JP6010335B2 - Drive control system - Google Patents
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Description
本発明は、微小距離を移動するアクチュエータ構造体を駆動する駆動制御システムに関する。 The present invention relates to a drive control system for driving an actuator structure that moves a minute distance.
周知のように、ビデオカメラや電子スチルカメラ等に搭載されている、周知のCCDやCMOS等の撮像素子は、微小な光センサが縦横に多数配列されて構成されている。各々の光センサは微小な点における光の強さに応じた信号を出力する。
当該技術分野における技術革新によって、撮像素子の解像度(分解能)は向上しているものの、隣り合う光センサ同士の距離を短く構成する、つまり光センサの集積度を高めることは限界がある。そこで、光センサ同士の距離を擬似的に縮めることで解像度を高めるために、撮像素子を縦方向及び横方向に微小な距離だけ移動させる、という手法が採られる。これ以降、本明細書ではこのような技術を「画素ずらし」と称する。
特許文献1は、同一出願人及び同一発明者による、画素ずらしに関する技術内容を開示する。
As is well known, a known image sensor such as a CCD or CMOS mounted on a video camera, an electronic still camera, or the like is configured by arranging a large number of minute optical sensors vertically and horizontally. Each optical sensor outputs a signal corresponding to the intensity of light at a minute point.
Although the resolution (resolution) of the image pickup device has been improved by technical innovation in the technical field, there is a limit to increasing the degree of integration of the photosensors, that is, to make the distance between adjacent photosensors short. Therefore, in order to increase the resolution by artificially reducing the distance between the optical sensors, a method of moving the image sensor by a minute distance in the vertical direction and the horizontal direction is employed. Hereinafter, this technique is referred to as “pixel shifting” in the present specification.
Patent document 1 discloses the technical content regarding pixel shifting by the same applicant and the same inventor.
特許文献1に開示されているように、画素ずらしは、微小距離を移動できるアクチュエータ構造体に撮像素子を固定して、アクチュエータ構造体に組み込まれている圧電素子に電圧を印加して微小距離だけ駆動することで実現する。
解像度を向上させるために撮像素子を微小距離にて駆動することから、撮像素子の微小距離の移動に要する時間は短い方が望ましい。特に、被写体が動く場合、微小距離の駆動に要する時間はシャッタースピードに大きく関係する。
ところが、アクチュエータ構造体を圧電素子で駆動すると、アクチュエータ構造体の固有振動によるリンギングが発生し、静定状態に至るまでに時間が掛かる、という問題が見つかった。
As disclosed in Patent Document 1, pixel shifting is performed by fixing an image pickup element to an actuator structure that can move a minute distance, and applying a voltage to a piezoelectric element incorporated in the actuator structure for only a minute distance. Realized by driving.
Since the image sensor is driven at a minute distance in order to improve the resolution, it is desirable that the time required for the movement of the minute distance of the image sensor is shorter. In particular, when the subject moves, the time required for driving a minute distance is greatly related to the shutter speed.
However, when the actuator structure is driven by a piezoelectric element, ringing due to natural vibration of the actuator structure occurs, and it takes time to reach a static state.
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、リンギングを極小に抑え、迅速にアクチュエータ構造体を静定する駆動制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a drive control system that minimizes ringing and quickly stabilizes an actuator structure.
上記課題を解決するために、本発明の駆動制御システムは、被駆動担体を一方向に駆動する第一のアクチュエータユニットと、第一のアクチュエータユニットに駆動力を与える第一の圧電素子と、第一のアクチュエータユニットを一方向に駆動する第二のアクチュエータユニットと、第二のアクチュエータユニットに駆動力を与える第二の圧電素子と、第一の圧電素子に駆動電圧を与える第一のドライバと、第二の圧電素子に駆動電圧を与える第二のドライバとを備える。
そして制御部は、第一のドライバと第二のドライバに、時間差を伴う駆動制御信号を与えると共に、制御部に接続される複数の圧電素子の何れかを駆動した際に第一のアクチュエータユニットと第二のアクチュエータユニットに発生するリンギングの波長に相当する時間を複数の圧電素子の個数で除した時間差を駆動制御信号に与える。
In order to solve the above problems, a drive control system of the present invention includes a first actuator unit that drives a driven carrier in one direction, a first piezoelectric element that applies a driving force to the first actuator unit, A second actuator unit that drives one actuator unit in one direction, a second piezoelectric element that applies a driving force to the second actuator unit, a first driver that applies a driving voltage to the first piezoelectric element, And a second driver for applying a driving voltage to the second piezoelectric element.
