JP4999139B2 - 駆動制御装置及び駆動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気機械変換素子を用いた駆動制御装置及び駆動制御方法に関する。

従来、圧電素子を用いたアクチュエータが種々提案されている。例えば、カメラのレンズのフォーカス駆動のための圧電素子を用いたアクチュエータも提案されている（下記の特許文献２参照）。かかるアクチュエータでは、所定方向に沿った圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう該圧電素子への駆動パルスの供給を制御して該圧電素子を伸縮させることで、レンズ駆動用の軸部材を上記所定方向に沿って振動させ、該軸部材に摩擦係合したレンズを上記所定方向に沿って微小に移動させるのが一般的である。

ところが、上記のアクチュエータでは、所定方向に沿った圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう該圧電素子を伸縮させることで、軸部材を上記所定方向に沿って振動させ、該軸部材に摩擦係合したレンズを微小に移動させていたため、駆動パルス数に比例した距離だけレンズを移動させることは困難であった。

かかる問題点を踏まえ、上記特許文献１には、レンズのフォーカス駆動の精度を向上させるべく、レンズの移動量を検出し該レンズの移動速度を求め、該レンズの移動速度が予め定められた目標速度となるよう、レンズの駆動のための駆動パルスの供給停止時間を制御する技術が開示されている。この技術では、レンズのフォーカス駆動を実行しながら、レンズの移動速度を時々刻々と求め、該レンズの移動速度が予め定められた目標速度となるようマルチタスクによる高速な制御を行うため、当該制御の初期段階を除いては精度の高いフォーカス駆動制御が期待できる。
特開平１１−３５６０７０号公報 特許第２６３３０６６号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、マルチタスクによる高速な制御を行う必要があるため、マルチタスクＣＰＵを搭載した制御装置を必要とし、安価なシングルタスクＣＰＵしか搭載されていない制御装置では実現できない。また、レンズのフォーカス駆動を実行しながら、同時に、駆動パルスの供給停止時間を制御するため、かかるフォーカス駆動の初期段階では、精度の高いフォーカス駆動制御は期待できない。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、安価なＣＰＵ構成によって、制御の初期段階から所定レベル以上の精度での駆動制御を実現することができる駆動制御装置及び駆動制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る駆動制御装置は、所定方向に沿って伸縮する圧電素子と、所定方向における圧電素子の一端に固定された駆動部材と、圧電素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部とを備え、駆動パルス制御部が、所定方向に沿った圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう駆動パルスの供給を制御して圧電素子を伸縮させることで、駆動部材を所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合した被駆動部材を、所定方向に沿った一の方向及びその逆方向を含む双方向に移動させる駆動制御装置であって、駆動パルス制御部は、被駆動部材の位置決めを行う位置決め動作の開始前に、双方向のそれぞれについて、規定の移動量だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定手段と、双方向のそれぞれについて、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数と被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、算出された双方向それぞれの補正係数に基づいて、被駆動部材を移動させるために圧電素子へ供給される素子駆動パルス数を補正する駆動パルス数補正手段とを含んで構成され、駆動パルス制御部には、フォトインタラプタを有し、フォトインタラプタからの出力信号に基づいて被駆動部材の位置を検出するポジションセンサが設けられ、フォトインタラプタからの出力信号は、Ａ領域では所定の出力レベルで出力され、被駆動部材を移動させる方向におけるＡ領域の両側にあるＢ領域及びＣ領域ではＡ領域よりも低い出力レベルで出力され、実駆動パルス数測定手段は、双方向のそれぞれについての規定の移動量として、Ｂ領域からＡ領域への切替り位置から、Ａ領域からＣ領域への切替り位置までの区間、及び、Ｃ領域からＡ領域への切替り位置から、Ａ領域からＢ領域への切替り位置までの区間だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定することを特徴とする。

