JP5530359B2 - ホール効果ベースのリニアモータコントローラ - Google Patents

Description

本発明は、一般に、線形運動制御に関する。

線形運動制御システムにおける閉ループ制御は、様々な条件にも関わらず、所望の出力を達成する（または一定出力を維持する）ために行われるべき調整を必要としない。一般に、閉ループ制御は、システムのための駆動を決定するために、システムの出力信号を所望のコマンドと比較するファームウェアを実行するマイクロコントローラによって実行される。したがって、駆動入力は、出力信号が所望のコマンドとマッチするまで調整される。

いくつかの線形位置決めアプリケーションにおいては、マイクロコントローラは、位置センサを含むいくつかの異なるコンポーネントからの出力信号データを使用する。例えば、小さいリニアモータのアプリケーションにおいては、ホール効果センサなどの磁場センサを使用して、モータ位置を検知することが可能であり、その場合、そのモータ位置は、駆動電流をモータに供給するためにマイクロコントローラによって使用される。位置センサのフィードバックがない線形運動制御アプリケーションにおいては、（デジタル信号プロセッサなどの）共通プロセッサを使用して、例えば、線形変位を駆動電流の関数として特徴付けることによって、位置情報を引き出すことが可能である。

しかし、この種類の閉ループ制御は、問題がないわけではない。ループ安定性を確実なものにするためには、しばしば、システムを非常にゆっくりと動作させる必要がある。このような動作は、モータの位置の変化に長い応答時間を招く。また、正確な線形運動制御は、モータの機械的移動におけるヒステリシスの理由から、達成が困難な場合がある。

概して、１つの態様においては、本発明は、線形運動制御デバイス（「デバイス」）を対象とする。デバイスは、駆動されると、磁石を有する運動デバイスによって線形運動をもたらすコイルを駆動するコイルドライバを含む。デバイスはさらに、線形運動と関連する磁場を検出し、それに応答して出力信号を生成する磁場センサを含む。また、磁場センサの出力およびコイルドライバの入力をコントローラに接続するインターフェースが含まれる。インターフェースは、磁場センサ出力信号をコイルドライバ入力と関連付けるフィードバックループを含む。

本発明の実施形態は、１つまたは複数の以下の特徴を含むことが可能である。
インターフェースは、磁場センサ出力信号と、コントローラによって供給される入力信号とを入力として受け取り、このような入力から出力信号を生成する差動増幅器を含むことが可能である。差動増幅器によって生成された出力信号は、コイルドライバ入力において入力信号として受取り可能である。磁場センサは、ホールセンサであっても、または磁気抵抗センサであってもよい。コイルドライバはコイルに接続されて、コイルを通る電流を一方向または複数の方向に駆動することが可能である。コイルドライバは、音声コイルドライバであっても、Ｈブリッジ回路により実装されるリニアモータドライバであってもよい。コイルドライバ、磁場センサ、およびインターフェースは、半導体集積回路として一体化可能である。

別の態様においては、本発明は、カメラモジュールにおけるレンズの焦点を合わせる方法を対象とする。レンズに対する変位域が割り出され、それを使用して、レンズの所望の変位を要求する。要求はデバイスに提供されて、その場合、それによりレンズの移動が音声コイルアクチュエータによって生じ、内部制御ループを使用することによって、音声コイルアクチュエータのコイルに供給される駆動電流を調整する。

本発明の具体的な実装形態は、１つまたは複数の以下の利点を提供することが可能である。内部センサからドライバへのフィードバックは、線形運動デバイス（例えば、音声コイルアクチュエータ、リニアモータ、スピーカ）の非線形性ならびに機械的ヒステリシスを補償することが可能である。カメラレンズ焦点アプリケーションにおいては、センサからドライバへのフィードバックと連携してレンズ変位域を割り出すことにより、特定のレンズアセンブリに対する制御を較正することができる。