The control unit gives a drive control signal with a time difference to the first driver and the second driver, and when driving one of the plurality of piezoelectric elements connected to the control unit, A time difference obtained by dividing the time corresponding to the wavelength of ringing generated in the second actuator unit by the number of the plurality of piezoelectric elements is given to the drive control signal .
本発明により、アクチュエータ構造体のリンギングを極小に抑え、迅速に静定する駆動制御システムを提供できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a drive control system that suppresses ringing of an actuator structure to a minimum and quickly settles.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
[アクチュエータ構造体の外観及び構成]
図1は、本発明の実施形態に関わる、アクチュエータ構造体を有するカメラユニットの外観斜視図である。
図2は、本発明の実施形態に関わる、アクチュエータ構造体を有するカメラユニットの分解斜視図である。
カメラユニット101は、撮像素子基板102と、第一アクチュエータ103と、第二アクチュエータ104と、第三アクチュエータ105と、第四アクチュエータ106と、基台107とよりなる。
撮像素子基板102は、中心部分に撮像素子108が固定されている。撮像素子基板102は、第一アクチュエータ103にネジ止めされる。
第一アクチュエータ103は、第二アクチュエータ104にネジ止めされる。
第二アクチュエータ104は、第三アクチュエータ105にネジ止めされる。
第三アクチュエータ105は、第四アクチュエータ106にネジ止めされる。
第四アクチュエータ106は、基台107にネジ止めされる。
[Appearance and structure of actuator structure]
FIG. 1 is an external perspective view of a camera unit having an actuator structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a camera unit having an actuator structure according to the embodiment of the present invention.
The camera unit 101 includes an
An
The
The
The
The
第一アクチュエータ103、第二アクチュエータ104、第三アクチュエータ105及び第四アクチュエータ106は、全く同一形状である。これ以降、第一アクチュエータ103、第二アクチュエータ104、第三アクチュエータ105及び第四アクチュエータ106を総称する際は、アクチュエータユニット301と呼ぶ。そして、第一アクチュエータ103、第二アクチュエータ104、第三アクチュエータ105及び第四アクチュエータ106による組立体を、アクチュエータ構造体109と呼ぶ。つまり、カメラユニット101は、撮像素子基板102と、アクチュエータ構造体109と、基台107とよりなる。
なお、各々のアクチュエータユニット301がネジ止めされる際、図示しないワッシャを挟んでネジ止めされる。したがって、アクチュエータユニット301同士と、撮像素子基板102と第一アクチュエータ103との間と、第四アクチュエータ106と基台107との間には、ワッシャの厚みに相当する隙間が存在する。これら隙間が存在することで、アクチュエータユニット301同士と、撮像素子基板102と第一アクチュエータ103と、第四アクチュエータ106と基台107とは、図3にて後述する圧電素子によって相対的に変位可能である。
アクチュエータ構造体109を縦方向及び横方向に微小距離だけ駆動することで、撮像素子108を構成する光センサ同士の距離より高い分解能を実現できる。
The
When each actuator unit 301 is screwed, it is screwed with a washer (not shown) interposed therebetween. Therefore, a gap corresponding to the thickness of the washer exists between the actuator units 301, between the
By driving the actuator structure 109 by a minute distance in the vertical direction and the horizontal direction, higher resolution than the distance between the optical sensors constituting the
図3は、アクチュエータユニット301の上面図である。
図4は、アクチュエータユニット301のうち、内側キャリア及び板バネを除く部分を点線にて描画した説明図である。
アクチュエータユニット301は厚み2.5mmの、正方形のステンレス鋼を切削加工して形成される。なお、アクチュエータユニット301の形状は、必ずしも正方形でなくてもよい。
アクチュエータユニット301はその切削加工によって、外縁コンテナ302と内側キャリア303と、板バネ304a、304b、304c及び304dに分けられる。外縁コンテナ302と内側キャリア303との間には駆動空間S305が設けられており、駆動空間S305には圧電素子P615が圧入されている。
内側キャリア303に設けられている二つのネジ穴H306及びH307は、図示しない皿ネジの頭が嵌るようにテーパ状の加工が施されている。
外縁コンテナ302に設けられている二つのネジ穴H308及びH309は、皿ネジの軸に対応するネジ溝の加工が施されている。
外縁コンテナ302に設けられている二つのネジ穴H308及びH309を結ぶ線L310は、外縁コンテナ302の移動方向と平行である。外縁コンテナ302及び内側キャリア303は、この線L310において線対称に形成される。
FIG. 3 is a top view of the actuator unit 301.
