CN102859865A - 移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路 - Google Patents
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Abstract
移动控制装置具备:致动器(1),使与驱动线圈(12)连结的被驱动体(9)往复移动;信号生成部(8),生成表示被驱动体的目标速度的速度指令信号;驱动部(4),将与驱动信号相应的电流提供给驱动线圈;电压检测部(5),检测驱动线圈中产生的感应电压并输出与感应电压对应的电压信号;信号修正部(6),根据驱动信号和电压信号修正电压信号以便调整驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及控制部(7),根据速度指令信号和速度信号生成驱动信号并输出到驱动部。
Description
技术领域
本发明涉及一种使被驱动体往复移动的移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路。例如涉及一种为了用照相机在被摄体的运动图像或静止图像摄影中实现景深扩展而使透镜或撮像元件等光学元件在光轴方向上往复移动的移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路。
背景技术
一般,作为实现景深扩展(以下,EDOF:Extended Depth of Field)的方式,有如下方式:通过在曝光时间内使聚焦透镜或撮像元件移动,将一律在深度方向上聚焦的图像叠加,利用预先通过测量或模拟所得到的模糊图案(blur pattern)来进行图像复原处理,从而得到EDOF图像(非专利文献1)。
作为EDOF技术的应用例,最初是显微镜摄影用途。已知,在该用途中,只要控制聚焦透镜或撮像元件的移动方向使得像的模糊始终均匀,就能够应用使用了单一模糊图案的曝光后的图像复原处理方法,因此是合理的(专利文献1)。
然而,在这些应用中,在驱动聚焦透镜或撮像元件的情况下,需要以撮像面进行等速移动的方式进行聚焦移位(非专利文献1)。
因而,作为移动图案,要求从远侧聚焦端位置到近侧聚焦端位置等速度、或者在其相反方向上等速度。
作为其它应用例,可列举有助于近年来搭载于便携电话等的照相机的小型化这一点。即,通过EDOF效果,不用具备自动聚焦机构而能够得到全焦点图像(焦点聚焦于所有的被摄体的图像)。
作为另一应用例,考虑对普通的数码相机、数码摄像机的应用。作为这些数码相机、数码摄像机的近年来的趋势,要求更简单、且失败少的摄影,EDOF技术能够期待全焦点图像、即无聚焦错误的摄影的效果。
已知,在这种数码相机、数码摄像机的EDOF方式的应用中,要求在运动图像(movingimage)摄影时各画面之间不产生时间延迟地进行连续摄影,因此在运动图像摄影中如图14所示那样实施往复移动,通过对去路和回路分别分配一个视频帧,能够进行EDOF运动图像摄影。
然而,如图14那样的聚焦透镜的移位图案或撮像元件的移位图案包含相对于被摄体的最近端部、最远端部处的锐角的折回。为了实现这种锐角的折回,需要使驱动撮像元件或聚焦透镜的致动器瞬间性地产生大的推力。从设备的小型化、省电化的观点来看,这种产生大的推力的往复移动控制在可移动的数码相机、数码摄像机中并不现实。另外,这种往复移动控制是瞬间性地产生大的推力来使速度急剧反转,因此存在如下问题:驱动机构的消耗剧烈,驱动时的振动、噪音也变大,从质量方面也不允许。
作为为了在被摄体的运动图像或静止图像摄影中实现EDOF而能够应用的、使聚焦透镜或撮像元件等光学元件在光轴方向上往复移动的现有的移动控制装置,有专利文献2和专利文献3所公开的装置。
在专利文献2中,如图15所示,设置包括与圆筒状的永磁体的外表面之间保持空间而相对置的磁轭(yoke)116的定子113以及具有沿着轴方向相对于定子113可滑动的驱动线圈129的动子127,在磁轭116的外侧设置作为传感器线圈的空芯线圈132,随着动子127的移位在空芯线圈132内移位的永磁体128安装在动子127上。由于驱动线圈129对空芯线圈132的电磁感应作用通过位于它们之间的磁轭116而被磁屏蔽,因此在空芯线圈132中仅产生与动子127连动的永磁体128的移位速度相应的电动势、即速度信号。利用位置传感器161的位置检测电压对动子127进行位置控制,并通过利用作为空芯线圈132的输出的速度信号对动子127施加阻尼,从而不会发生振荡而能够提高响应性的技术被公开。
在专利文献3中,如图16所示,通过由绕聚焦透镜110的光轴的轴而同轴配置的驱动用线圈135和磁铁134构成的致动器将聚焦透镜110在光轴方向上进行驱动,利用由与聚焦透镜110的移动相应地磁通发生变化的倾斜磁铁139和霍尔元件构成的位置传感器的位置信号和聚焦透镜110的移动速度检测用线圈137的速度信号进行位置控制。在卷绕有驱动用线圈135的绕线管131上卷绕速度检测用线圈137,因此能够将传感器用的磁铁共用于驱动用,能够削减部件件数,能够实现轻量化以及成本降低。
为了扩展景深,以固定速度移动与想要扩展的景深相当的焦距。为此,生成光学元件的移动图案并根据图案的目标位置进行光学元件的高速定位控制。
然而,在上述现有结构的致动器中,基本上将位置传感器输出的位置信号反馈给控制电路来进行聚焦透镜的定位控制。因而,聚焦透镜的移动距离长,需要使聚焦透镜以固定速度移动。因此,在可动区域的整个动作范围内透镜的位置检测范围长、需要位置的检测位置精度、直线性优良的位置传感器。另外,需要一种获得用于对动子施加阻尼使在致动器的定位时不会振动的速度信号的速度传感器。因此,存在装置大而价格高的问题。
专利文献1:日本专利公开公报特开平5-313068号
专利文献2:日本专利公开公报特开平1-206861号
专利文献3:日本专利公开公报特开平4-119306号
非专利文献1:H.Nagahara、S.Kuthirummal、C.Zhou and S.Nayar、“FlexibleDepth of Field Photography”、European Conference on Computer Vision(ECCV)、Oct.16th、Morning Session 2:Computation Photography(2008)
发明内容
本发明为了解决上述现有问题,其目的在于提供一种能够以低成本实现使被驱动体适宜地往复移动的移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路。
本发明的一个面所涉及的移动控制装置包括:致动器,具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的被驱动体往复移动;信号生成部,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;驱动部,将与所输入的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;电压检测部,检测随着上述驱动部的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的上述感应电压对应的电压信号;信号修正部,根据上述驱动信号和从上述电压检测部输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及控制部,根据由上述信号生成部生成的上述速度指令信号和由上述信号修正部生成的上述速度信号,生成上述驱动信号并输出到上述驱动部。
本发明的一个面所涉及的移动控制方法用于移动控制装置的被驱动体的移动控制,该移动控制装置具备具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的上述被驱动体往复移动的致动器,该移动控制方法包括:第一工序,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;第二工序,将与用于使上述被驱动体往复移动的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;第三工序,检测随着在上述第二工序中向上述驱动线圈的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与上述感应电压对应的电压信号;第四工序,根据上述驱动信号和在上述第三工序中输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及第五工序,根据在上述第一工序中生成的上述速度指令信号和在上述第四工序中生成的上述速度信号生成上述驱动信号。
本发明的一方面所涉及的移动控制电路对致动器进行控制,该致动器具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的被驱动体往复移动,该移动控制电路包括:信号生成电路,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;驱动电路,将与所输入的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;电压检测电路检测随着上述驱动电路的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的上述感应电压对应的电压信号;信号修正电路,根据上述驱动信号和从上述电压检测电路输出的上述电压信号,修正上述电压信以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及控制电路,根据由上述信号生成电路生成的上述速度指令信号和由上述信号修正电路生成的上述速度信号,生成上述驱动信号并输出到上述驱动电路。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式中的移动控制装置的功能结构的框图。
图2是表示构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的感应电压检测器的内部结构的电路结构图。
图3是表示构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的信号修正器的内部结构的框图。
图4是表示说明构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的修正信号生成器的动作的模拟结果的时间波形图。
图5是表示说明构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的信号修正器的动作的模拟结果的时间波形图。