本発明の前述の特徴、ならびに本発明それ自体は、図面の以下の詳細な説明から、より完全に理解可能である。

磁場センサ、コイルドライバ、およびセンサからドライバへのフィードバックを提供するインターフェースを含む線形運動制御デバイスを用いる例示的な制御システムのブロック図である。 （図１からの）インターフェースの概略図である。 ホールセンサと、外部リニアモータを駆動するためのＨブリッジコイルドライバにより実装されている（図１からの）線形運動制御デバイスの部分ブロック、部分概略図である。 図３の線形運動制御デバイスにおいて使用可能であるホールセンサのブロック図である。 例示的な磁石およびコイル／磁石のアセンブリを示す図である。 コイルに対する磁石の位置決めと、（半導体集積回路として実装されている）線形運動制御デバイスとを示す図である。 図１に示されているものなどの線形運動制御デバイスが使用可能である例示的なカメラレンズ焦点システムのブロック図である。 ホールセンサと、図７に示されているものなどの外部音声コイルアクチュエータを駆動するための下位側ドライバとにより実装されている（図１からの）線形運動制御デバイスの部分ブロック、部分概略図である。 例示的なカメラレンズ焦点プロセスを示す流れ図である。 図７〜８のシステムについての位置入力要求対出力応答、および実際の移動を示すグラフである。

図１は、位置決めアプリケーションに対して閉ループ線形運動制御を提供する制御システム１０を示している。制御システム１０は、線形運動制御デバイス（または「デバイス」）１４に接続されているコントローラ１２を含む。制御システム１０はまた、磁石１８およびコイル２０を含む運動デバイス１６も含む。説明されている実施形態においては、磁石１８は、コイル２０に対して可動である。制御システム１０は、コイル２０により磁石１８の移動を制御する。運動デバイス１６は、任意のタイプの線形運動デバイス、例えばリニアモータであっても、またはリニア音声コイルアクチュエータであってもよい。位置決めアプリケーションは、このような運動デバイスの磁石の線形変位を伴うか、または利用する任意のアプリケーションであってよい。

線形運動制御デバイス１４は、磁場センサ２２、コイルドライバ２４、およびインターフェース２６を含む。磁場センサ２２は、任意の磁場検知デバイス、例えばホール効果センサ（ホールセンサ）であっても、または何らかの種類の磁気抵抗（ＭＲ）センサであってもよい。デバイス１４は、コントローラ１２から受け取られる電気入力信号３０に関係している電流信号２８をコイル２０に供給する。デバイス１４は、磁場センサ２２を使用して、磁場強度３２を検出し、その検出に基づいて、（出力信号３４として示されている）電気信号をコントローラ１２に戻す。

さらに図１を参照すると、インターフェース２６は、出力信号３４および入力信号３０をそれぞれ介して、磁場センサ２２をコントローラ１２と、コイルドライバ２４をコントローラ１２とインターフェースするように働く。インターフェース２６はまた、磁場センサ２２をコイルドライバ２４に結合する。それは、磁場センサ２２の出力を入力電圧信号３６として受け取り、出力電圧信号をコイルドライバ２４に供給し、コイルドライバ２４は、その信号を、コイル２０に供給すべき駆動電流（電流信号２８）に変換する。インターフェース２６はしたがって、図２を参照してさらに詳細に後述されるように、磁場センサ２２からコイルドライバ２４にフィードバックループを供給する。インターフェース２６のセンサからドライバへのフィードバックは、ユーザが信号値を（コントローラ１２を介して）要求し、システム自体を安定させることを可能にする。言い換えれば、センサからドライバへのフィードバックループは、システムが、コントローラ１２（および／またはユーザ）による介入なしで、または線形位置決めエンコーダなど、位置フィードバック情報を提供する他のコンポーネントを必要とせずに、センサフィードバックに基づいて位置を補正することを可能にする。

