JP5891416B2 - 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路 - Google Patents

移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路 Download PDF

Info

Publication number
JP5891416B2
JP5891416B2 JP2013500911A JP2013500911A JP5891416B2 JP 5891416 B2 JP5891416 B2 JP 5891416B2 JP 2013500911 A JP2013500911 A JP 2013500911A JP 2013500911 A JP2013500911 A JP 2013500911A JP 5891416 B2 JP5891416 B2 JP 5891416B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
drive
driven body
speed
end position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013500911A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012114770A1 (ja
Inventor
稲治　利夫
稲治　　利夫
武史 島本
武史 島本
江澤　弘造
弘造 江澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2013500911A priority Critical patent/JP5891416B2/ja
Publication of JPWO2012114770A1 publication Critical patent/JPWO2012114770A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5891416B2 publication Critical patent/JP5891416B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/22—Controlling the speed digitally using a reference oscillator, a speed proportional pulse rate feedback and a digital comparator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Description

本発明は、被駆動体を往復移動させる移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路に関するものである。例えば、カメラを用いて被写体の動画もしくは静止画撮影において被写界深度拡張を実現するためにレンズもしくは撮像素子などの光学素子を光軸方向に往復移動させる移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路に関するものである。
一般的に被写界深度拡張（以下ＥＤＯＦ：Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ）を実現する方式としては、露光時間中にフォーカスレンズもしくは撮像素子を移動させることで、深度方向に一律に合焦した画像を畳み込み、予め測定もしくはシミュレーションにより得られたボケパターンによって画像復元処理を行うことでＥＤＯＦ画像を得るものがある（非特許文献１）。
ＥＤＯＦ技術の応用例として、最初のものは顕微鏡撮影用途である。この用途では像のボケが常に均一になるようにフォーカスレンズもしくは撮像素子の動かし方を制御してやれば、単一のボケパターンを使った露光後の画像復元処理方法を適用できるため、合理的であることが知られている（特許文献１）。
しかしながら、これらの応用ではフォーカスレンズもしくは撮像素子を駆動する場合に撮像面が等速度移動するようにフォーカス変位を行う必要がある（非特許文献１）。
したがって、移動パターンとしては奥側合焦端位置から手前側合焦端位置まで等速度、またはその逆方向に等速度であることが要求される。
その他の応用例としては、近年、携帯電話などに搭載されるカメラの小型化に寄与するという点が挙げられる。すなわちＥＤＯＦ効果により、オートフォーカス機構を持つことなく、全焦点画像（すべての被写体に焦点が合っている画像）を得ることができる。
さらにもう１つの応用例としては、通常のデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラへの応用が考えられる。これらのデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラの近年のトレンドとしては、より簡単にかつ失敗の少ない撮影が求められ、ＥＤＯＦ技術は全焦点画像、すなわち合焦ミスのない撮影が可能という効果を期待できる。
このようなデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラへのＥＤＯＦ方式の応用には、動画撮影時に１コマ１コマの間に時間遅れを発生することなく連続撮影することが求められるため、動画撮影中は図１４に示すように往復移動を実施し、往と復とでそれぞれ１ビデオフレームずつ割り振ることでＥＤＯＦ動画撮影が可能であることが知られている。
しかしながら、図１４のようなフォーカスレンズの変位パターンもしくは撮像素子の変位パターンは、被写体に対する最近端部、最遠端部での鋭角的な折り返しを含んでいる。このような鋭角的な折り返しを実現するためには、撮像素子もしくはフォーカスレンズを駆動させるアクチュエータに、瞬間的に大きな推力を発生させる必要がある。機器の小型化、省電力化の観点からは、このような大きな推力を発生させる往復移動制御は、持ち運び可能なデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラにおいて現実的ではない。またこのような往復移動制御は、瞬間的に大きな推力を発生させ急峻に速度を反転させるので駆動機構の消耗が激しく、駆動時の振動や騒音も大きくなり品質面からも許容されないという課題を有する。
被写体の動画もしくは静止画撮影においてＥＤＯＦを実現するために適用できそうな、フォーカスレンズもしくは撮像素子などの光学素子を光軸方向に往復移動させる従来の移動制御装置としては、特許文献２および特許文献３に開示されているものがある。
特許文献２では、図１５に示すように、円筒状の永久磁石の外面と空間を保って対向するように形成されたヨーク１１６からなる固定子１１３と、固定子１１３に対して軸方向に沿ってスライド可能に構成された駆動コイル１２９を有する可動子１２７を設け、ヨーク１１６の外側にはセンサコイルとしての空芯コイル１３２を設け、可動子１２７の変位に伴って空芯コイル１３２内で変位する永久磁石１２８が可動子１２７に取付けられている。駆動コイル１２９による空芯コイル１３２への電磁誘導作用はこれらの間に位置するヨーク１１６によって磁気的に遮蔽されるので、空芯コイル１３２には可動子１２７に連動する永久磁石１２８の変位速度に応じた起電力、すなわち速度信号のみが発生する。可動子１２７は、位置センサ１６１の位置検出電圧で位置制御され、空芯コイル１３２の出力である速度信号を用いて可動子１２７に対してダンピングをかけることにより、ハンチングを生じることなく応答性を向上させることができる技術が開示されている。
特許文献３では、図１６に示すように、フォーカスレンズ１１０の光軸の軸回りに同軸に配置された駆動用コイル１３５とマグネット１３４からなるアクチュエータでフォーカスレンズ１１０を光軸方向に駆動し、フォーカスレンズ１１０の移動に応じて磁束が変化する傾斜マグネット１３９とホール素子からなる位置センサの位置信号とフォーカスレンズ１１０の移動速度検出用コイル１３７の速度信号で位置制御を行う。駆動用コイル１３５が巻かれたボビン１３１に速度検出用コイル１３７を巻くのでセンサ用のマグネットを駆動用と共用でき部品点数を削減し、軽量化及びコスト低減ができる技術が開示されている。
被写界深度を拡張するためには、拡張したい被写界深度に相当する焦点距離だけ一定速度で移動させる。そのために光学素子の移動パターンを生成しパターンの目標位置に応じて光学素子の高速位置決め制御を行う。
しかしながら、前記従来の構成のアクチュエータでは、基本的には、位置センサの出力する位置信号を制御回路にフィードバック制御してフォーカスレンズの位置決め制御を行う。したがって、フォーカスレンズの移動距離は長く、フォーカスレンズを一定速度で移動させる必要がある。このため、可動領域の全動作範囲に亘ってレンズの位置検出範囲が長く、位置の検出位置精度、直線性に優れた位置センサが必要となる。また、可動子にダンピングをかけ、アクチュエータの位置決め時に振動的とならないようにするための速度信号を得る速度センサが必要となる。このため、装置が大きく高価なものになるという課題を有していた。
特開平５−３１３０６８号公報 特開平１−２０６８６１号公報 特開平４−１１９３０６号公報
Ｈ．Ｎａｇａｈａｒａ，Ｓ．Ｋｕｔｈｉｒｕｍｍａｌ，Ｃ．Ｚｈｏｕ ａｎｄ Ｓ．Ｎａｙａｒ，"Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ"，Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ（ＥＣＣＶ），Ｏｃｔ．１６ｔｈ，Ｍｏｒｎｉｎｇ Ｓｅｓｓｉｏｎ ２：Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ（２００８）
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被駆動体を好適に往復移動させることが低コストで実現できる移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係る移動制御装置は、永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、を備える。
本発明の一局面に係る移動制御方法は、永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを備えた移動制御装置における前記被駆動体の移動制御方法であって、前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する第１工程と、前記被駆動体を往復移動させるための駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する第２工程と、前記第２工程における前記駆動コイルへの電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する第３工程と、前記駆動信号と前記第３工程で出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する第４工程と、前記第１工程で生成される前記速度指令信号と前記第４工程で生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成する第５工程と、を含む。
本発明の一局面に係る移動制御回路は、永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを制御する移動制御回路であって、前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成回路と、入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動回路と、前記駆動回路による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出回路と、前記駆動信号と前記電圧検出回路から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正回路と、前記信号生成回路により生成される前記速度指令信号と前記信号補正回路により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動回路に出力する制御回路と、を備える。
本発明の一実施の形態における移動制御装置の機能構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する誘起電圧検出器の内部構成を示す回路構成図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する信号補正器の内部構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する補正信号生成器の動作を説明するシミュレーション結果を示す時間波形図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する信号補正器の動作を説明するシミュレーション結果を示す時間波形図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する速度指令発生器の機能のうち、往復移動の振幅調整を行なう動作を説明するフローチャート 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する速度指令発生器の振幅調整を行なう動作を説明するシミュレーション結果を示す時間波形図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する速度指令発生器の機能のうち、往復移動の周期調整を行なう動作を説明するフローチャート 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する速度指令発生器の周期調整を行なう動作を説明するシミュレーション結果を示す時間波形図 本発明の一実施の形態における移動制御装置を構成する速度指令発生器の振幅調整と周期調整とを同時に作用させた動作を説明するシミュレーション結果を示す時間波形図 本発明の一実施の形態における移動制御装置の往復移動の定常状態における動作を説明するためのシミュレーション結果を示す時間波形図 信号補正器の内部構成の異なる例を示すブロック図 信号補正器の内部構成のさらに異なる例を示すブロック図 従来の動画撮影時のフォーカスレンズもしくは撮像素子変位パターンの一例を示したパターン図 従来の移動制御装置の一例を示した構成図 従来の移動制御装置の他の一例を示した構成図
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態における移動制御装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示される移動制御装置は、アクチュエータ１、第１の端検出センサ２、第２の端検出センサ３、駆動器４、誘起電圧検出器５、信号補正器６、速度制御器７及び速度指令発生器８を備える。
図１において、アクチュエータ１は、固定子１１と駆動コイル１２とを備える。固定子１１は、円筒状の空隙を介して対向するヨーク１３を有し、その空隙部分に対応させて少なくとも一方のヨークに円筒状の永久磁石１４が固着されている。永久磁石１４は、ヨーク１３の駆動コイル１２に対向する面に配置されている。駆動コイル１２は、図示しない支持機構により、永久磁石１４との間に所定の空隙を保持して、移動可能に支持されている。固定子１１に配置された永久磁石１４が発生する磁束と駆動コイル１２に通電される電流が作る磁界との相互作用により、駆動コイル１２は推力を受ける。