また、本発明に係る駆動制御方法は、所定方向に沿って伸縮する圧電素子と、所定方向における圧電素子の一端に固定された駆動部材と、圧電素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部とを備えた駆動制御装置にて、駆動パルス制御部によって、所定方向に沿った圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう駆動パルスの供給を制御して圧電素子を伸縮させることで、駆動部材を所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合した被駆動部材を、所定方向に沿った一の方向及びその逆方向を含む双方向に移動させる駆動制御方法であって、駆動パルス制御部が、被駆動部材の位置決めを行う位置決め動作の開始前に、双方向のそれぞれについて、規定の移動量だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定ステップと、駆動パルス制御部が、双方向のそれぞれについて、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数と被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出ステップと、駆動パルス制御部が、算出された双方向それぞれの補正係数に基づいて、被駆動部材を移動させるために圧電素子へ供給される素子駆動パルス数を補正する駆動パルス数補正ステップとを有し、駆動パルス制御部には、フォトインタラプタを有し、フォトインタラプタからの出力信号に基づいて被駆動部材の位置を検出するポジションセンサが設けられ、フォトインタラプタからの出力信号は、Ａ領域では所定の出力レベルで出力され、被駆動部材を移動させる方向におけるＡ領域の両側にあるＢ領域及びＣ領域ではＡ領域よりも低い出力レベルで出力され、実駆動パルス数測定ステップは、双方向のそれぞれについての規定の移動量として、Ｂ領域からＡ領域への切替り位置から、Ａ領域からＣ領域への切替り位置までの区間、及び、Ｃ領域からＡ領域への切替り位置から、Ａ領域からＢ領域への切替り位置までの区間だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定することを特徴とする。

なお、上記の「規定の移動量」とは、主として規定の距離を意味するが、規定の駆動パルス数であってもよい。

上記の本発明に係る駆動制御装置又は駆動制御方法によれば、被駆動部材の位置決めを行う位置決め動作の開始前に、駆動パルス制御部が、上記双方向のそれぞれについて、規定の移動量だけ被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定し、双方向のそれぞれについて、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数と被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する。そして、駆動パルス制御部は、算出された双方向それぞれの補正係数に基づいて、被駆動部材を移動させるために圧電素子へ供給される素子駆動パルス数を補正する。

このように本発明では、位置決め動作を行いながらではなく、位置決め動作の開始前に、被駆動部材を移動させるために圧電素子へ供給される素子駆動パルス数を補正するため、位置決め動作を行いながら素子駆動パルス数を時々刻々と制御する従来技術のようにマルチタスク能力を持つＣＰＵを必要とせず、安価なＣＰＵ構成によって実現することができる。また、位置決め動作の開始前に素子駆動パルス数の補正を完了させるため、位置決め動作の初期段階から所定レベル以上の精度での駆動制御を実現することができる。

なお、本発明に係る駆動制御装置では、駆動パルス制御部は、双方向それぞれについての実駆動パルス数及び予め定めた基準パルス数より求められる、実駆動パルス数と基準パルス数との乖離に相関する所定の係数と、所定の基準値とに基づいて、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要するか否かを判断する補正判断手段をさらに含み、駆動パルス数補正手段は、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要すると判断された場合、予め定められた温度変化に応じた補正を素子駆動パルス数に対し施す構成とすることが望ましい。

また、本発明に係る駆動制御方法は、駆動パルス制御部が、双方向それぞれについての実駆動パルス数及び予め定めた基準パルス数より求められる、実駆動パルス数と基準パルス数との乖離に相関する所定の係数と、所定の基準値とに基づいて、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要するか否かを判断する補正判断ステップと、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要すると判断された場合に、駆動パルス制御部が、予め定められた温度変化に応じた補正を素子駆動パルス数に対し施す温度補正ステップとをさらに有することが望ましい。

このように、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要するか否かを判断し、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要すると判断された場合に、予め定められた温度変化に応じた補正を素子駆動パルス数に対し施すことで、より精度の高い駆動制御を実現することができる。

なお、上記の被駆動部材はレンズを含んで構成され、所定方向はレンズの光軸方向とすることができる。即ち、本発明に係る駆動制御装置及び駆動制御方法は、光軸方向に沿ったレンズの位置決めにおけるレンズの駆動制御に適用することができる。