図２を参照すると、インターフェース２６は、磁場センサ出力３６を出力信号３４としてコントローラ１２に送るバッファ４０を含む。加えて、インターフェース２６は、第１の増幅器４４および第２の増幅器４６を含む。第１の増幅器４４は、コンパレータとして動作する高利得差動増幅器である。それは、コントローラ１２からの入力信号３０と、磁場センサ出力信号３６とを入力として受け取る。それは、信号３０および３６に基づいて出力信号４８を生成し、その出力信号４８は、入力信号の１つとして第２の増幅器４６に供給される。（第２の増幅器４６への）他の増幅器入力、入力信号５０は、コイルドライバ２４に結合され、検知抵抗器５４を通って接地５２に接続している。第２の増幅器の出力信号は、コイルドライバ入力５６として示されている。コンポーネント４６および５４（ならびに関連接続部）は、インターフェース２６の一部として示されているが、そうではなく、コイルドライバ２４の一部として含まれることが可能になる。このような分配においては、コンパレータの出力（出力信号４８）は、コイルドライバ２４の入力であることになる。また、図２には供給電圧ライン５６が示されており、それは、コイルドライバ２４を外部供給電圧（「ＶＤＤ」）に接続する。それは、（デバイス１４に対する）内部の閉ループ制御が達成されることを可能にするフィードバック要素としてコンパレータ４４を含んだものである。他の回路は、具体的な設計の必要性に応じて、例えば、マイクロコントローラインターフェース、信号整形またはフィルタリングのコンポーネントが含まれる場合があることは理解されるであろう。

デバイス１４のインターフェース２６にコントローラによって供給される信号３０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）入力信号またはアナログであることが可能であるが、シリアルインターフェースもまた、容易に実装可能になる。ＰＷＭ入力が使用される場合、それは、アナログ基準電圧に変換されることになる。図１〜２を参照すると、線形運動制御デバイス１４は、以下のように動作する。インターフェース２６のフィードバック回路は、コイル２０を通る電流を駆動する。コイル２０内の電流は、運動デバイス１６の位置が入力３０（もしくはＰＷＭ入力が使用される場合、ＰＷＭ変換内部アナログ信号、またはシリアル基準）とマッチするなど、入力３０に対する所定の関係を有する磁場センサ出力電圧（出力３６）をもたらすまで変化する。

図３を参照すると、リニアモータ駆動および制御に特によく適しているデバイス１４の例示的な実施形態がデバイス６０として示されている。このようなデバイスによって制御／駆動可能になるリニアモータのタイプは、２、３の例を除いて挙げれば、振動モータ、シャッタトリガ、偏光フィルタ、スピーカ制御などの小さいリニアモータを含む。この実施形態においては、（図１からの）磁場センサ２２およびコイルドライバ２４は、ホール効果センサ（またはホールセンサ）６２およびＨブリッジドライバ６４それぞれとして実装されている。Ｈブリッジドライバが双方向の電流フローをもたらし、したがって、リニアモータが順方向または逆方向に作動することを可能にする。（図１からの）駆動電流出力２８は、ここでは、外部コイル（図１からのコイル２０）の一方の端部に接続する第１の出力２８ａと、外部コイルの他方の端部に接続する第２の出力２８ｂとを含むように示されている。図示されている実施形態においては、Ｈブリッジは、（図にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とラベル付けされた）４つの固体スイッチにより構成されている。Ｓ１およびＳ４が閉成され（かつＳ２およびＳ３が開放され）ると、電流は、コイル２０を一方向に流れる。Ｓ１およびＳ４を開放し、Ｓ２およびＳ３を閉成することにより、コイル２０を逆方向に流れる電流が生じる。

図４は、（図３からの）ホールセンサ６２に使用可能であるホールセンサの１つの簡単な例を示している。他のホールセンサ設計も同様に使用可能になる。ホールセンサ６２は、ホール素子７０、ならびに様々な信号調整要素、例えば（チョッパ安定化を用いる）動的オフセットキャンセル回路７２、増幅器７４、サンプル／ホールド（／平均化）回路７６、およびローパスフィルタ７８を含む。図示されているように、クロック回路８０がタイミング信号を動的オフセットキャンセル回路７２、増幅器７４、およびサンプル／ホールド（／平均化）回路７６に供給する。絶対オフセットが他のタイプのアプリケーションほど重要でないスピーカアプリケーションにおいては、非チョップのエレメントが、帯域幅の見地から有益である場合がある。

１つの例示的な実施形態においては、図５〜６に示されているように、線形運動制御デバイス１４は、半導体集積回路（ＩＣ）として実装される。すなわち、磁場センサは、単一の半導体基板上にコイルドライバおよびインターフェースの回路と一体化される。そのため、デバイス１４は、モジュール設計において使用するためのＩＣとして製造および販売可能である。