图6是说明构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的速度指令发生器的功能中进行往复移动的振幅调整的动作的流程图。
图7是表示说明进行构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的速度指令发生器的振幅调整的动作的模拟结果的时间波形图。
图8是说明构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的速度指令发生器的功能中进行往复移动的周期调整的动作的流程图。
图9是表示说明进行构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的速度指令发生器的周期调整的动作的模拟结果的时间波形图。
图10是表示说明使构成本发明的一实施方式中的移动控制装置的速度指令发生器的振幅调整和周期调整同时起作用的动作的模拟结果的时间波形图。
图11是表示用于说明本发明的一实施方式中的移动控制装置的往复移动在稳定状态下的动作的模拟结果的时间波形图。
图12是表示信号修正器的内部结构的不同例的框图。
图13是表示信号修正器的内部结构的另一不同例的框图。
图14是示出现有的运动图像摄影时的聚焦透镜或撮像元件移位图案的一例的图案图。
图15是示出现有的移动控制装置的一例的结构图。
图16是示出现有的移动控制装置的另一例的结构图。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一实施方式中的移动控制装置的功能结构的框图。图1所示的移动控制装置具备致动器1、第一端检测传感器2、第二端检测传感器3、驱动器4、感应电压检测器5、信号修正器6、速度控制器7以及速度指令发生器8。
在图1中,致动器1具备定子11和驱动线圈12。定子11具有隔着圆筒状的空隙相对置的磁轭(yoke)13,并与该空隙部分对应地在至少其中之一的磁轭上固定圆筒状的永磁体14。永磁体14被配置在磁轭13的与驱动线圈12相对置的面上。驱动线圈12通过未图示的支承机构在与永磁体14之间保持指定的空隙并可移动地受到支承。通过配置在定子11上的永磁体14所产生的磁通与对驱动线圈12通电的电流所生成的磁场的相互作用,驱动线圈12受到推力。
被驱动体9(在本实施方式中例如聚焦透镜)与驱动线圈12连结,与驱动线圈12的移动相应地在光轴方向(图1中用箭头表示的左右方向)上往复移动。第一端检测传感器2和第二端检测传感器3决定与驱动线圈12的移动相应地在光轴方向上往复移动的聚焦透镜等被驱动体9的移动范围。第一端检测传感器2与致动器1的可动部相对配置,检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的其中之一的端位置AU,输出第一端位置信号X1。第二端检测传感器3与致动器1的可动部相对配置,检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的另一端位置AL,输出第二端位置信号X2。可动部包括驱动线圈12和被驱动体9。第一端检测传感器2和第二端检测传感器3例如与驱动线圈12相对配置,通过检测往复移动的驱动线圈12,来检测被驱动体9的移动范围的两端的端位置AU、AL。此外,第一端检测传感器2和第二端检测传感器3也可以与被驱动体9相对配置,由第一端检测传感器2和第二端检测传感器3检测被驱动体9。作为第一端检测传感器2和第二端检测传感器3,MR(Magneto Resistance:磁阻)传感器、光反射器(photoreflector)、光遮断器(photointerrupter)等被使用。
感应电压检测器5根据驱动线圈12的两端电压检测驱动线圈12中产生的感应电压Ea并输出电压信号Ed。信号修正器6根据输入到驱动器4的驱动信号U和从感应电压检测器5输出的电压信号Ed,生成表示致动器1的可动部(即被驱动体9)的移动速度的速度信号Vc,将该速度信号Vc输出到速度控制器7。
速度控制器7生成表示目标速度指令Vref与速度信号Vc之差的速度误差信号e,在对速度误差信号e实施放大和积分补偿的运算之后生成驱动信号U。
速度指令发生器8在第一端检测传感器2和第二端检测传感器3检测出由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的两端的端位置AU、AL时,根据从各传感器2、3输出的第一端位置信号X1和第二端位置信号X2生成目标速度指令Vref和检测窗信号W(后述)。速度指令发生器8将目标速度指令Vref输出到速度控制器7,同时将检测窗信号W输出到信号修正器6。驱动器4基于输入的驱动信号U向驱动线圈12提供驱动电流Ia,使驱动线圈12往复移动。与驱动线圈12连结的聚焦透镜等被驱动体9在光轴方向(图1中用箭头表示的左右方向)上在根据第一端位置信号X1和第二端位置信号X2决定的移动范围内往复移动。
在上述移动控制装置中,不是将与致动器1的驱动线圈12的感应电压Ea对应的电压信号Ed直接地输入到速度控制器7,而是通过调整电压信号Ed以修正致动器1的驱动线圈12的电阻值相对于线圈电阻的基准值(例如电阻标称值)的偏移,从而生成正确的速度信号Vc,并将所生成的速度信号Vc输入到速度控制器7。因此,即使致动器1的驱动线圈12的电阻值存在偏差、或由于驱动线圈12的通电所引起的温度上升而导致电阻值变动,也能够正确地求出随着致动器1的驱动在驱动线圈12中产生的感应电压Ea,能够用作速度信号Vc。
图2是表示本发明的实施方式中的移动控制装置所包括的感应电压检测器5的内部结构的众所周知的电路结构图。
在图2中,感应电压检测器5包括放大器21、22以及电阻23、24、25、26、27、28和29。电阻23为电流检测电阻Rs,将提供给驱动线圈12的驱动电流Ia转换为电压值。电阻24、25的电阻值分别为r1、r2,电阻26、27的电阻值为r3,电阻28、29的电阻值为r4。
在驱动线圈12的两端产生的电压Va由下式表示。
Va=Ea+Ra·Ia …(式1)
在此,Ea是通过致动器1使被驱动体9往复移动时在驱动线圈12的两端产生的感应电压,Ra是驱动线圈12的线圈电阻,Ia是对驱动线圈12通电的电流。此外,在驱动电流Ia流过驱动线圈12而产生的电压降中,基于线圈电感的电压降与基于线圈电阻的电压降相比足够小,因此只考虑线圈电阻的电压降而省略线圈电感的电压降。
如果将放大器21的输出设为V1,则由下式表示。
V1=Rs·Ia·(1+r2/r1)+VC …(式2)
在此,VC是图2的端子TC的电位。
另外,图2的端子TA的电位VA由下式表示。
VA=Va+Rs·Ia+VC …(式3)
放大器22以及电阻26、27、28和29构成放大率为r4/r3的误差放大器。作为感应电压检测器5输出的放大器22的电压信号Ed由下式表示。
Ed=(VA-V1)·r4/r3 …(式4)
为了简单起见,选择电阻26、27、28、29以使(式5)成立,
r3=r4 …(式5)
如果将(式1)、(式2)以及(式3)代入(式4)并进行整理,放大器22输出的电压信号Ed则表示为:
Ed=Va-Rs·r2/r1·Ia=Ea+(Ra-Ran)·Ia …(式6)。
放大器21以及电阻23、24和25作为整体构成桥电路(bridge circuit),在(式6)中,
Ran=Rs·r2/r1 …(式7)
此外,设Ran为驱动线圈12的电阻标称值。在此,如果设定r2与r1之比使下式成立,
Ra=Ran …(式8)
则根据(式6)、(式7)以及(式8),放大器22输出的电压信号Ed由下式求出。
Ed=Ea …(式9)
即,图2的感应电压检测器5在通过致动器1使被驱动体9往复移动时,能够正确地检测在驱动线圈12的两端产生的感应电压Ea,并将得到的电压信号Ed作为速度信号Vc输出。
另一方面,致动器1的驱动线圈12的电阻值Ra有时按每个驱动线圈而存在偏差。另外,在驱动电流Ia通电驱动线圈12时驱动线圈12发热,有时由于其温度上升而导致电阻值Ra变动。在这种情况下,产生如下问题:由于驱动线圈12的电阻值Ra的误差(相对于电阻标称值Ran的偏移),感应电压检测器5无法正确地检测驱动线圈12的两端产生的感应电压Ea,如果将得到的电压信号Ed作为速度信号Vc来利用,则速度控制***变得不稳定。
本发明是为了解决上述问题,其目的在于:即使在致动器1的驱动线圈12的电阻值Ra偏离电阻标称值Ran的情况下,也通过感应电压检测器5正确地检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度,从而高精度且稳定地进行针对目标速度指令Vref的被驱动体9(例如聚焦透镜)的速度控制。
图3是表示图1所示的本发明的一实施方式中的信号修正器6的内部结构的框图。如图3所示,信号修正器6具备增倍器31、开关32、修正信号生成器33、乘法器34、减法器35。
在图3中,驱动信号U从速度控制器7被输入增倍器31。增倍器31将驱动信号U设为gm倍。预先设定增倍系数gm,使gm·U=Ia。从增倍器31输出的信号gm·U(=Ia)经由根据后述的检测窗信号W而开闭的开关32被输入到修正信号生成器33。另外,从增倍器31输出的信号gm·U(=Ia)被输入到乘法器34。
修正信号生成器33包括运算器36和积分器37,生成修正信号ΔR并输出到乘法器34。信号gm·U(=Ia)和作为信号修正器6的输出的速度信号Vc被输入到修正信号生成器33所包含的运算器36。运算器36根据信号gm·U(=Ia)和速度信号Vc生成误差信号P。积分器37对误差信号P进行积分从而生成修正信号ΔR。乘法器34将由增倍器31设为gm倍的信号gm·U(=Ia)与来自修正信号生成器33的修正信号ΔR相乘,并将所生成的乘法结果输出到减法器35。减法器35通过从感应电压检测器5输出的电压信号Ed减去驱动信号U被设为gm倍的信号gm·U(=Ia)与修正信号ΔR的乘法结果ΔR·gm·U(=ΔR·Ia),生成速度信号Vc。
因而,速度信号Vc可由(式10)表示。
Vc=Ed-ΔR·gm·U=Ea+(Ra-Ran-ΔR)·Ia …(式10)
在(式10)中,如果修正信号ΔR与驱动线圈12的线圈电阻值Ra和其电阻标称值Ran之差相等、即(式11)成立,
ΔR=Ra-Ran …(式11)
则用(式10)表示的速度信号Vc与驱动线圈12的感应电压Ea相等。因而,即使在致动器1的驱动线圈12的电阻值Ra与电阻标称值Ran不同的情况下,作为信号修正器6的输出的速度信号Vc也能够正确地表示由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度。其结果,能够适宜地进行基于由感应电压检测器5检测出的驱动线圈12的感应电压Ea的反馈控制(feedback control),并且能够使针对目标速度指令Vref的被驱动体9(例如聚焦透镜)的速度控制***稳定。
参照附图更详细地说明进行这种信号处理的本发明的一实施方式的图3的修正信号生成器33的动作。
