち位置
情報電圧Ｖｘが目標位置設定電圧ＶｘRに等しくなるよ
うに制御する。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような速度センサおよび速度センサアンプにおいて
は、ボイスコイルモータの可動部の移動速度を電圧に変
換する変換係数が、該可動部の位置に依存して変化す
る。これにより、該可動部がある位置で適正なフィード
バック量になるように該速度センサアンプの利得を調整
しても、同可動部が別の位置にあるときには、該フィー
ドバック量の適正値を得ることが困難となる。したがっ
て、ボイスコイルモータの応答速度が遅くなったり、ま
た、不安定になるという問題点があった。 【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、ボイスコイルモータの可動部の位置に拘ら
ず、安定かつ応答性のよいボイスコイルモータの制御装
置を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるボイスコイルモータの制御装置は、ボ
イスコイルモータを駆動するモータドライバと、上記ボ
イスコイルモータの可動部の移動速度を検出する速度検
出手段と、上記ボイスコイルモータの可動部の位置を検
出する位置検出手段と、上記速度検出手段の利得を上記
位置検出手段から出力される位置情報検出値の逆数に比
例して制御する利得制御手段と、上記利得制御手段の出
力を上記モータドライバの入力側に負帰還するフィード
バック制御手段とを具備する。 【００１５】 【００１６】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 【００１７】図１は、本発明の第１実施例を示すボイス
コイルモータの制御装置のブロック図である。 【００１８】この第１実施例のボイスコイルモータの制
御装置は、ボイスコイルモータ２における駆動コイル３
２に駆動電流Ｉｏを供給し、該ボイスコイルモータ２の
駆動を制御するモータドライバ１を備えている。このボ
イスコイルモータ２は、公知のモータであり、以下、上
記図４を参照して説明する。 【００１９】図４に示すように、該ボイスコイルモータ
２は、一端にフランジの形成された円筒状の可動部１３
１を備えており、この可動部１３１の外周には駆動コイ
ル３２が巻かれ、上記モータドライバ１は該駆動コイル
３２の両端に接続されている。 【００２０】上記可動部１３１は、ヨーク１３３内にお
いて、上記駆動コイル３２が巻装されている部位が円筒
の軸方向に移動自在となるように介挿されている。この
ヨーク１３３における駆動コイル３２の対向面には永久
磁石１３４が固着されており、上記モータドライバ１か
ら駆動電流Ｉｏが該駆動コイル３２に供給されると、上
記ヨーク１３３と上記永久磁石１３４との間の空隙に生
ずる磁束と該駆動電流Ｉｏとの相互作用により推力が円
筒の軸方向に発生し、該可動部１３１が移動するように
なっている。 【００２１】上記可動部１３１のフランジ部一側方から
は、該可動部１３１と一体的に動くアーム１３７が図
中、下方に向けて突出形成されている。このアーム１３
７の先端部からは上記軸方向に向けて速度センサ３が突
出して配設されている。この速度センサ３は、中空の円
筒部に速度検出コイル１３５が巻装され、該中空部には
外部に一端を固定された棒状の永久磁石１３６の他端が
嵌脱自在に介挿されて構成されている。 【００２２】図１に戻って、上記速度センサ３の出力、
すなわち速度検出コイル１３５の両端電圧は上記永久磁
石１３６に対する上記速度検出コイル１３５の速度、す
なわち上記可動部１３１の移動速度に比例して出力され
るようになっている。この速度検出コイル１３５の出力
端は速度センサアンプ４に接続されており、該速度セン
サアンプ４によって増幅され、速度情報電圧Ｖｖとして
出力されるようになっている。 【００２３】一方、上記ボイスコイルモータ２には公知
の位置センサ５が配設されており、その検出結果は位置
センサ検出回路６を介して上記可動部１３１の位置に対
して直線的に変化するような位置情報電圧Ｖｘとして出
力されるようになっている。 【００２４】なお、上記速度センサ３と速度センサアン
プ４とで速度検出手段を構成し、また、上記位置センサ
５と位置センサ検出回路６とで位置検出手段を構成す