FIG. 4 is an explanatory diagram in which portions of the actuator unit 301 excluding the inner carrier and the leaf spring are drawn with dotted lines.
The actuator unit 301 is formed by cutting square stainless steel having a thickness of 2.5 mm. Note that the shape of the actuator unit 301 is not necessarily square.
The actuator unit 301 is divided into an
The two screw holes H306 and H307 provided in the
The two screw holes H308 and H309 provided in the
A line L310 connecting two screw holes H308 and H309 provided in the
図4を見て判るように、アクチュエータユニット301は内側キャリア303のネジ穴が下側に配置される基台107或は他のアクチュエータユニット301の外延コンテナのネジ穴に、ネジ止めされる。そして、圧電素子P615に例えば+80V程度の直流電圧を印加すると、線に平行な矢印の方向に膨張する。すると、内側キャリア303が他の部材にネジ止めされているので、相対的に外縁コンテナ302が矢印の方向に移動する。本実施形態のアクチュエータユニット301の場合、最大で17μm程、相対的に移動できる。また、圧電素子P615に印加する電圧を制御することで、変位量を制御できる。
As can be seen from FIG. 4, the actuator unit 301 is screwed into the screw hole of the
図2を見て判るように、第一アクチュエータ103は、第二アクチュエータ104の配置に対して直角の向きにて固定される。
同様に、第二アクチュエータ104は、第三アクチュエータ105の配置に対して直角の向きにて固定される。第三アクチュエータ105は、第四アクチュエータ106の配置に対して直角の向きにて固定される。
ここで、第一アクチュエータ103と第三アクチュエータ105は、外縁コンテナ302を図2の矢印R205の方向に駆動すること、同様に第二アクチュエータ104と第四アクチュエータ106は、外縁コンテナ302を矢印R205と直交する、図2の矢印R206の方向に駆動することに注目されたい。
As can be seen from FIG. 2, the
Similarly, the
Here, the
アクチュエータユニット301は、厳密な直線移動を実現するため、図3の点線において線対称であることが求められる。
線対称の形状及び配置であればよいので、例えば板バネ304a、304b、304c及び304dの配置は図3のような正方形の配置でなくてもよく、例えば台形の各頂点に相当する位置に配置されていてもよい。しかし、線対称でなければならないので、平行四辺形等の線対称でない配置形状は望ましくない。
The actuator unit 301 is required to be line symmetric with respect to the dotted line in FIG. 3 in order to realize strict linear movement.
For example, the plate springs 304a, 304b, 304c, and 304d may not be arranged in a square shape as shown in FIG. 3, for example, at positions corresponding to the vertices of the trapezoid. May be. However, since it must be line symmetric, a non-line symmetric arrangement such as a parallelogram is not desirable.