図５〜６は、例示的な磁石およびデバイス／コイルアセンブリ９０を示している。図５〜６に示されている機械システムにおいては、磁石１８は、固定コイルに対して移動する。アセンブリ９０は、モータ（その全体は図示せず）の一部であり、それは、所与のアプリケーションに対して移動すべきデバイスまたは構造に接続されることになる。したがって、図５および図６は、集積デバイス６０がモータ内に取り付けられているか、または埋め込まれている実装形態を示している。図５および図６を参照すると、（ホール素子７０を含む）集積デバイス６０は、コイル２０（ドライブコイル２０として示されている）に接続され、コイル２０は、デバイス／コイル構造９４内のバイアスプレート９２に取り付けられている。磁石１８が（矢印９６で示される）所望の運動経路に沿って移動することを可能にする機械的懸架システム（図示せず）によって、磁石１８はデバイス／コイル構造９４より上に懸架される。図に示されている磁石１８は、逆配向を有する１対の磁石として構成されている。すなわち、（磁石の対における）一方の磁石の南磁極、および他方の磁石の北磁極はそれぞれ、ホール素子７０と向き合う。磁石１８は、ホール素子７０の検知面より上の水平面内を移動し、「双極スライドバイ」動作モードと呼ばれる。他の磁石構成およびモードも使用可能である。図示されている構成／モードは、より小さい磁石移動に対する検知精度を向上させることが可能である。

図６を参照すると、コイル２０内に電流が存在しない場合、バイアスプレート９２により、磁石１８は、コイル／デバイス構造９４の上に中心（参照符号９８ａで示される「中心位置」）を置く。電流がコイルドライバによってコイル２０に印加されると、給電されたコイル２０によって生成される磁束は、磁石１８によって生成される磁束と相互作用する。この相互作用により、磁石１８は、コイル磁束の極性に応じて、一方向または逆方向のいずれかの力と反応することになる。すなわち、磁石１８の適切な極は、力を生成するために引きつけられるか、または反発される。電流が強いほど、もたらされる力も強い。図６の説明としては、コイル２０への正の１００ｍＡ駆動電流の印加は、磁石１８の左位置（参照符号９８ｂで示される「左位置」）への移動をもたらし、コイル２０への負の１００ｍＡ駆動電流（すなわち、コイルを逆方向に流れる１００ｍＡの駆動電流）の印加は、磁石１８の右位置（参照符号９８ｃで示される「右位置」）への移動をもたらす。そのため、図３〜６の実施形態においては、デバイス６０は、磁石１８の両方の磁極全体にわたって動作し、ならびにコイル２０を通る電流を両方向に駆動して、図５〜６に示されている磁石移動をもたらす。

上述のように、インターフェース２６のフィードバック機構を有するデバイス１４（図１）は、音声コイルアクチュエータを使用するアプリケーションなど、様々な他のアプリケーションにおいて使用可能である。図７に示されるように、１つの例が、カメラ付き電話としても知られているカメラを備えた携帯電話において使用可能であるカメラレンズ焦点モジュール（または「モジュール」）１００である。従来は、デジタルスチルカメラは、アクチュエータとしてステッピングモータを使用していた。それらの大きさ、複雑さ、および電源要件の理由から、ステッピングモータは、カメラ付き電話におけるカメラモジュールにはあまり適していない。電話のカメラに対する１つのアクチュエータの選択肢は、音声コイルアクチュエータである。音声コイルアクチュエータは、モジュール１００のレンズ駆動デバイスのものなど、限定運動、高周波活性化アプリケーション、ならびに他の精密機械アプリケーションにおけるドライバとして有益である。