首先说明电阻修正的动作。即,说明如下的修正动作:通过考虑用(式11)表示的电阻误差(Ra-Ran)来生成修正信号ΔR,正确地求出因由致动器1驱动的被驱动体9的往复运动而在驱动线圈12中产生的感应电压Ea。
图4是表示用于说明构成本发明的移动控制装置的修正信号生成器33的动作的模拟结果的时间波形图。
图4的(a)示出在致动器1所包含的驱动线圈12往复移动时的感应电压Ea。图4的(b)示出对驱动线圈12通电的驱动电流Ia。此外,假定不存在由支承机构支承的驱动线圈12往复移动时施加于致动器1的轴承摩擦、弹性力等的负载阻力。
因而,作为对驱动线圈12通电的驱动电流Ia,在使具有惯性的被驱动体9的移动方向反转时需要大电流,在被驱动体9以固定速度移动时不需要电流。即,驱动电流Ia以与移动速度成比例地感应产生的感应电压Ea零交叉的点为中心,电流的大小达到最大。图4的(c)示出速度指令发生器8生成的检测窗信号W。
信号gm·U(=Ia)和用(式10)表示的速度信号Vc经由基于图4的(c)所示的检测窗信号W而开闭的开关32被输入到修正信号生成器33所包含的运算器36。运算器36将信号gm·U(=Ia)与速度信号Vc相乘,对乘法结果进行时间积分从而生成误差信号P。
误差信号P将(式10)代入用(式12)来表示。
P=∫(Vc·Ia)dt=∫(Ea·Ia)dt+∫((Ra-Ran-ΔR)Ia2)dt …(式12)
图4的(d)示出(式12)的右边的第一项内的被积分项(Ea·Ia)的时间波形。
由于被驱动体9的速度反转(即,移动方向的反转)时感应电压Ea零交叉,因此如图4的(d)所示,被积分项(Ea·Ia)成为中央为零的点对称的波形。因而,对图4(d)的波形进行时间积分的(式12)的右边的第一项的值为零。
图4的(e)示出(式12)的右边的第二项内的被积分项(Ra-Ran-ΔR)Ia2的时间波形。
在图4的(e)中,波形41表示(Ra-Ran-ΔR)的值为Ran的20%时的时间波形,波形42表示(Ra-Ran-ΔR)的值为Ran的-20%时的时间波形,波形43表示(Ra-Ran-ΔR)的值为零时的时间波形。即,如果计算(式12),则(式12)的右边的第一项始终为零,因此在ΔR>(Ra-Ran)时误差信号P成为负值,在ΔR<(Ra-Ran)时误差信号P成为正值,在ΔR=(Ra-Ran)时误差信号P成为零值。
将信号gm·U(=Ia)和速度信号Vc输入到运算器36,运算器36利用(式12)生成误差信号P,积分器37对误差信号P进行积分以生成修正信号ΔR。修正信号生成器33所包含的运算器36生成的误差信号P被输出到积分器37,因此积分器37对误差信号P进行积分直到误差信号P成为零为止。并且,输入到积分器37的误差信号P成为零时,积分器37生成的修正信号ΔR与驱动线圈12的线圈电阻值Ra和电阻标称值Ran的实际电阻误差dR(=Ra-Ran)相等。此时,由于(式11)的关系成立,因此(式13)成立。
Vc=Ea …(式13)
因而,信号修正器6输出的速度信号Vc与在致动器1的驱动中驱动线圈12中产生的感应电压Ea相等。
图5是用于说明信号修正器6的动作的模拟结果的时间波形图。
作为条件,假定驱动线圈12的线圈电阻值Ra与电阻标称值Ran不同,进行百分比换算则电阻误差dR(=Ra-Ran)存在+20%。
图5的(a)是图3的积分器37生成的修正信号ΔR的时间波形。修正信号ΔR的值在每次输出检测窗信号W而开关32被接通时被更新,进行百分比换算收敛为20%的值。从图5的(a)可知,修正信号ΔR的值在由致动器1驱动的被驱动体95次往复后收敛为与电阻误差dR相应的固定值的修正信号ΔR(=20%),从而高速且高精度地进行速度信号Vc的调整。
图5的(b)示出从感应电压检测器5输入到信号修正器6的电压信号Ed的波形,图5的(c)示出经图3的修正信号生成器33、乘法器34以及减法器35生成的速度信号Vc的波形。当驱动线圈12的线圈电阻值Ra和电阻标称值Ran存在电阻误差dR(=Ra-Ran)时,在图5的(b)的电压信号Ed的波形中,除了包含因由致动器1驱动的被驱动体9的往复移动而在驱动线圈12中产生的感应电压Ea以外,还包含因电阻误差dR和驱动电流Ia产生的电压降(dR·Ia)(参照(式10))。与此相对,在图5的(c)的速度信号Vc的波形中,由于利用修正信号ΔR用电压降(ΔR·Ia)修正由电阻误差dR产生的电压降(dR·Ia),因此不包含因电阻误差dR产生的电压降(dR·Ia),仅包含感应电压Ea。
根据以上,即使致动器1的驱动线圈12的电阻值Ra存在偏差而偏离电阻标称值Ran、或者由于通电引起的温度上升而使驱动线圈12的电阻值Ra发生变化,也能够通过感应电压检测器5和信号修正器6正确地检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度Vc,从而能够针对目标速度指令Vref高精度地进行被驱动体9(例如聚焦透镜)的速度控制,并且能够使被驱动体9稳定地动作。在本实施方式中,速度指令发生器8相当于信号生成部的一例,驱动器4相当于驱动部的一例,感应电压检测器5相当于电压检测部的一例,信号修正器6相当于信号修正部的一例,速度控制器7相当于控制部的一例,修正信号生成器33相当于修正信号生成部的一例,乘法器34相当于乘法部的一例,减法器35相当于速度信号生成部的一例,增倍器31相当于增倍部的一例,运算器36相当于误差信号生成部的一例,积分器37相当于积分部的一例,第一端检测传感器2相当于第一端检测部的一例,第二端检测传感器3相当于第二端检测部的一例,开关32相当于输入禁止部的一例,目标速度指令Vref相当于速度指令信号的一例。
此外,在上述的例子中,修正信号ΔR的值在由致动器1驱动的被驱动体9每次进行速度反转(即,使移动方向反转)时便被更新。即,在速度指令发生器8每次生成检测窗信号W时,修正信号ΔR的值便被更新。但是,本发明不限于此。也可以取而代之,不是在每次被驱动体9的速度反转时都进行更新,而是在每次被驱动体9的速度反转时求出修正信号ΔR,在速度反转多次时求出修正信号ΔR的平均值,利用该平均值进行更新。即,也可以在由速度指令发生器8多次生成检测窗信号W时更新修正信号ΔR的值。
本发明所涉及的本实施方式着眼于在通过致动器1而往复移动的被驱动体9的移动速度的反转期间(即,移动方向的反转期间)对驱动线圈12通电的驱动电流Ia的大小为最大,在驱动线圈12中感应产生的感应电压Ea零交叉。通过利用由该致动器1驱动的被驱动体9的速度反转期间作为用于正确地检测感应电压Ea的电阻修正期间,一边通过致动器1驱动被驱动体9,一边去除驱动线圈12的电阻偏差、电阻温度特性的影响,从而使控制***稳定。在由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度的反转期间,逐次进行控制***不稳定要因的电阻修正,在由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度的反转期间以外,将检测出的感应电压Ea用作为速度信号Vc,由此无需设置专门的速度传感器、速度检测线圈等而通过致动器1可高精度且稳定地对被驱动体9进行速度控制。
接着,说明图1的速度指令发生器8的动作。
第一端检测传感器2和第二端检测传感器3检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的两端。速度指令发生器8根据各传感器2、3输出的第一端位置信号X1和第二端位置信号X2生成目标速度指令Vref和检测窗信号W。速度指令发生器8将目标速度指令Vref输出到速度控制器7,同时将检测窗信号W输出到信号修正器6。作为速度指令发生器8的功能,是向速度控制器7输出目标速度指令Vref,以便使通过致动器1进行往复移动的被驱动体9的振幅和往复移动的周期分别成为指定值。
图6是说明速度指令发生器8的功能中进行往复移动的振幅调整的动作的流程图。
图6中,在步骤S1中,首先,对于表示速度反转动作开始位置的第一位置修正信号SU和第二位置修正信号SL分别保存零作为初始值。另外,对于目标速度指令Vref保存固定值REF。
在步骤S2中,判断第一端检测传感器2输出的第一端位置信号X1是否满足(式14),在(式14)不成立的期间反复步骤S2的判断处理。
X1>AU-SU …(式14)
在此,AU表示由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的其中之一端位置。
在步骤S2中,当第一端检测传感器2检测出被驱动体9的移动范围的其中之一端位置AU并且(式14)成立时(在步骤S2中为“是”),转移到步骤S3。在步骤S3中,将输出到信号修正器6的检测窗信号W设定为‘1’,检测窗信号W成为ON,开关32被接通,转移到步骤S4。
在步骤S4和步骤S5中,从目标速度指令Vref逐次减去值dr以便使在指定时间τ内目标速度指令Vref的值从固定值REF变为零,生成速度曲线。在步骤S5中,判断在步骤S2中第一端检测传感器2的第一端位置信号X1满足(式14)之后起是否经过了指定时间τ。如果未经过指定时间τ(在步骤S5中为“否”),则返回到步骤S4,如果经过了指定时间τ(在步骤S5中为“是”),则转移到步骤S6。在经过了指定时间τ时,目标速度指令Vref的值变为零,由致动器1驱动的被驱动体9的移动量在第一端检测传感器2所在的一侧成为最大。
在步骤S6中,计算在步骤S2中读入的第一端检测传感器2的第一端位置信号X1与作为目标的移动范围的其中之一端位置AU的误差,将该值(X1-AU)保存为变量ΔA。之后转移到步骤S7和步骤S8。在步骤S7和步骤S8中,从目标速度指令Vref逐次减去值dr以便使在指定时间τ内目标速度指令Vref的值本次是从零变为值-REF,生成后述的速度曲线。在步骤S8中,判断目标速度指令Vref的值变为零之后起是否经过了指定时间τ。如果未经过指定时间τ(在步骤S8中为“否”),则返回到步骤S7,如果经过了指定时间τ(在步骤S8中为“是”),则转移到步骤S9。在经过了指定时间τ时,目标速度指令Vref变为值-REF,由致动器1驱动的被驱动体9的移动方向的切换完成,并转移到步骤S9。这样,在步骤S4、S7中,从目标速度指令Vref逐次减去值dr。即,在步骤S4、S7中,目标速度指令Vref呈现不维持同一值而必然减少的严格单调减少。
在步骤S9中,将输出到信号修正器6的检测窗信号W恢复为‘0’,检测窗信号W成为OFF,开关32被断开,转移到步骤S10。在步骤S10中,将在步骤S6中保存的变量ΔA与固定系数K相乘并与第一位置修正信号SU逐次相加。即,通过运算(SU+K·ΔA)逐次相加,并将结果保存于第一位置修正信号SU。