る。 【００２５】上記速度センサアンプ４の出力端は、利得
制御手段１４に接続されており、該速度センサアンプ４
から出力された速度情報電圧Ｖｖは該利得制御手段１４
に入力されるようになっている。この利得制御手段１４
は利得制御端子１５を有し、利得Ｇｖ、すなわち増幅率
または減衰率は、該利得制御端子１５に入力される電圧
によって連続的に可変制御されるようになっている。こ
れにより、上記速度センサアンプ４からの出力電圧Ｖｖ
は、該利得制御手段１４で上記利得Ｇｖで増幅された
後、新たな速度情報電圧Ｖｖ′として出力される。 【００２６】一方、上記位置センサ検出回路６の出力電
圧Ｖｘは、第１の減算器９の負側入力に入力されるよう
になっていると共に、上記利得制御手段１４における利
得制御端子１５に入力するようになっている。これによ
り、該利得制御端子１５には上記位置情報電圧Ｖｘが入
力され、上記利得制御手段１４の出力Ｖｖ′は結局ボイ
スコイルモータ２の可動部１３１（図４参照）の位置に
依存することとなる。 【００２７】上記第１の減算器９の正側入力には、目標
位置設定電圧入力端子７より入力された目標位置設定電
圧ＶｘRがバッファ８を介して入力されている。同第１
の減算器９の出力のうち一方は積分器１０に入力され、
他方は利得調整手段１１に入力されており、それぞれの
出力は加算器１２で再び合流して第２の減算器１３の正
側入力に入力されている。 【００２８】一方、上記第２の減算器１３の負側入力に
は、上記利得制御手段１４の出力電圧Ｖｖ′が入力され
るようになっている。また、該第２の減算器１３の出力
は上記モータドライバ１に入力され、このモータドライ
バ１は入力電圧に比例する駆動電流Ｉｏを出力するよう
になっている。 【００２９】上述したように、上記ボイスコイルモータ
２の速度は、速度センサアンプ４において上記速度情報
電圧Ｖｖに変換されるが、この変換係数をＫｖとすると
該係数は、ボイスコイルモータ２の可動部１３１（図４
参照）の位置、すなわち位置情報電圧Ｖｘに依存するこ
とにより、該位置情報電圧Ｖｘの関数Ｋｖ（Ｖｘ）とし
て表わすことができる。また、本実施例では、上記利得
制御手段１４の利得Ｇｖを、（１／Ｋｖ（Ｖｘ））の定
数倍になるように調整しているので、該利得も上記位置
情報電圧Ｖｘの関数となり、 Ｇｖ（Ｖｘ）＝ａ／（Ｋｖ（Ｖｘ）） ａ：定数 となる。 【００３０】これは、上記利得制御手段１４の利得Ｇｖ
（Ｖｘ）が利得制御端子１５に入力される位置情報電圧
Ｖｘに依存すること示している。また、上記速度センサ
３から速度センサアンプ４を経て利得制御手段１４の出
力に至るまでの総合的な変換係数Ｋｖ′は、上記変換係
数Ｋｖ（Ｖｘ）と利得Ｇｖ（Ｖｘ）との積となり、 Ｋｖ′＝Ｋｖ（Ｖｘ） × Ｇｖ（Ｖｘ）＝ａ となる。これにより、該変換係数Ｋｖ′は上記位置情報
電圧Ｖｘに依存しなくなることがわかる。したがって、
上記利得制御手段１４から出力される速度情報電圧Ｖ
ｖ′は、該上記位置情報電圧Ｖｘに依存しない値とな
る。 【００３１】このような構成によるボイスコイルモータ
の制御装置は、ボイスコイルモータ２の速度と位置をそ
れぞれ速度センサ３と位置センサ５で検出し、上述した
ようにそれぞれの検出結果（速度情報電圧Ｖｖ′と位置
情報電圧Ｖｘ）をフィードバックすることにより、ボイ
スコイルモータの位置の検出結果すなわち位置情報電圧
Ｖｘが目標位置設定電圧ＶｘRに等しくなるように制御
する。 【００３２】以上説明したように本実施例においては、
上記速度センサ３から速度センサアンプ４を経て利得制
御手段１４の出力に至るまでの総合的な変換係数Ｋｖ′
が位置情報電圧Ｖｘに依存しないため、該位置情報電圧
Ｖｘに依存しない速度情報電圧Ｖｖ′をフィードバック
することができる。これにより、ボイスコイルモータ２
の可動部が任意の位置にあって特定できなくても、安定
かつ応答性良く該ボイスコイルモータの制御を行うこと
ができる。 【００３３】以上、本発明の第１実施例を説明したが、
該第１実施例がボイスコイルモータの位置により、利得
制御手段の利得を連続的に変えるのに対して、スイッチ
等を用いて該利得を段階的に変えるように構成した実施
例も考えられる。このような実施例を第２実施例とし
て、以下、説明する。 【００３４】図２は、該第２実施例のボイスコイルモー