被駆動体９（この実施形態では例えばフォーカスレンズ）は、駆動コイル１２に連結され、駆動コイル１２の移動に応じて光軸方向（図１に矢印で示される左右方向）に往復移動される。第１の端検出センサ２と第２の端検出センサ３は、駆動コイル１２の移動に応じて光軸方向に往復移動されるフォーカスレンズなどの被駆動体９の移動範囲を決定するものである。第１の端検出センサ２は、アクチュエータ１の可動部に対向して配置され、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の一方の端位置ＡＵを検出して、第１の端位置信号Ｘ１を出力する。第２の端検出センサ３は、アクチュエータ１の可動部に対向して配置され、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の他方の端位置ＡＬを検出して、第２の端位置信号Ｘ２を出力する。可動部は、駆動コイル１２及び被駆動体９を含む。第１の端検出センサ２及び第２の端検出センサ３は、例えば駆動コイル１２に対向して配置され、往復移動する駆動コイル１２を検出することにより、被駆動体９の移動範囲の両端の端位置ＡＵ，ＡＬを検出する。なお、第１の端検出センサ２及び第２の端検出センサ３を被駆動体９に対向して配置し、第１の端検出センサ２及び第２の端検出センサ３により被駆動体９を検出するようにしてもよい。第１の端検出センサ２および第２の端検出センサ３としては、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサや、フォトリフレクタや、フォトインタラプタ等が用いられる。
誘起電圧検出器５は、駆動コイル１２の両端の電圧から駆動コイル１２に発生する誘起電圧Ｅａを検出し、電圧信号Ｅｄを出力する。信号補正器６は、駆動器４に入力される駆動信号Ｕと誘起電圧検出器５から出力される電圧信号Ｅｄとから、アクチュエータ１の可動部（つまり被駆動体９）の移動速度を示す速度信号Ｖｃを生成し、この速度信号Ｖｃを速度制御器７へ出力する。
速度制御器７は、目標速度指令Ｖｒｅｆと速度信号Ｖｃとの差を示す速度誤差信号ｅを生成し、速度誤差信号ｅに対して増幅および積分補償の演算を施した後、駆動信号Ｕを生成する。
速度指令発生器８は、第１の端検出センサ２と第２の端検出センサ３とがアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の両端の単位置ＡＵ，ＡＬを検出したときに、それぞれのセンサ２，３から出力される第１の端位置信号Ｘ１と第２の端位置信号Ｘ２とから、目標速度指令Ｖｒｅｆと検出窓信号Ｗ（後述）とを生成する。速度指令発生器８は、目標速度指令Ｖｒｅｆを速度制御器７に出力し、同時に検出窓信号Ｗを信号補正器６に出力する。駆動器４は、入力された駆動信号Ｕに応じて駆動コイル１２に駆動電流Ｉａを供給し、駆動コイル１２を往復移動させる。駆動コイル１２に連結されたフォーカスレンズなどの被駆動体９は、光軸方向（図１中、矢印で示される左右方向）に、第１の端位置信号Ｘ１と第２の端位置信号Ｘ２とにより決定される移動範囲内で往復移動する。
上記移動制御装置では、アクチュエータ１の駆動コイル１２の誘起電圧Ｅａに対応する電圧信号Ｅｄを速度制御器７にそのまま入力するのではなく、アクチュエータ１の駆動コイル１２のコイル抵抗の基準値（例えば抵抗公称値）からの抵抗値のずれを補正するように、電圧信号Ｅｄを調整することによって正確な速度信号Ｖｃを生成し、生成した速度信号Ｖｃを速度制御器７に入力する。そのため、アクチュエータ１の駆動コイル１２の抵抗値にばらつきがあったり、あるいは駆動コイル１２への通電による温度上昇のために抵抗値が変動したとしても、アクチュエータ１の駆動に伴って駆動コイル１２に発生する誘起電圧Ｅａを正確に求めることができ、速度信号Ｖｃとして使用することができる。
図２は本発明の実施の形態における移動制御装置に含まれる誘起電圧検出器５の内部構成を示す周知の回路構成図である。
図２において、誘起電圧検出器５は増幅器２１，２２、及び抵抗２３，２４，２５，２６，２７，２８及び２９からなる。抵抗２３は、電流検出抵抗Ｒｓで、駆動コイル１２に供給される駆動電流Ｉａを電圧値に変換する。抵抗２４，２５の抵抗値はそれぞれｒ１，ｒ２で、抵抗２６，２７の抵抗値はｒ３、抵抗２８，２９の抵抗値はｒ４である。
駆動コイル１２の両端に発生する電圧Ｖａは、
Ｖａ＝Ｅａ＋Ｒａ・Ｉａ ・・・（式１）
で表される。ここで、Ｅａはアクチュエータ１により被駆動体９が往復移動したときに駆動コイル１２の両端に発生する誘起電圧、Ｒａは駆動コイル１２のコイル抵抗、Ｉａは駆動コイル１２に通電される電流である。なお、駆動電流Ｉａが駆動コイル１２に流れることにより発生する電圧降下分のうち、コイルインダクタンスによる電圧降下分はコイル抵抗による電圧降下分に比べて十分に小さいので、コイル抵抗の電圧降下分だけを考慮し、コイルインダクタンスの電圧降下分を省略してある。
増幅器２１の出力をＶ１とすれば、
Ｖ１＝Ｒｓ・Ｉａ・（１＋ｒ２／ｒ１）＋ＶＣ ・・・（式２）
で表される。ここで、ＶＣは、図２の端子ＴＣの電位を示す。
また、図２の端子ＴＡの電位ＶＡは、
ＶＡ＝Ｖａ＋Ｒｓ・Ｉａ＋ＶＣ ・・・（式３）
と表される。増幅器２２と抵抗２６，２７，２８および２９で、増幅率がｒ４／ｒ３の誤差増幅器を構成している。誘起電圧検出器５の出力である増幅器２２の電圧信号Ｅｄは、
Ｅｄ＝（ＶＡ−Ｖ１）・ｒ４／ｒ３ ・・・（式４）
と表される。簡単のため、（式５）が成立するように抵抗２６，２７，２８，２９を選び、
ｒ３＝ｒ４ ・・・（式５）
（式４）に（式１）、（式２）および（式３）を代入し、整理すると、増幅器２２の出力する電圧信号Ｅｄは、
Ｅｄ＝Ｖａ−Ｒｓ・ｒ２／ｒ１・Ｉａ
＝Ｅａ＋（Ｒａ−Ｒａｎ）・Ｉａ ・・・（式６）
と表される。増幅器２１と抵抗２３，２４および２５とは、全体としてブリッジ回路を構成しており、（式６）において
Ｒａｎ＝Ｒｓ・ｒ２／ｒ１ ・・・（式７）
である。なお、Ｒａｎは駆動コイル１２の抵抗公称値とする。ここで、
Ｒａ＝Ｒａｎ ・・・（式８）
が成立するようにｒ２とｒ１の比を設定したものとすれば、増幅器２２の出力する電圧信号Ｅｄは、（式６）、（式７）および（式８）より、
Ｅｄ＝Ｅａ ・・・（式９）
として求められる。すなわち、図２の誘起電圧検出器５は、アクチュエータ１により被駆動体９が往復移動したときに、駆動コイル１２の両端に発生する誘起電圧Ｅａを正確に検出し、得られた電圧信号Ｅｄを速度信号Ｖｃとして出力することができる。
一方、アクチュエータ１の駆動コイル１２の抵抗値Ｒａには、駆動コイル毎にばらつきがある場合がある。また、駆動コイル１２に駆動電流Ｉａを通電したときに駆動コイル１２が発熱し、その温度上昇のために抵抗値Ｒａが変動する場合もある。そのような場合には、駆動コイル１２の抵抗値Ｒａの誤差（抵抗公称値Ｒａｎからのずれ）により、誘起電圧検出器５は、駆動コイル１２の両端に発生する誘起電圧Ｅａを正確に検出することができず、得られた電圧信号Ｅｄを速度信号Ｖｃとして使用すれば、速度制御系が不安定になるという課題を生じる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、アクチュエータ１の駆動コイル１２の抵抗値Ｒａが抵抗公称値Ｒａｎからずれた場合であっても、誘起電圧検出器５により、アクチュエータ１によって駆動される被駆動体９の移動速度を正確に検出し、目標速度指令Ｖｒｅｆに対する被駆動体９（例えばフォーカスレンズ）の速度制御を高精度、かつ安定的に行うことを目的とする。
図３は、図１に示す本発明の一実施の形態における信号補正器６の内部構成を示すブロック図である。図３に示されるように、信号補正器６は、増倍器３１、スイッチ３２、補正信号生成器３３、乗算器３４、減算器３５を備える。
図３において、増倍器３１には、速度制御器７から駆動信号Ｕが入力される。増倍器３１は、駆動信号Ｕをｇｍ倍する。増倍係数ｇｍは、ｇｍ・Ｕ＝Ｉａとなるように、予め設定されている。増倍器３１から出力される信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）は、後述する検出窓信号Ｗに応じて開閉されるスイッチ３２を介して補正信号生成器３３に入力される。また、増倍器３１から出力される信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）は、乗算器３４に入力される。
補正信号生成器３３は、演算器３６と積分器３７とから構成され、補正信号ΔＲを生成して乗算器３４に出力する。補正信号生成器３３に含まれる演算器３６には、信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と信号補正器６の出力である速度信号Ｖｃとが入力される。演算器３６は、信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と速度信号Ｖｃとから誤差信号Ｐを生成する。積分器３７は、誤差信号Ｐを積分して補正信号ΔＲを生成する。乗算器３４は、増倍器３１でｇｍ倍された信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と補正信号生成器３３からの補正信号ΔＲとを乗算し、生成された乗算結果を減算器３５に出力する。減算器３５は、誘起電圧検出器５の出力する電圧信号Ｅｄから、駆動信号Ｕがｇｍ倍された信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と補正信号ΔＲとの乗算結果ΔＲ・ｇｍ・Ｕ（＝ΔＲ・Ｉａ）を減算することにより、速度信号Ｖｃを生成する。
したがって、速度信号Ｖｃは（式１０）で表される。
Ｖｃ＝Ｅｄ−ΔＲ・ｇｍ・Ｕ
＝Ｅａ＋（Ｒａ−Ｒａｎ−ΔＲ）・Ｉａ ・・・（式１０）
（式１０）において、補正信号ΔＲが駆動コイル１２のコイル抵抗値Ｒａとその抵抗公称値Ｒａｎとの差に等しいとき、すなわち（式１１）が成立すれば、
ΔＲ＝Ｒａ−Ｒａｎ ・・・（式１１）
（式１０）で表される速度信号Ｖｃは、駆動コイル１２の誘起電圧Ｅａと等しくなる。したがって、信号補正器６の出力である速度信号Ｖｃは、アクチュエータ１の駆動コイル１２の抵抗値Ｒａが抵抗公称値Ｒａｎから異なっている場合であっても、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度を正確に表すものとすることができる。その結果、誘起電圧検出器５により検出された駆動コイル１２の誘起電圧Ｅａに基づくフィードバック制御を好適に行うことができ、かつ、目標速度指令Ｖｒｅｆに対する被駆動体９（例えばフォーカスレンズ）の速度制御系を安定化させることができる。
このような信号処理を行う本発明の一実施の形態の図３の補正信号生成器３３の動作について、図面を用いてさらに詳細に説明する。
最初に抵抗補正の動作を説明する。すなわち、（式１１）で表される抵抗誤差（Ｒａ−Ｒａｎ）を考慮して補正信号ΔＲを生成することにより、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復運動により駆動コイル１２に発生する誘起電圧Ｅａを正確に求める補正動作を説明する。
図４は、本発明の移動制御装置を構成する補正信号生成器３３の動作について説明するためのシミュレーションの結果を示す時間波形図である。
図４（ａ）はアクチュエータ１に含まれる駆動コイル１２が往復移動したときの誘起電圧Ｅａを示す。図４（ｂ）は駆動コイル１２に通電される駆動電流Ｉａを示す。なお、支持機構により支持された駆動コイル１２が往復移動されるときのアクチュエータ１に加わる軸受摩擦や弾性力などの負荷抵抗はないものと仮定した。
したがって、駆動コイル１２に通電される駆動電流Ｉａとして、慣性を有する被駆動体９の移動方向を反転させるときに大きな電流を必要とし、被駆動体９が一定速度で移動するときは電流を必要としない。すなわち、駆動電流Ｉａは、移動速度に比例して誘起される誘起電圧Ｅａがゼロクロスする点を中心として電流の大きさが最大となる。図４（ｃ）は速度指令発生器８の生成する検出窓信号Ｗを示す。
補正信号生成器３３に含まれる演算器３６には、図４（ｃ）に示す検出窓信号Ｗに応じて開閉されるスイッチ３２を介して信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と、（式１０）で表される速度信号Ｖｃとが入力される。演算器３６は、信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と速度信号Ｖｃとを乗算し、乗算結果を時間積分して、誤差信号Ｐを生成する。
誤差信号Ｐは、（式１０）を代入して（式１２）で表される。
Ｐ＝∫（Ｖｃ・Ｉａ）ｄｔ
＝∫（Ｅａ・Ｉａ）ｄｔ＋∫（（Ｒａ−Ｒａｎ−ΔＲ）Ｉａ２）ｄｔ
・・・（式１２）
図４（ｄ）は、（式１２）の右辺の第１項内の被積分項（Ｅａ・Ｉａ）の時間波形を示す。
被駆動体９の速度反転（つまり移動方向の反転）時には誘起電圧Ｅａはゼロクロスするので、図４（ｄ）に示されるように、被積分項（Ｅａ・Ｉａ）は中央が零で点対称の波形となる。したがって、図４（ｄ）の波形を時間積分した（式１２）の右辺の第１項の値は零になる。
図４（ｅ）は、（式１２）の右辺の第２項内の被積分項（Ｒａ−Ｒａｎ−ΔＲ）Ｉａ２の時間波形を示す。
図４（ｅ）において、波形４１は（Ｒａ−Ｒａｎ−ΔＲ）の値がＲａｎの２０％のときを示し、波形４２は（Ｒａ−Ｒａｎ−ΔＲ）の値がＲａｎの−２０％のときを示し、波形４３は（Ｒａ−Ｒａｎ−ΔＲ）の値が零のときの時間波形を示す。すなわち、（式１２）を計算すれば、（式１２）の右辺の第１項は常に零になるので、ΔＲ＞（Ｒａ−Ｒａｎ）のときは、誤差信号Ｐは負の値になり、ΔＲ＜（Ｒａ−Ｒａｎ）のときは、誤差信号Ｐは正の値になり、ΔＲ＝（Ｒａ−Ｒａｎ）のときは、誤差信号Ｐは零の値となる。
演算器３６には信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）と速度信号Ｖｃとが入力され、演算器３６は、（式１２）より誤差信号Ｐを生成し、積分器３７は、誤差信号Ｐを積分して補正信号ΔＲを生成する。補正信号生成器３３に含まれる演算器３６の生成する誤差信号Ｐは積分器３７に出力されているので、誤差信号Ｐが零になるまで、積分器３７は誤差信号Ｐを積分することになる。そして、積分器３７に入力される誤差信号Ｐが零になったときが、積分器３７の生成する補正信号ΔＲと、駆動コイル１２のコイル抵抗値Ｒａと抵抗公称値Ｒａｎとの実際の抵抗誤差ｄＲ（＝Ｒａ−Ｒａｎ）とが等しくなったときである。そのときは（式１１）の関係が成立するので、（式１３）が成立する。
Ｖｃ＝Ｅａ ・・・（式１３）
したがって、信号補正器６の出力する速度信号Ｖｃは、アクチュエータ１の駆動において駆動コイル１２に発生する誘起電圧Ｅａと等しくなる。
図５は、信号補正器６の動作について説明するためのシミュレーションの結果の時間波形図である。
条件としては、駆動コイル１２のコイル抵抗値Ｒａが抵抗公称値Ｒａｎと異なり、パーセント換算して抵抗誤差ｄＲ（＝Ｒａ−Ｒａｎ）が＋２０％存在するものと仮定した。
図５（ａ）は、図３の積分器３７の生成する補正信号ΔＲの時間波形である。補正信号ΔＲの値は検出窓信号Ｗが出力されてスイッチ３２がオンにされる毎に更新され、パーセント換算して２０％の値に収束している。図５（ａ）から分かるように、補正信号ΔＲの値は、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の５往復後には抵抗誤差ｄＲに応じた一定値の補正信号ΔＲ（＝２０％）に収束しており、高速で、かつ高精度に速度信号Ｖｃの調整が行われている。