在以上的步骤S2至步骤S10中,为了通过致动器1使被驱动体9往复移动,由第一端检测传感器2检测被驱动体9的移动范围的其中之一端位置AU,进行使目标速度指令Vref的符号反转的一系列处理。通过该一系列处理,在由致动器1驱动的被驱动体9向第一端检测传感器2的方向移动时,移动方向在端位置AU的折回点处平滑地反转,用于表示包括该方向反转的减速和加速的期间的检测窗信号W得以生成。检测窗信号W被输出到信号修正器6。检测窗信号W的ON期间(即,开关32的接通期间)作为用于正确地检测在驱动线圈12中感应产生的感应电压Ea的驱动线圈电阻修正期间而以利用。
在接下来的步骤S11至步骤S19中,由第二端检测传感器3检测通过致动器1而往复移动的被驱动体9的移动范围的另一端位置AL,进行使目标速度指令Vref从值-REF反转为值REF的一系列处理。通过该一系列处理,在由致动器1驱动的被驱动体9向第二端检测传感器3的方向移动时,移动方向在端位置AL的折回点处平滑地反转,用于表示该方向反转期间的检测窗信号W得以生成。
在步骤S11至步骤S19的处理中,检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的端的传感器从第一端检测传感器2变为第二端检测传感器3,将第一端位置信号X1置换为第二端位置信号X2,进行与步骤S2至步骤S10相同的处理。(此外,在图6的步骤S11至步骤S19的处理中,针对具有与步骤S2至步骤S10的处理相同的功能的处理,省略重复的说明。)
在步骤S11中,第二端检测传感器3检测移动范围的另一端位置AL,反复步骤S11的处理直到(式15)成立为止。
X2<AL+SL …(式15)
在此,AL表示由致动器1驱动的被驱动体9的移动范围的另一端位置。
在步骤S11中,当第二端检测传感器3检测出被驱动体9的移动范围的另一端位置AL并且(式15)成立时(在步骤S11中为“是”),转移到步骤S12。在步骤S12中,将输出到信号修正器6的检测窗信号W设定为‘1’,检测窗信号W成为ON,开关32被接通,转移到步骤S13。
在步骤S13和步骤S14中,对目标速度指令Vref逐次相加值dr以便使在指定时间τ内目标速度指令Vref的值从固定值-REF变为零,生成速度曲线。在步骤S14中,判断在步骤S11中第二端检测传感器3的第二端位置信号X2满足(式15)之后起是否经过了指定时间τ。如果未经过指定时间τ(在步骤S14中为“否”),则返回到步骤S13,如果经过了指定时间τ(在步骤S14中为“是”),则转移到步骤S15。在经过了指定时间τ时,目标速度指令Vref的值变为零,由致动器1驱动的被驱动体9的移动量在第二端检测传感器3所在的一侧成为最大。
在步骤S15中,计算在步骤S11中读入的第二端检测传感器3的第二端位置信号X2与作为目标的移动范围的另一端位置AL的误差,将该值(X2-AL)保存为变量ΔB。之后转移到步骤S16和步骤S17。在步骤S16和步骤S17中,对目标速度指令Vref逐次相加值dr以便使在指定时间τ内目标速度指令Vref的值从零变为固定值REF的值,生成后述的速度曲线。在步骤S17中,判断在目标速度指令Vref的值变为零之后起是否经过了指定时间τ。如果未经过指定时间τ(在步骤S17中为“否”),则返回到步骤S16,如果经过了指定时间τ(在步骤S17中为“是”),则转移到步骤S18。在经过了指定时间τ时,目标速度指令Vref的值变为固定值REF,由致动器1驱动的被驱动体9的移动方向的切换完成,转移到步骤S18。这样,在步骤S13、S16中,对目标速度指令Vref逐次相加值dr。即,在各步骤S13、S16中,目标速度指令Vref呈现不维持同一值而必然增加的严格单调增加。
在步骤S18中,将输出到信号修正器6的检测窗信号W恢复为‘0’,检测窗信号W成为OFF,开关32被断开,转移到步骤S19。在步骤S19中,将在步骤S15中保存的变量ΔB与固定系数K相乘并与第二位置修正信号SL逐次相加。即,通过运算(SL+K·ΔB)逐次相加,并将结果保存于第二位置修正信号SL。
在以上的步骤S11至步骤S19中,为了通过致动器1使被驱动体9往复移动,由第二端检测传感器3检测被驱动体9的移动范围的另一端位置AL,进行使目标速度指令Vref的符号反转的一系列处理。通过该一系列处理,在由致动器1驱动的被驱动体9向第二端检测传感器3的方向移动时,移动方向在端位置AL的折回点处平滑地反转,用于表示该方向反转期间的检测窗信号W得以生成。检测窗信号W被输出到信号修正器6。检测窗信号W的ON期间(即,开关32的接通期间)为用于正确地检测在驱动线圈12中感应产生的感应电压Ea的驱动线圈电阻修正期间而加以利用。在本实施方式中,固定值REF相当于目标值的一例。
用附图进一步详细地说明进行这种信号处理的速度指令发生器8的往复移动的振幅调整的动作。图7是说明速度指令发生器8的往复移动的振幅调整动作的时间波形图。
在图7中,图7的(a)示出由致动器1驱动的被驱动体9的位置。图7(a)中的位置(AU-SU)和(AL+SL)表示由致动器1驱动的被驱动体9开始速度反转的动作的速度反转动作开始位置。
通过图6的步骤S3至S10,第一位置修正信号SU在图7(a)中被上下调整,以便使第一端检测传感器2在图6的步骤S2中检测出的第一端位置信号X1正好成为其中之一端位置AU、即由致动器1驱动的被驱动体9的位置成为最大值。同样,通过图6的步骤S12至S19,第二位置修正信号SL在图7(a)中被上下调整,以便使第二端检测传感器3在图6的步骤S11中检测出的第二端位置信号X2正好成为另一端位置AL、即由致动器1驱动的被驱动体9的位置成为最小值。
图7的(b)示出为了对由致动器1驱动的被驱动体9进行速度控制向速度控制器7输入的目标速度指令Vref。
从图7(a)的位置(AU-SU)以及位置(AL+SL)的时刻起由致动器1驱动的被驱动体9的速度反转(即,移动方向反转)的动作开始,在经过指定时间τ之后目标速度指令Vref成为零,并在速度反转的动作开始起经过时间2τ之后,速度反转的动作完成。如图7(b)所示,目标速度指令Vref具有梯形波状的速度曲线。因此,图7(a)的由致动器1驱动的被驱动体9的位置在速度反转时平滑地变化。其结果,致动器1能够实现振动、噪音少的驱动。
如以上所述,在图1的速度指令发生器8中,将通过图6的步骤S6和步骤S15得到的被驱动体9的移动范围的其中之一端位置AU和另一端位置AL的误差在步骤S10和步骤S 19中逐次相加,生成第一位置修正信号SU和第二位置修正信号SL,以调整移动方向的切换时期。因而,由致动器1驱动的被驱动体9在端位置AU与端位置AL之间进行往复运动。
图8说明在速度指令发生器8的动作中进行往复移动的周期调整的动作的流程图。
在图8中,在步骤S21中,作为用于周期调整的准备,对目标速度指令Vref保存值REF作为初始值。
在步骤S22中,测量从第一端检测传感器2检测到其中之一端位置AU起到第一端检测传感器2再次检测到端位置AU为止的周期T。
在步骤S23中,计算在步骤S22中读入的周期T与目标周期To的误差(T-To),将该值(T-To)保存为变量ΔT。然后转移到步骤S24。在步骤S24中,将步骤S23中保存的变量ΔT与固定系数G相乘并与目标速度指令Vref逐次相加。即,通过运算(Vref+G·ΔT)进行逐次相加,并将结果保存于目标速度指令Vref中。
在步骤24的处理后,返回到步骤S22,反复步骤S22至S24的操作。
用附图进一步详细地说明进行这种信号处理的速度指令发生器8的往复移动的周期调整动作。图9是说明速度指令发生器8的往复移动的周期调整的动作的时间波形图。
在图9中,图9的(a)示出由致动器1驱动的被驱动体9的位置。被驱动体9在其中之一端位置AU与另一端位置AL之间往复移动。第一端检测传感器2在图6的步骤S2中检测出的第一端位置信号X1正好成为其中之一端位置AU,第二端检测传感器3在图6的步骤S11中检测出的第二端位置信号X2正好成为另一端位置AL。因此,例如测量从第二端检测传感器3检测到另一端位置AL起到第二端检测传感器3再次检测到另一端位置AL为止的周期T,调整REF的大小使该周期T成为目标周期To。
即,如图9的(b)中用虚线所示,在图8的步骤S23中得到的周期误差ΔT为正、由致动器1驱动的被驱动体9的往复周期T比目标周期To长时,如果增大目标速度Vref则被驱动体9的移动速度变大,其结果,往复周期T变短。相反地,在步骤S23中得到的周期误差ΔT为负、由致动器1驱动的被驱动体9的往复周期T比目标周期To短时,如果减小目标速度Vref则被驱动体9的移动速度变慢,其结果,往复周期T变长。而且,在由致动器1驱动的被驱动体9的往复周期T与目标周期To一致时,在步骤S23中得到的周期误差ΔT变为零,即使反复步骤S24的运算,目标速度指令Vref的值也不变化。
如以上所述,在图1的速度指令发生器8中,将在图8的步骤S23中得到的由致动器1驱动的被驱动体9的往复周期T与目标周期To的周期误差ΔT在步骤S24中逐次相加,生成目标速度指令Vref,以调整被驱动体9的移动速度。因而,最终,由致动器1驱动的被驱动体9以目标周期To在其中之一端位置AU与另一端位置AL之间进行往复运动。
此外,在图8的说明进行往复移动的周期调整动作的流程图中,是在图8的步骤S22中测量从第一端检测传感器2检测到其中之一端位置AU起到第一端检测传感器2再次检测到该其中之一端位置AU为止的周期,但是本发明不限于此。也可以取而代之,测量从第二端检测传感器3检测到另一端位置AL起到第二端检测传感器3再次检测到该另一端位置AL为止的周期。并且,也可以取而代之,用第一端检测传感器2和第二端检测传感器3这两方测量从第一端检测传感器2检测到其中之一端位置AU起到第二端检测传感器3检测到另一端位置AL为止的由致动器1驱动的被驱动体9单程移动的半周期,然后将该测量值的2倍用作为周期。
图10是表示说明使构成本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置的速度指令发生器8的振幅调整与周期调整的功能同时作用的动作的模拟结果的时间波形图。即,图10的时间波形图是用于说明为了使通过图1的速度指令发生器8进行往复移动的被驱动体9的振幅与周期分别成为规定值而使图6的进行振幅调整的动作流程和图8的进行周期调整的动作流程同时作用时的过渡状态的动作的模拟结果。
在图10中,图10(a)的波形51表示由致动器1驱动的被驱动体9的位置的时间波形,波形52表示由第一端检测传感器2检测的被驱动体9的速度反转动作开始位置(AU-SU),波形53表示通过第二端检测传感器3检测出的被驱动体9的速度反转动作开始位置(AL+SL)。另外,图10(b)示出由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度的时间波形。可知,用波形52、53表示的被驱动体9的速度反转动作开始位置(AU-SU)和(AL+SL)随着时间被调整,在被驱动体9进行10次往复后达到稳定状态。