本発明によれば、安価なＣＰＵ構成によって、制御の初期段階から所定レベル以上の精度での駆動制御を実現することができる。

以下、図１乃至図６を参照して本発明に係る実施形態について説明する。

［駆動制御装置の概略構成］
図１には、本発明に係る駆動制御装置２０の一例の分解斜視図を示す。図１において、駆動制御装置２０は、被駆動部材としてのレンズ２１（図２）を内蔵した鏡筒１と、鏡筒１を支持するとともにレンズ２１の光軸方向に沿って鏡筒１を案内するガイドバー３とを含んで構成される。鏡筒１の左側の突部１ａの孔１ｂと突部１ｃの孔１ｄには鏡筒１を支持するとともに鏡筒１を軸方向移動させる鏡筒支持部材兼駆動棒１７が挿入されており、該駆動棒１７（以下「駆動棒」と略記する）は駆動棒支持部材１３に形成された第１の直立部１３ａの孔１３ｂ及び第２の直立部１３ｃの孔１３ｄに軸方向移動可能に挿入されている。また、駆動棒１７は該駆動棒支持部材１３の第２の直立部１３ｃよりも更に後方に突出しており、該駆動棒の後端は該駆動棒支持部材１３の第３の直立部１３ｅに後端を固着された圧電素子１２の前端に固定されている。

鏡筒１の突部１ａ及び１ｃの下面には鉛直なネジ孔が形成され、それぞれのネジ孔の位置と一致するバカ孔１４ａ及び１４ｂを両端に有した長方形の板バネ１４がビス１５及び１６によって突部１ａ及び１ｃの下面に駆動棒１７と平行に取付けられている。板バネ１４の中央には上向きに突出した屈曲部１４ｃが形成され、この屈曲部１４ｃは突部１ａと１ｃとの中間位置において駆動棒１７の下面に圧接されている。このため突部１ａの孔１ｂ及び突部１ｃの孔１ｄのそれぞれの中で駆動棒１７が上の方へ片寄せされ、孔１ｂ及び１ｄのそれぞれの上側の内周面に駆動棒１７の上側の外周面が板バネ１４の弾発力により圧接されている。従って、孔１ｂ及び１ｄと駆動棒１７との摩擦力及び屈曲部１４ｃと駆動棒１７の摩擦力以下の軸方向力が駆動棒１７に加えられた時には鏡筒１と駆動棒１７とは一体となって動くが、該摩擦力以上の軸方向力が駆動棒１７に加わった時には駆動棒１７のみが軸方向に移動可能となる。なお、ｗ１及びｗ２は圧電素子１２に給電するためのリード線である。

次に、駆動棒１７と鏡筒１を摩擦係合する板バネ１４の作用について説明する。摩擦力を安定して発生させ、板バネ１４による弾性力が鏡筒１の変位方向に作用しないようにするために板バネ１４の弾性力は駆動棒１７に略垂直に加わるようになされている。更に圧電素子１２の伸縮により、板バネ１４が圧電素子１２の伸縮方向に弾性変形すると駆動棒１７と鏡筒１との摩擦力が変化し、更に鏡筒１の変位方向に弾性力が作用し、鏡筒１の変位が不安定になる。これを防ぐため、板バネ１４は圧電素子１２の伸縮方向と平行な平面部を有し、この方向には大きな剛性を有するようになされている。

［駆動制御装置の機能的構成］
図２には駆動制御装置２０に関する機能ブロック図を示す。図２に示すように、駆動制御装置２０は、図１の鏡筒１に内蔵されたレンズ２１と、レンズ２１の位置を光軸方向に沿って調整するための駆動棒１７と、駆動棒１７に連結され該駆動棒１７を光軸方向に沿って移動させる作用を持つ圧電素子１２と、圧電素子１２への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部３０とを備えている。このうち駆動パルス制御部３０は、光軸方向に沿った圧電素子１２の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう駆動パルスの供給を制御して圧電素子１２を伸縮させることで、駆動棒１７を光軸方向に沿って振動させ、駆動棒１７に摩擦係合した鏡筒１（及び内蔵されたレンズ２１）を、光軸方向に沿って被写体に近づく方向（以下「Ｎ方向」という）及び被写体から遠ざかる方向（以下「ＩＮＦ方向」という）に移動させる。

また、駆動パルス制御部３０は、従来より知られたフォトインタラプタ（不図示）を備え該フォトインタラプタからの出力信号（以下「ＰＩ出力」という。）に基づいてレンズ２１の位置を検出するポジションセンサ３２を備えている。ＰＩ出力は、一例として図３に示すようにＨ区間であるＡ領域、Ｄ領域と、Ｌ区間であるＢ領域、Ｃ領域とを含んだグラフで表される。ポジションセンサ３２は、レンズ２１の焦点合わせ動作の開始前に、Ｎ方向及びＩＮＦ方向のそれぞれについて、図３のＡ領域に相当するパルス数（規定の距離だけレンズ２１を実際に移動させるに要したパルス数、以下「実駆動パルス数」という）を測定する実駆動パルス数測定手段としての機能を有する。