図５（ｂ）は、誘起電圧検出器５から信号補正器６へ入力される電圧信号Ｅｄの波形を示し、図５（ｃ）は、図３の補正信号生成器３３，乗算器３４及び減算器３５を経て生成される速度信号Ｖｃの波形を示す。駆動コイル１２のコイル抵抗値Ｒａと抵抗公称値Ｒａｎとに抵抗誤差ｄＲ（＝Ｒａ−Ｒａｎ）が存在するときは、図５（ｂ）の電圧信号Ｅｄの波形には、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復移動により駆動コイル１２に発生する誘起電圧Ｅａに加えて、抵抗誤差ｄＲと駆動電流Ｉａによる電圧降下（ｄＲ・Ｉａ）が含まれることになる（（式１０）参照）。それに対して、図５（ｃ）の速度信号Ｖｃの波形は、抵抗誤差ｄＲにより発生した電圧降下（ｄＲ・Ｉａ）を、補正信号ΔＲを用いて電圧降下（ΔＲ・Ｉａ）で補正するので、抵抗誤差ｄＲによる電圧降下（ｄＲ・Ｉａ）は含まれず、誘起電圧Ｅａのみが含まれる。
以上により、アクチュエータ１の駆動コイル１２の抵抗値Ｒａにばらつきがあり抵抗公称値Ｒａｎからずれがあったり、あるいは通電による温度上昇によって駆動コイル１２の抵抗値Ｒａが変化したりしても、誘起電圧検出器５と信号補正器６によりアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度Ｖｃを正確に検出し、目標速度指令Ｖｒｅｆに対する被駆動体９（例えばフォーカスレンズ）の速度制御を高精度で行い、かつ被駆動体９を安定に動作させることができる。本実施形態において、速度指令発生器８が信号生成部の一例に相当し、駆動器４が駆動部の一例に相当し、誘起電圧検出器５が電圧検出部の一例に相当し、信号補正器６が信号補正部の一例に相当し、速度制御器７が制御部の一例に相当し、補正信号生成器３３が補正信号生成部の一例に相当し、乗算器３４が乗算部の一例に相当し、減算器３５が速度信号生成部の一例に相当し、増倍器３１が増倍部の一例に相当し、演算器３６が誤差信号生成部の一例に相当し、積分器３７が積分部の一例に相当し、第１の端検出センサ２が第１の端検出部の一例に相当し、第２の端検出センサ３が第２の端検出部の一例に相当し、スイッチ３２が入力禁止部の一例に相当し、目標速度指令Ｖｒｅｆが速度指令信号の一例に相当する。
なお、上記の例では、補正信号ΔＲの値はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９が速度反転（つまり移動方向を反転）する毎に更新される。すなわち、速度指令発生器８が検出窓信号Ｗを生成する毎に、補正信号ΔＲの値が更新される。しかし、本発明は、これに限られない。代替的に、被駆動体９の速度反転毎に毎回更新するのでなく、被駆動体９の速度反転毎に補正信号ΔＲを求め、速度反転の複数回毎に、補正信号ΔＲの平均値を求めて、この平均値により更新するようにしてもよい。すなわち、速度指令発生器８により検出窓信号Ｗが複数回生成される毎に、補正信号ΔＲの値が更新されるようにしてもよい。
本発明に係る本実施の形態は、アクチュエータ１により往復移動する被駆動体９の移動速度の反転期間（つまり移動方向の反転期間）に駆動コイル１２に通電される駆動電流Ｉａの大きさが最大となり、駆動コイル１２に誘起される誘起電圧Ｅａがゼロクロスすることに着目したものである。このアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の速度反転期間を、誘起電圧Ｅａを正確に検出するための抵抗補正期間に利用することで、アクチュエータ１により被駆動体９を駆動しながら、駆動コイル１２の抵抗ばらつきや抵抗温度特性の影響を除去し、制御系を安定化させるものである。アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度の反転期間では、制御系不安定要因の抵抗補正を逐次行い、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度の反転期間以外では、検出された誘起電圧Ｅａを速度信号Ｖｃとして用いることで、特別な速度センサや速度検出コイルなどを設けることなく、アクチュエータ１により、被駆動体９を高精度に、かつ安定に速度制御するものである。
次に、図１の速度指令発生器８の動作について説明する。
第１の端検出センサ２と第２の端検出センサ３とは、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の両端を検出する。速度指令発生器８は、それぞれのセンサ２，３が出力する第１の端位置信号Ｘ１と第２の端位置信号Ｘ２とから、目標速度指令Ｖｒｅｆと検出窓信号Ｗとを生成する。速度指令発生器８は、目標速度指令Ｖｒｅｆを速度制御器７に出力し、同時に検出窓信号Ｗを信号補正器６に出力する。速度指令発生器８の機能としては、アクチュエータ１により往復移動を行なう被駆動体９の振幅と往復移動の周期とがそれぞれ所定値になるように、速度制御器７に目標速度指令Ｖｒｅｆを出力する。
図６は、速度指令発生器８の機能のうち、往復移動の振幅調整を行なう動作を説明するフローチャートである。
図６において、ステップＳ１では、最初に、速度反転動作開始位置を示すための第１の位置補正信号ＳＵと第２の位置補正信号ＳＬとに、それぞれ初期値として零を格納する。また、目標速度指令Ｖｒｅｆには一定値ＲＥＦを格納する。
ステップＳ２では、第１の端検出センサ２の出力する第１の端位置信号Ｘ１が（式１４）を満たすか否かを判断し、（式１４）が成立しない間は、ステップＳ２の判断処理を繰り返す。
Ｘ１＞ＡＵ−ＳＵ ・・・（式１４）
ここで、ＡＵはアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の一方の端位置を示す。
ステップＳ２で、第１の端検出センサ２が被駆動体９の移動範囲の一方の端位置ＡＵを検出して（式１４）が成立したとき（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、信号補正器６に出力される検出窓信号Ｗを‘１’に設定し、検出窓信号Ｗはオンとなり、スイッチ３２がオンにされ、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４とステップＳ５では、所定時間τ内で目標速度指令Ｖｒｅｆの値が一定値ＲＥＦから零になるように、目標速度指令Ｖｒｅｆを逐次、値ｄｒずつ減算し、速度プロフィールを生成する。ステップＳ５では、ステップＳ２で第１の端検出センサ２の第１の端位置信号Ｘ１が（式１４）を満たしてから所定時間τが経過したか否かを判定する。所定時間τが経過していなければ（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ４に戻り、所定時間τが経過していれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に移行する。所定時間τが経過したとき、目標速度指令Ｖｒｅｆの値は、零になっており、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動量は、第１の端検出センサ２のある側で最大となっている。
ステップＳ６では、ステップＳ２で読み込んだ第１の端検出センサ２の第１の端位置信号Ｘ１と、目標とする移動範囲の一方の端位置ＡＵとの誤差を計算し、その値（Ｘ１−ＡＵ）を変数ΔＡに格納する。その後ステップＳ７とステップＳ８に移行する。ステップＳ７とステップＳ８では、所定時間τ内で目標速度指令Ｖｒｅｆの値が今度は零から値−ＲＥＦになるように、目標速度指令Ｖｒｅｆを逐次、値ｄｒずつ減算し、後述する速度プロフィールを生成する。ステップＳ８では、目標速度指令Ｖｒｅｆの値が零になってから所定時間τが経過したか否かを判定する。所定時間τが経過していなければ（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ７に戻り、所定時間τが経過していれば（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ９に移行する。所定時間τが経過したとき、目標速度指令Ｖｒｅｆは値−ＲＥＦになっており、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動方向の切換えは完了し、ステップＳ９に移行する。このように、ステップＳ４，Ｓ７では、目標速度指令Ｖｒｅｆを逐次、値ｄｒずつ減算している。つまり、ステップＳ４，Ｓ７ごとに、目標速度指令Ｖｒｅｆは、同一値を維持せずに必ず減少する狭義単調減少している。
ステップＳ９では、信号補正器６に出力される検出窓信号Ｗを‘０’に戻し、検出窓信号Ｗはオフとなり、スイッチ３２がオフにされ、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、ステップＳ６で格納した変数ΔＡに一定の係数Ｋを乗算して、第１の位置補正信号ＳＵに逐次加算する。すなわち、演算（ＳＵ＋Ｋ・ΔＡ）により逐次加算し、結果を第１の位置補正信号ＳＵに格納する。
以上のステップＳ２からステップＳ１０までは、アクチュエータ１により被駆動体９を往復移動させるために、被駆動体９の移動範囲の一方の端位置ＡＵを第１の端検出センサ２で検出し、目標速度指令Ｖｒｅｆの符号を反転させる一連の処理を行なう。この一連の処理により、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９が第１の端検出センサ２の方向へ移動しているときには、端位置ＡＵの折り返し点で滑らかに移動方向が反転され、この方向反転を含む減速及び加速している期間を示すための検出窓信号Ｗが生成される。検出窓信号Ｗは、信号補正器６に出力される。検出窓信号Ｗのオン期間（つまりスイッチ３２のオン期間）は、駆動コイル１２に誘起される誘起電圧Ｅａを正確に検出するための駆動コイル抵抗補正期間として利用される。
次のステップＳ１１からステップＳ１９では、アクチュエータ１が往復移動させる被駆動体９の移動範囲の他方の端位置ＡＬを第２の端検出センサ３で検出し、目標速度指令Ｖｒｅｆを値−ＲＥＦから値ＲＥＦに反転させる一連の処理を行なう。この一連の処理により、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９が第２の端検出センサ３の方向へ移動しているときには、端位置ＡＬの折り返し点で滑らかに移動方向が反転され、この方向反転期間を示すための検出窓信号Ｗが生成される。
ステップＳ１１からステップＳ１９の処理は、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の端を検出するセンサが第１の端検出センサ２から第２の端検出センサ３になり、第１の端位置信号Ｘ１を第２の端位置信号Ｘ２に置き換えて、ステップＳ２からステップＳ１０までと同様の処理を行なう。（なお、図６のステップＳ１１からステップＳ１９までの処理において、ステップＳ２からステップＳ１０までの処理と同一の機能を有するものについては、重複した説明は省略する。）
ステップＳ１１では、第２の端検出センサ３が移動範囲の他方の端位置ＡＬを検出し、（式１５）が成立するまで、ステップＳ１１の処理を繰り返す。
Ｘ２＜ＡＬ＋ＳＬ ・・・（式１５）
ここで、ＡＬはアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動範囲の他方の端位置を示す。
ステップＳ１１で、第２の端検出センサ３が被駆動体９の移動範囲の他方の端位置ＡＬを検出して（式１５）が成立したとき（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、信号補正器６に出力される検出窓信号Ｗが‘１’に設定され、検出窓信号Ｗはオンとなり、スイッチ３２がオンにされて、ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３とステップＳ１４では、所定時間τ内で目標速度指令Ｖｒｅｆの値が一定値−ＲＥＦから零になるように、目標速度指令Ｖｒｅｆを逐次、値ｄｒずつ加算し、速度プロフィールを生成する。ステップＳ１４では、ステップＳ１１で第２の端検出センサ３の第２の端位置信号Ｘ２が（式１５）を満たしてから所定時間τが経過したか否かを判定する。所定時間τが経過していなければ（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、所定時間τが経過していれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行する。所定時間τが経過したとき、目標速度指令Ｖｒｅｆの値は、零になっており、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動量は、第２の端検出センサ３のある側で最大となっている。
ステップＳ１５では、ステップＳ１１で読み込んだ第２の端検出センサ３の第２の端位置信号Ｘ２と、目標とする移動範囲の他方の端位置ＡＬとの誤差を計算し、その値（Ｘ２−ＡＬ）を変数ΔＢに格納する。その後ステップＳ１６とステップＳ１７に移行する。ステップＳ１６とステップＳ１７では、所定時間τ内で目標速度指令Ｖｒｅｆの値が零から一定値ＲＥＦの値になるように、目標速度指令Ｖｒｅｆを逐次、値ｄｒずつ加算し、後述する速度プロフィールを生成する。ステップＳ１７では、目標速度指令Ｖｒｅｆの値が零になってから所定時間τが経過したか否かを判定する。所定時間τが経過していなければ（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１６に戻り、所定時間τが経過していれば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１８に移行する。所定時間τが経過したとき、目標速度指令Ｖｒｅｆの値は一定値ＲＥＦになっており、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動方向の切換えは完了し、ステップＳ１８に移行する。このように、ステップＳ１３，Ｓ１６では、目標速度指令Ｖｒｅｆを逐次、値ｄｒずつ加算している。つまり、ステップＳ１３，Ｓ１６ごとに、目標速度指令Ｖｒｅｆは、同一値を維持せずに必ず増加する狭義単調増加している。
ステップＳ１８では、信号補正器６に出力される検出窓信号Ｗを‘０’に戻し、検出窓信号Ｗはオフとなり、スイッチ３２がオフにされて、ステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９では、ステップＳ１５で格納した変数ΔＢに一定の係数Ｋを乗算して、第２の位置補正信号ＳＬに逐次加算する。すなわち、演算（ＳＬ＋Ｋ・ΔＢ）により逐次加算し、結果を第２の位置補正信号ＳＬに格納する。
以上のステップＳ１１からステップＳ１９までは、アクチュエータ１により被駆動体９を往復移動させるために、被駆動体９の移動範囲の他方の端位置ＡＬを第２の端検出センサ３で検出し、目標速度指令Ｖｒｅｆの符号を反転させる一連の処理を行なう。この一連の処理により、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９が第２の端検出センサ３の方向へ移動しているときには、端位置ＡＬの折り返し点で滑らかに移動方向が反転され、この方向反転期間を示すための検出窓信号Ｗが生成される。検出窓信号Ｗは、信号補正器６に出力される。検出窓信号Ｗのオン期間（つまりスイッチ３２のオン期間）は、駆動コイル１２に誘起される誘起電圧Ｅａを正確に検出するための駆動コイル抵抗補正期間として利用される。本実施形態において、一定値ＲＥＦが目標値の一例に相当する。
このような信号処理を行う速度指令発生器８の往復移動の振幅調整の動作について、図面を用いてさらに詳細に説明する。図７は、速度指令発生器８の往復移動の振幅調整の動作を説明する時間波形図である。