图10(c)示出由致动器1驱动的被驱动体9的振幅的时间波形,图10(d)示出由致动器1驱动的被驱动体9的周期的时间波形。从图10可知,即使使构成本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置的速度指令发生器8的振幅调整与周期调整的功能同时作用,通过致动器1而往复移动的被驱动体9也大约往复10次而达到稳定状态,具有良好的稳定特性。
此外,在图10的模拟中,在由致动器1驱动的被驱动体9的往复移动开始时,对于第一位置修正信号SU和第二位置修正信号SL分别保存零作为初始值(图6的步骤S1),但是本发明不限于此。也可以取而代之,将被驱动体9的往复移动达到稳定状态时的第一位置修正信号SU和第二位置修正信号SL的值存储于例如速度指令发生器8所包含的存储器中,当被驱动体9的往复移动再次开始时,将存储在存储器中的值用作为初始值。根据该方式,不会产生如图10所示的过渡状态而能够实现稳定的往复移动。
图11是表示用于说明本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置的被驱动体9的往复移动在稳定状态下的动作的模拟结果的时间波形图。
在图11中,图11(a)示出由致动器1驱动的被驱动体9的位置的时间波形。如图11(a)所示,由致动器1驱动的被驱动体9在最大的端位置AU与最小的端位置AL之间以振幅(AU-AL)和周期To往复移动。图11(b)示出由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度的时间波形。在致动器1中,进行梯形波状的速度曲线控制。因此,在端位置AU与端位置AL的折回点,被驱动体9的移动方向平滑地反转,直到下一次的方向反转为止反复进行使被驱动体9以速度的大小为固定值REF的固定速度进行移动的往复移动。
图11(c)示出从感应电压检测器5输出的电压信号Ed的时间波形,图11(d)示出从信号修正器6输出的速度信号Vc的时间波形,图11(e)示出对驱动线圈12通电的驱动电流Ia的时间波形。在图11的模拟中,假定驱动线圈12的线圈电阻值Ra是与电阻标称值Ran不同的值,进行百分比换算则电阻误差dR(=Ra-Ran)存在20%。另外,假定不存在由支承机构支承的驱动线圈12往复移动时施加于致动器1的轴承摩擦、弹性力等的负载阻力。
当存在电阻误差dR时,在图11(c)的电压信号Ed的波形中,除了包含因由致动器1驱动的被驱动体9的往复移动而在驱动线圈12中产生的感应电压Ea以外,还包含因电阻误差dR和驱动电流Ia产生的电压降(dR·Ia)。
与此相对,在图11(d)的速度信号Vc的波形中,由于利用信号修正器6的修正信号ΔR用电压降(ΔR·Ia)修正由电阻误差dR产生的电压降(dR·Ia),因此不包含因电阻误差dR产生的电压降(dR·Ia),仅包含感应电压Ea。
本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置以及移动控制方法在通过致动器1而往复移动的被驱动体9的移动速度的反转期间(即,移动方向的反转期间),对驱动线圈12通电的驱动电流Ia的大小达到最大(图11(e)),利用该被驱动体9的速度反转期间2τ作为正确地检测感应电压Ea的电阻修正期间。由此,一边通过致动器1驱动被驱动体9,一边由感应电压检测器5和信号修正器6去除驱动线圈12的电阻偏差、电阻温度特性的影响,从而使控制***稳定。
另外,本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置在由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度的反转期间2τ,逐次进行有可能成为控制***不稳定要因的驱动线圈12的线圈电阻值的修正,在由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度的反转期间2τ以外,将由感应电压检测器5和信号修正器6检测出的感应电压Ea用作为速度信号Vc。由此,能够正确地检测由致动器1驱动的被驱动体9的移动速度Vc(图11(d))。因而,无需设置特殊的速度传感器、速度检测线圈等,能够针对目标速度指令Vref高精度地进行被驱动体9(例如聚焦透镜、撮像元件等光学元件)的速度控制,并且能够使被驱动体9稳定地动作。
另外,在本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置以及移动控制方法中,目标速度指令Vref具有梯形波状的速度曲线(图11(b))。因而,由致动器1驱动的被驱动体9的位置在速度反转(即,移动方向反转)时平滑地变化(图11(a))。其结果,致动器1能够实现振动、噪音少的驱动。
另外,在本发明所涉及的本实施方式的移动控制装置中,将被驱动体9设为聚焦透镜、撮像元件等光学元件。因而,能够使作为被驱动体9的光学元件在相当于景深扩展的整个焦距内在曝光时间内以固定速度高速地往复移动。
在上述实施方式中,信号修正器6的乘法器34在由致动器1驱动的被驱动体9的往复移动开始后利用从修正信号生成器33的积分器37输出的修正信号ΔR,但是本发明不限于此。
图12是表示信号修正器的结构的不同的例子的框图。图12所示的信号修正器6a除了具备图3所示的信号修正器6所具备的各结构要素以外,还具备非易失性存储电路38。在图12所示的信号修正器6a中,修正信号生成器33的积分器37将修正信号ΔR输出到非易失性存储电路38,而不是输出到乘法器34。
非易失性存储电路38在致动器1停止被驱动体9的往复移动之前保存从积分器37输出的修正信号ΔR。非易失性存储电路38在致动器1开始被驱动体9的往复移动时,将保存的修正信号ΔR作为初始值的修正信号ΔR输出到乘法器34。非易失性存储电路38在致动器1开始了被驱动体9的往复移动之后将从积分器37输出的修正信号ΔR直接输出到乘法器34。在图12所示的方式中,非易失性存储电路38相当于非易失性存储器的一例。
根据图12所示的方式,将前次被驱动体9往复移动时得到的修正信号ΔR设为本次被驱动体9往复移动时的修正信号ΔR的初始值。因而,与上述实施方式相比,从最初移动开始起便能够使被驱动体9更加稳定地往复移动。
另外,在上述图12所示的方式中,非易失性存储电路38是在致动器1停止被驱动体9的往复移动之前保存从积分器37输出的修正信号ΔR,但是不限于此,也可以将其它值保存为初始值。例如在图1中,速度控制器7在致动器1开始被驱动体9的往复移动之前,通过驱动器4对驱动线圈12提供指定的基准电流值I0的电流,在致动器1的驱动线圈12被推到磁轭13的右端部13a而停止的状态下,由感应电压检测器5检测在驱动线圈12的两端产生的电压值V0。磁轭13的右端部13a设置在被驱动体9往复移动时的驱动线圈12的移动范围之外。
然后,信号修正器6a根据基准电流值I0以及检测出的电压值V0计算驱动线圈12的电阻值Ra=V0/I0,并计算该电阻值与电阻标称值Ran的偏差作为电阻误差dR=(Ra-Ran)=(V0/I0-Ran)。信号修正器6a将计算出的电阻误差dR=(V0/I0-Ran)作为修正信号ΔR的初始值保存在非易失性存储电路38中。信号修正器6a在被驱动体9的往复移动开始时将保存在非易失性存储电路38中的电阻误差用作为修正信号ΔR的初始值。在该方式中,驱动线圈12和被驱动体9相当于可动部的一例,磁轭13的右端部13a相当于壁部的一例。通过该方式也可从最初移动开始起便能够使被驱动体9更加稳定地往复移动。
在上述的实施方式中,信号修正器6具备开关32,在检测窗信号W为‘1’而ON时,接通开关32,从增倍器31向修正信号生成器33的运算器36输入信号gm·U(=Ia),但是本发明不限于此,也可以不具备开关32。
图13是表示信号修正器的结构的另一不同的例子的框图。图13所示的信号修正器6b不具备图3所示的信号修正器6中的开关32。因而,与检测窗信号W无关地,始终从增倍器31向修正信号生成器33的运算器36输入信号gm·U(=Ia)。在检测窗信号W为‘0’而OFF时,从图4可知,驱动线圈12的感应电压Ea固定,驱动电流为Ia=0。因而,从乘法器34输出的乘法结果为ΔR·Ia=0。因此,在图13的方式中,也能够适宜地驱动被驱动体9。但是,如图3所示的信号修正器6那样在检测窗信号W为OFF时断开开关32的结构对速度信号Vc的干扰少,因此优选。
在上述实施方式中,被驱动体9作为一例设为聚焦透镜等光学元件,但是本发明不限于此。例如也可以将在绘图机、打印机等印刷设备中使用的打印头、在机器人等工业设备的领域中使用的线性致动器中往复移动的移动部件等作为被驱动体9。
此外,上述具体实施方式中主要包括具有以下结构的发明。
本发明的一个方面所涉及的移动控制装置具备:致动器,具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的被驱动体往复移动;信号生成部,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;驱动部,将与输入的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;电压检测部,检测随着上述驱动部的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的上述感应电压对应的电压信号;信号修正部,根据上述驱动信号和从上述电压检测部输出的上述电压信号修正上述电压信号,以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及控制部,根据由上述信号生成部生成的上述速度指令信号和由上述信号修正部生成的上述速度信号,生成上述驱动信号并输出到上述驱动部。
根据该结构,致动器具有永磁体以及与永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与驱动线圈连结的被驱动体往复移动。信号生成部生成表示被驱动体的目标速度的速度指令信号。驱动部将与所输入的驱动信号相应的电流提供给致动器的驱动线圈。电压检测部检测随着驱动部的电流提供而在驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的感应电压对应的电压信号。信号修正部根据驱动信号和从电压检测部输出的电压信号,修正电压信号以便调整驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号。控制部根据由信号生成部生成的速度指令信号和由信号修正部生成的速度信号,生成驱动信号并输出到驱动部。