その他、駆動パルス制御部３０は、駆動パルスを圧電素子１２へ供給する駆動パルス供給手段３１と、後述の補正係数算出のための基準パルス数などのさまざまな規定値を記憶したＥＥＰＲＯＭ３６と、Ｎ方向及びＩＮＦ方向のそれぞれについて、実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、駆動パルス数とレンズ２１の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段３３と、算出された補正係数に基づいて、レンズ２１を移動させるために圧電素子１２へ供給される駆動パルス数を補正する駆動パルス数補正手段３４と、Ｎ方向及びＩＮＦ方向それぞれについての実駆動パルス数及び予め定めた基準パルス数より、実駆動パルス数と基準パルス数との乖離に相関する係数（測温係数）を求め、該測温係数と所定の基準値とに基づいて、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要するか否かを判断する補正判断手段３５とをさらに備える。もちろん、駆動パルス数補正手段３４は、温度変化に応じた駆動パルス数の補正を要すると判断された場合、後述する温度変化に応じた補正を駆動パルス数に対し施す。

［駆動制御装置における処理動作］
次に、駆動制御装置２０における処理動作を説明する。図４には基本の処理動作を示す。この図４に示すように、まずはステップＳ１にて、ポジションセンサ３２が、レンズ２１の焦点合わせ動作の開始前に、Ｎ方向及びＩＮＦ方向のそれぞれについて、図３のＡ領域に相当する実駆動パルス数を測定する。つまり、ポジションセンサ３２が、図３のＡ領域について最初にＮ方向の実駆動パルス数を測定し、次にＡ領域についてＩＮＦ方向の実駆動パルス数を測定する。

具体的には、図３に示すように、当該時点のポジションセンサ３２の被測定位置がＰＩ出力におけるＡ領域内に相当する場合、駆動パルス制御部３０は、レンズ２１をＮ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始し、ポジションセンサ３２によりＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＣ領域への切替り）を検出したら、その立ち下がり位置から所定パルス（例えば１０パルス）だけ駆動パルスを供給した時点で供給を停止する。その後、駆動パルス制御部３０は、レンズ２１をＩＮＦ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始し、ポジションセンサ３２によりＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＢ領域への切替り）を検出したら、その立ち下がり位置から所定パルス（例えば１０パルス）だけ駆動パルスを供給した時点で供給を停止する。次に、駆動パルス制御部３０はレンズ２１をＮ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始し、ポジションセンサ３２は、ＰＩ出力におけるＬからＨへの立ち上がり（Ｂ領域からＡ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを開始し、その後、ＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＣ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを終了する。このようにしてＮ方向の実駆動パルス数Ｐ１_Ｎが測定される。同様に、駆動パルス制御部３０がレンズ２１をＩＮＦ方向に移動させるよう圧電素子１２への駆動パルス供給を開始した後、ポジションセンサ３２は、ＰＩ出力におけるＬからＨへの立ち上がり（Ｃ領域からＡ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを開始し、その後、ＰＩ出力におけるＨからＬへの立ち下がり（Ａ領域からＢ領域への切替り）を検出した時点で実駆動パルス数のカウントを終了する。このようにしてＩＮＦ方向の実駆動パルス数Ｐ１_ＩＮＦが測定される。

図４において次のステップＳ２では、補正係数算出手段３３が、常温正姿勢で予め求められたＮ方向基準パルス数Ｐ２_ＮとＩＮＦ方向基準パルス数Ｐ２_ＩＮＦとをＥＥＰＲＯＭ３６から読み出し、次のステップＳ３では、補正係数算出手段３３は、以下の式（１）、（２）に基づきＮ方向の駆動パルス数に関する補正係数Ｋ_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数に関する補正係数Ｋ_ＩＮＦとを算出する。
Ｋ_Ｎ＝Ｐ１_Ｎ／Ｐ２_Ｎ ・・・（１）
Ｋ_ＩＮＦ＝Ｐ１_ＩＮＦ／Ｐ２_ＩＮＦ ・・・（２）