図７において、図７（ａ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置を示す。図７（ａ）における位置（ＡＵ−ＳＵ）及び（ＡＬ＋ＳＬ）は、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９が速度反転の動作を開始する速度反転動作開始位置を示す。
第１の端検出センサ２が図６のステップＳ２で検出した第１の端位置信号Ｘ１が、ちょうど一方の端位置ＡＵとなるように、すなわちアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置が最大値となるように、図６のステップＳ３〜Ｓ１０によって、第１の位置補正信号ＳＵが、図７（ａ）中、上下に調整される。同様に、第２の端検出センサ３が図６のステップＳ１１で検出した第２の端位置信号Ｘ２が、ちょうど他方の端位置ＡＬとなるように、すなわちアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置が最小値となるように、図６のステップＳ１２〜Ｓ１９によって、第２の位置補正信号ＳＬが、図７（ａ）中、上下に調整される。
図７（ｂ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９を速度制御するために速度制御器７に入力される目標速度指令Ｖｒｅｆを示す。
図７（ａ）の位置（ＡＵ−ＳＵ）及び位置（ＡＬ＋ＳＬ）の時点からアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の速度反転（つまり移動方向反転）の動作は開始され、所定時間τだけ経過後に目標速度指令Ｖｒｅｆは零になり、速度反転の動作開始から時間２τ経過後に速度反転の動作が完了する。図７（ｂ）に示されるように、目標速度指令Ｖｒｅｆは台形波状の速度プロフィールを有する。このため、図７（ａ）のアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置は、速度反転時には滑らかに変化する。その結果、アクチュエータ１は振動、騒音の少ない駆動を実現することができる。
以上説明したように、図１の速度指令発生器８において、図６のステップＳ６とステップＳ１５とで得られた被駆動体９の移動範囲の一方の端位置ＡＵと他方の端位置ＡＬとにおける誤差を、ステップＳ１０及びステップＳ１９で逐次加算して第１の位置補正信号ＳＵ及び第２の位置補正信号ＳＬを生成して、移動方向の切換え時期を調整する。したがって、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９は、端位置ＡＵと端位置ＡＬとの間を往復運動することになる。
図８は、速度指令発生器８の動作のうち、往復移動の周期調整を行なう動作を説明するフローチャートである。
図８において、ステップＳ２１では、周期調整のための準備として目標速度指令Ｖｒｅｆに初期値として値ＲＥＦを格納する。
ステップＳ２２では、第１の端検出センサ２が一方の端位置ＡＵを検出してから再び第１の端検出センサ２が端位置ＡＵを検出するまでの周期Ｔを計測する。
ステップＳ２３では、ステップＳ２２で読み込んだ周期Ｔと、目標周期Ｔｏとの誤差（Ｔ−Ｔｏ）を計算し、その値（Ｔ−Ｔｏ）を変数ΔＴに格納する。その後ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、ステップＳ２３で格納した変数ΔＴに一定の係数Ｇを乗算して目標速度指令Ｖｒｅｆに逐次加算する。すなわち、演算（Ｖｒｅｆ＋Ｇ・ΔＴ）により逐次加算し、結果を目標速度指令Ｖｒｅｆに格納する。
ステップ２４の処理後、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２〜Ｓ２４までの操作は繰り返し行われる。
このような信号処理を行う速度指令発生器８の往復移動の周期調整の動作について、図面を用いてさらに詳細に説明する。図９は、速度指令発生器８の往復移動の周期調整の動作を説明する時間波形図である。
図９において、図９（ａ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置を示す。被駆動体９は、一方の端位置ＡＵと他方の端位置ＡＬとの間で往復移動を行なっている。第１の端検出センサ２が図６のステップＳ２で検出した第１の端位置信号Ｘ１が、ちょうど一方の端位置ＡＵとなっており、第２の端検出センサ３が図６のステップＳ１１で検出した第２の端位置信号Ｘ２が、ちょうど他方の端位置ＡＬとなっている。そこで、例えば、第２の端検出センサ３が他方の端位置ＡＬを検出してから、さらに第２の端検出センサ３が他方の端位置ＡＬを検出するまでの周期Ｔを測定し、この周期Ｔが目標周期Ｔｏになるように値ＲＥＦの大きさを調整する。
すなわち、図９（ｂ）に破線で示すように、図８のステップＳ２３で得られた周期誤差ΔＴが正で、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復周期Ｔが目標周期Ｔｏより長いときは、目標速度Ｖｒｅｆを大きくすれば被駆動体９の移動速度は大きくなり、その結果、往復周期Ｔは短くなる。逆に、ステップＳ２３で得られた周期誤差ΔＴが負で、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復周期Ｔが目標周期Ｔｏより短いときは、目標速度Ｖｒｅｆを小さくすれば被駆動体９の移動速度は遅くなり、その結果、往復周期Ｔは長くなる。そして、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復周期Ｔが目標周期Ｔｏに一致したときは、ステップＳ２３で得られる周期誤差ΔＴは零となり、ステップＳ２４の演算を繰り返しても目標速度指令Ｖｒｅｆの値は変化しない。
以上説明したように、図１の速度指令発生器８において、図８のステップＳ２３で得られたアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復周期Ｔと目標周期Ｔｏとの周期誤差ΔＴを、ステップＳ２４で逐次加算して目標速度指令Ｖｒｅｆを生成して、被駆動体９の移動速度を調整する。したがって、最終的には、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９は、目標周期Ｔｏで、一方の端位置ＡＵと他方の端位置ＡＬとの間を往復運動することになる。
なお、図８の往復移動の周期調整を行なう動作を説明するフローチャートでは、図８のステップＳ２２において、第１の端検出センサ２が一方の端位置ＡＵを検出してから再び第１の端検出センサ２が当該一方の端位置ＡＵを検出するまでの周期を計測するように構成したが、本発明はこれに限られない。代替的に、第２の端検出センサ３が他方の端位置ＡＬを検出してから再び第２の端検出センサ３が当該他方の端位置ＡＬを検出するまでの周期を計測するように構成してもよい。さらに代替的に、第１の端検出センサ２と第２の端検出センサ３の両方を用いて、第１の端検出センサ２が一方の端位置ＡＵを検出してから第２の端検出センサ３が他方の端位置ＡＬを検出するまでのアクチュエータ１により駆動される被駆動体９が片道移動する半周期を計測した後に、その計測値の２倍を周期として用いてもよい。
図１０は、本発明に係る本実施形態の移動制御装置を構成する速度指令発生器８の振幅調整と周期調整の機能を同時に作用させた動作を説明するシミュレーション結果を示す時間波形図である。すなわち、図１０の時間波形図は、図１の速度指令発生器８により往復移動が行われる被駆動体９の振幅と周期とがそれぞれ所定値になるように、図６の振幅調整を行なう動作フローと図８の周期調整を行なう動作フローとを同時に作用させたときの過渡状態の動作を説明するためのシミュレーション結果である。
図１０において、図１０（ａ）の波形５１はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置の時間波形を示し、波形５２は第１の端検出センサ２によって検出される被駆動体９の速度反転動作開始位置（ＡＵ−ＳＵ）を示し、波形５３は第２の端検出センサ３によって検出される被駆動体９の速度反転動作開始位置（ＡＬ＋ＳＬ）を示す。また、図１０（ｂ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度の時間波形を示す。波形５２，５３で示す被駆動体９の速度反転動作開始位置（ＡＵ−ＳＵ）及び（ＡＬ＋ＳＬ）は、時間とともに調整されて、被駆動体９の１０往復後に定常状態に達していることが分かる。
図１０（ｃ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の振幅の時間波形を示し、図１０（ｄ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の周期の時間波形を示す。図１０より、本発明に係る本実施形態の移動制御装置を構成する速度指令発生器８の振幅調整と周期調整の機能を同時に作用させても、アクチュエータ１により往復移動される被駆動体９は、約１０往復で定常状態に達し、良好な整定特性を有することが分かる。
なお、図１０のシミュレーションでは、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復移動開始時に、初期値として第１の位置補正信号ＳＵと第２の位置補正信号ＳＬにはそれぞれ零を格納（図６のステップＳ１）したが、本発明は、これに限られない。代替的に、被駆動体９の往復移動が定常状態に達したときの第１の位置補正信号ＳＵ及び第２の位置補正信号ＳＬの値を例えば速度指令発生器８に含まれるメモリーに記憶しておき、再び被駆動体９の往復移動を開始するときには、メモリーに記憶しておいた値を初期値として使用するようにしてもよい。この形態によれば、図１０に示すような過渡状態を発生せずに安定な往復移動を実現することができる。
図１１は、本発明に係る本実施形態の移動制御装置による被駆動体９の往復移動の定常状態における動作を説明するためのシミュレーション結果を示す時間波形図である。
図１１において、図１１（ａ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置の時間波形を示す。図１１（ａ）に示されるように、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９は、最大の端位置ＡＵ及び最小の端位置ＡＬの間において振幅（ＡＵ−ＡＬ）及び周期Ｔｏで往復移動を行なう。図１１（ｂ）はアクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度の時間波形を示す。アクチュエータ１では、台形波状の速度プロフィール制御が行なわれる。このため端位置ＡＵと端位置ＡＬの折り返し点では、被駆動体９の移動方向が滑らかに反転され、次の方向反転までは、速度の大きさが一定値ＲＥＦの定速度で被駆動体９が移動する往復移動が繰り返される。
図１１（ｃ）は誘起電圧検出器５から出力される電圧信号Ｅｄの時間波形を示し、図１１（ｄ）は信号補正器６から出力される速度信号Ｖｃの時間波形を示し、図１１（ｅ）は駆動コイル１２に通電される駆動電流Ｉａの時間波形を示す。図１１のシミュレーションでは、駆動コイル１２のコイル抵抗値Ｒａは抵抗公称値Ｒａｎと異なる値であり、パーセント換算して抵抗誤差ｄＲ（＝Ｒａ−Ｒａｎ）が２０％存在するものと仮定した。また支持機構により支持された駆動コイル１２が往復移動されるときのアクチュエータ１に加わる軸受摩擦や弾性力などの負荷抵抗はないものと仮定した。
抵抗誤差ｄＲが存在するときは、図１１（ｃ）の電圧信号Ｅｄの波形には、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復移動により駆動コイル１２に発生する誘起電圧Ｅａに加えて、抵抗誤差ｄＲと駆動電流Ｉａによる電圧降下（ｄＲ・Ｉａ）が含まれる。
それに対して、図１１（ｄ）の速度信号Ｖｃの波形には、抵抗誤差ｄＲにより発生した電圧降下（ｄＲ・Ｉａ）が、信号補正器６の補正信号ΔＲを用いて電圧降下（ΔＲ・Ｉａ）により補正されるので、抵抗誤差ｄＲによる電圧降下（ｄＲ・Ｉａ）は含まれず、誘起電圧Ｅａのみが含まれる。
本発明に係る本実施形態の移動制御装置および移動制御方法は、アクチュエータ１により往復移動する被駆動体９の移動速度の反転期間（つまり移動方向の反転期間）には、駆動コイル１２に通電される駆動電流Ｉａの大きさが最大となり（図１１（ｅ））、この被駆動体９の速度反転期間２τを、誘起電圧Ｅａを正確に検出するための抵抗補正期間に利用する。これによって、アクチュエータ１により被駆動体９を駆動しながら、駆動コイル１２の抵抗ばらつきや抵抗温度特性の影響を誘起電圧検出器５と信号補正器６とにより除去し、制御系を安定化させるものである。
また、本発明に係る本実施形態の移動制御装置は、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度の反転期間２τでは、制御系不安定要因となり得る駆動コイル１２のコイル抵抗値の補正を逐次行い、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度の反転期間２τ以外では、誘起電圧検出器５と信号補正器６とにより検出された誘起電圧Ｅａを速度信号Ｖｃとして用いる。これによって、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の移動速度Ｖｃを正確に検出できる（図１１（ｄ））。したがって、特別な速度センサや速度検出コイルなどを設けることなく、目標速度指令Ｖｒｅｆに対する被駆動体９（例えばフォーカスレンズや撮像素子などの光学素子）の速度制御を高精度に行い、かつ被駆動体９を安定に動作させることができる。
また、本発明に係る本実施形態の移動制御装置および移動制御方法では、目標速度指令Ｖｒｅｆは、台形波状の速度プロフィールを有する（図１１（ｂ））。したがって、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の位置は、速度反転（つまり移動方向反転）時には滑らかに変化する（図１１（ａ））。その結果、アクチュエータ１は、振動、騒音の少ない駆動を実現することができる。
また、本発明に係る本実施形態の移動制御装置では、被駆動体９をフォーカスレンズや撮像素子などの光学素子としている。したがって、被駆動体９である光学素子を、被写界深度拡張に相当する焦点距離に亘って、露光時間内に、一定速度で高速に往復移動させることができる。
上記実施形態では、信号補正器６の乗算器３４は、アクチュエータ１により駆動される被駆動体９の往復移動の開始後に、補正信号生成器３３の積分器３７から出力される補正信号ΔＲを用いているが、本発明は、これに限られない。
図１２は、信号補正器の構成の異なる例を示すブロック図である。図１２に示される信号補正器６ａは、図３に示される信号補正器６が備える各構成要素に加えて、不揮発性メモリ回路３８をさらに備えている。図１２に示される信号補正器６ａでは、補正信号生成器３３の積分器３７は、補正信号ΔＲを、乗算器３４ではなくて不揮発性メモリ回路３８に出力する。
不揮発性メモリ回路３８は、アクチュエータ１が被駆動体９の往復移動を停止する前に、積分器３７から出力される補正信号ΔＲを保存する。不揮発性メモリ回路３８は、アクチュエータ１が被駆動体９の往復移動を開始するときは、初期値の補正信号ΔＲとして、保存しておいた補正信号ΔＲを乗算器３４に出力する。不揮発性メモリ回路３８は、アクチュエータ１が被駆動体９の往復移動を開始した後は、積分器３７から出力される補正信号ΔＲを、そのまま乗算器３４に出力する。図１２に示される形態において、不揮発性メモリ回路３８が不揮発性メモリの一例に相当する。