モジュール１００は、レンズ焦点プロセス１０４を実行し、モジュールの他のブロックに制御信号を供給するコントローラ１０２を含む。コントローラ１０２は、カメラ付き電話の全体的な動作を制御し、したがって、電話機機能とカメラ機能とを切り替えることができ、またはコントローラ１０２は、（電話機モードを取り扱うための個別のコントローラによる）カメラ動作モードに専用であってもよい。コントローラ１０２は、デバイス１４に接続され、それは音声コイルアクチュエータ１０６を駆動する。図３〜６に示されているリニアモータ制御アプリケーションに関して前述したように、デバイス１４は、単一の基板上に一体化された音声コイルドライバと磁場センサとを有する半導体集積回路として構成可能である。また、磁石およびデバイス／コイルアセンブリは、図５〜６を参照して前述したものと類似していることも可能であるが、一方向駆動のための別のコイルとコイルドライバとを備えている。あるいは、単純なスプリングバイアス機構を有する磁石が使用可能になる。

音声コイルアクチュエータ１０６は、光学アセンブリ１１０のレンズ１０８の線形運動を制御して、レンズ焦点を調整する。デバイス１４のコイルドライバ２４は、音声コイルアクチュエータ１０６を制御する。モジュール１００はまた、イメージセンサ１１２、信号プロセッサ（ＳＰ）１１４、およびフレームメモリ１１６を含む。このモジュールの動作については、次に説明する。

コントローラ１０２がカメラ機能に切り替わったか、またはカメラモードにあると仮定すると、イメージセンサ１１２はアクティブになり、コントローラ１０２は、制御ライン１１８を介して制御信号（タイミング信号）をイメージセンサ１１２に送って、画像取得プロセスを開始する。イメージセンサ１１２上にレンズ１０８によって射影された画像が走査され、ＳＰ１１４に与えられる。コントローラ１０２は、信号プロセッサ１１４をアクティブにして、自動焦点処理を開始する。ＳＰ１１４は、イメージセンサ１１２から出力された画像信号に対して、サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換を実行し、デジタル画像データを出力する。フレームメモリ１１６は、ＳＰ１１４から順次に出力されるデジタル画像データを一時的に記憶する。ＳＰ１１４は、フレームメモリ１１６内に記憶された画像データにより、画像のコントラスト値を割り出す。毎回、画像がイメージセンサ１１２によって取得され、その画像がフレームメモリ１１６内に記憶されるたびに、ＳＰ１１４は、画像データを読み取り、コントラスト値を算出する。

コントローラ１０２は、制御信号３０を線形運動制御デバイス１４に出力して、焦点調整を開始する。デバイス１４のドライバ部分は、コントローラからの入力信号３０と、磁場センサ２２からのフィードバック信号３６とにより、ドライバ信号２８を生成する。音声コイルアクチュエータ１０６によるレンズ位置調整は、画像の鮮鋭度の変化をもたらす。ＳＰ１１４は、イメージセンサ１１２によって順次に取得される画像データのコントラスト値を割り出し、レンズ移動の前後に取得される画像間の値を比較する。ＳＰ１１４は、ピーク値であるコントラスト値が検出された場合、最良の鮮鋭度を有する画像が得られたことを検出し、検出信号をコントローラ１０２に送る。コントローラ１０２は、適切な制御信号を（デバイス１４に）送って、ピークコントラスト値が得られた位置、すなわち、最良の鮮鋭度を達成して、焦点調整を完了する正確な位置に戻ってレンズ１０８を移動させる。ＳＰ１１４は、コントラスト値を割り出すと説明されているが、最適な焦点位置を示す他のパラメータもＳＰ１１４によって演算可能である。

デバイス１４のインターフェース２６にコントローラによって供給される信号３０は、ＰＷＭ入力信号であることが可能である。ＰＷＭ入力が使用される場合、それは、アナログ電圧に変換されることになる。前述されたように、インターフェース２６のフィードバック回路は、外部音声コイルを通る電流を駆動するために使用される。コイル内の電流は、レンズアセンブリの位置が、入力に対して所定の関係を有する、例えば、入力（またはＰＷＭ入力が使用される場合、ＰＷＭ変換内部アナログ信号）とマッチするホールセンサ出力電圧をもたらすまで変化する。ホールセンサ出力はまた、インターフェース２６の出力３４を介してコントローラ１０２に利用可能である。一実施形態においては、図９を参照して説明されるように、コントローラ１０２は、この出力電圧を使用して、ＰＷＭ入力を介して焦点制御スキームを実装する。このような焦点制御は、フィードバックループの閉ループ制御の利点を生かして、カメラ焦点モジュールにおける機械的ヒステリシスをなくし、アクチュエータの伝達関数の非線形性を線形にすることが可能である。