タの制御装置の構成を示したブロック図である。なお、
重複を避けるため、上記第１実施例と同一の構成要素に
は、同一符号を付記し、ここでの説明は省略する。 【００３５】この第２実施例は、上記第１実施例におけ
る利得制御手段１４の代わりに、利得を段階的に変える
スイッチ１６を内蔵した利得制御手段１４ａと、該スイ
ッチ１６の制御手段１７とを具備していることを特徴と
する。その他の構成要素は、上記第１実施例と同様であ
るので、ここでの詳しい説明は省略する。 【００３６】上記速度センサアンプ４より出力された速
度情報電圧Ｖｖは利得制御手段１４ａに入力されるよう
になっている。この利得制御手段１４ａは上記第１実施
例における利得制御手段１４と比較すると、利得を段階
的に変えるスイッチ１６を内蔵している点が異なってい
る。該スイッチ１６には、該スイッチ切換制御用のスイ
ッチ制御手段１７が接続されている。このスイッチ制御
手段１７には、上記位置センサ検出回路６からの位置情
報電圧Ｖｘが入力されるようになっており、該位置情報
電圧Ｖｘの値に基づいて上記利得制御手段１４ａが適当
な利得になるように上記スイッチ１６を段階的に切換え
るようになっている。 【００３７】なお、上記スイッチ制御手段１７は、単一
または複数のコンパレータ、あるいはＡ／Ｄコンバータ
とＲＯＭ（read only memory）との組み合わせによって
実現できる。 【００３８】上記利得制御手段１４ａは、上記第１実施
例と同様に、速度センサ３と速度センサアンプ４とを合
わせた総合的な変換係数Ｋｖ′がボイスコイルモータ２
の可動部の位置に依存しないように利得を調整するよう
になっている。ただし、上記第１実施例と異なり、段階
的に利得を切換えるために該利得の調整は近似的なもの
となるが、実用上は差し支えない。 【００３９】このような本第２実施例によっても、上記
第１実施例と同様の効果が得られるほか、より簡単な構
成で低コストな装置を構成することが可能となる。 【００４０】なお、上記第１，第２実施例における速度
センサアンプ４と利得制御手段１４（１４ａ）は、同一
の素子で構成されても構わない。 【００４１】また、上記第１，第２実施例においては、
速度検出手段としてコイル検出型速度センサを採用した
が、これに限らず、ボイスコイルモータの駆動コイル自
身の逆起電力を利用したもの等、他の速度検出方式を採
用してもよい。 【００４２】以上説明したように、上記各実施例によれ
ば、ボイスコイルモータの可動部の位置にかかわらず、
安定かつ応答性のよいボイスコイルモータの制御装置を
提供することができる。 【００４３】[付記]以上詳述した如き本発明の実施態様
によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、 （１）ボイスコイルモータと、このボイスコイルモータ
の可動部の移動速度を検出する速度検出手段と、上記ボ
イスコイルモータの可動部の位置を検出する位置検出手
段と、上記速度検出手段の利得を上記位置検出手段から
出力される位置情報信号に基づいて制御する利得制御手
段と、を具備するボイスコイルモータの制御装置。 【００４４】（２）上記利得制御手段の利得は、上記位
置情報信号に基づいて連続的に変化する、上記（１）に
記載のボイスコイルモータの制御装置。 【００４５】（３）上記利得制御手段の利得は、上記位
置情報信号に基づいて段階的に変化する、上記（１）に
記載のボイスコイルモータの制御装置。 【００４６】（４）上記速度検出手段は、コイル検出型
速度センサで構成されている、上記（１）または（２）
あるいは（３）に記載のボイスコイルモータの制御装
置。 【００４７】（５）上記速度検出手段は、上記ボイスコ
イルモータの駆動コイル自身の逆起電力を利用して構成
されている、上記（１）または（２）あるいは（３）に
記載のボイスコイルモータの制御装置。 【００４８】上記（１）ないし（５）項に示した、何れ
のボイスコイルモータの制御装置によっても、ボイスコ
イルモータの可動部の位置にかかわらず、安定かつ応答
性のよいボイスコイルモータの制御装置を提供すること
ができる。 【００４９】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ボ
イスコイルモータの可動部の位置に拘らず、安定かつ応