[駆動制御システム及びドライバの構成]
図5はカメラユニット101の駆動制御システム501の概略ブロック図である。
パソコン等の指令情報出力装置502から指令情報を送信すると、FPGA(Field-Programmable Gate Array)或はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成される第一制御部503は、第一ドライバ504及び第三ドライバ505に圧電素子P615を駆動するための制御信号を出力する。
第一ドライバ504と第二ドライバは全く同じ回路で構成され、制御信号に従って圧電素子P615に例えば+80V程度の駆動電圧を印加する。
第一ドライバ504は第一アクチュエータ103に圧入されている第一圧電素子P201に駆動電圧を印加する。
第三ドライバ505は第三アクチュエータ105に圧入されている第三圧電素子P203に駆動電圧を印加する。
第一制御部503は、第一制御信号生成部506と第二制御信号生成部507とディレイ508よりなる。
ディレイ508は、アクチュエータ構造体109の固有振動周波数の半周期に相当する時間だけ、指令情報出力装置502から入力される指令情報の出力タイミングを遅らせる。
[Configuration of drive control system and driver]
FIG. 5 is a schematic block diagram of the drive control system 501 of the camera unit 101.
When the command information is transmitted from the command
The
The
The
The first control unit 503 includes a first control
The
指令情報出力装置502には、第一制御部503の他に、第二制御部509も接続されている。
第二制御部509は第一制御部503と内部構成が全く同じである。
指令情報出力装置502が指令情報を送信すると、第二制御部509は、第二ドライバ510及び第四ドライバ511に圧電素子P615を駆動するための制御信号を出力する。
第二ドライバ510と第四ドライバ511は前述の第一ドライバ504と全く同じ回路で構成されている。
第二ドライバ510は第二アクチュエータ104に圧入されている第二圧電素子P202に駆動電圧を印加する。
第四ドライバ511は第四アクチュエータ106に圧入されている第四圧電素子P204に駆動電圧を印加する。
これ以降、第一ドライバ504、第三ドライバ505、第二ドライバ510及び第四ドライバ511を総称する際はドライバ601と称する。
In addition to the first control unit 503, a second control unit 509 is also connected to the command
The second control unit 509 has the same internal configuration as the first control unit 503.
When the command
The
The
The
Hereinafter, the
図6はドライバ601の回路図である。
直流の駆動電圧E601(+80V)は、抵抗R602及びR603に印加される。
トランジスタスイッチQ604がオンになると、抵抗R602とR605によって分圧された電圧がFETQ606のゲートに印加される。
トランジスタスイッチQ607がオンになると、抵抗R602とR608によって分圧された電圧がFETQ606のゲートに印加される。
トランジスタスイッチQ604とQ607はどちらか一方又は両方がオン・オフされる。
抵抗R605と抵抗R608の抵抗値が異なっているので、FETQ606のゲートに印加される電圧は、トランジスタスイッチQ604とQ607の何れをオン制御するかで変化する。
FIG. 6 is a circuit diagram of the driver 601.
A DC drive voltage E601 (+80 V) is applied to the resistors R602 and R603.
When the transistor switch Q604 is turned on, a voltage divided by the resistors R602 and R605 is applied to the gate of the FET Q606.
When the transistor switch Q607 is turned on, a voltage divided by the resistors R602 and R608 is applied to the gate of the FET Q606.
Either or both of the transistor switches Q604 and Q607 are turned on / off.
Since the resistance values of the resistors R605 and R608 are different, the voltage applied to the gate of the FET Q606 changes depending on which of the transistor switches Q604 and Q607 is on-controlled.
FETQ606のドレインには抵抗R603を通じて駆動電圧E601が印加される。
FETQ606のソースにはトランジスタスイッチQ609のエミッタが接続される。
トランジスタスイッチQ609のエミッタとベースには抵抗R610が接続される。
トランジスタスイッチQ609のベースには抵抗R611を通じてトランジスタスイッチQ612が接続される。
トランジスタスイッチQ609のコレクタにはコンデンサC613と、抵抗R614と、圧電素子P615が接続される。
抵抗R614にはトランジスタスイッチQ616のコレクタが接続される。
トランジスタスイッチQ604、Q607、Q612、Q616はそれぞれ、抵抗R617、R618、R619、R620を通じて+5Vが印加される。
A drive voltage E601 is applied to the drain of the FET Q606 through a resistor R603.