次のステップＳ４では、駆動パルス数補正手段３４が、予め設定されたＮ方向設定パルス数Ｐ３_ＮとＩＮＦ方向設定パルス数Ｐ３_ＩＮＦとをＥＥＰＲＯＭ３６から読み出し、次のステップＳ５では、駆動パルス数補正手段３４は、以下の式（３）、（４）に基づきＮ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦとを算出する。
Ｐ４_Ｎ＝Ｐ３_Ｎ×Ｋ_Ｎ ・・・（３）
Ｐ４_ＩＮＦ＝Ｐ３_ＩＮＦ×Ｋ_ＩＮＦ ・・・（４）

以上のようにしてＮ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦとが求められる。以後、レンズ２１の焦点合わせ動作において、上記のＮ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦとが用いられる。

このように駆動制御装置２０では、レンズ２１の焦点合わせ動作を行いながらではなく、焦点合わせ動作の開始前に、レンズ２１を移動させるために圧電素子１２へ供給される駆動パルス数を補正するため、焦点合わせ動作を行いながら駆動パルス数を時々刻々と制御する従来技術のようにマルチタスク能力を持つＣＰＵを必要とせず、安価なＣＰＵ構成によって実現することができる。また、焦点合わせ動作の開始前に駆動パルス数の補正を完了させるため、焦点合わせ動作の初期段階から所定レベル以上の精度での駆動制御を実現することができる。

なお、図４のステップＳ１が本発明に係る実駆動パルス数測定ステップに相当し、ステップＳ２及びステップＳ３が補正係数算出ステップに相当し、そして、ステップＳ４及びステップＳ５が駆動パルス数補正ステップに相当する。

ところで、前述した図４の処理動作に加え、図５に示す温度補正を行ってもよい。即ち、図５のステップＳ６にて、補正判断手段３５が、以下の式（５）に基づき、実駆動パルス数と基準パルス数との乖離に相関する所定の係数としての測温係数Ｄを算出するとともに、高温補正を要すると判断するための基準となる高温判断基準Ｅ_Ｈ、及び低温補正を要すると判断するための基準となる低温判断基準Ｅ_ＬをＥＥＰＲＯＭ３６から読み出す。
Ｄ＝（Ｐ１_Ｎ＋Ｐ１_ＩＮＦ）／（Ｐ２_Ｎ＋Ｐ２_ＩＮＦ） ・・・（５）

そして、次のステップＳ７では、補正判断手段３５は、算出された測温係数Ｄが高温判断基準Ｅ_Ｈよりも大きい（即ち、高温補正を要する）か否かを判断する。測温係数Ｄが高温判断基準Ｅ_Ｈよりも大きいと判断された場合、後述するステップＳ１０へ進み、高温補正が行われる。

一方、ステップＳ７で、測温係数Ｄが高温判断基準Ｅ_Ｈ以下と判断された場合は、ステップＳ８へ進み、補正判断手段３５は、算出された測温係数Ｄが低温判断基準Ｅ_Ｌよりも小さい（即ち、低温補正を要する）か否かを判断する。測温係数Ｄが低温判断基準Ｅ_Ｌよりも小さいと判断された場合、後述するステップＳ９へ進み、低温補正が行われる。

ステップＳ８で測温係数Ｄが低温判断基準Ｅ_Ｌ以上と判断された場合は、高温補正も低温補正も要しないため、図５の処理を終了する。

さて、ステップＳ７で測温係数Ｄが高温判断基準Ｅ_Ｈよりも大きいと判断された場合、ステップＳ１０にて駆動パルス数補正手段３４は、Ｎ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦに対し高温補正を行う。例えば、駆動パルス数補正手段３４は、予め求められＥＥＰＲＯＭ３６に記憶されたＮ方向、ＩＮＦ方向それぞれの高温補正用パルス数調整値Ｆ_Ｎ、Ｆ_ＩＮＦを読み出し、Ｎ方向の高温補正用パルス数調整値Ｆ_Ｎを駆動パルス数Ｐ４_Ｎに加算しＩＮＦ方向の高温補正用パルス数調整値Ｆ_ＩＮＦを駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦに加算することで、高温補正を行ってもよい。

