KR20140091008A - 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 자기 센서의 탑재 위치의 어긋남이나 착자의 변동이 생긴 경우, 또한 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 경우에도, 선형 운동 디바이스의 정확한 위치 제어를 가능하게 한 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 캘리브레이션 연산 회로(24)는 구동 코일에 의한 누설 자장의 자장 센서(21)에의 영향을 회피하기 위해, 검출 자장을 취득하기 직전에서 구동 코일에의 통전을 정지하는 시간을 갖고, 검출 위치 신호값(Vip)에 기초하여, 선형 운동 디바이스(31)의 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값(NEGCAL)과, 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값(POSCAL)으로부터 검출 위치 연산 신호값(VPROC)을 얻는다. 누설 자장 보정 회로(34)는 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26)에 접속되고, 구동 코일(29)의 누설 자장에 의한 자장 센서의 검출 오차를 보정한다.

Description

선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법{CONTROL DEVICE FOR LINEAR MOTION DEVICE AND CONTROL METHOD FOR SAME}
본 발명은, 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자기 센서의 탑재 위치의 어긋남이나 자석의 착자의 변동이 생기는 경우, 또한 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 경우에도, 선형 운동 디바이스의 정확한 위치 제어를 가능하게 한 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적인 디지털 카메라 및 휴대 전화기, 인터넷과의 친화성이 높고, 퍼스널 컴퓨터의 기능을 베이스로서 만들어진 다기능 휴대 전화인 스마트폰(smartphone) 등에 탑재되어 있는 카메라 모듈의 대부분에는, 오토 포커스 기능이 탑재되어 있다. 이와 같은 콤팩트한 카메라에 탑재되는 오토 포커스 기능에는, 콘트라스트 검출 방식이 채용되는 경우가 많다. 이 콘트라스트 검출 방식은, 실제로 렌즈를 이동시켜, 촬상 화상 내의 피사체의 콘트라스트가 최대화되는 렌즈 위치를 검출하고, 그 위치에 렌즈를 이동시키는 방식이다.
이와 같은 콘트라스트 검출 방식은 피사체에 적외선이나 초음파를 조사하여, 그 반사파로부터 피사체까지의 거리를 측정하는 액티브 방식과 비교하고, 저비용으로 실현할 수 있다. 단, 피사체의 콘트라스트가 최대화되는 렌즈 위치를 탐색할 때까지 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다. 유저가 셔터 버튼을 절반 누른 후, 피사체에 포커스를 맞출 때까지의 처리가, 1초 이내에 완료되는 것이 요망되고 있다.
그런데, 일반적인 디지털 카메라 및 휴대 전화기 등에 탑재되어 있는 카메라 모듈의 화소수는 해마다 증가하고 있고, 이들 콤팩트한 카메라에서도, 고정밀 화상이 촬영 가능하게 되고 있다. 고정밀 화상에서는 핀트 어긋남이 눈에 띄기 쉬워, 보다 고정밀도인 오토 포커스 제어가 요구되고 있다.
또한, 일반적으로, 입력 신호와, 이 입력 신호에 따른 변위가 1차 함수로 표시되는 디바이스는 선형 운동 디바이스라고 불리어지고 있다. 이러한 종류의 선형 운동 디바이스에는, 예를 들어 카메라의 오토 포커스 렌즈 등이 있다.
도 1은, 종래의 선형 운동 디바이스의 제어 장치를 설명하기 위한 구성도이다. 도 1에 도시한 선형 운동 디바이스(12)의 제어 장치는, 자장 센서(13)와 차동 중폭기(14)와 비반전 출력 버퍼(15)와 반전 출력 버퍼(16)와 제1 출력 드라이버(17)와 제2 출력 드라이버(18)를 구비하고 있다. 선형 운동 디바이스(12)는 제어 장치에 의해 피드백 제어되는 것으로, 렌즈(9)와 자석(10)을 구비하고 있다.
자장 센서(13)는 검출한 자장에 기초하여 신호를 생성하고, 출력 신호 SA로서 출력한다. 자장 센서(13)의 출력 신호 SA와 디바이스 위치 지령 신호 SB는, 차동 중폭기(14)의 정회전 입력 단자와 반전 입력 단자에 각각 입력된다. 자장 센서(13)의 출력 신호 SA와 디바이스 위치 지령 신호 SB가 입력된 차동 중폭기(14)로부터는, 출력 드라이버(17, 18)의 조작량(편차와 증폭도의 곱)을 나타내는 조작량 신호 SC가 출력된다.
조작량 신호 SC의 크기에 따라서 선형 운동 디바이스(12)의 코일(11)을 흐르는 전류 방향 및 전류량이 변화된다. 이 코일(11)을 흐르는 전류에 의해, 자석(10)을 포함하는 선형 운동 디바이스(12)의 위치가 변화된다(이동된다). 이때, 자장 센서(13)의 출력 신호 SA는 자석(10)의 이동에 따라 변화된다. 제어 장치는 출력 신호 SA의 변화에 의해 선형 운동 디바이스(12)의 위치를 검출하고, 이 위치가 외부로부터 입력되는 디바이스 위치 지령 신호 SB에 의해 지시되는 위치에 일치하도록 피드백 제어를 행하고 있다.
여기서, 도 1에 도시한 선형 운동 디바이스(12)에서는, 자석(10)의 착자의 변동이 생길 수 있다. 또한, 제어 장치에서는 자장 센서(13)의 탑재 위치의 어긋남에 변동이 생길 수 있다. 이와 같은 변동에 의해, 선형 운동 디바이스(12)의 위치와, 자장 센서(13)에 의해 검출되는 자장이 설계 시에 상정된 관계와 다르다.
도 2는, 도 1에 도시한 자장 센서에 의해 검출되는 자장과 선형 운동 디바이스의 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 도 2에서는, 도면 중 좌측의 종축에는 자장 센서(13)에 의해 검출된 자장(이하, 검출 자장이라고도 함)이 나타내어지고, 도면 중 우측의 종축에는 자장 센서(13)의 출력 신호 SA의 값이 나타내어져 있다. 또한, 도 2의 횡축은, 선형 운동 디바이스(12)의 위치이다.
도 2 중의 실선 a는, 검출 자장과 선형 운동 디바이스(12)의 위치의 어긋남이 없는(설계값대로의) 경우의 특성을 비교를 위해 나타내고 있다. 일점 쇄선 b는, 검출 자장과 선형 운동 디바이스(12)의 위치의 어긋남이 있는 경우의 특성을 나타내고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 자석(10)에 착자의 변동 또는 자장 센서(13)의 위치에 어긋남이 있는 경우, 검출 자장이 선형 운동 디바이스(12)의 올바른 위치를 나타내지 않는다. 이로 인해, 제어 장치가, 선형 운동 디바이스(12)를 적정하게 위치 제어할 수 없게 되는 경우가 있다.
즉, 실선 a로 표시된 설계값대로의 경우이면 선형 운동 디바이스(12)가 단부점 XBOT로부터 다른 쪽의 단부점 XTOP까지 이동하는 경우, 자장 센서(13)의 출력 신호 SA는, VMLa로부터 VMHa까지 변화된다[도 2 중에 이 범위를 SA(a)로서 나타냄]. 이때, 자장 센서(13)의 출력 신호 SA와 동일한 전압 범위인 VMLa로부터 VMHa까지의 디바이스 위치 지령 신호 SB가 제어 장치에 입력된다. 그리고, 중간의 전위 VMM(=(VMHa-VMLa)/2+VMLa)의 디바이스 위치 지령 신호 SB가 입력되면, 선형 운동 디바이스(12)는 중간의 위치 XMID를 얻는다.