The emitter of the transistor switch Q609 is connected to the source of the FET Q606.
A resistor R610 is connected to the emitter and base of the transistor switch Q609.
A transistor switch Q612 is connected to the base of the transistor switch Q609 through a resistor R611.
A capacitor C613, a resistor R614, and a piezoelectric element P615 are connected to the collector of the transistor switch Q609.
The collector of the transistor switch Q616 is connected to the resistor R614.
Transistor switches Q604, Q607, Q612, and Q616 are each supplied with + 5V through resistors R617, R618, R619, and R620.
[動作]
図6のドライバ601の動作について、図7を参照しながら説明する。
図7(a)、(b)及び(c)は、オンオフ制御信号と、圧電素子P615に印加される電圧と、アクチュエータユニット301の変位を示すタイムチャートである。
図7(a)は、指令情報出力装置502が出力する指令情報のうち、トランジスタスイッチQ609のオンオフ制御信号を抜粋したものである。
図7(b)は、圧電素子P615に印加される電圧の波形である。
コンデンサC613をチャージする際は、t701の時点でQ604又はQ607をオン制御して、Q612をオン制御して、Q616はオフ制御する。
すると、コンデンサC613が充電され、電位(Q606のソースの電位と略等しい)がt702の時点まで上昇していく。電位の上昇の傾きは、抵抗R603とコンデンサC613が形成する時定数によって決まる。
FETQ606のソースの電位がQ606のゲートの電位と等しくなると、Q606はオフ制御される。したがって、抵抗R602と抵抗R605とで分圧される電圧が、FETQ606のソースの電圧となる。
コンデンサC613をディスチャージする際は、Q604及びQ607はオフでもオンでもよい代わりに、Q612をオフ制御して、Q616はオン制御する。
t703の時点でQ612がオフになると、抵抗R610によってQ609のベースの電位はエミッタと同じになり、ベース電流が流れなくなるので、Q609はオフ制御される。
そして、t703の時点でQ616をオン制御すると、コンデンサC613と圧電素子P615に残っていた電荷は、t704の時点までR614を通じて放電される。放電によって下降するコンデンサC613の電位の傾きは、抵抗R614とコンデンサC613が形成する時定数によって決まる。
[Operation]
The operation of the driver 601 in FIG. 6 will be described with reference to FIG.
FIGS. 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C are time charts showing the on / off control signal, the voltage applied to the piezoelectric element P <b> 615, and the displacement of the actuator unit 301.
FIG. 7A shows an excerpt of the on / off control signal for the transistor switch Q609 from the command information output by the command
FIG. 7B is a waveform of a voltage applied to the piezoelectric element P615.
When charging the capacitor C613, Q604 or Q607 is turned on at time t701, Q612 is turned on, and Q616 is turned off.
Then, the capacitor C613 is charged, and the potential (substantially equal to the potential of the source of Q606) rises to the time point t702. The slope of the potential rise is determined by the time constant formed by the resistor R603 and the capacitor C613.
When the potential of the source of the FET Q606 becomes equal to the potential of the gate of the Q606, the Q606 is controlled to be off. Therefore, the voltage divided by the resistor R602 and the resistor R605 is the source voltage of the FET Q606.
When discharging the capacitor C613, Q604 and Q607 may be turned off or on, but Q612 is turned off and Q616 is turned on.
When Q612 is turned off at time t703, the base potential of Q609 becomes the same as that of the emitter by the resistor R610, and the base current stops flowing, so that Q609 is controlled to be off.
When Q616 is turned on at time t703, the charge remaining in the capacitor C613 and the piezoelectric element P615 is discharged through R614 until time t704. The slope of the potential of the capacitor C613 that decreases due to the discharge is determined by the time constant formed by the resistor R614 and the capacitor C613.