一方、ステップＳ８で測温係数Ｄが低温判断基準Ｅ_Ｌよりも小さいと判断された場合、ステップＳ９にて駆動パルス数補正手段３４は、Ｎ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦに対し低温補正を行う。例えば、駆動パルス数補正手段３４は、予め求められＥＥＰＲＯＭ３６に記憶されたＮ方向、ＩＮＦ方向それぞれの低温補正用パルス数調整値Ｇ_Ｎ、Ｇ_ＩＮＦを読み出し、Ｎ方向の低温補正用パルス数調整値Ｇ_Ｎを駆動パルス数Ｐ４_Ｎに加算しＩＮＦ方向の低温補正用パルス数調整値Ｇ_ＩＮＦを駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦに加算することで、低温補正を行ってもよい。

このように温度変化に応じた補正を駆動パルス数に対し施すことで、より精度の高い駆動制御を実現することができる。なお、図５のステップＳ６〜Ｓ８が本発明に係る補正判断ステップに相当し、ステップＳ９及びステップＳ１０が温度補正ステップに相当する。

最後に、本発明が適用可能なＰＩ出力のバリエーションを説明する。図６には、本発明が適用可能なＰＩ出力の６種類（タイプ１〜６）を示す。図６に示すタイプ１〜４では、Ａ領域の両端の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を利用することで、前述した図４のステップＳ１でのＮ方向及びＩＮＦ方向の実駆動パルス数（図３のＡ領域に相当する実駆動パルス数）の測定を行うことが可能なので、タイプ１〜４は本発明を適用することができる。

一方、タイプ５、６では、立ち上がり部分又は立ち下がり部分の一方しかない。しかし、例えば、タイプ５では、Ｂ領域からＡ領域への切替り（立ち上がり部分）を検出した後、Ｎ方向に所定のパルス数だけ駆動し、その後、ＩＮＦ方向へ駆動し、該駆動開始からＡ領域からＢ領域への切替り（立ち下がり部分）を検出するまでの実駆動パルス数Ｐ１_ＩＮＦを測定すればよい。この場合、Ｎ方向への所定のパルス数をＰ１_Ｎとすれば、図４と同様の手順でＮ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦを求めることができる。タイプ６でも同様に、Ｎ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＮとＩＮＦ方向の駆動パルス数Ｐ４_ＩＮＦを求めることができる。即ち、タイプ５、６であっても本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態では、被駆動部材としてレンズを駆動する例を示したが、被駆動部材としてはレンズに限定されるものではなく、精度の高い位置決めを要する工作機械の切削部材を被駆動部材として本発明を適用することもできる。

本発明に係る駆動制御装置の一例を示す分解斜視図である。 駆動制御装置に関する機能ブロック図である。 ポジションセンサに含まれるフォトインタラプタからの出力信号を示すグラフである。 駆動制御装置における基本の処理動作を示す流れ図である。 温度補正動作を示す流れ図である。 本発明が適用可能なフォトインタラプタからの出力信号のバリエーションを示すグラフである。

符号の説明

１…鏡筒、３…ガイドバー、１２…圧電素子、１３…駆動棒支持部材、１４…板バネ、１５…ビス、１７…駆動棒、２０…駆動制御装置、２１…レンズ、３０…駆動パルス制御部、３１…駆動パルス供給手段、３２…ポジションセンサ、３３…補正係数算出手段、３４…駆動パルス数補正手段、３５…補正判断手段、３６…ＥＥＰＲＯＭ。

Claims (5)