这样,与驱动线圈中感应产生的感应电压对应的电压信号得以修正,以便调整驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移,从而生成速度信号,根据速度指令信号和速度信号生成驱动信号,与驱动信号相应的电流被提供给驱动线圈,从而驱动被驱动体。因而,不需要为了检测由致动器驱动的被驱动体的速度而专门设置速度检测线圈。其结果,即使驱动线圈的电阻值偏离基准电阻值,也能够以低成本使被驱动体适宜地往复移动。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号修正部具备:修正信号生成部,根据与上述驱动信号对应的电流信号和上述速度信号,生成与上述驱动线圈的上述电阻值相对于上述基准电阻值的偏移对应的修正信号;乘法部,将由上述修正信号生成部生成的上述修正信号和与上述驱动信号对应的上述电流信号相乘,输出通过该相乘所得到的乘法结果;以及速度信号生成部,根据从上述乘法部输出的上述乘法结果和从上述电压检测部输出的上述电压信号生成上述速度信号。
根据该结构,信号修正部所具备的修正信号生成部根据与驱动信号对应的电流信号和速度信号,生成与驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移对应的修正信号。信号修正部所具备的乘法部将由修正信号生成部生成的修正信号和与驱动信号对应的电流信号相乘,输出通过该相乘所得到的乘法结果。信号修正部所包含的速度信号生成部根据从乘法部输出的乘法结果和从电压检测部输出的电压信号生成速度信号。这样,根据与驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移对应的修正信号和与驱动信号对应的电流信号的乘法结果以及电压信号来生成速度信号,根据所生成的该速度信号和速度指令信号生成驱动信号。因而,即使驱动线圈的电阻值偏离基准电阻值,也能够通过致动器使被驱动体适宜地往复移动。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号修正部还具备利用指定的增倍系数将上述驱动信号增倍来生成上述电流信号的增倍部,上述修正信号生成部具备:误差信号生成部,将上述电流信号与上述速度信号相乘,对通过该相乘所得到的乘法结果进行时间积分,生成表示上述驱动线圈的上述电阻值相对于上述基准电阻值的偏移的误差信号;以及积分部,对由上述误差信号生成部生成的上述误差信号进行积分来生成上述修正信号,其中,上述速度信号生成部从由上述电压检测部输出的上述电压信号减去由上述乘法部输出的上述乘法结果,生成通过该减法所得到的减法结果作为上述速度信号。
根据该结构,信号修正部所具备的增倍部利用指定的增倍系数将驱动信号增倍来生成电流信号。修正信号生成部所具备的误差信号生成部将电流信号与速度信号相乘,对通过该相乘所得到的乘法结果进行时间积分,生成表示驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移的误差信号。修正信号生成部所具备的积分部对由误差信号生成部生成的误差信号进行积分来生成修正信号。速度信号生成部从由电压检测部输出的电压信号减去由乘法部输出的乘法结果,将通过该减法所得到的减法结果生成为速度信号。这样,对利用增倍系数将驱动信号增倍所生成的电流信号与速度信号相乘所得到的乘法结果进行时间积分,从而生成误差信号。因而,能够生成适宜地表示驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移的误差信号。对该误差信号进行积分来生成修正信号,因此能够适宜地生成修正信号。因而,即使驱动线圈的电阻值偏离基准电阻值,也能够通过致动器使被驱动体适宜地往复移动。
优选的是,上述移动控制装置还包括:第一端检测部,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及第二端检测部,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,上述信号生成部根据从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号生成检测窗信号,上述信号修正部具备在上述信号生成部没有生成上述检测窗信号的期间禁止向上述修正信号生成部输入上述驱动信号的输入禁止部。
根据该结构,第一端检测部检测被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号。第二端检测部检测被驱动体的移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号。信号生成部根据从第一端检测部输出的第一端位置信号和从第二端检测部输出的第二端位置信号生成检测窗信号。信号修正部所具备的输入禁止部在信号生成部没有生成检测窗信号的期间禁止向修正信号生成部输入驱动信号。因而,仅在生成检测窗信号的期间生成速度信号。其结果,通过适宜地设定生成检测窗信号的期间,能够在适宜的时机生成速度信号。
优选的是,上述移动控制装置还包括:第一端检测部,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及第二端检测部,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,上述信号生成部根据从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号生成检测窗信号,上述信号修正部在每次由上述信号生成部生成上述检测窗信号时,生成上述速度信号。
根据该结构,第一端检测部检测被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号。第二端检测部检测被驱动体的移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号。信号生成部根据从第一端检测部输出的第一端位置信号和从第二端检测部输出的第二端位置信号生成检测窗信号。信号修正部在每次由信号生成部生成检测窗信号时生成速度信号。因而,以与检测窗信号的生成频度相等的频度生成速度信号。其结果,通过适宜地设定生成检测窗信号的频度,能够以适宜的频度生成速度信号。
优选的是,上述移动控制装置还包括:第一端检测部,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及第二端检测部,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,上述信号生成部根据从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号来生成检测窗信号,上述信号修正部每当多次由上述信号生成部生成上述检测窗信号时,生成上述速度信号。
根据该结构,第一端检测部检测被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号。第二端检测部检测被驱动体的移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号。信号生成部根据从第一端检测部输出的第一端位置信号和从第二端检测部输出的第二端位置信号来生成检测窗信号。信号修正部每当多次由信号生成部生成检测窗信号时,生成速度信号。因而,通过将速度信号的生成频度适宜地设定为比检测窗信号的生成频度少的频度,能够以所需的频度生成速度信号。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号生成部在包含通过上述致动器而往复移动的上述被驱动体的速度反转的时刻的期间生成上述检测窗信号。
根据该结构,信号生成部在包含通过致动器而往复移动的被驱动体的速度反转的时刻的期间生成检测窗信号。因而,能够在包含被驱动体的速度发生变化的期间的期间生成检测窗信号。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号生成部在从通过上述致动器而往复移动的上述被驱动体的减速开始起到速度反转后的加速结束为止的期间生成上述检测窗信号。
根据该结构,信号生成部在从通过致动器而往复移动的被驱动体的减速开始起到速度反转后的加速结束为止的期间生成检测窗信号。因而,能够在被驱动体以固定速度移动的期间以外的减速和加速的期间生成检测窗信号。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号生成部分别调整上述被驱动体朝向上述其中之一端位置的方向以及朝向上述另一端位置的方向时上述速度指令信号的速度反转动作开始位置,以便在上述被驱动体的上述移动范围的上述其中之一端位置上述被驱动体的移动速度反转的时刻,从上述第一端检测部输出上述第一端位置信号,并且在上述被驱动体的上述移动范围的上述另一端位置上述被驱动体的移动速度反转的时刻,从上述第二端检测部输出上述第二端位置信号。
根据该结构,信号生成部分别调整被驱动体朝向其中之一端位置的方向以及朝向另一端位置的方向上的速度指令信号的速度反转动作开始位置,以便在被驱动体的移动范围的其中之一端位置被驱动体的移动速度反转的时刻,从第一端检测部输出第一端位置信号,并且在被驱动体的移动范围的另一端位置被驱动体的移动速度反转的时刻,从第二端检测部输出第二端位置信号。因而,能够将被驱动体的移动范围可靠地设为第一端位置信号的输出位置与第二端位置信号的输出位置之间的范围。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号生成部利用从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号的至少其中之一测量上述被驱动体往复移动的周期,调整上述速度指令信号的大小以使测量到的上述周期与指定的目标周期一致。
根据该结构,信号生成部利用从第一端检测部输出的第一端位置信号和从第二端检测部输出的第二端位置信号的至少其中之一测量被驱动体往复移动的周期,调整速度指令信号的大小以使测量到的周期与指定的目标周期一致。因而,能够使被驱动体可靠地以目标周期往复移动。
优选的是,在上述移动控制装置中,上述信号生成部生成上述速度指令信号,使上述速度指令信号的值在上述第一端位置信号或上述第二端位置信号被输出之前维持正的指定的目标值,从上述第一端位置信号或上述第二端位置信号的输出时刻起逐渐减少而当经过指定时间时成为零,从上述指定时间的经过时刻起进一步逐渐减少而当经过上述指定时间时成为负的上述目标值。
根据该结构,信号生成部生成速度指令信号,使得速度指令信号的值在第一端位置信号或第二端位置信号被输出之前维持正的指定的目标值,从第一端位置信号或第二端位置信号的输出时刻起逐渐减少而当经过指定时间时成为零,从指定时间的经过时刻起进一步逐渐减少而当经过指定时间时成为负的目标值。因而,能够使被驱动体的速度平滑地反转。