答性のよいボイスコイルモータの制御装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すボイスコイルモータ
の制御装置のブロック図である。 【図２】本発明の第２実施例を示すボイスコイルモータ
の制御装置のブロック図である。 【図３】従来のボイスコイルモータの制御装置の一例を
示したブロック図である。 【図４】上記第１および第２実施例のボイスコイルモー
タの制御装置に採用される、従来のボイスコイルモータ
およびそれに併設された速度センサを示した断面図であ
る。 【符号の説明】 １…モータドライバ ２…ボイスコイルモータ ３…速度センサ ４…速度センサアンプ ５…位置センサ ６…位置センサ検出回路 １４…利得制御手段 １５…利得制御端子 ３２…駆動コイル
の制御装置のブロック図である。 【図２】本発明の第２実施例を示すボイスコイルモータ
の制御装置のブロック図である。 【図３】従来のボイスコイルモータの制御装置の一例を
示したブロック図である。 【図４】上記第１および第２実施例のボイスコイルモー
タの制御装置に採用される、従来のボイスコイルモータ
およびそれに併設された速度センサを示した断面図であ
る。 【符号の説明】 １…モータドライバ ２…ボイスコイルモータ ３…速度センサ ４…速度センサアンプ ５…位置センサ ６…位置センサ検出回路 １４…利得制御手段 １５…利得制御端子 ３２…駆動コイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 5/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ボイスコイルモータを駆動するモータド
ライバと、 上記ボイスコイルモータの可動部の移動速度を検出する
速度検出手段と、 上記ボイスコイルモータの可動部の位置を検出する位置
検出手段と、 上記速度検出手段の利得を上記位置検出手段から出力さ
れる位置情報検出値の逆数に比例して制御する利得制御
手段と、上記利得制御手段の出力を上記モータドライバの入力側
に負帰還するフィードバック制御手段と 、 を具備したことを特徴とするボイスコイルモータの制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12282094A JP3483937B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ボイスコイルモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12282094A JP3483937B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ボイスコイルモータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337059A JPH07337059A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3483937B2 true JP3483937B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=14845449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12282094A Expired - Fee Related JP3483937B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ボイスコイルモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3483937B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP12282094A patent/JP3483937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07337059A (ja) | 1995-12-22 |
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