1. 所定方向に沿って伸縮する圧電素子と、
   前記所定方向における前記圧電素子の一端に固定された駆動部材と、
   前記圧電素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部と、
   を備え、
   前記駆動パルス制御部が、前記所定方向に沿った前記圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう前記駆動パルスの供給を制御して前記圧電素子を伸縮させることで、前記駆動部材を前記所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合した被駆動部材を、前記所定方向に沿った一の方向及びその逆方向を含む双方向に移動させる駆動制御装置であって、
   前記駆動パルス制御部は、
   前記被駆動部材の位置決めを行う位置決め動作の開始前に、前記双方向のそれぞれについて、規定の移動量だけ前記被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定手段と、
   前記双方向のそれぞれについて、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、前記駆動パルス数と前記被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   算出された前記双方向それぞれの補正係数に基づいて、前記被駆動部材を移動させるために前記圧電素子へ供給される素子駆動パルス数を補正する駆動パルス数補正手段と、
   を含んで構成され、
   前記駆動パルス制御部には、フォトインタラプタを有し、前記フォトインタラプタからの出力信号に基づいて前記被駆動部材の位置を検出するポジションセンサが設けられ、
   前記フォトインタラプタからの出力信号は、Ａ領域では所定の出力レベルで出力され、前記被駆動部材を移動させる方向における前記Ａ領域の両側にあるＢ領域及びＣ領域では前記Ａ領域よりも低い出力レベルで出力され、
   前記実駆動パルス数測定手段は、前記双方向のそれぞれについての規定の移動量として、前記Ｂ領域から前記Ａ領域への切替り位置から、前記Ａ領域から前記Ｃ領域への切替り位置までの区間、及び、前記Ｃ領域から前記Ａ領域への切替り位置から、前記Ａ領域から前記Ｂ領域への切替り位置までの区間だけ前記被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する駆動制御装置。
2. 前記駆動パルス制御部は、
   前記双方向それぞれについての実駆動パルス数及び予め定めた基準パルス数より求められる、前記実駆動パルス数と前記基準パルス数との乖離に相関する所定の係数と、所定の基準値とに基づいて、温度変化に応じた前記駆動パルス数の補正を要するか否かを判断する補正判断手段をさらに含み、
   前記駆動パルス数補正手段は、
   温度変化に応じた前記駆動パルス数の補正を要すると判断された場合、予め定められた温度変化に応じた補正を前記素子駆動パルス数に対し施す、
   ことを特徴とする請求項１記載の駆動制御装置。
3. 前記被駆動部材はレンズを含んで構成され、前記所定方向は前記レンズの光軸方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動制御装置。
4. 所定方向に沿って伸縮する圧電素子と、
   前記所定方向における前記圧電素子の一端に固定された駆動部材と、
   前記圧電素子への駆動パルスの供給を制御する駆動パルス制御部と、
   を備えた駆動制御装置にて、
   前記駆動パルス制御部によって、前記所定方向に沿った前記圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならせるよう前記駆動パルスの供給を制御して前記圧電素子を伸縮させることで、前記駆動部材を前記所定方向に沿って振動させ、当該駆動部材に摩擦係合した被駆動部材を、前記所定方向に沿った一の方向及びその逆方向を含む双方向に移動させる駆動制御方法であって、
   前記駆動パルス制御部が、前記被駆動部材の位置決めを行う位置決め動作の開始前に、前記双方向のそれぞれについて、規定の移動量だけ前記被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する実駆動パルス数測定ステップと、
   前記駆動パルス制御部が、前記双方向のそれぞれについて、測定で得られた実駆動パルス数と予め定めた基準パルス数とに基づいて、前記駆動パルス数と前記被駆動部材の移動距離との関係を補正するための補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
   前記駆動パルス制御部が、算出された前記双方向それぞれの補正係数に基づいて、前記被駆動部材を移動させるために前記圧電素子へ供給される素子駆動パルス数を補正する駆動パルス数補正ステップと、
   を有し、
   前記駆動パルス制御部には、フォトインタラプタを有し、前記フォトインタラプタからの出力信号に基づいて前記被駆動部材の位置を検出するポジションセンサが設けられ、
   前記フォトインタラプタからの出力信号は、Ａ領域では所定の出力レベルで出力され、前記被駆動部材を移動させる方向における前記Ａ領域の両側にあるＢ領域及びＣ領域では前記Ａ領域よりも低い出力レベルで出力され、
   前記実駆動パルス数測定ステップは、前記双方向のそれぞれについての規定の移動量として、前記Ｂ領域から前記Ａ領域への切替り位置から、前記Ａ領域から前記Ｃ領域への切替り位置までの区間、及び、前記Ｃ領域から前記Ａ領域への切替り位置から、前記Ａ領域から前記Ｂ領域への切替り位置までの区間だけ前記被駆動部材を実際に移動させるに要した実駆動パルス数を測定する駆動制御方法。
5. 前記駆動パルス制御部が、前記双方向それぞれについての実駆動パルス数及び予め定めた基準パルス数より求められる、前記実駆動パルス数と前記基準パルス数との乖離に相関する所定の係数と、所定の基準値とに基づいて、温度変化に応じた前記駆動パルス数の補正を要するか否かを判断する補正判断ステップと、
   温度変化に応じた前記駆動パルス数の補正を要すると判断された場合に、前記駆動パルス制御部が、予め定められた温度変化に応じた補正を前記素子駆動パルス数に対し施す温度補正ステップと、
   をさらに有する請求項４記載の駆動制御方法。

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