図１２に示される形態によれば、前回の被駆動体９の往復移動で得られた補正信号ΔＲを、今回の被駆動体９の往復移動における補正信号ΔＲの初期値としている。したがって、上記実施形態に比べて、移動開始当初から、被駆動体９をさらに安定に往復移動させることができる。
また、上記図１２に示される形態では、不揮発性メモリ回路３８は、アクチュエータ１が被駆動体９の往復移動を停止する前に、積分器３７から出力される補正信号ΔＲを保存しているが、これに限られず、別の値を初期値として保存するようにしてもよい。例えば、図１において、速度制御器７は、アクチュエータ１が被駆動体９の往復移動を開始する前に、駆動コイル１２に所定の基準電流値Ｉ０の電流を駆動器４により供給させ、アクチュエータ１の駆動コイル１２がヨーク１３の右端部１３ａに押し当てられて停止した状態で、駆動コイル１２の両端に発生する電圧値Ｖ０を誘起電圧検出器５により検出させる。ヨーク１３の右端部１３ａは、被駆動体９が往復移動するときの駆動コイル１２の移動範囲の外に設けられている。
そして、信号補正器６ａは、基準電流値Ｉ０及び検出された電圧値Ｖ０に基づき、駆動コイル１２の抵抗値Ｒａ＝Ｖ０／Ｉ０を算出し、抵抗公称値Ｒａｎからのずれを抵抗誤差ｄＲ＝（Ｒａ−Ｒａｎ）＝（Ｖ０／Ｉ０−Ｒａｎ）として算出する。信号補正器６ａは、算出した抵抗誤差ｄＲ＝（Ｖ０／Ｉ０−Ｒａｎ）を不揮発性メモリ回路３８に補正信号ΔＲの初期値として保存する。信号補正器６ａは、被駆動体９の往復移動開始時に、不揮発性メモリ回路３８に保存されている抵抗誤差を補正信号ΔＲの初期値として用いる。この形態において、駆動コイル１２及び被駆動体９が可動部の一例に相当し、ヨーク１３の右端部１３ａが壁部の一例に相当する。この形態でも、移動開始当初から、被駆動体９をさらに安定に往復移動させることができる。
上記実施形態では、信号補正器６は、スイッチ３２を備え、検出窓信号Ｗが‘１’でオンのときにスイッチ３２をオンにして、増倍器３１から信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）を補正信号生成器３３の演算器３６に入力させていたが、本発明は、これに限られず、スイッチ３２を備えなくてもよい。
図１３は、信号補正器の構成のさらに異なる例を示すブロック図である。図１３に示される信号補正器６ｂは、図３に示される信号補正器６において、スイッチ３２を備えていない。したがって、検出窓信号Ｗに関係なく、常に、増倍器３１から信号ｇｍ・Ｕ（＝Ｉａ）が補正信号生成器３３の演算器３６に入力される。検出窓信号Ｗが‘０’でオフのときは、図４から分かるように、駆動コイル１２の誘起電圧Ｅａは一定で、駆動電流Ｉａ＝０になっている。したがって、乗算器３４から出力される乗算結果ΔＲ・Ｉａ＝０になる。このため、図１３の形態でも、被駆動体９を好適に駆動することができる。但し、図３に示される信号補正器６のように、検出窓信号Ｗがオフのときにスイッチ３２をオフにする構成の方が、速度信号Ｖｃに対する外乱が少なくなるため、好ましい。
上記実施形態では、被駆動体９は、一例としてフォーカスレンズなどの光学素子としているが、本発明は、これに限られない。例えば、プロッターやプリンタなどの印刷機器において用いられる印字ヘッドや、ロボットなど産業機器の分野で用いられるリニアアクチュエータにおいて往復移動される移動部材などを、被駆動体９としてもよい。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
本発明の一局面に係る移動制御装置は、永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、を備える。
この構成によれば、アクチュエータは、永久磁石と永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させる。信号生成部は、被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する。駆動部は、入力される駆動信号に応じた電流をアクチュエータの駆動コイルに供給する。電圧検出部は、駆動部による電流供給に伴って駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された誘起電圧に対応する電圧信号を出力する。信号補正部は、駆動信号と電圧検出部から出力される電圧信号とに基づき、駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように電圧信号を補正して速度信号を生成する。制御部は、信号生成部により生成される速度指令信号と信号補正部により生成される速度信号とに基づき、駆動信号を生成して駆動部に出力する。
このように、駆動コイルに誘起される誘起電圧に対応する電圧信号が、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように補正されて、速度信号が生成され、速度指令信号と速度信号とに基づき駆動信号が生成され、駆動信号に応じた電流が駆動コイルに供給されて、被駆動体が駆動される。したがって、アクチュエータにより駆動される被駆動体の速度検出用に速度検出コイルを特別に設ける必要がない。その結果、駆動コイルの抵抗値が基準抵抗値からずれていたとしても、低コストで被駆動体を好適に往復移動させることが可能となる。
上記の移動制御装置において、前記信号補正部は、前記駆動信号に対応する電流信号と前記速度信号とに基づき、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれに対応する補正信号を生成する補正信号生成部と、前記補正信号生成部により生成された前記補正信号と前記駆動信号に対応する前記電流信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を出力する乗算部と、前記乗算部から出力される前記乗算結果と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とから前記速度信号を生成する速度信号生成部と、を含むことが好ましい。
この構成によれば、信号補正部に含まれる補正信号生成部は、駆動信号に対応する電流信号と速度信号とに基づき、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれに対応する補正信号を生成する。信号補正部に含まれる乗算部は、補正信号生成部により生成された補正信号と駆動信号に対応する電流信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を出力する。信号補正部に含まれる速度信号生成部は、乗算部から出力される乗算結果と電圧検出部から出力される電圧信号とから速度信号を生成する。このように、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれに対応する補正信号と駆動信号に対応する電流信号との乗算結果と、電圧信号とから速度信号が生成され、この生成された速度信号と速度指令信号とに基づき、駆動信号が生成される。したがって、駆動コイルの抵抗値が基準抵抗値からずれていたとしても、アクチュエータにより被駆動体を好適に往復移動させることができる。
上記の移動制御装置において、前記信号補正部は、前記駆動信号を所定の増倍係数により増倍して前記電流信号を生成する増倍部をさらに含み、前記補正信号生成部は、前記電流信号と前記速度信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を時間積分して、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれを表す誤差信号を生成する誤差信号生成部と、前記誤差信号生成部により生成された前記誤差信号を積分して、前記補正信号を生成する積分部と、を含み、前記速度信号生成部は、前記乗算部から出力される前記乗算結果を前記電圧検出部から出力される前記電圧信号から減算し、該減算により得られた減算結果を前記速度信号として生成することが好ましい。
この構成によれば、信号補正部に含まれる増倍部は、駆動信号を所定の増倍係数により増倍して電流信号を生成する。補正信号生成部に含まれる誤差信号生成部は、電流信号と速度信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を時間積分して、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを表す誤差信号を生成する。補正信号生成部に含まれる積分部は、誤差信号生成部により生成された誤差信号を積分して、補正信号を生成する。速度信号生成部は、乗算部から出力される乗算結果を電圧検出部から出力される電圧信号から減算し、該減算により得られた減算結果を速度信号として生成する。このように、駆動信号を増倍係数により増倍して生成された電流信号と速度信号とが乗算された乗算結果が時間積分されて、誤差信号が生成される。したがって、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを好適に表す誤差信号を生成することができる。この誤差信号が積分されて、補正信号が生成されるため、補正信号を好適に生成することができる。したがって、駆動コイルの抵抗値が基準抵抗値からずれていたとしても、アクチュエータにより被駆動体を好適に往復移動させることができる。
上記の移動制御装置において、前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、をさらに備え、前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号と、前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成し、前記信号補正部は、前記信号生成部により前記検出窓信号が生成されていない期間は前記補正信号生成部への前記駆動信号の入力を禁止する入力禁止部を備えることが好ましい。
この構成によれば、第１の端検出部は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する。第２の端検出部は、被駆動体の移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する。信号生成部は、第１の端検出部から出力される第１の端位置信号と、第２の端検出部から出力される第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成する。信号補正部が備える入力禁止部は、信号生成部により検出窓信号が生成されていない期間は補正信号生成部への駆動信号の入力を禁止する。したがって、検出窓信号が生成されている期間のみ速度信号が生成される。その結果、検出窓信号を生成する期間を好適に設定することにより、好適なタイミングで速度信号を生成することが可能になる。
上記の移動制御装置において、前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、をさらに備え、前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号と、前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成し、前記信号補正部は、前記信号生成部により前記検出窓信号が生成される毎に、前記速度信号を生成するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、第１の端検出部は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する。第２の端検出部は、被駆動体の移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する。信号生成部は、第１の端検出部から出力される第１の端位置信号と、第２の端検出部から出力される第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成する。信号補正部は、信号生成部により検出窓信号が生成される毎に、速度信号を生成するように構成される。したがって、検出窓信号の生成頻度に等しい頻度で速度信号が生成される。その結果、検出窓信号を生成する頻度を好適に設定することにより、好適な頻度で速度信号を生成することが可能になる。
上記の移動制御装置において、前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、をさらに備え、前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号と、前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成し、前記信号補正部は、前記信号生成部により前記検出窓信号が複数回生成される毎に、前記速度信号を生成するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、第１の端検出部は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する。第２の端検出部は、被駆動体の移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する。信号生成部は、第１の端検出部から出力される第１の端位置信号と、第２の端検出部から出力される第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成する。信号補正部は、信号生成部により検出窓信号が複数回生成される毎に、速度信号を生成するように構成される。したがって、検出窓信号の生成頻度より少ない頻度で速度信号の生成頻度を好適に設定することにより、必要な頻度で速度信号を生成することが可能になる。
上記の移動制御装置において、前記信号生成部は、前記アクチュエータにより往復移動される前記被駆動体の速度が反転する時点を含む期間に前記検出窓信号を生成するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、信号生成部は、アクチュエータにより往復移動される被駆動体の速度が反転する時点を含む期間に検出窓信号を生成するように構成される。したがって、被駆動体の速度が変化している期間を含む期間に、検出窓信号を生成することができる。
上記の移動制御装置において、前記信号生成部は、前記アクチュエータにより往復移動される前記被駆動体の減速開始から速度が反転した後の加速終了までの期間に前記検出窓信号を生成するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、信号生成部は、アクチュエータにより往復移動される被駆動体の減速開始から速度が反転した後の加速終了までの期間に検出窓信号を生成するように構成される。したがって、被駆動体が一定速度で移動している期間以外の減速及び加速している期間に、検出窓信号を生成することができる。
上記の移動制御装置において、前記信号生成部は、前記被駆動体の前記移動範囲の前記一方の端位置で前記被駆動体の移動速度が反転する時点において、前記第１の端検出部から前記第１の端位置信号が出力され、かつ、前記被駆動体の前記移動範囲の前記他方の端位置で前記被駆動体の移動速度が反転する時点において、前記第２の端検出部から前記第２の端位置信号が出力されるように、前記被駆動体が前記一方の端位置に向かう方向及び前記他方の端位置に向かう方向における前記速度指令信号の速度反転動作開始位置をそれぞれ調整するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、信号生成部は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置で被駆動体の移動速度が反転する時点において、第１の端検出部から第１の端位置信号が出力され、かつ、被駆動体の移動範囲の他方の端位置で被駆動体の移動速度が反転する時点において、第２の端検出部から第２の端位置信号が出力されるように、被駆動体が一方の端位置に向かう方向及び他方の端位置に向かう方向における速度指令信号の速度反転動作開始位置をそれぞれ調整するように構成される。したがって、被駆動体の移動範囲を、確実に、第１の端位置信号の出力位置及び第２の端位置信号の出力位置の間の範囲とすることができる。