优选的是,上述移动控制装置还包括设置在上述被驱动体往复移动时的可动部的移动范围之外的壁部,上述致动器的上述可动部具有上述被驱动体和上述驱动线圈,上述控制部在上述致动器开始上述被驱动体的往复移动之前让上述驱动部向上述驱动线圈提供指定的基准电流值的电流,在上述致动器的上述可动部被推到上述壁部而停止的状态下,让上述电压检测部检测在上述驱动线圈的两端产生的电压值,上述信号修正部根据上述基准电流值以及检测出的上述电压值,计算上述驱动线圈的上述电阻值相对于上述基准电阻值的偏移作为电阻误差,当上述致动器开始上述被驱动体的往复移动时,将计算出的上述电阻误差作为上述修正信号的初始值来使用。
根据该结构,壁部设置在被驱动体往复移动时的可动部的移动范围之外。致动器的可动部包括被驱动体和驱动线圈。控制部在致动器开始被驱动体的往复移动之前通过驱动部向驱动线圈提供指定的基准电流值的电流,在致动器的可动部被推到壁部而停止的状态下,由电压检测部检测在驱动线圈的两端产生的电压值,信号修正部根据基准电流值以及检测出的电压值,计算驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移作为电阻误差,当致动器开始被驱动体的往复移动时,将所计算出的电阻误差作为修正信号的初始值来使用。因而,能够从致动器的驱动开始时起适当地计算出速度信号。其结果,能够缩短被驱动体的往复移动稳定之前的时间。
优选的是,上述移动控制装置还包括非易失性存储器,上述信号修正部在上述致动器停止上述被驱动体的往复移动之前将由上述修正信号生成部生成的上述修正信号存储于上述非易失性存储器,在上述致动器下次开始上述被驱动体的往复移动时,将存储在上述非易失性存储器中的上述修正信号作为上述修正信号的初始值来使用。
根据该结构,移动控制装置还具备非易失性存储器。信号修正部在致动器停止被驱动体的往复移动之前将由修正信号生成部生成的修正信号存储于非易失性存储器,在致动器下次开始被驱动体的往复移动时,将存储在非易失性存储器中的修正信号作为修正信号的初始值使用。因而,能够从致动器的驱动开始时起适当地计算出速度信号。其结果,能够缩短被驱动体的往复移动稳定之前的时间。
本发明的一方面所涉及的移动控制方法用于移动控制装置的被驱动体的移动控制,该移动控制装置具备致动器,该致动器具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的上述被驱动体往复移动,该移动控制方法包括:第一工序,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;第二工序,将与用于使上述被驱动体往复移动的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;第三工序,检测随着在上述第二工序中向上述驱动线圈的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与上述感应电压对应的电压信号;第四工序,根据上述驱动信号和在上述第三工序中输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及第五工序,根据在上述第一工序中生成的上述速度指令信号和在上述第四工序中生成的上述速度信号生成上述驱动信号。
根据该结构,第一工序生成表示被驱动体的目标速度的速度指令信号。第二工序将与用于使被驱动体往复移动的驱动信号相应的电流提供给致动器的驱动线圈。第三工序检测随着第二工序中的向驱动线圈的电流提供而在驱动线圈中产生的感应电压,输出与感应电压对应的电压信号。第四工序根据驱动信号和在第三工序中输出的电压信号,修正电压信号以便调整驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号。第五工序根据在第一工序中生成的速度指令信号和在第四工序中生成的速度信号生成驱动信号。
这样,对与驱动线圈中感应产生的感应电压对应的电压信号进行调整,以便调整驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移,从而生成速度信号,根据速度指令信号和速度信号生成驱动信号,与驱动信号相应的电流被提供给驱动线圈,从而驱动被驱动体。因而,不需要为了检测由致动器驱动的被驱动体的速度而专门设置速度检测线圈。其结果,即使驱动线圈的电阻值偏离基准电阻值,也能够以低成本使被驱动体适宜地往复移动。
优选的是,上述移动控制方法还包括:第六工序,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及第七工序,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,上述第一工序是如下工序:分别调整上述被驱动体朝向上述其中之一端位置的方向以及朝向上述另一端位置的方向时上述速度指令信号的速度反转动作开始位置,以便在上述被驱动体的上述移动范围的上述其中之一端位置上述被驱动体的移动方向反转的时刻,在上述第六工序中输出上述第一端位置信号,并且在上述被驱动体的上述移动范围的上述另一端位置上述被驱动体的移动方向反转的时刻,在上述第七工序中输出上述第二端位置信号。
根据该结构,第六工序检测被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号。第七工序检测被驱动体的移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号。第一工序是如下工序:分别调整被驱动体朝向其中之一端位置的方向以及朝向另一端位置的方向时速度指令信号的速度反转动作开始位置,以便在被驱动体的移动范围的其中之一端位置被驱动体的移动方向反转的时刻,在第六工序中输出第一端位置信号,并且在被驱动体的移动范围的另一端位置被驱动体的移动方向反转的时刻,在第七工序中输出第二端位置信号。因而,能够将被驱动体的移动范围可靠地设为第一端位置信号的输出位置与第二端位置信号的输出位置之间的范围。
优选的是,上述移动控制方法还包括:第六工序,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及第七工序,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,上述第一工序是如下工序:利用在上述第六工序中输出的上述第一端位置信号以及在上述第七工序中输出的上述第二端位置信号的至少其中之一测量上述被驱动体往复移动的周期,调整上述速度指令信号的大小以使测量到的上述周期与指定的目标周期一致。
根据该结构,第六工序检测被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号。第七工序检测被驱动体的移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号。第一工序是如下工序:利用在第六工序中输出的第一端位置信号以及在第七工序中输出的第二端位置信号的至少其中之一测量被驱动体往复移动的周期,调整速度指令信号的大小以使测量到的周期与指定的目标周期一致。因而,能够使被驱动体可靠地以目标周期往复移动。
本发明的一方面所涉及的移动控制电路对致动器进行控制,该致动器具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的被驱动体往复移动,该移动控制电路包括:信号生成电路,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;驱动电路,将与所输入的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;电压检测电路,检测随着上述驱动电路的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的上述感应电压对应的电压信号;信号修正电路,根据上述驱动信号和从上述电压检测电路输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及控制电路,根据由上述信号生成电路生成的上述速度指令信号和由上述信号修正电路生成的上述速度信号,生成上述驱动信号并输出到上述驱动电路。
根据该结构,信号生成电路生成表示被驱动体的目标速度的速度指令信号。驱动电路将与所输入的驱动信号相应的电流提供给致动器的驱动线圈。电压检测电路检测随着驱动电路的电流提供而在驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的感应电压对应的电压信号。信号修正电路根据驱动信号和从电压检测电路输出的电压信号,修正电压信号以便调整驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号。控制电路根据由信号生成电路生成的速度指令信号和由信号修正电路生成的速度信号,生成驱动信号并输出到驱动电路。
这样,对与驱动线圈中感应产生的感应电压对应的电压信号进行修正,以便调整驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移,从而生成速度信号,根据速度指令信号和速度信号生成驱动信号,与驱动信号相应的电流被提供给驱动线圈,驱动被驱动体。因而,不需要为了检测由致动器驱动的被驱动体的速度而专门设置速度检测线圈。其结果,即使驱动线圈的电阻值偏离基准电阻值,也能够以低成本使被驱动体适宜地往复移动。
根据本发明的移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路,利用在由致动器驱动的被驱动体往复移动时在驱动线圈中感应产生的感应电压来生成速度信号。虽然感应电压的检测受到驱动线圈的电阻偏差、电阻温度特性的影响,但是,对与感应电压对应的电压信号进行修正以便调整驱动线圈的电阻值相对于基准电阻值的偏移,从而生成速度信号。因而,能够使被驱动体适宜地往复移动。另外,由于不需要为了检测被驱动体的速度而专门设置速度检测线圈,因此能够实现移动控制装置的部件件数的削减、轻量化以及成本降低。
产业上的可利用性
本发明所涉及的移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路具有如下功能:利用在驱动线圈中感应产生的感应电压生成速度信号,一边通过致动器驱动被驱动体,一边去除驱动线圈的电阻偏差、电阻温度特性的影响,进行被驱动体的速度控制。因此,作为为了使用照相机在被摄体的运动图像或静止图像摄影中实现景深扩展而使透镜或撮像元件在光轴方向上往复移动的移动控制装置等是有用的。另外,还能够适用于绘图机、打印机等的印刷设备、机器人等工业设备的领域中使用的线性致动器,能够获得与上述同样的效果。
Claims (17)
1.一种移动控制装置,其特征在于包括:
致动器,具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的被驱动体往复移动;
信号生成部,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;
驱动部,将与所输入的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;
电压检测部,检测随着上述驱动部的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的上述感应电压对应的电压信号;
信号修正部,根据上述驱动信号和从上述电压检测部输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及
控制部,根据由上述信号生成部生成的上述速度指令信号和由上述信号修正部生成的上述速度信号,生成上述驱动信号并输出到上述驱动部。
2.根据权利要求1所述的移动控制装置,其特征在于,上述信号修正部具备:
修正信号生成部,根据与上述驱动信号对应的电流信号和上述速度信号,生成与上述驱动线圈的上述电阻值相对于上述基准电阻值的偏移对应的修正信号;
乘法部,将由上述修正信号生成部生成的上述修正信号和与上述驱动信号对应的上述电流信号相乘,输出通过该相乘所得到的乘法结果;以及
速度信号生成部,根据从上述乘法部输出的上述乘法结果和从上述电压检测部输出的上述电压信号生成上述速度信号。
3.根据权利要求2所述的移动控制装置,其特征在于:
上述信号修正部,还具备利用指定的增倍系数将上述驱动信号增倍来生成上述电流信号的增倍部,
上述修正信号生成部具备:
误差信号生成部,将上述电流信号与上述速度信号相乘,对通过该相乘所得到的乘法结果进行时间积分,生成表示上述驱动线圈的上述电阻值相对于上述基准电阻值的偏移的误差信号;以及
积分部,对由上述误差信号生成部生成的上述误差信号进行积分来生成上述修正信号,其中,
上述速度信号生成部,从上述电压检测部输出的上述电压信号减去上述乘法部输出的上述乘法结果,生成通过该减法所得到的减法结果作为上述速度信号。
4.根据权利要求2或3所述的移动控制装置,其特征在于还包括:
第一端检测部,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一的端位置,输出第一端位置信号;以及
第二端检测部,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,
上述信号生成部,根据从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号,生成检测窗信号,
上述信号修正部,具备在上述信号生成部没有生成上述检测窗信号的期间禁止向上述修正信号生成部输入上述驱动信号的输入禁止部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的移动控制装置,其特征在于还包括:
第一端检测部,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及
第二端检测部,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,
上述信号生成部,根据从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号,生成检测窗信号,
上述信号修正部,在每次由上述信号生成部生成上述检测窗信号时,生成上述速度信号。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的移动控制装置,其特征在于还包括:
第一端检测部,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及
第二端检测部,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,
上述信号生成部,根据从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号,生成检测窗信号,
上述信号修正部,在多次由上述信号生成部生成上述检测窗信号时,生成上述速度信号。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的移动控制装置,其特征在于:
上述信号生成部,在包含通过上述致动器而往复移动的上述被驱动体的速度反转的时刻的期间,生成上述检测窗信号。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的移动控制装置,其特征在于:
上述信号生成部,在从通过上述致动器而往复移动的上述被驱动体的减速开始起到速度反转后的加速结束为止的期间,生成上述检测窗信号。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的移动控制装置,其特征在于:
上述信号生成部,分别调整上述被驱动体朝向上述其中之一端位置的方向时以及朝向上述另一端位置的方向时上述速度指令信号的速度反转动作开始位置,以便在上述被驱动体的上述移动范围的上述其中之一端位置上述被驱动体的移动速度反转的时刻,从上述第一端检测部输出上述第一端位置信号,并且在上述被驱动体的上述移动范围的上述另一端位置上述被驱动体的移动速度反转的时刻,从上述第二端检测部输出上述第二端位置信号。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的移动控制装置,其特征在于:
上述信号生成部,利用从上述第一端检测部输出的上述第一端位置信号和从上述第二端检测部输出的上述第二端位置信号的至少其中之一,测量上述被驱动体往复移动的周期,调整上述速度指令信号的大小以使测量到的上述周期与指定的目标周期一致。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的移动控制装置,其特征在于:
上述信号生成部,生成上述速度指令信号,使上述速度指令信号的值在上述第一端位置信号或上述第二端位置信号被输出之前维持正的指定的目标值,从上述第一端位置信号或上述第二端位置信号的输出时刻起逐渐减少而当经过指定时间时成为零,从上述指定时间的经过时刻起进一步逐渐减少而当经过上述指定时间时成为负的上述目标值。
12.根据权利要求2或3所述的移动控制装置,其特征在于还包括:设置在上述被驱动体往复移动时的可动部的移动范围之外的壁部,其中,
上述致动器的上述可动部,具有上述被驱动体和上述驱动线圈,
上述控制部,在上述致动器开始上述被驱动体的往复移动之前,让上述驱动部向上述驱动线圈提供指定的基准电流值的电流,在上述致动器的上述可动部被推到上述壁部而停止的状态下,让上述电压检测部检测在上述驱动线圈的两端产生的电压值,
上述信号修正部,根据上述基准电流值以及检测出的上述电压值,计算上述驱动线圈的上述电阻值相对于上述基准电阻值的偏移来作为电阻误差,当上述致动器开始上述被驱动体的往复移动时,将计算出的上述电阻误差作为上述修正信号的初始值来使用。
13.根据权利要求2或3所述的移动控制装置,其特征在于还包括:非易失性存储器,其中,
上述信号修正部,在上述致动器停止上述被驱动体的往复移动之前,将由上述修正信号生成部生成的上述修正信号存储于上述非易失性存储器,在上述致动器下次开始上述被驱动体的往复移动时,将存储于上述非易失性存储器的上述修正信号作为上述修正信号的初始值来使用。
14.一种移动控制方法,用于移动控制装置的被驱动体的移动控制,该移动控制装置具备具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的上述被驱动体往复移动的致动器,上述移动控制方法的特征在于包括:
第一工序,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;
第二工序,将与用于使上述被驱动体往复移动的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;
第三工序,检测随着在上述第二工序中向上述驱动线圈的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与上述感应电压对应的电压信号;
第四工序,根据上述驱动信号和在上述第三工序中输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及
第五工序,根据在上述第一工序中生成的上述速度指令信号和在上述第四工序中生成的上述速度信号生成上述驱动信号。
15.根据权利要求14所述的移动控制方法,其特征在于还包括:
第六工序,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及
第七工序,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,
上述第一工序是如下工序:
分别调整上述被驱动体朝向上述其中之一端位置的方向以及朝向上述另一端位置的方向时上述速度指令信号的速度反转动作开始位置,以便在上述被驱动体的上述移动范围的上述其中之一端位置上述被驱动体的移动方向反转的时刻,在上述第六工序中输出上述第一端位置信号,并且在上述被驱动体的上述移动范围的上述另一端位置上述被驱动体的移动方向反转的时刻,在上述第七工序中输出上述第二端位置信号。
16.根据权利要求14所述的移动控制方法,其特征在于还包括:
第六工序,检测上述被驱动体的移动范围的其中之一端位置,输出第一端位置信号;以及
第七工序,检测上述被驱动体的上述移动范围的另一端位置,输出第二端位置信号,其中,
上述第一工序是如下工序:
利用在上述第六工序中输出的上述第一端位置信号以及在上述第七工序中输出的上述第二端位置信号的至少其中之一,测量上述被驱动体往复移动的周期,调整上述速度指令信号的大小以使测量到的上述周期与指定的目标周期一致。
17.一种移动控制电路,对致动器进行控制,该致动器具有永磁体以及与上述永磁体保持指定的空隙而相对置的驱动线圈,使与上述驱动线圈连结的被驱动体往复移动,上述移动控制电路的特征在于包括:
信号生成电路,生成表示上述被驱动体的目标速度的速度指令信号;
驱动电路,将与所输入的驱动信号相应的电流提供给上述致动器的上述驱动线圈;
电压检测电路,检测随着上述驱动电路的电流提供而在上述驱动线圈中产生的感应电压,输出与检测出的上述感应电压对应的电压信号;
信号修正电路,根据上述驱动信号和从上述电压检测电路输出的上述电压信号,修正上述电压信号以便调整上述驱动线圈的电阻值相对于指定的基准电阻值的偏移,生成速度信号;以及
控制电路,根据由上述信号生成电路生成的上述速度指令信号和由上述信号修正电路生成的上述速度信号,生成上述驱动信号并输出到上述驱动电路。
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