図7(b)に示すように、圧電素子P615に対して電圧を印加するオン動作は、抵抗R603とコンデンサC613が形成する時定数によって所定の傾きを伴って電位が上昇する。そして、圧電素子P615に対して印加していた電圧を解放するオフ動作は、抵抗R614とコンデンサC613が形成する時定数によって所定の傾きを伴って電位が下降する。この駆動電圧の傾きは、アクチュエータユニット301に急激な力を与えると強いリンギングが発生してしまうので、このリンギングを抑制するために設けられている。
ところが、実際に圧電素子P615によって駆動されるアクチュエータユニット301の変位は、圧電素子P615の駆動電圧、転じて駆動力に傾きを付けてもなお、図7(c)に示すようにリンギングR705を伴う。このリンギングR705は、アクチュエータユニット301の共振周波数に一致する。丁度、圧電素子P615がアクチュエータユニット301を叩くハンマーのような役割になってしまっている。このリンギングR705が発生してしまうために、アクチュエータユニット301はリンギングR705が収まるまでその位置を静定できない。
そこで、このリンギングR705を抑えるために、同一方向に駆動するアクチュエータを二つ設けて、片方のアクチュエータを駆動した時点から、アクチュエータユニット301の共振周波数の半波長に相当する時間だけ遅らせて、もう片方のアクチュエータを駆動する。
As shown in FIG. 7B, in the ON operation in which a voltage is applied to the piezoelectric element P615, the potential increases with a predetermined slope depending on the time constant formed by the resistor R603 and the capacitor C613. Then, in the off operation for releasing the voltage applied to the piezoelectric element P615, the potential decreases with a predetermined slope depending on the time constant formed by the resistor R614 and the capacitor C613. The inclination of the drive voltage is provided to suppress the ringing because strong ringing occurs when an abrupt force is applied to the actuator unit 301.
However, the displacement of the actuator unit 301 that is actually driven by the piezoelectric element P615 is accompanied by the ringing R705 as shown in FIG. 7C, even if the driving voltage of the piezoelectric element P615, in turn, tilts the driving force. . This ringing R705 matches the resonance frequency of the actuator unit 301. The piezoelectric element P615 has a role like a hammer that strikes the actuator unit 301. Since this ringing R705 occurs, the actuator unit 301 cannot stabilize the position until the ringing R705 is settled.
Therefore, in order to suppress this ringing R705, two actuators that drive in the same direction are provided, and from the time when one of the actuators is driven, it is delayed by a time corresponding to a half wavelength of the resonance frequency of the actuator unit 301 and Drive the actuator.
図8(a)、(b)及び(c)は、アクチュエータユニット301のリンギングが打ち消される様子を説明するためのタイムチャートである。
図8(a)は、第一アクチュエータ103の変位を示すタイムチャートである。
図8(b)は、第三アクチュエータ105の変位を示すタイムチャートである。
図2に示したように、第一アクチュエータ103と第三アクチュエータ105は同一の方向に外縁コンテナ302を駆動する。
今、図8(a)の時点t801にて、第一アクチュエータ103を駆動する。そして、アクチュエータユニット301のリンギングの周波数の半波長に相当する時間だけ遅れた時点t802にて、第三アクチュエータ105を駆動する。すると、リンギングの周波数成分は逆位相であるために打ち消されて、撮像素子基板102は図8(c)に示すようにリンギングの成分が消滅すると共に、二つのアクチュエータユニット301の変位量が加算される。結果として、被駆動担体である撮像素子基板102の静定時間が短縮されると共に、微小な圧電素子P615の変位量を倍増させることができる。
8A, 8B, and 8C are time charts for explaining how the ringing of the actuator unit 301 is canceled.