上記の移動制御装置において、前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号及び前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号の少なくとも一方を用いて、前記被駆動体が往復移動する周期を計測し、計測した前記周期が所定の目標周期に一致するように、前記速度指令信号の大きさを調整するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、信号生成部は、第１の端検出部から出力される第１の端位置信号及び第２の端検出部から出力される第２の端位置信号の少なくとも一方を用いて、被駆動体が往復移動する周期を計測し、計測した周期が所定の目標周期に一致するように、速度指令信号の大きさを調整するように構成される。したがって、被駆動体を確実に目標周期で往復移動させることができる。
上記の移動制御装置において、前記信号生成部は、前記速度指令信号の値が、前記第１の端位置信号もしくは前記第２の端位置信号が出力されるまでは、正の所定の目標値に維持され、前記第１の端位置信号もしくは前記第２の端位置信号の出力時点から徐々に減少して所定時間が経過すると零になり、前記所定時間の経過時点からさらに徐々に減少して前記所定時間が経過すると負の前記目標値になるように、前記速度指令信号を生成するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、信号生成部は、速度指令信号の値が、第１の端位置信号もしくは第２の端位置信号が出力されるまでは、正の所定の目標値に維持され、第１の端位置信号もしくは第２の端位置信号の出力時点から徐々に減少して所定時間が経過すると零になり、所定時間の経過時点からさらに徐々に減少して所定時間が経過すると負の目標値になるように、速度指令信号を生成するように構成される。したがって、被駆動体の速度を滑らかに反転させることができる。
上記の移動制御装置において、前記被駆動体が往復移動するときの可動部の移動範囲の外に設けられた壁部をさらに備え、前記アクチュエータの前記可動部は、前記被駆動体及び前記駆動コイルを含み、前記制御部は、前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を開始する前に、前記駆動コイルに所定の基準電流値の電流を前記駆動部により供給させ、前記壁部に前記アクチュエータの前記可動部が押し当てられて停止した状態で、前記駆動コイルの両端に発生する電圧値を前記電圧検出部により検出させ、前記信号補正部は、前記基準電流値及び検出された前記電圧値に基づき、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれを抵抗誤差として算出し、前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を開始するときは、算出した前記抵抗誤差を前記補正信号の初期値として用いるように構成されることが好ましい。
この構成によれば、壁部は、被駆動体が往復移動するときの可動部の移動範囲の外に設けられている。アクチュエータの可動部は、被駆動体及び駆動コイルを含む。制御部は、アクチュエータが被駆動体の往復移動を開始する前に、駆動コイルに所定の基準電流値の電流を駆動部により供給させ、壁部にアクチュエータの可動部が押し当てられて停止した状態で、駆動コイルの両端に発生する電圧値を電圧検出部により検出させる。信号補正部は、基準電流値及び検出された電圧値に基づき、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを抵抗誤差として算出し、アクチュエータが被駆動体の往復移動を開始するときは、算出した抵抗誤差を補正信号の初期値として用いるように構成される。したがって、アクチュエータの駆動開始時から速度信号を好適に算出することができる。その結果、被駆動体の往復移動が安定するまでの時間を短縮することができる。
上記の移動制御装置において、不揮発性メモリをさらに備え、前記信号補正部は、前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を停止する前に、前記補正信号生成部により生成された前記補正信号を前記不揮発性メモリに記憶させておき、次に前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を開始するときは、前記不揮発性メモリに記憶させておいた前記補正信号を前記補正信号の初期値として用いるように構成されることが好ましい。
この構成によれば、移動制御装置は、不揮発性メモリをさらに備える。信号補正部は、アクチュエータが被駆動体の往復移動を停止する前に、補正信号生成部により生成された補正信号を不揮発性メモリに記憶させておき、次にアクチュエータが被駆動体の往復移動を開始するときは、不揮発性メモリに記憶させておいた補正信号を補正信号の初期値として用いるように構成される。したがって、アクチュエータの駆動開始時から速度信号を好適に算出することができる。その結果、被駆動体の往復移動が安定するまでの時間を短縮することができる。
本発明の一局面に係る移動制御方法は、永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを備えた移動制御装置における前記被駆動体の移動制御方法であって、前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する第１工程と、前記被駆動体を往復移動させるための駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する第２工程と、前記第２工程における前記駆動コイルへの電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する第３工程と、前記駆動信号と前記第３工程で出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する第４工程と、前記第１工程で生成される前記速度指令信号と前記第４工程で生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成する第５工程と、を含む。
この構成によれば、第１工程は、被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する。第２工程は、被駆動体を往復移動させるための駆動信号に応じた電流をアクチュエータの駆動コイルに供給する。第３工程は、第２工程における駆動コイルへの電流供給に伴って駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、誘起電圧に対応する電圧信号を出力する。第４工程は、駆動信号と第３工程で出力される電圧信号とに基づき、駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように電圧信号を補正して速度信号を生成する。第５工程は、第１工程で生成される速度指令信号と第４工程で生成される速度信号とに基づき、駆動信号を生成する。
このように、駆動コイルに誘起される誘起電圧に対応する電圧信号が、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように補正されて、速度信号が生成され、速度指令信号と速度信号とに基づき駆動信号が生成され、駆動信号に応じた電流が駆動コイルに供給されて、被駆動体が駆動される。したがって、アクチュエータにより駆動される被駆動体の速度検出用に速度検出コイルを特別に設ける必要がない。その結果、駆動コイルの抵抗値が基準抵抗値からずれていたとしても、低コストで被駆動体を好適に往復移動させることが可能となる。
上記の移動制御方法において、前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第６工程と、前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第７工程と、をさらに含み、前記第１工程は、前記被駆動体の前記移動範囲の前記一方の端位置で前記被駆動体の移動方向が反転する時点において、前記第６工程で前記第１の端位置信号が出力され、かつ、前記被駆動体の前記移動範囲の前記他方の端位置で前記被駆動体の移動方向が反転する時点において、前記第７工程で前記第２の端位置信号が出力されるように、前記被駆動体が前記一方の端位置に向かう方向及び前記他方の端位置に向かう方向における前記速度指令信号の速度反転動作開始位置をそれぞれ調整する工程であることが好ましい。
この構成によれば、第６工程は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する。第７工程は、被駆動体の移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する。第１工程は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置で被駆動体の移動方向が反転する時点において、第６工程で第１の端位置信号が出力され、かつ、被駆動体の移動範囲の他方の端位置で被駆動体の移動方向が反転する時点において、第７工程で第２の端位置信号が出力されるように、被駆動体が一方の端位置に向かう方向及び他方の端位置に向かう方向における速度指令信号の速度反転動作開始位置をそれぞれ調整する工程である。したがって、被駆動体の移動範囲を、確実に、第１の端位置信号の出力位置及び第２の端位置信号の出力位置の間の範囲とすることができる。
上記の移動制御方法において、前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第６工程と、前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第７工程と、をさらに含み、前記第１工程は、前記第６工程で出力される前記第１の端位置信号及び前記第７工程で出力される前記第２の端位置信号の少なくとも一方を用いて、前記被駆動体が往復移動する周期を計測し、計測した前記周期が所定の目標周期に一致するように、前記速度指令信号の大きさを調整する工程であることが好ましい。
この構成によれば、第６工程は、被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する。第７工程は、被駆動体の移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する。第１工程は、第６工程で出力される第１の端位置信号及び第７工程で出力される第２の端位置信号の少なくとも一方を用いて、被駆動体が往復移動する周期を計測し、計測した周期が所定の目標周期に一致するように、速度指令信号の大きさを調整する工程である。したがって、被駆動体を確実に目標周期で往復移動させることができる。
本発明の一局面に係る移動制御回路は、永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを制御する移動制御回路であって、前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成回路と、入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動回路と、前記駆動回路による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出回路と、前記駆動信号と前記電圧検出回路から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正回路と、前記信号生成回路により生成される前記速度指令信号と前記信号補正回路により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動回路に出力する制御回路と、を備える。
この構成によれば、信号生成回路は、被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する。駆動回路は、入力される駆動信号に応じた電流をアクチュエータの駆動コイルに供給する。電圧検出回路は、駆動回路による電流供給に伴って駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された誘起電圧に対応する電圧信号を出力する。信号補正回路は、駆動信号と電圧検出回路から出力される電圧信号とに基づき、駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように電圧信号を補正して速度信号を生成する。制御回路は、信号生成回路により生成される速度指令信号と信号補正回路により生成される速度信号とに基づき、駆動信号を生成して駆動回路に出力する。
このように、駆動コイルに誘起される誘起電圧に対応する電圧信号が、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように補正されて、速度信号が生成され、速度指令信号と速度信号とに基づき駆動信号が生成され、駆動信号に応じた電流が駆動コイルに供給されて、被駆動体が駆動される。したがって、アクチュエータにより駆動される被駆動体の速度検出用に速度検出コイルを特別に設ける必要がない。その結果、駆動コイルの抵抗値が基準抵抗値からずれていたとしても、低コストで被駆動体を好適に往復移動させることが可能となる。
本発明の移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路によれば、アクチュエータにより駆動される被駆動体が往復移動したときに駆動コイルに誘起される誘起電圧を利用して速度信号が生成される。誘起電圧の検出は、駆動コイルの抵抗ばらつきや抵抗温度特性の影響を受けるが、誘起電圧に対応する電圧信号が、駆動コイルの基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように補正されて、速度信号が生成される。したがって、被駆動体を好適に往復移動させることができる。また、被駆動体の速度検出用に速度検出コイルを特別に設ける必要がないので、移動制御装置の部品点数削減、軽量化及びコスト低減を行うことができる。
本発明にかかる移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路は、駆動コイルに誘起される誘起電圧を用いて速度信号を生成し、アクチュエータにより被駆動体を駆動しながら駆動コイルの抵抗ばらつきや抵抗温度特性の影響を除去し、被駆動体の速度制御を行なう機能を有する。このため、カメラを用いて被写体の動画もしくは静止画撮影において被写界深度拡張を実現するためにレンズもしくは撮像素子を光軸方向に往復移動させる移動制御装置等として有用である。また、プロッターやプリンタなどの印刷機器、ロボットなど産業機器の分野で用いられるリニアアクチュエータにも適用でき、上記と同様の効果を上げることが可能である。