한편, 자석(10)에 착자의 변동 또는 자장 센서(13)의 위치에 어긋남이 있는 경우, 자장 센서(13)의 출력 신호 SA는, 실선 a와는 다른 기울기이고, 예를 들어 VMLb로부터 VMHb까지 변화된다[도 2 중에 실선 a와는 다른 기울기를 가진 일점 쇄선 b를 나타내고, 이 변화의 범위를 SA(b)로서 나타냄]. 이때, 전위 VMM(=(VMHa-VMLa)/2+VMLa)의 디바이스 위치 지령 신호 SB가 제어 장치에 입력되면, 선형 운동 디바이스(12)는 위치 XPOS에 위치하는 것으로 되고, 제어 장치는 선형 운동 디바이스(12)를 올바르게 위치 제어할 수 없게 된다고 하는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해소하기 위해, 자장 센서(13)의 출력 신호 SA 또는 디바이스 위치 지령 신호 SB를 보정함으로써, 자장 센서(13)의 출력 신호 SA와 디바이스 위치 지령 신호 SB를 동기화를 하는 것이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 특허문헌 2에 기재된 것은, 실제로 렌즈를 이동시켜 초점 위치를 결정하는 포커스 제어 회로에 관한 것으로서, 렌즈와, 이 렌즈의 위치를 조정하기 위한 구동 소자와, 렌즈의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 소자를 구비하는 촬상 장치에 탑재되는 포커스 제어 회로에 있어서, 위치 검출 소자의 출력 신호에 의해 특정되는 렌즈의 위치와, 외부로부터 설정되는 렌즈의 목표 위치의 차분을 기초로, 렌즈의 위치를 목표 위치에 맞추기 위한 구동 신호를 생성해서 구동 소자에 출력하는 이퀄라이저와, 위치 검출 소자의 게인 및 오프셋 중 적어도 한쪽을 조정하기 위한 조정 회로를 구비한 것이다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 것은, 보이스 코일 모터 구동 장치의 위치 신호 보정 회로는, 보이스 코일 모터의 코일 중심부 또는 근방에 설치된 위치 검출 센서로부터 출력된 센서 신호에 따른 그 위치 검출 센서의 위치를 나타내는 위치 신호가 입력되어 상기 보이스 코일 모터의 구동 제어용의 제어 신호를 출력하는 가산부와, 가산부로부터 출력된 제어 신호를 감쇠하는 신호 감쇠부를 구비하고, 가산부는, 상기 위치 신호와, 신호 감쇠부로부터 입력된 감쇠 후의 제어 신호의 역상을 가산하고, 상기 제어 신호로서 출력하는 것이다.
일본 특허 공개 제2009-247105호 공보 일본 특허 공개 제2011-22563호 공보 일본 특허 공개 제2010-107894호 공보
그러나, 상술한 자장 센서의 출력 신호 SA 또는 디바이스 위치 지령 신호 SB를 동기화하는 방법 및 위치 신호를 보정하는 방법에는, 이하와 같은 문제가 있다.
즉, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같은 보정 테이블을 사용하는 방식은, 보정 테이블을 저장하는 기억 장치를 필요로 하고, 그 수는 분해능 비트수를 N으로 한 경우 2N×N개가 된다. 따라서, 보정 테이블을 포함한 집적 회로를 제조한 경우, 소형의 선형 운동 디바이스에는 탑재할 수 없는 경우도 생기고, 제조 비용도 증가한다. 또한, 보정 테이블의 작성에는, 분해능마다 이동시키면서, 보정 테이블에 보정값을 기입하는 작업이 발생하므로, 한층 더한 제조 비용 증가로 되는 경우도 있다.
또한, 특허문헌 2에 기재되는 바와 같은 위치 검출 소자의 게인 및 오프셋을 조정하는 방식의 경우, 조정하기 위한 정보를 저장하는 기억 장치는, 적게 할 수 있지만, 게인의 조정량을 D/A 변환하는 D/A 변환기 및 보정 회로가 각각 필요해진다. 고정밀도인 위치 제어를 행하는 경우에는 게인 및 오프셋의 양쪽의 조정이 필요해질 가능성이 높으므로, 한쪽만의 조정으로서 D/A 변환기 및 보정 회로의 개수를 삭감할 수 없는 경우가 많다. 또한, 자동적으로 보정량을 취득하고자 한 경우, 기억 장치는 디지털값으로의 저장이 되므로 A/D 변환기도 필요해지는 경우가 있다. 따라서, 특허문헌 1과 마찬가지로 제조 비용의 증가에 연결된다.
또한, 특허문헌 3에 기재되는 바와 같은 위치 신호를 보정하는 방식의 경우, 보이스 코일 모터의 구동 제어용의 제어 신호를 출력하는 가산부로부터 출력된 제어 신호를 감쇠하는 신호 감쇠부의 감쇠량을 최적인 값을 얻는 수단을 구비하고 있지 않다. 따라서, 선형 운동 디바이스의 제조 과정에 있어서, 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 양이 변동되는 경우, 과보정(over correcting)이 되어, 정확한 위치 제어를 실시할 수 없는 경우도 있다.
감쇠량을 가변의 구성으로 하고, 공장 출하 시에 개별 조정하는 것도 가능하지만, 구동용 코일에 의한 자장의 간섭의 양을 검출할 필요가 있어, 행정수 증가에 의한 비용 증가에 연결된다.
본 발명은, 상기한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 자기 센서의 탑재 위치의 어긋남이나 자석의 착자의 변동이 생긴 경우, 또한 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 경우에도, 선형 운동 디바이스의 정확한 위치 제어를 가능하게 한 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 선형 운동 디바이스의 제어 장치는, 이동체(33)에 설치된 자석(32)을 갖는 선형 운동 디바이스(31)와, 그 선형 운동 디바이스(31)의 상기 자석(32)의 근방에 배치된 구동 코일(29)을 구비하고, 그 구동 코일(29)에 의해 상기 자석(32)을 이동시키는 선형 운동 디바이스(31)의 제어 장치에 있어서, 상기 자석(32)이 발생하는 자장을 검출하고, 검출된 자장의 값에 대응하는 검출 위치 신호값(Vip)을 출력하는 자장 센서(21)와, 상기 자장 센서(21)로부터의 상기 검출 위치 신호값(Vip)에 기초하여, 상기 선형 운동 디바이스(31)의 제1 위치에 대응하는 제1 위치 신호값(NEGCAL)과, 상기 선형 운동 디바이스(31)의 제2 위치에 대응하는 제2 위치 신호값(POSCAL)으로부터 검출 위치 연산 신호값(VPROC)을 얻는 캘리브레이션 연산 회로(24)와, 상기 선형 운동 디바이스(31)를 이동해야 할 목표 위치를 지시하는 목표 위치 신호값(VTARG)을 출력하는 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26)와, 상기 검출 위치 연산 신호값(VPROC)과 상기 목표 위치 신호값(VTARG)에 기초하여, 상기 구동 코일에 구동 전류를 공급하는 출력 드라이버와, 상기 구동 코일(29)에의 통전하고 있지 않을 때의 상기 검출 위치 신호값(Vip)과 상기 구동 코일(29)에의 통전하고 있을 때의 상기 검출 위치 신호값(Vip)의 차에 기초하여, 상기 구동 코일(29)의 누설 자장에 의한 상기 자장 센서(21)의 검출 오차를 보정하는 누설 자장 보정 회로(34)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 누설 자장 보정 회로(34)가, 상기 목표 위치 신호값(VTARG)을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자장 센서(21)로부터의 상기 검출 위치 신호값(Vip)이며, 상기 캘리브레이션 연산 회로(24)의 입력 신호값을 Vip, 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL, 상기 캘리브레이션 연산 회로(24)의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에, 상기 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL', 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL'로 한 경우에, 자장 보정값 LEAKB가, (POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL) 또는 (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캘리브레이션 연산 회로(24)가, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL' 또는 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값 POSCAL'를 보존하는 제1 기억 장치(242a)와, 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL을 보존하는 제2 기억 장치(242b)와, 제2 위치 신호값 POSCAL을 보존하는 제3 기억 장치(242c)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캘리브레이션 연산 회로(24)가, 상기 자장 센서(21)로부터의 상기 검출 위치 신호값 Vip와 상기 제2 기억 장치(242b)에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 제1 감산기(243a)와, 상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL과 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 제2 감산기(243b)와, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL'와 상기 제2 기억 장치(242b)에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는, 또는, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL'와 상기 제3 기억 장치(242c)에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL을 감산하는 제3 감산기(243c)와, 상기 제1 감산기의 출력값(Vip-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 제1 제산기(244a)와, 상기 제3 감산기의 출력값(NEGCAL'-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는, 또는, 상기 제3 감산기의 출력값(POSCAL-POSCAL')과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 제2 제산기(244b)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 누설 자장 보정 회로가, 기억 장치에 기억된 제어량의 최대값과 상기 자장 보정값을 제산하는 제산기와, 그 제산기로부터의 출력값과 상기 출력 드라이버의 제어량을 적산하는 적산기와, 그 적산기로부터의 출력값과 상기 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로로부터의 상기 목표 위치 신호값을 감산하는 감산기를 구비하고, 상기 목표 위치 신호값을 보정한 목표 보정 위치 신호값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자장 센서가, 홀 소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선형 운동 디바이스와 상기 구동 코일이, 카메라 모듈에 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 선형 운동 디바이스의 제어 방법은, 이동체에 설치된 자석을 갖는 선형 운동 디바이스와, 그 선형 운동 디바이스의 상기 자석의 근방에 배치된 구동 코일을 구비하고, 그 구동 코일에 의해 상기 자석을 이동시키는 선형 운동 디바이스의 제어 장치에 있어서의 제어 방법에 있어서, 우선, 자장 센서에 의해, 상기 자석이 발생하는 자장을 검출하고, 검출된 자장의 값에 대응하는 검출 위치 신호값을 출력하는 스텝과, 다음에, 캘리브레이션 연산 회로에 의해, 상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값에 기초하여, 상기 선형 운동 디바이스의 제1 위치에 대응하는 제1 위치 신호값과, 상기 선형 운동 디바이스의 제2 위치에 대응하는 제2 위치 신호값으로부터 검출 위치 연산 신호값을 얻는 스텝과, 다음에, 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로에 의해, 상기 선형 운동 디바이스를 이동해야 할 목표 위치를 지시하는 목표 위치 신호값을 출력하는 스텝과, 다음에, 출력 드라이버에 의해, 상기 검출 위치 연산 신호값과 상기 목표 위치 신호값에 기초하여, 상기 구동 코일에 구동 전류를 공급하는 스텝과, 다음에, 누설 자장 보정 회로에 의해, 상기 구동 코일에의 통전하고 있지 않을 때의 상기 검출 위치 신호값과 상기 구동 코일에의 통전하고 있을 때의 상기 검출 위치 신호값의 차에 기초하여, 상기 구동 코일의 누설 자장에 의한 상기 자장 센서의 검출 오차를 보정하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 누설 자장 보정 회로에 의한 연산 스텝이, 상기 목표 위치 신호값을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값이며, 상기 캘리브레이션 연산 회로의 입력 신호값을 Vip, 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL, 상기 캘리브레이션 연산 회로의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에, 상기 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL', 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL'로 한 경우에, 자장 보정값 LEAKB가, (POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL) 또는 (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캘리브레이션 연산 회로에 의한 연산 스텝이, 제1 기억 장치에 의해, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL' 또는 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값 POSCAL'를 보존하는 스텝과, 제2 기억 장치에 의해, 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL을 보존하는 스텝과, 제3 기억 장치에 의해, 제2 위치 신호값 POSCAL을 보존하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캘리브레이션 연산 회로에 의한 연산 스텝이, 제1 감산기에 의해, 상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값 Vip와 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 스텝과, 제2 감산기에 의해, 상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL과 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 스텝과, 제3 감산기에 의해, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL'와 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는, 또는, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL'와 상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL을 감산하는 스텝과, 제1 제산기에 의해, 상기 제1 감산기의 출력값(Vip-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 스텝과, 제2 제산기에 의해, 상기 제3 감산기의 출력값(NEGCAL'-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는, 또는, 상기 제3 감산기의 출력값(POSCAL-POSCAL')과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 누설 자장 보정 회로에 의한 연산 스텝이, 제산기에 의해, 기억 장치에 기억된 제어량의 최대값과 상기 자장 보정값을 제산하는 스텝과, 적산기에 의해, 상기 제산기로부터의 출력값과 상기 출력 드라이버의 제어량을 적산하는 스텝과, 감산기에 의해, 상기 적산기로부터의 출력값과 상기 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로로부터의 상기 목표 위치 신호값을 감산하는 스텝을 갖고, 상기 목표 위치 신호값을 보정한 목표 보정 위치 신호값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자장 센서의 탑재 위치의 어긋남이나 자석의 착자의 변동이 생긴 경우, 또한 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 경우에 있어서도, 선형 운동 디바이스의 정확한 위치 제어를 가능한 선형 운동 디바이스의 제어 장치 및 그 제어 방법을 실현할 수 있다.
도 1은 종래의 선형 운동 디바이스의 제어 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 자장 센서에 의해 검출되는 자장과 선형 운동 디바이스의 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선형 운동 디바이스의 제어 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 캘리브레이션 연산 회로의 구체적인 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시한 누설 자장 보정 회로의 구체적인 구성도이다.
도 6의 (a), (b)는 누설 자장의 영향을 받는 경우에 있어서의 캘리브레이션 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a), (b)는 누설 자장의 영향을 받지 않는 경우에 있어서의 위치 제어 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치 제어의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a), (b)는 누설 자장의 영향을 받는 경우에 있어서의 위치 제어 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치 제어의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9의 (a), (b)는 위치 제어 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치 제어의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 선형 운동 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 11은 캘리브레이션 연산 회로에 의한 연산 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 12는 누설 자장 보정 회로에 의한 연산 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 3은, 본 발명에 따른 선형 운동 디바이스의 제어 장치를 설명하기 위한 구성도이다. 도 3에 있어서는, 카메라 모듈(30)의 렌즈 위치 조정을 행하는 제어 장치(20)에 적용한 경우에 대해 설명한다. 이 제어 장치(위치 제어 회로)(20)는, 예를 들어 IC 회로로서 구성되어 있다. 또한, 카메라 모듈(30)은 선형 운동 디바이스(31)와, 렌즈(33)를 이동시키는 구동 코일(29)로 구성되어 있다. 따라서, 구동 코일(29)에 전류를 흘림으로써, 자석(32)이 이동되고, 그 자석(32)에 고정되어 있는 렌즈(33)의 위치 조정이 가능해진다.
즉, 본 발명의 선형 운동 디바이스(31)의 제어 장치(20)는, 렌즈(이동체)(33)에 설치된 자석(32)을 갖는 선형 운동 디바이스(31)와, 이 선형 운동 디바이스(31)의 자석(32)의 근방에 배치된 구동 코일(29)을 구비하고, 이 구동 코일(29)에 코일 전류가 흐름으로써 발생하는 힘에 의해 자석(32)을 이동시키도록 구성되어 있다.
자장 센서(21)는 자석(32)이 발생하는 자장을 검출하고, 검출된 자장의 값에 대응하는 검출 위치 신호값 Vip를 출력하는 것이다. 즉, 자장 센서(21)는 카메라 모듈(30)의 자석(32)이 발하는 자장을 전기 신호로 변환하고, 검출 위치 신호를 증폭기(22)에 출력한다. 증폭기(22)는 자장 센서(21)로부터 입력되는 검출 위치 신호를 증폭한다. 또한, 이 자장 센서(21)는 홀 소자인 것이 바람직하다.
또한, A/D 변환 회로(23)는 자장 센서(21)로부터의 검출 위치 신호를 증폭기(22)에 의해 증폭하여 A/D 변환하는 것으로, A/D 변환된 검출 위치 신호값 Vip를 얻는 것이다.
본 발명의 선형 운동 디바이스(31)의 제어 장치(20)는 구동 코일(29)의 누설 자장에 의해, 자장 센서(21)가 그 누설 자장의 영향을 받아서 검출 오차가 생기는 것을 방지하는 대책을 마련한 것이며, 그 때문에, 캘리브레이션(Calibration) 연산 회로(24)는 구동 코일(29)에 의한 누설 자장의 자장 센서(21)에의 영향을 회피하기 위해, 검출 자장을 취득하기 직전에서 구동 코일(29)에의 통전을 정지하는 시간을 갖고, A/D 변환 회로(23)에 의해 A/D 변환된 검출 위치 신호값 Vip에 기초하여, 선형 운동 디바이스(31)의 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값 NEGCAL과, 선형 운동 디바이스(31)의 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값 POSCAL로부터 검출 위치 연산 신호값 VPROC를 얻음과 함께, 누설 자장의 양을 취득하기 위해 구동 코일(29)에의 통전을 정지하는 시간 직전에서, A/D 변환된 검출 위치 신호값 Vip에 기초하여, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 선형 운동 디바이스(31)의 홈 위치에 대응하는 제3 위치 신호값 NEGCAL'[또는 누설 자장의 영향을 받은 경우의 선형 운동 디바이스(31)의 풀 위치에 대응하는 위치 신호값 POSCAL']를 얻는 것이다.
또한, 캘리브레이션 연산 회로(24)는 자장 센서(21)로부터의 검출 위치 신호값이고, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 입력 신호값을 Vip, 초기 위치에 대응하는 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값을 POSCAL, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에, 검출 위치 연산 신호값 VPROC는,
VPROC=(Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)×511
의 관계를 갖도록 연산한다.
또한, 캘리브레이션 연산 회로(24)는 자장 센서(21)로부터의 검출 위치 신호값이고, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 입력 신호값을 Vip, 초기 위치에 대응하는 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값을 POSCAL, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 홈 위치에 대응하는 제3 위치 신호를 NEGCAL'(또는 누설 자장의 영향을 받은 경우의 풀 위치에 대응하는 위치 신호 POSCAL'), 캘리브레이션 연산 회로(24)의 출력 신호값인 자장 보정 위치를 LEAKB로 한 경우,
LEAKB=(NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)×511 또는 LEAKB=(POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL)×511
의 관계를 갖도록 연산한다. 또한, 511은 29-1을 나타내는 수치이며, 2진법에 의한 비례 계수를 나타내는 것이다.
또한, 디바이스(렌즈) 위치 지령 신호 발생 회로(26)는, 선형 운동 디바이스(31)를 이동해야 할 목표 위치를 지시하는 목표 위치 신호값 VTARG 및 캘리브레이션 실행 신호 CALEXE를 출력하는 것으로, PID 제어 회로(25) 및 캘리브레이션 연산 회로(24)에 접속되어 있다. 즉, 렌즈 위치 지령 신호 생성 회로(26)는, 렌즈(33)의 목표 위치를 지시하기 위한 목표 위치 신호값 VTARG를 생성 및 외부로부터의 캘리브레이션 실행 지시를 캘리브레이션 연산 회로에 지시하기 위한 캘리브레이션 실행 신호 CALEXE를 생성한다.
누설 자장 보정 회로(34)는 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26) 및 캘리브레이션 연산 회로(24)에 접속되고, 구동 코일(29)의 누설 자장에 의한 자장 센서(21)의 검출 오차를 보정하는 것이다.
또한, PID 제어 회로(25)는 캘리브레이션 연산 회로(24)와 누설 자장 보정 회로(34)에 접속되고, 캘리브레이션 연산 회로(24)로부터의 검출 위치 연산 신호값 VPROC와 누설 자장 보정 회로(34)로부터의 목표 보정 위치 신호값 VTARG'를 입력하고, 렌즈(이동체)(33)의 현재 위치와 목표 보정 위치 신호값 VTARG'에 의해 지시되는 렌즈(33)의 목표 위치로부터, 이 렌즈(33)를 목표 위치로 이동시키기 위한 제어 신호를 출력하는 것이다.
여기서 PID 제어란, 피드백 제어의 1종이고, 입력값의 제어를 출력값과 목표값의 편차와 그 적분 및 미분에 3개의 요소에 의해 행하는 방법이다. 기본적인 피드백 제어로서 비례 제어(P 제어)가 있다. 이것은 입력값을 출력값과 목표값의 편차의 1차 함수로서 제어하는 것이다. PID 제어에서는, 이 편차에 비례해서 입력값을 변화시키는 동작을 비례 동작 혹은 P 동작(P는 PROPORTIONAL의 생략)이라고 한다. 즉, 편차가 있는 상태가 장시간 계속되면 그만큼 입력값의 변화를 크게 하여 목표값에 근접하고자 하는 책임을 다한다. 이 편차의 적분에 비례해서 입력값을 변화시키는 동작을 적분 동작 혹은 I 동작(I는 INTEGRAL의 생략)이라고 한다. 이와 같이 비례 동작과 적분 동작을 조합한 제어 방법을 PI 제어라고 한다. 이 편차의 미분에 비례해서 입력값을 변화시키는 동작을 미분 동작 혹은 D 동작(D는 DERIVATIVE 또는 DIFFERENTIAL의 생략)이라고 한다. 비례 동작과 적분 동작과 미분 동작을 조합한 제어 방법을 PID 제어라고 한다.
PID 제어 회로(25)로부터의 출력 신호는 D/A 변환 회로(27)에 의해 D/A 변환되고, 제1 출력 드라이버(28a)와 제2 출력 드라이버(28b)에 의해, 검출 위치 연산 신호값 VPROC와 목표 보정 위치 신호값 VTARG'에 기초하여, 구동 코일(29)에 구동 전류가 공급된다. 즉, 제1 및 제2 출력 드라이버(28a, 28b)는 PID 제어 회로(25)로부터의 제어 신호에 기초하여, 출력 신호 Vout1, Vout2를 생성한다. 이 출력 신호 Vout1, Vout2는 카메라 모듈(30)의 구동 코일(29)의 양단부에 공급된다.
또한, 이상의 설명에서는, 선형 운동 디바이스가, 렌즈(이동체)(33)와, 이 렌즈(이동체)(33)에 설치된 자석(32)으로 이루어지는 것으로 하고 있지만, 구동 코일을 포함해서 선형 운동 디바이스로 할 수도 있다.
이와 같이 하여, 검출 위치 신호값 Vip에 변동이 있었다고 해도, 또한, 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받았다고 해도 목표 위치 신호값 VTARG로 선형 운동 디바이스(31)의 위치 제어를 가능하게 할 수 있다.
도 4는, 도 3에 도시한 캘리브레이션 연산 회로의 구체적인 구성도이다. 이 캘리브레이션 연산 회로(24)는 외부로부터 캘리브레이션 지시 신호가 입력되면 작동하는 계수 회로(카운터/타이머)(241)와, D/A 변환의 출력 신호가 D/A 변환의 출력을 최소값으로 고정을 지시하여 구동 코일(29)에 통전하고, 제1 시간 T1까지 계수 회로(241)에서 카운트하였을 때에, 취득 지시 신호가 발행되고, 검출 위치 보정 신호값을 기억값 NEGCAL'로서 보존하는 제1 기억 장치(레지스터/메모리)(242a)와, 상기 기억값 NEGCAL'를 보존한 후에, D/A 변환의 출력 신호는 중간값으로 고정[D/A 변환의 출력이 중간값인 경우, 출력 드라이버(28a, 28b)의 출력도 모두 중간값이 되므로, 코일(29)의 양단부에 인가되는 전위차는 0. 즉, 코일(29)에의 통전을 정지]을 지시한다.
다음에, 제2 시간까지 상기 계수 회로에서 카운트하여 취득 지시 신호가 발행되고, 상기 검출 위치 신호값을 기억값(NEGCAL)으로서 보존하는 제2 기억 장치(레지스터/메모리)(242b)와, 상기 기억값 NEGCAL을 보존한 후에, D/A 변환의 출력 신호는 최소값을 지시하고, 제3 시간까지 카운트하였을 때에, D/A 변환의 출력 신호가, D/A 변환의 출력을 최대값으로 고정을 지시하여 구동 코일(29)에 통전하고, 제4 시간 T4까지 계수 회로(241)에서 카운트하였을 때에, D/A 변환의 출력 신호는 중간값으로 고정을 지시하고, 제5 시간까지 계수 회로(241)에서 카운트하여 취득 지시 신호가 발행되고, 검출 위치 신호값을 기억값 POSCAL로서 보존하는 제3 기억 장치(레지스터/메모리)(242c)를 구비하고, 상기 기억값 POSCAL을 보존한 후에, D/A 변환의 출력 신호는 최대값을 지시하고, 제6 시간까지 카운트하였을 때에 D/A 변환의 출력 지시는, PID 제어 회로(25)의 출력에 기초하여 출력하는 지시를 발생하고, 계수 회로(241)의 카운트를 정지한다.
또한, 캘리브레이션 연산 회로(24)는 자장 센서(21)로부터의 검출 위치 신호값 Vip와, 제2 기억 장치(242b)의 기억값 NEGCAL을 감산하는 제1 감산기(243a)와, 제3 기억 장치(242c)의 기억값 POSCAL과 제2 기억 장치(242b)의 기억값 NEGCAL을 감산하는 제2 감산기(243b)와, 제1 기억 장치(242a)의 기억값 NEGCAL'와 제2 기억 장치(242b)의 기억값 NEGCAL을 감산하는 제3 감산기(243c)와, 제1 감산기(243a)의 출력값(Vip-NEGCAL)과, 제2 감산기(243b)의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 제1 제산기(244a)와, 제3 감산기(243c)의 출력값(NEGCAL'-NEGCAL)과 제2 감산기(243b)의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 제2 제산기(244b)를 구비하고, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖고, 자장 보정값 LEAKB가, (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖고 있다.
제1 제산기(244a)의 출력 신호는, 제1 적산기(245a)를 통하여, VPROC=(Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)×511을 얻는다. 또한, 제2 제산기(244b)의 출력 신호는, 제2 적산기(245b)를 통하여, LEAKB=(NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)×511을 얻는다.
또한, LEAKB=(POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL)×511로 해도 좋다. 또한, 제4 기억 장치(레지스터/메모리)(246)는 적산기(245a, 245b)에 접속되고, 「511」을 기억하고 있는 것이다. 이 「511」은 목표 위치 신호값 VTARG의 설정 가능 범위에 의해 임의로 변경되는 것이다.
또한, 위치 연산 신호 VPROC 및 자장 보정 위치 LEAKB의 연산은 도 4에 도시한 바와 같은 전용의 하드웨어이어도 좋고, 마이크로컴퓨터 등의 범용적인 것, 소프트웨어이어도 좋다.
도 4의 설명에 있어서, 코일(29)에의 통전 정지의 수단으로서 D/A 변환 회로(27)가 중간값을 출력한다고 하는 수단에 의해 설명을 행했지만, 상기 수단에 한정되는 것이 아니라, D/A 변환 회로(27)의 정회전 출력 단자, 반전 출력 단자가 모두 동일한 출력에 고정하도록 지시해도 좋고, 도시하고 있지 않은 출력 드라이버(28a, 28b)에 직접 지시하는 제어 신호를 사용하여, 출력 드라이버(28a, 28b)를 오프함으로써 통전을 정지시켜도 좋다.
이하의 설명에 있어서도 마찬가지로, 대표적으로 중간값을 출력하는 수단을 사용해서 설명을 행한다.
도 5는, 도 3에 도시한 누설 자장 보정 회로의 구체적인 구성도이다.
누설 자장 보정 회로(34)는 기억 장치(341)에 기억된 제어량의 최대값 MVmax와 캘리브레이션 연산 회로(24)로부터의 자장 보정값 LEAKB를 제산하는 제산기(342)와, 이 제산기(342)로부터의 출력값과 제어량 MV를 적산하는 적산기(343)와, 이 적산기(343)로부터의 출력값과 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26)로부터의 목표 위치 신호값 VTARG를 감산하는 감산기(344)를 구비하고, 목표 보정 위치 신호값 VTARG'를 출력한다.
제산의 분모에 해당하는 레지스터 또는 메모리에 보존하는 값은, MV가 취하는 최대값이다. 즉, D/A 변환 회로(27) 입력의 최대값이므로 캘리브레이션 시에 단부점 이동시켰을 때의 값과 동일하다. 보존된 MV값, PID 출력의 MV값, 캘리브레이션 연산 회로(24)로부터의 자장 보정값 LEAKB로부터 감산기(344), 제산기(342), 적산기(343)를 사용해서 목표 보정 위치 신호 VTARG'를 연산한다. 도 5에 도시한 바와 같은 전용의 하드웨어이어도 좋고, 마이크로컴퓨터 등의 범용적인 것, 소프트웨어이어도 좋다. 코일에 흐르는 전류는 제어량 MV에 비례하므로, 누설 자장의 양은 제어량 MV로부터 연산하는 것이 가능하다. 자장 보정값 LEAKB는 목표 위치 신호 VTARG와 동기가 취해져 있으므로, 연산된 보정량을 목표 위치 신호 VTARG로부터 감산한 목표 보정 위치 신호 VTARG'를 목표값으로 하여 위치 제어를 행함으로써 누설 자장의 영향을 저감할 수 있어, 위치 제어의 정밀도의 향상이 도모된다.
이와 같이, 캘리브레이션 시에 취득한 누설 자장의 값(플러스 방향 또는 마이너스 방향의 최대 전류 통전 시)을 제어량 MV의 최대값으로 나눈 값을 계수로 함으로써, 구동 코일이 발생하고 있는 누설 자장을 제어량으로부터 연산할 수 있다. 누설 자장량을 목표 위치 신호값 VTARG로부터 감산함으로써 누설 자장의 영향을 캔슬할 수 있다. 캘리브레이션 결과로부터 자장 보정값 LEAKB를 구하므로 개체간 변동도 캔슬 가능하다. 또한, 보존된 NEGCAL값, NEGCAL'값으로부터 감산기, 제산기, 적산기를 사용해서 자장 보정값 LEKB를 연산하므로, 연산된 자장 보정값 LEAKB는 목표 위치 신호값 VTARG와 동기가 취해진 값이므로, 누설 자장의 영향에 변동이 생겨도 올바르게 보정량이 얻어진다.
도 6의 (a), (b)는 누설 자장의 영향을 받는 경우에 있어서의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치의 가일층의 관계를 나타내는 도면이고, 구동 코일(29)에 의한 누설 자장의 자장 센서(21)에의 영향을 회피하기 위해, 검출 자장을 취득하기 직전에서 구동 코일(29)에의 통전을 정지하는 시간을 갖고 있다. 도 6의 (a)는 렌즈 위치의 홈 위치(Home Potion)와 풀 위치(Full Potion)에 대응하는 검출 자장 및 NEGCAL과 POSCAL의 관계를 나타낸 도면이고, 도 6의 (b)는 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류를 나타내는 도면이다.
도면 중, 일점 쇄선이 누설 자장의 영향을 받은 경우의 검출 자장과 렌즈 위치의 관계를 나타내고, 파선이 본 발명에 따른 누설 자장의 영향을 회피한 경우의 검출 자장과 렌즈 위치의 관계를 나타내고, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 홈 위치에 대응하는 검출 위치 신호값 Vip를 제1 기억 장치(레지스터/메모리)(242a)에 기억값 NEGCAL'로서 기억하고, 누설 자장의 영향을 회피한 경우의 홈 위치에 대응하는 검출 위치 신호값 Vip를 제2 기억 장치(레지스터/메모리)(242b)에 기억값 NEGCAL로서 기억하고, 누설 자장의 영향을 회피한 경우의 풀 위치에 대응하는 검출 위치 신호값 Vip를 제3 기억 장치(레지스터/메모리)(242c)에 기억값 POSCAL로서 기억되어 있다.
통전의 정지로부터 검출 자장의 취득까지의 시간 Toff는, 코일의 전기적 시상수보다 길고, 선형 운동 디바이스의 기계적 시상수보다 충분히 짧은 관계에 있다.
도 7의 (a), (b)는 누설 자장의 영향을 받지 않는 경우에 있어서의 위치 제어 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치 제어의 관계를 나타내고 있다. 도 7의 (a)는 시간 경과에 있어서의 렌즈 위치의 홈 위치(Home Potion)와 풀 위치(Full Potion)에 대응하는, 캘리브레이션 동작 실시 후의 위치 연산 신호 VPROC 및 목표 위치 신호 VTARG의 관계를 나타낸 도면이고, 실선이 렌즈 위치를 나타내고, 점선이 위치 연산 신호 VPROC를 나타내고, 일점 쇄선이 목표 위치 신호 VTARG를 나타내고 있다. 도 7의 (b)는 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류를 나타내는 도면이다.
누설 자장의 영향을 받지 않는 경우, PID 제어 회로(25)는 위치 연산 신호 VPROC와 목표 위치 신호 VTARG가 동등해지도록 제어를 행하고, 시간 T8에는 목표 위치 신호 VTARG에 따른 렌즈 위치에서 안정된다. 이때 구동 코일 전류는 위치 제어를 개시한 시간 T7로부터 렌즈를 홈 위치로 이동시키기 위한 전류를 흘리기 시작하고, 상기 렌즈 위치가 안정되는 시간 T8에는 렌즈 위치를 보유 지지하는 데 필요한 전류만이 된다.
또한, 시간 T9에 있어서 목표 위치 신호 VTARG를 변경하면, 다시 PID 제어 회로(25)의 제어에 의해 시간 T10에는 목표 위치 VTARG에 따른 렌즈 위치에서 렌즈 위치가 안정된 상태가 된다. 이때 구동 코일 전류는 목표 위치를 변경한 시간 T9로부터 렌즈를 풀 위치로 이동시키기 위한 전류를 흘리기 시작하고, 상기 렌즈 위치가 안정되는 시간 T10에는 렌즈 위치를 보유 지지하는 데 필요한 전류만이 된다.
도 8의 (a), (b)는 누설 자장의 영향을 받는 경우에 있어서의 위치 제어 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치 제어의 관계를 나타내고 있다. 도 8의 (a)는 시간 경과에 있어서의 렌즈 위치의 홈 위치(Home Potion)와 풀 위치(Full Potion)에 대응하는, 캘리브레이션 동작 실시 후의 위치 연산 신호 VPROC 및 목표 위치 신호 VTARG의 관계를 나타낸 도면이고, 실선이 렌즈 위치를 나타내고, 점선이 위치 연산 신호 VPROC를 나타내고, 일점 쇄선이 목표 위치 신호 VTARG를 나타내고 있다. 도 8의 (b)는 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류를 나타내는 도면이다.
누설 자장의 영향을 받는 경우, PID 제어 회로(25)는 위치 연산 신호 VPROC와 목표 위치 신호 VTARG가 동등해지도록 제어를 행하고, 시간 T8에는 목표 위치 신호 VTARG에 따른 렌즈 위치에서 안정된다. 이때 구동 코일 전류는 위치 제어를 개시한 시간 T7로부터 렌즈를 홈 위치로 이동시키기 위한 전류를 흘리기 시작하고, 상기 렌즈 위치가 안정되는 시간 T8에는 렌즈 위치를 보유 지지하는 데 필요한 전류만이 된다. 그러나, 안정 시에서도 구동 코일로부터는 누설 자장이 발생하고 있고, 위치 연산 신호 VPROC는 누설 자장이 가감산된 값이 된다. 따라서, 안정 시의 렌즈 위치는 원래 이동시키고자 하는 위치로부터 누설 자장의 영향분만큼 어긋난 위치가 된다.
또한, 시간 T9에 있어서 목표 위치 신호 VTARG를 변경하면, 다시 PID 제어 회로(25)의 제어에 의해 시간 T10에는 목표 위치 VTARG에 따른 렌즈 위치에서 렌즈 위치가 안정된 상태가 되도록, 구동 코일 전류는 목표 위치를 변경한 시간 T9로부터 렌즈를 풀 위치로 이동시키기 위한 전류를 흘리기 시작한다. 그러나, 시간 T9에서 설정한 목표 위치 신호 VTRAG가 위치 연산 신호 VPROC로부터 누설 자장을 가감산한 값이 취할 수 없는 값이 된 경우, 위치 제어가 불가능해져, 렌즈 위치는 풀 위치에 고정된 상태가 된다. 따라서, 상기 누설 자장의 영향이 없는 경우의 렌즈 위치가 안정되는 시간 T10에 있어서도, 구동 코일에 흐르는 전류는 최대값을 유지한 상태가 된다.
도 9의 (a), (b)는, 본 발명에 따른 위치 제어 동작 시의 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류와 렌즈 위치 제어의 관계를 나타내는 도면이고, PID 제어 회로에 의한 누설 자장 보정을 나타내고 있다. 도 9의 (a)는 시간 경과에 있어서의 렌즈 위치의 홈 위치(Home Potion)와 풀 위치(Full Potion)에 대응하는, 캘리브레이션 동작 실시 후의 위치 연산 신호 VPROC 및 목표 보정 위치 신호 VTARG'의 관계를 나타낸 도면이고, 실선이 렌즈 위치를 나타내고, 점선이 위치 연산 신호 VPROC를 나타내고, 일점 쇄선이 목표 보정 위치 신호 VTARG'를 나타내고 있다. 도 9의 (b)는 시간 경과에 수반하는 구동 코일 전류를 나타내는 도면이다.
누설 자장의 영향을 저감한 경우, PID 제어 회로(25)는 위치 연산 신호 VPROC와 목표 보정 위치 신호 VTARG'가 동등해지도록 제어를 행하고, 시간 T8에는 목표 보정 위치 신호 VTARG'에 따른 렌즈 위치에서 안정된다. 이때 구동 코일 전류는 위치 제어를 개시한 시간 T7로부터 렌즈를 홈 위치로 이동시키기 위한 전류를 흘리기 시작하고, 렌즈 위치가 안정되는 시간 T8에는 렌즈 위치를 보유 지지하는 데 필요한 전류만이 된다. 여기서, 안정 시에서도 구동 코일로부터는 누설 자장이 발생하고 있고, 위치 연산 신호 VPROC는 누설 자장이 가감산된 값이 된다. 그러나, 목표 보정 위치 신호 VTARG'는 목표 위치 신호 VTRAG로부터, 상기 누설 자장의 영향분, 즉 캘리브레이션 시에 취득한 자장 보정값 LEAKB 및 PID 제어 회로(25) 출력으로부터 연산한 보정량을 감산한 값이 되어 있다. 따라서 안정 시의 렌즈 위치는 원래 이동시키고자 하는 위치와 동등한 위치가 된다.
또한, 시간 T9에 있어서 목표 위치 신호 VTARG를 변경하면, 다시 PID 제어 회로(25)의 제어에 의해 시간 T10에는 목표 위치 VTARG에 따른 렌즈 위치에서 렌즈 위치가 안정된 상태가 되도록, 구동 코일 전류는 목표 위치를 변경한 시간 T9로부터 렌즈를 풀 위치로 이동시키기 위한 전류를 흘리기 시작한다. 시간 T9에서 설정한 목표 보정 위치 신호 VTRAG'가 위치 연산 신호 VPROC로부터 누설 자장을 가감산한 값이 취할 수 없는 값이 된 경우, 위치 제어가 불가능해져, 렌즈 위치는 풀 위치에 고정된 상태가 된다. 그러나, 목표 보정 위치 신호 VTARG'는 목표 위치 신호 VTRAG로부터, 상기 누설 자장의 영향분, 즉 캘리브레이션 시에 취득한 자장 보정값 LEAKB 및 PID 제어 회로(25) 출력으로부터 연산한 보정량을 감산한 값이 되어 있다. 따라서, 목표 보정 위치 신호 VTARG'는 위치 연산 신호 VPROC로부터 누설 자장을 가감산한 값이 취할 수 없는 값으로는 되지 않아, 위치 제어가 불가능해지는 일은 없다.
또한, 상기 렌즈 위치가 안정되는 시간 T8시와 마찬가지로, 목표 보정 위치 신호 VTARG'는 목표 위치 신호 VTRAG로부터, 상기 누설 자장의 영향분, 즉 캘리브레이션 시에 취득한 자장 보정값 LEAKB 및 PID 제어 회로(25) 출력으로부터 연산한 보정량을 감산한 값이 되어 있다. 따라서 안정 시의 렌즈 위치는 원래 이동시키고자 하는 위치와 동등한 위치가 된다.
이와 같이 하여, 자장 센서의 탑재 위치의 어긋남이나 자석의 착자의 변동이 생긴 경우, 또한 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 경우에도 선형 운동 디바이스의 정확한 위치 제어를 가능한 선형 운동 디바이스의 제어 장치를 실현할 수 있다.
또한, 위치 연산 신호 VPROC로부터, 누설 자장의 영향분, 즉 캘리브레이션 시에 취득한 자장 보정값 LEAKB를 가산해도 좋다.
도 10은, 본 발명에 따른 선형 운동 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.
본 발명의 선형 운동 디바이스(31)의 제어 장치(20)에 있어서의 제어 방법은, 이동체(33)에 설치된 자석(32)을 갖는 선형 운동 디바이스(31)와, 이 선형 운동 디바이스(31)의 자석(32)의 근방에 배치된 구동 코일(29)을 구비하고, 이 구동 코일(29)에 코일 전류가 흐름으로써 발생하는 힘에 의해 자석(32)을 이동시키는 제어 방법이다.
우선, 자장 센서(21)에 의해, 자석(32)이 발생하는 자장을 검출하고, 검출된 자장의 값에 대응하는 검출 위치 신호값을 출력하는 스텝(S1)과, 다음에, 캘리브레이션 연산 회로(24)에 의해, 구동 코일(29)에 의한 누설 자장의 자장 센서(21)에의 영향을 회피하기 위해, 검출 자장을 취득하기 직전에서 구동 코일(29)에의 통전을 정지하는 시간을 갖고, 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값 NEGCAL과, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL' 선형 운동 디바이스(31)의 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값 POSCAL을 취득하는 스텝(S2)을 갖는다.
다음에, 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값 NEGCAL과, 선형 운동 디바이스(31)의 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값 POSCAL로부터 검출 위치 연산 신호값 VPROC와, 선형 운동 디바이스(31)의 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값 NEGCAL과, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL'와, 선형 운동 디바이스(31)의 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값 POSCAL로부터 자장 보정값 LEAKB를 얻는 스텝(S3)과, 다음에, 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26)에 의해, 선형 운동 디바이스(31)를 이동해야 할 목표 위치를 지시하는 목표 위치 신호값을 출력하는 스텝(S4)과, 다음에, 누설 자장 보정 회로(34)에 의해, 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26)로부터의 목표 위치 신호값(VTARG)을 보정하여 목표 보정 위치 신호값(VTARG')을 얻는 스텝(S5)을 갖는다.
다음에, PID 제어 회로(25)에 의해, 캘리브레이션 연산 회로(24)로부터의 검출 위치 연산 신호값 VPROC와 누설 자장 보정 회로(34)로부터의 목표 보정 위치 신호값 VTARG'를 입력하고, 이동체(33)의 현재 위치와 목표 보정 위치 신호값 VTARG'에 의해 지시되는 이동체(33)의 목표 위치로부터, 이동체(33)를 목표 위치로 이동시키기 위한 제어 신호를 출력하는 스텝(S6)과, 다음에, 출력 드라이버(28a, 28b)에 의해, 검출 위치 연산 신호값과 목표 보정 위치 신호값에 기초하여, 구동 코일(29)에 구동 전류를 공급하는 스텝(S7)을 갖고, 검출 위치 신호값 Vip에 변동이 있어도 목표 위치 신호값 VTARG로 선형 운동 디바이스(31)의 위치 제어를 가능하게 한다. 또한, 연속해서 위치 제어를 반복하는 경우에는, 스텝 S3 내지 S7을 반복한다.
또한, 자장 센서(21)로부터의 검출 위치 신호값으로, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 입력 신호값을 Vip, 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값을 POSCAL, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는다.
또한, 홈 위치에 대응하는 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL', 풀 위치에 대응하는 제2 위치 신호값을 POSCAL, 누설 자장에 의한 제2 위치 신호값을 POSCAL', 캘리브레이션 연산 회로의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에, 누설 자장 보정 회로(34)에 의한 자장 보정값 LEAKB가, (POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL) 또는 (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는다.
도 11은 캘리브레이션 연산 회로에 의한 연산 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.
캘리브레이션 연산 회로(24)에 의한 연산 스텝이, 우선, 계수 회로에 의해, 외부로부터 캘리브레이션 지시 신호가 입력되면 작동하는 스텝(S11)과, 다음에, D/A 변환의 출력 신호가 D/A 변환의 출력을 최소값으로 고정을 지시하여 구동 코일(29)에 통전하고, 제1 시간 T1까지 계수 회로(241)에서 카운트하였을 때에, 취득 지시 신호가 발행되고, 검출 위치 보정 신호값을 기억값 NEGCAL'로서 보존하는 스텝(S12)과, 다음에, 기억값 NEGCAL'를 보존한 후에, D/A 변환의 출력 신호는 중간값으로 고정을 지시하고, 제2 시간까지 상기 계수 회로에서 카운트하여 취득 지시 신호가 발행되고, 상기 검출 위치 신호값을 기억값(NEGCAL)으로서 보존하는 스텝(S13)을 갖는다.
다음에, 기억값 NEGCAL을 보존한 후에, D/A 변환의 출력 신호는 최소값을 지시하고, 제3 시간까지 카운트하였을 때에, D/A 변환의 출력 신호가, D/A 변환의 출력을 최대값으로 고정을 지시하여 구동 코일(29)에 통전하고, 제4 시간 T4까지 계수 회로(241)에서 카운트하였을 때에, D/A 변환의 출력 신호는 중간값으로 고정을 지시하고, 제5 시간까지 계수 회로(241)에서 카운트하여 취득 지시 신호가 발행되고, 검출 위치 신호값을 기억값 POSCAL로서 보존하는 스텝(S14)을 갖고 있다.
또한, 다음에, 제1 감산기(243a)에 의해, 자장 센서(21)로부터의 검출 위치 신호값 Vip와, 제2 기억 장치(242b)의 기억값 NEGCAL을 감산하는 스텝(S15)과, 다음에, 제2 감산기(243b)에 의해, 제3 기억 장치(242c)의 기억값 POSCAL과 제2 기억 장치(242b)의 기억값 NEGCAL을 감산하는 스텝(S16)과, 다음에, 제3 감산기(243c)에 의해, 제1 기억 장치(242a)의 기억값 NEGCAL'와 제2 기억 장치(242b)의 기억값 NEGCAL을 감산하는 스텝(S17)과, 다음에, 제1 제산기(244a)에 의해, 제1 감산기(243a)의 출력값(Vip-NEGCAL)과, 제2 감산기(243b)의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 스텝(S18)과, 다음에, 제2 제산기(244b)에 의해, 제3 감산기(243c)의 출력값(NEGCAL'-NEGCAL)과 제2 감산기(243b)의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 스텝(S19)을 갖는다.
다음에, 제6 시간까지 카운트하였을 때에 D/A 변환의 출력 지시는, PID 제어 회로(25)의 출력에 기초하여 출력하는 지시를 발생하고, 계수 회로(241)의 카운트를 정지하는 스텝(S20)을 갖고, 캘리브레이션 연산 회로(24)의 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖고, 누설 자장 보정 회로(34)에 의한 자장 보정값 LEAKB가, (POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL) 또는 (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는다.
도 12는 누설 자장 보정 회로에 의한 연산 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.
우선, 제산기(342)에 의해, 기억 장치(341)에 기억된 제어량의 최대값 MVmax와 캘리브레이션 연산 회로(24)로부터의 자장 보정값 LEAKB를 제산하는 스텝(S21)과, 다음에, 적산기(343)에 의해, 제산기(342)로부터의 출력값과 제어량 MV를 적산하는 스텝(S22)과, 다음에, 감산기(344)에 의해, 적산기(343)로부터의 출력값과 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로(26)로부터의 목표 위치 신호값 VTARG를 감산하는 스텝(S23)을 갖고, 목표 보정 위치 신호값 VTARG'를 출력한다.
이와 같이 하여, 자장 센서의 탑재 위치의 어긋남이나 자석의 착자의 변동이 생긴 경우, 또한 자기 센서에 의해 검출되는 자장이, 선형 운동 디바이스의 구동용 코일에 의한 자장의 간섭을 받는 경우에도 선형 운동 디바이스의 정확한 위치 제어를 가능한 선형 운동 디바이스의 제어 방법을 실현할 수 있다.
9 : 렌즈
10 : 자석
11 : 코일
12 : 선형 운동 디바이스
13 : 자장 센서
14 : 차동 중폭기
15 : 비반전 출력 버퍼
16 : 반전 출력 버퍼
17 : 제1 출력 드라이버
18 : 제2 출력 드라이버
20 : 제어 장치
21 : 자장 센서
22 : 증폭기
23 : A/D 변환 회로
24 : 캘리브레이션(Calibration) 연산 회로
25 : PID 제어 회로
26 : 디바이스(렌즈) 위치 지령 신호 발생 회로
27 : D/A 변환 회로
28a : 제1 출력 드라이버
28b : 제2 출력 드라이버
29 : 구동 코일
30 : 카메라 모듈
31 : 선형 운동 디바이스
32 : 자석
33 : 렌즈(이동체)
34 : 누설 자장 보정 회로
241 : 계수 회로(카운터/타이머)
242a : 제1 기억 장치(레지스터/메모리)
242b : 제2 기억 장치(레지스터/메모리)
242c : 제3 기억 장치(레지스터/메모리)
243a : 제1 감산기
243b : 제2 감산기
243c : 제3 감산기
244a : 제1 제산기
244b : 제2 제산기
245a : 제1 적산기
245b : 제2 적산기
246 : 제4 기억 장치(레지스터/메모리)
341 : 기억 장치(레지스터/메모리)
342 : 제산기
343 : 적산기
344 : 감산기

Claims (16)

  1. 이동체에 설치된 자석을 갖는 선형 운동 디바이스와, 그 선형 운동 디바이스의 상기 자석의 근방에 배치된 구동 코일을 구비하고, 그 구동 코일에 의해 상기 자석을 이동시키는 선형 운동 디바이스의 제어 장치에 있어서,
    상기 자석이 발생하는 자장을 검출하고, 검출된 자장의 값에 대응하는 검출 위치 신호값을 출력하는 자장 센서와,
    상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값에 기초하여, 상기 선형 운동 디바이스의 제1 위치에 대응하는 제1 위치 신호값과, 상기 선형 운동 디바이스의 제2 위치에 대응하는 제2 위치 신호값으로부터 검출 위치 연산 신호값을 얻는 캘리브레이션 연산 회로와,
    상기 선형 운동 디바이스를 이동해야 할 목표 위치를 지시하는 목표 위치 신호값을 출력하는 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로와,
    상기 검출 위치 연산 신호값과 상기 목표 위치 신호값에 기초하여, 상기 구동 코일에 구동 전류를 공급하는 출력 드라이버와,
    상기 구동 코일에의 통전하고 있지 않을 때의 상기 검출 위치 신호값과 상기 구동 코일에의 통전하고 있을 때의 상기 검출 위치 신호값의 차에 기초하여, 상기 구동 코일의 누설 자장에 의한 상기 자장 센서의 검출 오차를 보정하는 누설 자장 보정 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 누설 자장 보정 회로가, 상기 목표 위치 신호값을 보정하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값이며, 상기 캘리브레이션 연산 회로의 입력 신호값을 Vip, 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL, 상기 캘리브레이션 연산 회로의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에,
    상기 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL', 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL'로 한 경우에,
    자장 보정값 LEAKB가, (POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL) 또는 (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 연산 회로가,
    누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL' 또는 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값 POSCAL'를 보존하는 제1 기억 장치와,
    상기 제1 위치 신호값 NEGCAL을 보존하는 제2 기억 장치와,
    제2 위치 신호값 POSCAL을 보존하는 제3 기억 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 연산 회로가,
    상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값 Vip와 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 제1 감산기와,
    상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL과 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 제2 감산기와,
    상기 제1 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL'와 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하거나, 또는, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL'와 상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL을 감산하는 제3 감산기와,
    상기 제1 감산기의 출력값(Vip-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 제1 제산기와,
    상기 제3 감산기의 출력값(NEGCAL'-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하거나, 또는, 상기 제3 감산기의 출력값(POSCAL-POSCAL')과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 제2 제산기
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 누설 자장 보정 회로가,
    기억 장치에 기억된 제어량의 최대값과 상기 자장 보정값을 제산하는 제산기와,
    상기 제산기로부터의 출력값과 상기 출력 드라이버의 제어량을 적산하는 적산기와,
    상기 적산기로부터의 출력값과 상기 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로로부터의 상기 목표 위치 신호값을 감산하는 감산기
    를 구비하고,
    상기 목표 위치 신호값을 보정한 목표 보정 위치 신호값을 출력하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자장 센서가, 홀 소자인 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형 운동 디바이스와 상기 구동 코일이, 카메라 모듈에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 장치.
  10. 이동체에 설치된 자석을 갖는 선형 운동 디바이스와, 그 선형 운동 디바이스의 상기 자석의 근방에 배치된 구동 코일을 구비하고, 그 구동 코일에 의해 상기 자석을 이동시키는 선형 운동 디바이스의 제어 장치에 있어서의 제어 방법에 있어서,
    우선, 자장 센서에 의해, 상기 자석이 발생하는 자장을 검출하고, 검출된 자장의 값에 대응하는 검출 위치 신호값을 출력하는 스텝과,
    다음에, 캘리브레이션 연산 회로에 의해, 상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값에 기초하여, 상기 선형 운동 디바이스의 제1 위치에 대응하는 제1 위치 신호값과, 상기 선형 운동 디바이스의 제2 위치에 대응하는 제2 위치 신호값으로부터 검출 위치 연산 신호값을 얻는 스텝과,
    다음에, 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로에 의해, 상기 선형 운동 디바이스를 이동해야 할 목표 위치를 지시하는 목표 위치 신호값을 출력하는 스텝과,
    다음에, 출력 드라이버에 의해, 상기 검출 위치 연산 신호값과 상기 목표 위치 신호값에 기초하여, 상기 구동 코일에 구동 전류를 공급하는 스텝과,
    다음에, 누설 자장 보정 회로에 의해, 상기 구동 코일에의 통전하고 있지 않을 때의 상기 검출 위치 신호값과 상기 구동 코일에의 통전하고 있을 때의 상기 검출 위치 신호값의 차에 기초하여, 상기 구동 코일의 누설 자장에 의한 상기 자장 센서의 검출 오차를 보정하는 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 누설 자장 보정 회로에 의한 연산 스텝이, 상기 목표 위치 신호값을 보정하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값이며, 상기 캘리브레이션 연산 회로의 입력 신호값을 Vip, 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL, 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL, 상기 캘리브레이션 연산 회로의 출력 신호값인 검출 위치 연산 신호값을 VPROC로 한 경우에,
    상기 검출 위치 연산 신호값 VPROC가, (Vip-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값을 NEGCAL', 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값을 POSCAL'로 한 경우에,
    자장 보정값 LEAKB가, (POSCAL-POSCAL')/(POSCAL-NEGCAL) 또는 (NEGCAL'-NEGCAL)/(POSCAL-NEGCAL)과 비례의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 연산 회로에 의한 연산 스텝이,
    제1 기억 장치에 의해, 누설 자장의 영향을 받은 경우의 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL' 또는 누설 자장에 의한 상기 제2 위치 신호값 POSCAL'를 보존하는 스텝과,
    제2 기억 장치에 의해, 상기 제1 위치 신호값 NEGCAL을 보존하는 스텝과,
    제3 기억 장치에 의해, 제2 위치 신호값 POSCAL을 보존하는 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 연산 회로에 의한 연산 스텝이,
    제1 감산기에 의해, 상기 자장 센서로부터의 상기 검출 위치 신호값 Vip와 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 스텝과,
    제2 감산기에 의해, 상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL과 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하는 스텝과,
    제3 감산기에 의해, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL'와 상기 제2 기억 장치에서 보존한 제1 위치 신호값 NEGCAL을 감산하거나, 또는, 상기 제1 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL'와 상기 제3 기억 장치에서 보존한 제2 위치 신호값 POSCAL을 감산하는 스텝과,
    제1 제산기에 의해, 상기 제1 감산기의 출력값(Vip-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 스텝과,
    제2 제산기에 의해, 상기 제3 감산기의 출력값(NEGCAL'-NEGCAL)과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하거나, 또는, 상기 제3 감산기의 출력값(POSCAL-POSCAL')과 상기 제2 감산기의 출력값(POSCAL-NEGCAL)을 제산하는 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 누설 자장 보정 회로에 의한 연산 스텝이,
    제산기에 의해, 기억 장치에 기억된 제어량의 최대값과 상기 자장 보정값을 제산하는 스텝과,
    적산기에 의해, 상기 제산기로부터의 출력값과 상기 출력 드라이버의 제어량을 적산하는 스텝과,
    감산기에 의해, 상기 적산기로부터의 출력값과 상기 디바이스 위치 지령 신호 발생 회로로부터의 상기 목표 위치 신호값을 감산하는 스텝
    을 갖고,
    상기 목표 위치 신호값을 보정한 목표 보정 위치 신호값을 출력하는 것을 특징으로 하는 선형 운동 디바이스의 제어 방법.
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