FIG. 8A is a time chart showing the displacement of the
FIG. 8B is a time chart showing the displacement of the
As shown in FIG. 2, the
Now, at time t801 in FIG. 8A, the
以上の説明より、アクチュエータユニット301のリンギングを効果的に打ち消すためには、第一アクチュエータ103及び第三アクチュエータ105に圧入される圧電素子P615は、同一形状であることが望ましい。同じ電圧を印加して、同じ距離の伸張変形を生じさせることが必要になる。
From the above description, in order to effectively cancel the ringing of the actuator unit 301, it is desirable that the piezoelectric elements P615 press-fitted into the
以上説明した実施形態には、以下に記す応用例が可能である。
(1)アクチュエータユニット301の材質は、ステンレスに限られない。切削加工して板バネ304a、304b、304c及び304dを形成する関係上、弾性を有する金属であることが望ましい。一例としては、鉄や黄銅等が考えられる。
In the embodiment described above, the following application examples are possible.
(1) The material of the actuator unit 301 is not limited to stainless steel. From the viewpoint of cutting and forming the
(2)本実施形態ではカメラユニット101を開示したが、アクチュエータ構造体109によって駆動される対象は撮像素子108に限られない。一例として、光学機器関係の部材なら、レーザダイオード等の発光素子や偏光フィルタ等の光投影部材を取り付けることが考えられる。
(2) Although the camera unit 101 is disclosed in the present embodiment, the target driven by the actuator structure 109 is not limited to the
(3)本実施形態のアクチュエータユニット301は、内側キャリア303が他の部材に固定され、外縁コンテナ302が圧電素子P615によって駆動される構成であった。この駆動関係は相対的なものなので、外縁コンテナ302が固定された状態で内側キャリア303が駆動される構成であってもよい。
(3) The actuator unit 301 of the present embodiment has a configuration in which the
(4)本実施形態のアクチュエータ構造体109は、アクチュエータユニット301を二つ用いてリンギングのキャンセルを行った。リンギングのキャンセル処理は二段に限らず、三段以上の複数段を用いてもよい。一例として、三段の場合はリンギングの波長をλとすると、λ/3(段数分のλ)に相当する時間だけ遅延させる。つまり、二つ目の圧電素子にはλ/3に相当する時間のディレイを設定し、三つ目の圧電素子には2λ/3に相当する時間のディレイを設定する。 (4) The actuator structure 109 of this embodiment cancels ringing using two actuator units 301. The ringing cancellation process is not limited to two stages, and a plurality of stages of three or more stages may be used. As an example, if the ringing wavelength is λ in the case of three stages, the ringing is delayed by a time corresponding to λ / 3 (λ corresponding to the number of stages). That is, a time delay corresponding to λ / 3 is set for the second piezoelectric element, and a time delay corresponding to 2λ / 3 is set for the third piezoelectric element.
本実施形態では、アクチュエータ構造体109を駆動する駆動制御システム501を開示した。
圧電素子P615によって微小距離を駆動されるアクチュエータ構造体109から発生してしまうリンギングを低減させるために、第一アクチュエータ103を駆動する第一圧電素子P201と、第三アクチュエータ105を駆動する第三圧電素子P203とを駆動するタイミングを、アクチュエータ構造体109の固有振動周波数の半波長に相当する時間だけ相対的にずらす。第一アクチュエータ103から発生するリンギングは第三アクチュエータ105から半波長遅れて発生するリンギングによって打ち消され、結果として被駆動担体の静定時間が短縮される。
In the present embodiment, the drive control system 501 that drives the actuator structure 109 has been disclosed.
The first piezoelectric element P201 that drives the
以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の揮発性或は不揮発性のストレージ、または、ICカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other modifications may be made without departing from the gist of the present invention described in the claims. Includes application examples.
For example, the above-described exemplary embodiments are detailed and specific descriptions of the configuration of the apparatus and system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. . Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Each of the above-described configurations, functions, processing units, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Further, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software for interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a volatile or non-volatile storage such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card or an optical disk. be able to.