Claims (16)

  1. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、
    入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、
    前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、
    前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、
    前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、
    を備え、
    前記信号補正部は、
    前記駆動信号に対応する電流信号と前記速度信号とに基づき、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれに対応する補正信号を生成する補正信号生成部と、
    前記補正信号生成部により生成された前記補正信号と前記駆動信号に対応する前記電流信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を出力する乗算部と、
    前記乗算部から出力される前記乗算結果と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とから前記速度信号を生成する速度信号生成部と、
    を含む移動制御装置。
  2. 前記信号補正部は、
    前記駆動信号を所定の増倍係数により増倍して前記電流信号を生成する増倍部をさらに含み、
    前記補正信号生成部は、
    前記電流信号と前記速度信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を時間積分して、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれを表す誤差信号を生成する誤差信号生成部と、
    前記誤差信号生成部により生成された前記誤差信号を積分して、前記補正信号を生成する積分部と、
    を含み、
    前記速度信号生成部は、前記乗算部から出力される前記乗算結果を前記電圧検出部から出力される前記電圧信号から減算し、該減算により得られた減算結果を前記速度信号として生成する請求項１に記載の移動制御装置。
  3. 前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、
    をさらに備え、
    前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号と、前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成し、
    前記信号補正部は、前記信号生成部により前記検出窓信号が生成されていない期間は前記補正信号生成部への前記駆動信号の入力を禁止する入力禁止部を備える請求項１または請求項２に記載の移動制御装置。
  4. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、
    入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、
    前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、
    前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、
    前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、
    前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、
    を備え、
    前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号と、前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成し、
    前記信号補正部は、前記信号生成部により前記検出窓信号が生成される毎に、前記速度信号を生成するように構成される移動制御装置。
  5. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、
    入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、
    前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、
    前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、
    前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、
    前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、
    を備え、
    前記信号生成部は、前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号と、前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号とに基づき、検出窓信号を生成し、
    前記信号補正部は、前記信号生成部により前記検出窓信号が複数回生成される毎に、前記速度信号を生成するように構成される移動制御装置。
  6. 前記信号生成部は、前記アクチュエータにより往復移動される前記被駆動体の速度が反転する時点を含む期間に前記検出窓信号を生成するように構成される請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の移動制御装置。
  7. 前記信号生成部は、前記アクチュエータにより往復移動される前記被駆動体の減速開始から速度が反転した後の加速終了までの期間に前記検出窓信号を生成するように構成される請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の移動制御装置。
  8. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、
    入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、
    前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、
    前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、
    前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、
    前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、
    を備え、
    前記信号生成部は、
    前記被駆動体の前記移動範囲の前記一方の端位置で前記被駆動体の移動速度が反転する時点において、前記第１の端検出部から前記第１の端位置信号が出力され、かつ、前記被駆動体の前記移動範囲の前記他方の端位置で前記被駆動体の移動速度が反転する時点において、前記第２の端検出部から前記第２の端位置信号が出力されるように、前記被駆動体が前記一方の端位置に向かう方向及び前記他方の端位置に向かう方向における前記速度指令信号の速度反転動作開始位置をそれぞれ調整するように構成される移動制御装置。
  9. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータと、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成部と、
    入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動部と、
    前記駆動部による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出部と、
    前記駆動信号と前記電圧検出部から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正部と、
    前記信号生成部により生成される前記速度指令信号と前記信号補正部により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動部に出力する制御部と、
    前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第１の端検出部と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第２の端検出部と、
    を備え、
    前記信号生成部は、
    前記第１の端検出部から出力される前記第１の端位置信号及び前記第２の端検出部から出力される前記第２の端位置信号の少なくとも一方を用いて、前記被駆動体が往復移動する周期を計測し、計測した前記周期が所定の目標周期に一致するように、前記速度指令信号の大きさを調整するように構成される移動制御装置。
  10. 前記信号生成部は、前記速度指令信号の値が、前記第１の端位置信号もしくは前記第２の端位置信号が出力されるまでは、正の所定の目標値に維持され、前記第１の端位置信号もしくは前記第２の端位置信号の出力時点から徐々に減少して所定時間が経過すると零になり、前記所定時間の経過時点からさらに徐々に減少して前記所定時間が経過すると負の前記目標値になるように、前記速度指令信号を生成するように構成される請求項３ないし請求項９のいずれか１項に記載の移動制御装置。
  11. 前記被駆動体が往復移動するときの可動部の移動範囲の外に設けられた壁部をさらに備え、
    前記アクチュエータの前記可動部は、前記被駆動体及び前記駆動コイルを含み、
    前記制御部は、前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を開始する前に、前記駆動コイルに所定の基準電流値の電流を前記駆動部により供給させ、前記壁部に前記アクチュエータの前記可動部が押し当てられて停止した状態で、前記駆動コイルの両端に発生する電圧値を前記電圧検出部により検出させ、
    前記信号補正部は、前記基準電流値及び検出された前記電圧値に基づき、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれを抵抗誤差として算出し、前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を開始するときは、算出した前記抵抗誤差を前記補正信号の初期値として用いるように構成される請求項１または請求項２に記載の移動制御装置。
  12. 不揮発性メモリをさらに備え、
    前記信号補正部は、前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を停止する前に、前記補正信号生成部により生成された前記補正信号を前記不揮発性メモリに記憶させておき、次に前記アクチュエータが前記被駆動体の往復移動を開始するときは、前記不揮発性メモリに記憶させておいた前記補正信号を前記補正信号の初期値として用いるように構成される請求項１または請求項２に記載の移動制御装置。
  13. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを備えた移動制御装置における前記被駆動体の移動制御方法であって、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する第１工程と、
    前記被駆動体を往復移動させるための駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する第２工程と、
    前記第２工程における前記駆動コイルへの電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する第３工程と、
    前記駆動信号と前記第３工程で出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する第４工程と、
    前記第１工程で生成される前記速度指令信号と前記第４工程で生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成する第５工程と、
    を含み、
    前記第１工程は、
    前記駆動信号に対応する電流信号と前記速度信号とに基づき、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれに対応する補正信号を生成する補正信号生成工程と、
    前記補正信号生成工程により生成された前記補正信号と前記駆動信号に対応する前記電流信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を出力する乗算工程と、
    前記乗算工程により出力される前記乗算結果と前記第３工程により出力される前記電圧信号とから前記速度信号を生成する速度信号生成工程と、
    を含む移動制御方法。
  14. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを備えた移動制御装置における前記被駆動体の移動制御方法であって、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する第１工程と、
    前記被駆動体を往復移動させるための駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する第２工程と、
    前記第２工程における前記駆動コイルへの電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する第３工程と、
    前記駆動信号と前記第３工程で出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する第４工程と、
    前記第１工程で生成される前記速度指令信号と前記第４工程で生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成する第５工程と、
    前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第６工程と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第７工程と、
    を含み、
    前記第１工程は、
    前記被駆動体の前記移動範囲の前記一方の端位置で前記被駆動体の移動方向が反転する時点において、前記第６工程で前記第１の端位置信号が出力され、かつ、前記被駆動体の前記移動範囲の前記他方の端位置で前記被駆動体の移動方向が反転する時点において、前記第７工程で前記第２の端位置信号が出力されるように、前記被駆動体が前記一方の端位置に向かう方向及び前記他方の端位置に向かう方向における前記速度指令信号の速度反転動作開始位置をそれぞれ調整する工程である移動制御方法。
  15. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを備えた移動制御装置における前記被駆動体の移動制御方法であって、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する第１工程と、
    前記被駆動体を往復移動させるための駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する第２工程と、
    前記第２工程における前記駆動コイルへの電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する第３工程と、
    前記駆動信号と前記第３工程で出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する第４工程と、
    前記第１工程で生成される前記速度指令信号と前記第４工程で生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成する第５工程と、
    前記被駆動体の移動範囲の一方の端位置を検出し、第１の端位置信号を出力する第６工程と、
    前記被駆動体の前記移動範囲の他方の端位置を検出し、第２の端位置信号を出力する第７工程と、
    を含み、
    前記第１工程は、
    前記第６工程で出力される前記第１の端位置信号及び前記第７工程で出力される前記第２の端位置信号の少なくとも一方を用いて、前記被駆動体が往復移動する周期を計測し、計測した前記周期が所定の目標周期に一致するように、前記速度指令信号の大きさを調整する工程である移動制御方法。
  16. 永久磁石と前記永久磁石に所定の空隙を保持して対向した駆動コイルとを有し、前記駆動コイルに連結された被駆動体を往復移動させるアクチュエータを制御する移動制御回路であって、
    前記被駆動体の目標速度を表す速度指令信号を生成する信号生成回路と、
    入力される駆動信号に応じた電流を前記アクチュエータの前記駆動コイルに供給する駆動回路と、
    前記駆動回路による電流供給に伴って前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出し、検出された前記誘起電圧に対応する電圧信号を出力する電圧検出回路と、
    前記駆動信号と前記電圧検出回路から出力される前記電圧信号とに基づき、前記駆動コイルの所定の基準抵抗値からの抵抗値のずれを調整するように前記電圧信号を補正して速度信号を生成する信号補正回路と、
    前記信号生成回路により生成される前記速度指令信号と前記信号補正回路により生成される前記速度信号とに基づき、前記駆動信号を生成して前記駆動回路に出力する制御回路と、
    を備え、
    前記信号補正回路は、
    前記駆動信号に対応する電流信号と前記速度信号とに基づき、前記駆動コイルの前記基準抵抗値からの前記抵抗値のずれに対応する補正信号を生成する補正信号生成回路と、
    前記補正信号生成回路により生成された前記補正信号と前記駆動信号に対応する前記電流信号とを乗算し、該乗算により得られた乗算結果を出力する乗算回路と、
    前記乗算回路から出力される前記乗算結果と前記電圧検出回路から出力される前記電圧信号とから前記速度信号を生成する速度信号生成回路と、
    を含む移動制御回路。
JP2013500911A 2011-02-24 2012-02-24 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路 Expired - Fee Related JP5891416B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013500911A JP5891416B2 (ja) 2011-02-24 2012-02-24 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011038058 2011-02-24
JP2011038058 2011-02-24
JP2013500911A JP5891416B2 (ja) 2011-02-24 2012-02-24 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路
PCT/JP2012/001290 WO2012114770A1 (ja) 2011-02-24 2012-02-24 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012114770A1 JPWO2012114770A1 (ja) 2014-07-07
JP5891416B2 true JP5891416B2 (ja) 2016-03-23