図８を参照すると、（図７からの）音声コイルアクチュエータ１０６を駆動するために使用可能であるデバイス１４の例示的な実施形態が、デバイス１２０として示されている。この実施形態においては、（図１および図７からの）磁場センサ２２およびコイルドライバ２４は、ホールセンサ６２および下位側の音声コイルドライバ１２２としてそれぞれ実装されている。図示されている音声コイルドライバ１２２は、出力ドライバとして（コンポーネント４６および５４に加えて）ＭＯＳＦＥＴ１２６を含む。音声コイルドライバ１２２は、一方向の電流フローだけをもたらす。出力２８ｂとして示されている音声コイルドライバ電流出力は、外部コイル（図１からのコイル２０）の下位側に接続する。

デバイス１２０はまた、デバイス１２０がスリープモードにある場合、電流消費を抑えるユーザ制御のスリープ入力１２４を含む。エンドユーザは、論理レベル信号をスリープ入力に与えることによって、デバイス１２０の電流消費を制御することができる。この低電力特性は、携帯電話およびデジタルカメラなどの電池で動作するアプリケーションについて、デバイスを理想的にする。

製造公差ならびに（引力の方向および加速度のような与えられる負荷などに対する）レンズ配向は、コイルに印加される電流に応答して安定したレンズ移動を可能にしない。コントローラ１０２によって用いられるレンズ焦点プロセス１０４（図７）は、（センサからドライバへのフィードバックの使用により）機械的ヒステリシスを取り除くだけでなく、図９を参照して説明されるように、制御システムが、特定のレンズ焦点モジュールに対して、正確に較正されることを可能にする。

図９を参照すると、コントローラ１０２によって実行されるレンズ焦点プロセス（「プロセス」）１０４が示されている。プロセスが開始されると（ブロック１３０）、それは、電流がコイルに印加されない場合（０電流駆動）、デバイスの出力値（すなわち、それがどんな形態でコントローラに示されても、ホールセンサによって生成される出力）を読み取り、その値を第１の値「０ＩＶ」として記憶する（ブロック１３２）。次いで、プロセス１０４は、入力３０において要求を送って、レンズの最大変位（または「移動」）をもたらすように、電流（最大電流駆動）をコイルに供給する（ブロック１３４）。プロセス１０４は再度、最大レンズ移動に対応する（ホールセンサからの）出力値を読み取り、その値を第２の値「ＭＩＶ」として記憶する（ブロック１３６）。プロセス１０４は、第１および第２の値を使用して、デューティサイクルにおけるフレームごとに移動に対応する移動値を割り出し、より具体的には、それは、値間の差（すなわち、ＭＩＶ−０ＩＶ）を割り出し、その差分値をフレームの数で割る（ブロック１３８）。レンズ移動域をフレームの所望の数で割ることにより、運動に対する固定ステップの大きさが定義される。フレームごとの値は、第３の値「Ｔ」として保存される。したがって、電流がコイルに印加されていない基準磁場を、その場合もやはり最大移動／変位において測定することによって、プロセス１０４は、レンズに対する移動域を割り出すことができる。したがって、プロセス１０４のこれまでの処理動作、ブロック１３２、１３４、１３６および１３８によって示されたものは、較正プロセスと見なされることが可能である。較正プロセスは、様々なアセンブリの製造から独立して、正確に焦点を合わせるための個々のレンズ焦点モジュールに対して線形運動制御を較正する。したがって、較正モードが、自動焦点アプリケーションの間、焦点時間を抑えることは有利である。

さらに図９を参照すると、移動域が割り出されると、プロセス１０４は、デバイス１４の入力において、所望の移動（値「Ｄ」）を要求する（ブロック１４０）。値「Ｄ」は、値「０ＩＶ＋Ｔ」に「フレーム＃」を掛けることによって割り出され、ただし、「フレーム＃」は、現フレーム番号に対応する。ユーザは、２つの極値間の任意の値を要求することが可能であり、システムは、システムにおけるフィードバックに基づいたその位置に自己調整することになる。プロセス１０４により、画像が現フレームについて取得される（ブロック１４２）。プロセス１０４は、現フレームが最大フレームであるかを決定する（ブロック１４４）。現フレームが最大フレームでないと決定された場合、プロセス１０４は、次のフレームに（フレーム＃を増分させることによって）進み（ブロック１４６）、ブロック１４０に戻って、新規レンズ位置に対応する新規所望の移動を要求する。現フレームが最大フレームである場合、プロセス１０４により、焦点が合っている「最良」フレーム（すなわち、ＳＰ１１４によって割り出されたように、最良鮮鋭度を有するフレーム）の選択と、そのフレームへの移動が生じる（ブロック１４８）。選択されたフレームへの移動は、レンズを適切な位置に移動させること、したがって、選択されたフレーム（およびフレーム数）についてデバイス１４への「Ｄ」入力を要求することを伴う。プロセス１０４は、画像が、選択された「最良」フレームについて（フル解像度で）撮影されるのを可能にし（ブロック１５０）、ホームポジションへのレンズの移動をもたらし（ブロック１５２）、ブロック１５４において終了する。（図８を参照して前述されたように、スリープ入力を介する）スリープモードが利用可能である場合、ブロック１３０においてはディスエーブル可能、次いで、ブロック１５４においてはイネーブル可能である。

図７〜９を参照して説明されたものなどのデジタルカメラのアプリケーションにおいては、線形運動制御デバイス１４の閉ループ制御回路が、レンズ焦点プロセスを簡略化する。それは、焦点ステップがほとんどなく、（レンズ移動におけるヒステリシスによる磁気変動から独立して）レンズの正確な移動を提供する。その結果、モジュール１００は、より短い時間期間の間、動作可能であり、それは、カメラシステムにおける電力消費を抑える。それはまた、以前の焦点位置の正確な再現を可能にする。

図１０は、アクティブ域の間の（ボルトで「ＰＷＭ」とラベル付けされた）位置入力要求と、（ボルトで「ＦＢｏｕｔ」とラベル付けされた）出力応答と、（μｍで「デルタ位置」とラベル付けされた）位置変化に関する実際の移動との間の関係を示している。アクティブ域は、初期の位置０μｍ（「０ガウス」相当）および２２０μｍにおける完全位置変化に基づいている。図で分かるように、内部フィードバックを有する線形運動制御デバイスの使用は、高度な線形応答を生成する働きをする。

本明細書に挙げられたすべての参照は、その全体を参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、ここでは、それらの概念を組み込んだ他の実施形態も使用可能であることが、当業者には明らかになるであろう。そのため、これらの実施形態を、開示される実施形態に限定すべきでなく、そうではなくて、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定すべきであることが分かる。

Claims (1)

1. 駆動されると、磁石を有する運動デバイスによって線形変位をもたらすコイルを駆動するコイルドライバと、
   前記線形変位と関連する磁場を検出し、それに応答して出力信号を生成する磁場センサと、
   外部のコントローラにより与えられ且つ前記運動デバイスの所望の線形変位に対応する要求に応答し、第１の入力として要求を受け且つ第２の入力として前記磁場センサの出力信号を受け、前記第１の入力に関する前記第２の入力の関係を示すレベルを有する前記コイルドライバへの入力信号を生成する、インターフェースと、を備え、
   前記運動デバイスは、カメラのレンズであり、各要求は前記レンズの所望の移動のための値を含み、
   前記コントローラは較正部分と非較正部分を有するレンズ焦点プロセスを実行するように構成され、前記較正部分はコイルに電流が印加されない場合と前記レンズの最大変位をもたらす電流を印加した場合の前記磁場センサの出力値に基づいて前記レンズに対する移動域を割り出すプロセスを含み、前記非較正部分は前記移動域内の所望の移動位置に自己調整するプロセスを含み、
   前記要求は、前記較正部分中に生じる前記移動域を割り出すための要求と、前記非較正部分中に生じる前記移動域内の所望の移動位置の要求を含む、
   デバイス。

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