In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
101…カメラユニット、102…撮像素子基板、103…第一アクチュエータ、104…第二アクチュエータ、105…第三アクチュエータ、106…第四アクチュエータ、107…基台、108…撮像素子、109…アクチュエータ構造体、P201…第一圧電素子、P202…第二圧電素子、P203…第三圧電素子、P204…第四圧電素子、301…アクチュエータユニット、302…外縁コンテナ、303…内側キャリア、304a、304b、304c、304d…板バネ、H306、H307、H308、H309…ネジ穴、501…駆動制御システム、502…指令情報出力装置、503…第一制御部、504…第一ドライバ、505…第三ドライバ、506…第一制御信号生成部、507…第二制御信号生成部、508…ディレイ、509…第二制御部、510…第二ドライバ、511…第四ドライバ、601…ドライバ、Q606…FET、Q604、Q607、Q609、Q612、Q616…トランジスタスイッチ、R602、R603、R605、R608、R610、R611、R614、R617…抵抗、C613…コンデンサ、P615…圧電素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Camera unit, 102 ... Image sensor board | substrate, 103 ... 1st actuator, 104 ... 2nd actuator, 105 ... 3rd actuator, 106 ... 4th actuator, 107 ... Base, 108 ... Image sensor, 109 ... Actuator structure , P201 ... first piezoelectric element, P202 ... second piezoelectric element, P203 ... third piezoelectric element, P204 ... fourth piezoelectric element, 301 ... actuator unit, 302 ... outer edge container, 303 ... inner carrier, 304a, 304b, 304c, 304d ... leaf spring, H306, H307, H308, H309 ... screw hole, 501 ... drive control system, 502 ... command information output device, 503 ... first control unit, 504 ... first driver, 505 ... third driver, 506 ... First control signal generation unit, 507, second control signal generation unit, 508 Delay, 509 ... second control unit, 510 ... second driver, 511 ... fourth driver, 601 ... driver, Q606 ... FET, Q604, Q607, Q609, Q612, Q616 ... transistor switch, R602, R603, R605, R608, R610, R611, R614, R617 ... resistor, C613 ... capacitor, P615 ... piezoelectric element
Claims (3)
前記第一のアクチュエータユニットに駆動力を与える第一の圧電素子と、
前記第一のアクチュエータユニットを前記一方向に駆動する第二のアクチュエータユニットと、
前記第二のアクチュエータユニットに駆動力を与える第二の圧電素子と、
前記第一の圧電素子に駆動電圧を与える第一のドライバと、
前記第二の圧電素子に駆動電圧を与える第二のドライバと、
前記第一のドライバと前記第二のドライバに、時間差を伴う駆動制御信号を与える制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記制御部に接続される複数の圧電素子の何れかを駆動した際に前記第一のアクチュエータユニットと前記第二のアクチュエータユニットに発生するリンギングの波長に相当する時間を前記複数の圧電素子の個数で除した時間差を前記駆動制御信号に与える、
駆動制御システム。 A first actuator unit for driving the driven carrier in one direction;
A first piezoelectric element for applying a driving force to the first actuator unit;
A second actuator unit for driving the first actuator unit in the one direction;
A second piezoelectric element for applying a driving force to the second actuator unit;
A first driver for applying a driving voltage to the first piezoelectric element;
A second driver for applying a driving voltage to the second piezoelectric element;
A controller that provides a drive control signal with a time difference to the first driver and the second driver ;
The control unit sets a time corresponding to a wavelength of ringing generated in the first actuator unit and the second actuator unit when driving any one of the plurality of piezoelectric elements connected to the control unit. A time difference divided by the number of piezoelectric elements is given to the drive control signal.
Drive control system.
金属よりなるキャリアと、
前記キャリアと同一の材質の金属よりなるコンテナと、
前記キャリアと前記コンテナとの間に介在し、前記キャリアと同一の材質の金属よりなる板バネと
を具備する、請求項1記載の駆動制御システム。 The first actuator unit includes:
A carrier made of metal,
A container made of metal of the same material as the carrier;
Wherein interposed between the carrier and the container comprises a plate spring made of a metal of the same material as the carrier, the drive control system according to claim 1, wherein.
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