Family

ID=46720560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013500911A Expired - Fee Related JP5891416B2 (ja) 2011-02-24 2012-02-24 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8994298B2 (ja)
JP (1) JP5891416B2 (ja)
CN (1) CN102859865B (ja)
WO (1) WO2012114770A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012000858A1 (de) * 2012-01-13 2013-07-18 Carl Zeiss Ag Fernoptische Vorrichtung mit Bildstabilisierung
WO2015083356A1 (ja) * 2013-12-04 2015-06-11 旭化成エレクトロニクス株式会社 カメラモジュールの調整方法及びレンズ位置制御装置並びに線形運動デバイスの制御装置及びその制御方法
US20160269644A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Driver for actuator and camera module and method thereof
CN108351484B (zh) 2015-09-08 2020-11-10 Lg伊诺特有限公司 透镜驱动装置及包括该装置的摄像机模块和光学设备
JP6721331B2 (ja) * 2015-12-25 2020-07-15 Thk株式会社 リニアモータの制御装置及び制御方法
CN106300320B (zh) * 2016-08-29 2018-09-14 长沙硕博电子科技有限公司 一种移动控制器电源的安全控制电路
EP3813350A3 (en) * 2016-09-30 2021-07-14 LG Innotek Co., Ltd. Lens drive device, and camera module and optical device comprising same
US10165170B2 (en) * 2017-03-06 2018-12-25 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for autofocus
US10469778B2 (en) 2017-10-27 2019-11-05 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for actuator control
US10587794B2 (en) * 2018-04-25 2020-03-10 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for actuator control
JP7485675B2 (ja) 2019-08-02 2024-05-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置および撮像装置の制御方法
US11647287B1 (en) 2019-12-03 2023-05-09 Waymo Llc Autofocus actuator
US11223756B1 (en) 2019-12-03 2022-01-11 Waymo Llc Position sensor and hybrid substrate for camera focus management
CN112595245B (zh) * 2021-03-08 2021-07-30 深圳中科飞测科技股份有限公司 检测方法、检测系统及非易失性计算机可读存储介质
CN113030107A (zh) * 2021-03-08 2021-06-25 深圳中科飞测科技股份有限公司 检测方法、检测系统及非易失性计算机可读存储介质
US11680786B2 (en) 2021-11-05 2023-06-20 Waymo Llc Capacitive position sensing for camera focus management

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208238A (ja) * 2001-01-12 2002-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気ディスク装置とヘッド制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01148100A (ja) * 1987-12-01 1989-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 位置制御装置
JP2673195B2 (ja) 1988-02-08 1997-11-05 チノン株式会社 リニアモータ装置
JPH04119306A (ja) 1990-09-10 1992-04-20 Sony Corp カメラ用レンズ鏡筒
JP3084130B2 (ja) 1992-05-12 2000-09-04 オリンパス光学工業株式会社 画像入力装置
CN1295704C (zh) * 2002-06-26 2007-01-17 松下电器产业株式会社 头定位控制方法和使用该方法的盘装置
EP1406246A3 (en) * 2002-09-27 2007-11-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Disk drive and disk drive control method
EP1482503A3 (en) * 2003-05-30 2006-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Disk apparatus and head positioning method
JP5076839B2 (ja) 2007-11-28 2012-11-21 トヨタ自動車株式会社 電磁アクチュエータ制御装置及び方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208238A (ja) * 2001-01-12 2002-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気ディスク装置とヘッド制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8994298B2 (en) 2015-03-31
US20130038781A1 (en) 2013-02-14
JPWO2012114770A1 (ja) 2014-07-07
CN102859865A (zh) 2013-01-02
CN102859865B (zh) 2016-04-13
WO2012114770A1 (ja) 2012-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5891416B2 (ja) 移動制御装置、移動制御方法及び移動制御回路
KR102196231B1 (ko) 손떨림 보정 장치 및 그 조정 방법, 손떨림 보정 회로 및 손떨림 보정 방법과, 카메라 모듈 및 그 광학 요소의 위치 제어 방법
KR101555454B1 (ko) 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법
Yu et al. Adaptive fuzzy logic proportional-integral-derivative control for a miniature autofocus voice coil motor actuator with retaining force
US10775583B2 (en) Control apparatus for vibration-type actuator, method of controlling vibration-type actuator, driving apparatus, image pickup apparatus, and automatic stage
JP2004056878A (ja) 駆動装置、位置制御装置およびカメラ
JPH08304689A (ja) レンズ駆動制御装置
JP6746314B2 (ja) 制御装置、これを備えた装置およびプログラム
JP2009542120A (ja) 画像安定化装置の制御方法
US10985675B2 (en) Drive controller, imaging apparatus and drive control method
JP5854732B2 (ja) 撮像装置および撮像装置の制御方法
JP6168841B2 (ja) 駆動制御装置、撮像装置、駆動制御方法、プログラム、および、記憶媒体
JP4500287B2 (ja) 負荷力変動を補償可能なオートフォーカスシステム装置およびその方法
JP2009282444A (ja) 振れ補正装置および撮影装置
KR102505436B1 (ko) 렌즈 모듈 위치 제어 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
JP6535495B2 (ja) 運動デバイス制御回路及びその調整方法並びに運動デバイス制御装置
JPH05224283A (ja) 防振機能付ビデオレンズシステム
JP6514003B2 (ja) 運動デバイス制御回路及びその制御方法、調整方法並びに運動デバイス制御装置
JPH0821944A (ja) レンズ駆動装置
TW201426082A (zh) 鏡頭對焦系統及鏡頭對焦控制方法
JP2014202993A (ja) 撮像装置およびその制御方法
JPH05313054A (ja) レンズ駆動制御装置
JP2008292902A (ja) 像振れ補正装置および撮像装置
KR20220037164A (ko) 액추에이터 구동장치
JP2010011302A (ja) ブレ補正装置および光学機器

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141006

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20141029

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150907

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151111

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5891416

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees