JP4525033B2

JP4525033B2 - Movement control device

Info

Publication number: JP4525033B2
Application number: JP2003324944A
Authority: JP
Inventors: 正和小柳
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005091745A

Description

本発明は、各種の被移動体を所定の軌道に沿って移動制御し、所定の位置で正確に停止させるための移動制御装置に関する。 The present invention relates to a movement control device for controlling the movement of various moving objects along a predetermined trajectory and stopping them accurately at a predetermined position.

近年のビデオカメラやデジタルスチルカメラの分野では、カメラ本体に対して鏡筒部を出没させるような構成において、この鏡筒部の出没動作に応じてフォーカスレンズ群を高精度に移動制御し、カメラ本体内の収納位置から鏡筒部内の所定位置に迅速に移動させるようなレンズ制御装置が利用されている（例えば、特許文献１）。
このレンズ制御装置は、フォーカスレンズ群を移動させるためのステッピングモータを含むアクチュエータと、フォーカスレンズ群の位置検出を行なうためのフォトインタラプタと、このフォトインタラプタを用いて移動制御を行なう制御回路とを備えており、鏡筒内の所定位置にフォトインタラプタを取り付けるとともに、フォーカスレンズ側にフォトインタラプタを通過する部材を設け、この部材がフォトインタラプタの位置を通過したときの出力の変化を制御回路側で監視することで、アクチュエータの動作を停止し、フォーカスレンズを所定位置に保持するような制御を行なう。なお、フォーカスレンズの位置情報の検出は、例えばシステムの起動時と終了時に行い、フォトインタラプタで検出した位置情報から移動した相対位置情報を得ることで、フォーカスレンズの位置を管理した駆動制御を行うことができる。 In the field of video cameras and digital still cameras in recent years, in a configuration in which the lens barrel is raised and lowered with respect to the camera body, the focus lens group is moved and controlled with high accuracy in accordance with the movement of the lens barrel. A lens control device that quickly moves from a storage position in the body to a predetermined position in the lens barrel is used (for example, Patent Document 1).
The lens control device includes an actuator including a stepping motor for moving the focus lens group, a photo interrupter for detecting the position of the focus lens group, and a control circuit for performing movement control using the photo interrupter. A photo interrupter is attached to a predetermined position in the lens barrel, and a member that passes the photo interrupter is provided on the focus lens side, and a change in output when the member passes the position of the photo interrupter is monitored on the control circuit side. Thus, the operation of the actuator is stopped, and control is performed to hold the focus lens at a predetermined position. Note that the position information of the focus lens is detected at the time of starting and ending the system, for example, and drive control that manages the position of the focus lens is performed by obtaining the moved relative position information from the position information detected by the photo interrupter. be able to.

そして、上記従来のレンズ制御装置では、システムの起動時に行うフォーカスレンズの位置情報の検出処理シーケンスとして、例えば次のような方法が採用されている。
（１）まず、フォトインタラプタの検出信号の状態により、フォーカスレンズの現在位置がフォトインタラプタを通過した位置にあるか否かが判断できるので、これによってフォーカスレンズの目的位置に対する移動方向を判断し、フォトインタラプタの検出信号を監視しながら、フォーカスレンズの高速移動を開始する。
（２）次に、フォトインタラプタの検出信号の切り替わりを検出したら、フォーカスレンズの位置を正確に制御するために、（１）の高速移動と逆方向にフォーカスレンズを低速で移動し、フォトインタラプタの検出信号の切り替わりを再度検出したら、その位置でフォーカスレンズを停止し、移動制御を終了する。
図４はこの場合の制御動作を矢印によって模式的に示す説明図である。
この例では、最初にフォーカスレンズの駆動機構部とモータの回転を噛み合わせるために、低速で一定量移動し（矢印ａ０）、その後、フォトインタラプタの検出信号を監視しながら、フォーカスレンズの高速移動に移り（矢印ｂ０）、フォトインタラプタの検出信号が切り替わった時点で高速移動を停止し、続いて逆方向の低速移動を行ない、フォトインタラプタの検出信号が再度切り替わった時点で動作を停止する（矢印ｃ０）。
特開平４−１６６９０６号公報 In the conventional lens control device, for example, the following method is employed as a detection processing sequence for the position information of the focus lens that is performed when the system is activated.
(1) First, it is possible to determine whether or not the current position of the focus lens is at a position that has passed through the photo interrupter based on the state of the detection signal of the photo interrupter. While monitoring the detection signal of the photo interrupter, high-speed movement of the focus lens is started.
(2) Next, when switching of the detection signal of the photo interrupter is detected, in order to accurately control the position of the focus lens, the focus lens is moved at a low speed in the direction opposite to the high speed movement of (1), When the switching of the detection signal is detected again, the focus lens is stopped at that position, and the movement control is ended.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the control operation in this case by arrows.
In this example, in order to first mesh the rotation of the focus lens drive mechanism with the motor, the focus lens moves at a low speed (arrow a0), and then the focus lens moves at high speed while monitoring the detection signal of the photo interrupter. (Arrow b0), the high speed movement is stopped when the detection signal of the photo interrupter is switched, and then the low speed movement in the reverse direction is performed, and the operation is stopped when the detection signal of the photo interrupter is switched again (arrow). c0).
JP-A-4-166906

しかしながら、上述した従来の検出処理シーケンスでは、以下のような問題がある。
（１）最初の高速移動時に検出信号の切り替わりを検出して移動を停止する段階で、移動速度が速いために、停止時の行き過ぎ量が大きくなり、その後の低速移動による目的位置までの移動に時間がかかる。
（２）上記（１）の問題を解決するために、高速移動時の速度を低速に抑えた場合には、移動開始から最初の検出までの時間が大きくなり、（１）の場合よりも、さらに所要時間が長くなってしまう。
なお、このような問題は、フォーカスレンズの移動装置に限らず、位置センサを用いて被移動体を目的位置まで移動する各種の移動制御装置においても同様に生じるものである。
そこで本発明の目的は、各種の被移動体を目的位置に迅速かつ正確に移動することが可能な移動制御装置を提供することにある。 However, the conventional detection processing sequence described above has the following problems.
(1) At the stage of detecting the switching of the detection signal during the first high-speed movement and stopping the movement, because the movement speed is high, the amount of overshoot at the time of the stop increases, and then the movement to the target position by the low-speed movement take time.
(2) In order to solve the problem of (1) above, when the speed at the time of high speed movement is suppressed to a low speed, the time from the start of movement to the first detection becomes longer, than in the case of (1), Furthermore, the required time becomes longer.
Such a problem occurs not only in the focus lens moving device, but also in various types of movement control devices that use a position sensor to move the moving object to the target position.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a movement control device that can quickly and accurately move various objects to be moved to a target position.

上述の目的を達成するため、本発明にかかる移動制御装置は、被移動体を移動可能に支持する支持部材と、前記被移動体を支持部材に沿って移動する移動機構と、前記移動機構を駆動するパルス駆動モータと、前記被移動体の所定部位が前記パルス駆動モータの駆動制御によって所定の移動位置に至ったことを検出する少なくとも１つの位置センサと、前記位置センサからの検出信号と所定の制御データとを用いて前記駆動モータを制御し、前記被移動体の移動制御を行なう制御回路とを有し、前記制御回路は、前記被移動体の移動開始時に、前回の動作終了時における被移動体の位置と位置センサとの距離を判定し、その判定値に対応する駆動パルス数によって前記パルス駆動モータを高速駆動して被移動体を位置センサに対応する位置まで高速移動した後、位置センサの検出信号の状態を認識し、検出信号が高速移動前の状態から変化した状態であれば、位置センサの検出信号を監視しながら、被移動体を前記高速移動と逆方向に低速移動し、前記位置センサの検出信号の状態が再度変化した時点で被移動体の移動を停止することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a movement control device according to the present invention includes a support member that movably supports a movable body, a movement mechanism that moves the movable body along the support member, and the movement mechanism. A pulse drive motor to be driven; at least one position sensor for detecting that a predetermined part of the moving body has reached a predetermined movement position by drive control of the pulse drive motor; and a detection signal from the position sensor and a predetermined value A control circuit for controlling the drive motor using the control data and controlling the movement of the movable body, the control circuit at the start of the movement of the movable body and at the end of the previous operation. The distance between the position of the moving object and the position sensor is determined, and the pulse driving motor is driven at a high speed by the number of driving pulses corresponding to the determination value, and the moving object is moved to the position corresponding to the position sensor. After the high-speed movement, the state of the detection signal of the position sensor is recognized, and if the detection signal has changed from the state before the high-speed movement, the moving object is set as the high-speed movement while monitoring the detection signal of the position sensor. The moving object is moved at a low speed in the reverse direction, and the movement of the moving object is stopped when the state of the detection signal of the position sensor changes again.

本発明にかかる移動制御装置によれば、被移動体の移動開始時に、前回の動作終了時における被移動体の位置と位置センサとの距離を判定し、その判定値に対応する駆動パルス数によってパルス駆動モータを高速駆動して被移動体を位置センサに対応する位置まで高速移動することにより、被移動体を迅速に位置センサに対応する位置まで移動することができ、その後に、位置センサの検出信号に基づいて被移動体を低速で移動し、正確な位置に移動させるようにしたことから、高速移動による行き過ぎ量が大きくならず、長い距離を迅速に移動できるとともに、低速移動による目的位置までの移動距離を小さくでき、迅速かつ正確な移動位置制御を行なうことが可能となる。 According to the movement control device of the present invention, at the start of movement of the moving object, the distance between the position of the moving object and the position sensor at the end of the previous operation is determined, and the number of drive pulses corresponding to the determination value is determined. By driving the pulse drive motor at a high speed and moving the moving object to a position corresponding to the position sensor at a high speed, the moving object can be quickly moved to a position corresponding to the position sensor. Based on the detection signal, the object to be moved is moved at a low speed and moved to an accurate position. It is possible to reduce the moving distance to the position, and it is possible to control the moving position quickly and accurately.

本発明の実施の形態は、例えばデジタルスチルカメラ等の撮像装置において、被写体に対して焦点を合わせるためのフォーカスレンズと、そのフォーカスレンズを所定位置に移動させるためのステッピングモータを含むアクチュエータと、フォーカスレンズの位置検出を行なうためのフォトインタラプタと、このフォトインタラプタを用いて移動制御を行なう制御回路とを備えたレンズ制御装置に本発明を適用したものである。
このレンズ制御装置では、フォーカスレンズの移動開始時に、前回の動作終了時におけるフォーカスレンズの位置とフォトインタラプタとの距離を判定し、その判定値に対応するパルスによってステッピングモータを高速駆動してフォーカスレンズをフォトインタラプタに対応する位置まで高速移動した後、フォトインタラプタの検出信号の状態を認識し、検出信号が高速移動前の状態から変化した状態であれば、フォトインタラプタの検出信号を監視しながら、フォーカスレンズを高速移動と逆方向に低速移動し、フォトインタラプタの検出信号の状態が再度変化した時点でフォーカスレンズの移動を停止する。 An embodiment of the present invention relates to a focus lens for focusing on a subject, an actuator including a stepping motor for moving the focus lens to a predetermined position, and a focus in an imaging apparatus such as a digital still camera. The present invention is applied to a lens control device including a photo interrupter for detecting the position of a lens and a control circuit for performing movement control using the photo interrupter.
In this lens control device, when the movement of the focus lens starts, the distance between the focus lens position and the photo interrupter at the end of the previous operation is determined, and the stepping motor is driven at a high speed by a pulse corresponding to the determination value to focus lens Is moved to a position corresponding to the photo interrupter, then the state of the detection signal of the photo interrupter is recognized, and if the detection signal is changed from the state before the high speed movement, the detection signal of the photo interrupter is monitored, The focus lens is moved at a low speed in the opposite direction to the high-speed movement, and the movement of the focus lens is stopped when the state of the photo interrupter detection signal changes again.

また、フォーカスレンズをフォトインタラプタに対応する位置まで高速移動した後、フォトインタラプタの検出信号の状態を認識し、検出信号が高速移動前の状態から変化していない状態であれば、フォトインタラプタの検出信号を監視しながら、フォーカスレンズを高速移動と同方向に低速移動し、フォトインタラプタの検出信号の状態が再度変化した時点で、さらに、フォーカスレンズを高速移動と逆方向に低速移動し、フォトインタラプタの検出信号の状態が再度変化した時点でフォーカスレンズの移動を停止する。
つまり、本形態では、アクチュエータによる移動方向に対するヒステリシスを補正するために、移動位置を決定する際の検出方向をフォトインタラプタの片方向からの移動に限定し、より高精度の制御を実現する。
また、本形態では、ステッピングモータによる高速移動前に、このステッピングモータの位相を前回の動作終了時の位相に合わせるための位相合わせ制御を行なった後に、移動制御に移行することで、より正確な移動制御を行なう。なお、この位相合わせ制御は、ステッピングモータに駆動電流を通電しない状態で、制御回路側で駆動パルスを流すことにより行なう。
さらに、本形態では、前回の動作終了以降の異常状態の発生を監視する監視機能を設け、フォーカスレンズの移動開始時に、監視機能によって異常の発生が検出されている場合には、フォーカスレンズとフォトインタラプタとの距離判定による高速移動制御を行なわず、他の方式（例えば従来例で説明した制御方式）を採用することにより、異常発生の結果、不適切になったデータに基づく距離判定による高速移動を防止し、故障等を防止する。 In addition, after the focus lens is moved to a position corresponding to the photo interrupter at high speed, the state of the detection signal of the photo interrupter is recognized, and if the detection signal is not changed from the state before the high speed movement, detection of the photo interrupter is performed. While monitoring the signal, move the focus lens at a low speed in the same direction as the high-speed movement, and when the detection signal status of the photo interrupter changes again, move the focus lens at a low speed in the opposite direction to the high-speed movement. When the state of the detection signal changes again, the movement of the focus lens is stopped.
That is, in this embodiment, in order to correct the hysteresis with respect to the movement direction by the actuator, the detection direction when determining the movement position is limited to the movement of the photo interrupter from one direction, thereby realizing higher-precision control.
Further, in this embodiment, before the high-speed movement by the stepping motor, after performing the phase matching control for matching the phase of the stepping motor to the phase at the end of the previous operation, the shift to the movement control makes it more accurate. Perform movement control. This phase matching control is performed by flowing a drive pulse on the control circuit side in a state where no drive current is supplied to the stepping motor.
Furthermore, in this embodiment, a monitoring function for monitoring the occurrence of an abnormal state after the end of the previous operation is provided. When the occurrence of an abnormality is detected by the monitoring function at the start of movement of the focus lens, the focus lens and the photo By using other methods (eg, the control method described in the conventional example) without performing high-speed movement control by distance determination with the interrupter, high-speed movement by distance determination based on data that has become inappropriate as a result of an abnormality To prevent malfunctions.

図１は本発明の実施例１によるレンズ制御装置の構成を示す概略側面図であり、図２は図１に示すレンズ制御装置の構成を示す概略正面図である。
このレンズ制御装置は、フォーカスレンズ１００を保持した保持部材１１０と、この保持部材１１０を直線方向に移動可能に支持する送りネジ（支持部材）１２０と、送りネジ１２０を回転駆動するステッピングモータ１３０と、フォーカスレンズ１００が所定の位置に移動したことを検出するフォトインタラプタ（位置センサ）１４０と、フォーカスレンズ１００の移動制御を管理する制御回路１５０と、フォーカスレンズ１００の移動制御に用いるプログラムやデータを格納する記憶装置１６０とを有している。
フォーカスレンズ１００の保持部材１１０は、フォーカスレンズ１００の移動方向に片持ち板状に延在されてフォトインタラプタ１４０の発光素子と受光素子とを遮るための遮蔽板１１１が連設されており、また、送りネジ１２０と係合するハーフナット部１１２が設けられている。なお、実際の構成としては、保持部材１１０は送りネジ１２０以外に不図示のガイドレール等によって移動自在に支持されている。そして、送りネジ１２０の回転駆動により、図１に示す矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に安定的に移動できるようになっている。 FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of the lens control device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view showing the configuration of the lens control device shown in FIG.
The lens control device includes a holding member 110 that holds the focus lens 100, a feed screw (support member) 120 that supports the holding member 110 so as to be movable in a linear direction, and a stepping motor 130 that rotationally drives the feed screw 120. A photo interrupter (position sensor) 140 that detects that the focus lens 100 has moved to a predetermined position, a control circuit 150 that manages movement control of the focus lens 100, and programs and data used for movement control of the focus lens 100 And a storage device 160 for storage.
The holding member 110 of the focus lens 100 is extended in a cantilever shape in the moving direction of the focus lens 100, and a shielding plate 111 for blocking the light emitting element and the light receiving element of the photo interrupter 140 is provided continuously. A half nut portion 112 that engages with the feed screw 120 is provided. As an actual configuration, the holding member 110 is movably supported by a guide rail (not shown) other than the feed screw 120. And by the rotational drive of the feed screw 120, it can move stably in the arrow A direction and the arrow B direction shown in FIG.

フォトインタラプタ１４０は、発光素子と受光素子とを対向配置し、両者の間に保持部材１１０の遮蔽板１１１が配置されるか否かで検出信号が反転するものであり、遮蔽板１１１のエッジ通過を高精度に検出することが可能である。
ステッピングモータ１３０は、減速ギア等の駆動機構部を介して送りネジ１２０を回転駆動するものであり、駆動パルス数や回転角の位相の制御により、送りネジ１２０の回転数（回転角）を高精度に制御する。また、単位時間あたりの駆動パルス数を切り替えることにより、高速移動と低速移動を切り替える。
制御回路１５０は、モータドライバ、モータコントローラ、マイクロコントローラ等を含むものである。モータドライバは、ステッピングモータ１３０に供給する駆動パルス電流を制御するものであり、モータコントローラは、マイクロコントローラからの指示に基づいてモータドライバにパルス数等のパルス電流制御信号を出力するものである。
また、マイクロコントローラは、記憶装置１６０に格納されたプログラム等に基づいて、本システム全体の制御、管理を行なうものであり、特に本例では、フォーカスレンズの移動制御のために、モータコントローラに対する各種指令信号の出力や位置データの管理、異常管理等を行なう。
記憶装置１６０は、本システムの制御に用いるプログラムやデータを格納するものであり、特に本例では、フォーカスレンズの移動制御のための位置情報や異常検出情報等を保存するための領域を有し、バックアップ電源等によって不揮発性メモリとしての機能を有する。 The photo interrupter 140 has a light emitting element and a light receiving element facing each other, and the detection signal is inverted depending on whether or not the shielding plate 111 of the holding member 110 is disposed between them. Can be detected with high accuracy.
The stepping motor 130 rotationally drives the feed screw 120 via a drive mechanism such as a reduction gear, and the rotation speed (rotation angle) of the feed screw 120 is increased by controlling the number of drive pulses and the phase of the rotation angle. Control to precision. Further, the high-speed movement and the low-speed movement are switched by switching the number of drive pulses per unit time.
The control circuit 150 includes a motor driver, a motor controller, a microcontroller, and the like. The motor driver controls the drive pulse current supplied to the stepping motor 130, and the motor controller outputs a pulse current control signal such as the number of pulses to the motor driver based on an instruction from the microcontroller.
The microcontroller controls and manages the entire system based on a program stored in the storage device 160. In particular, in this example, the microcontroller controls various motors for controlling the movement of the focus lens. Command signal output, position data management, abnormality management, etc.
The storage device 160 stores programs and data used for control of the present system. In this example, in particular, the storage device 160 has an area for storing position information, abnormality detection information, and the like for focus lens movement control. A function as a nonvolatile memory is provided by a backup power source or the like.

図３は本実施例におけるレンズ制御装置の動作を矢印によって模式的に示す説明図であり、高速移動後のフォーカスレンズ１００とフォトインタラプタ１４０の位置関係が異なる２つの場合についてレンズの移動位置を矢印によって示したものである。
まず、本例の動作に先立って、制御回路１５０では、前回の動作終了から現時点までに、装置に特定の異常が生じたか否かを監視しており、異常が生じた場合には、その情報を記憶装置１６０の所定領域に書き込むようになっている。そして、システムの起動時に、この異常が生じたことを示す情報が記憶装置１６０に書き込まれている場合には、以下に説明する本例の動作は行なわず、例えば、従来例で説明した動作を行なうものとする。すなわち、装置に異常が発生した場合に、その内容によっては、前回の動作終了時におけるフォーカスレンズ１００の位置が変化している可能性があり、この場合、フォトインタラプタ１４０の位置（目的位置）と現在のフォーカスレンズ１００との距離が前回の動作終了時から変化することになり、高速移動させる距離判定が行なえないため、間違った高速移動を排除すべく、本例の制御は行なわないものとした。したがって、以下の制御動作は、前回の動作終了が正常終了し、現時点まで距離判定に障害を及ぼすような異常がなかった場合を前提として実行するものである。 FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the lens control apparatus according to the present embodiment by using arrows. In the two cases where the positional relationship between the focus lens 100 and the photointerrupter 140 after high-speed movement is different, the movement positions of the lenses are indicated by arrows. It is shown by.
First, prior to the operation of this example, the control circuit 150 monitors whether or not a specific abnormality has occurred in the apparatus from the end of the previous operation to the present time. Is written in a predetermined area of the storage device 160. When information indicating that this abnormality has occurred is written in the storage device 160 at the time of starting the system, the operation of this example described below is not performed. For example, the operation described in the conventional example is performed. Shall be done. That is, when an abnormality occurs in the apparatus, the position of the focus lens 100 at the end of the previous operation may be changed depending on the content thereof. In this case, the position of the photo interrupter 140 (target position) Since the distance from the current focus lens 100 changes from the end of the previous operation and the distance determination for high-speed movement cannot be performed, the control of this example is not performed to eliminate erroneous high-speed movement. . Therefore, the following control operation is executed on the assumption that the previous operation has been completed normally and there has been no abnormality that would impede the distance determination up to the present time.

次に、前回の動作終了が正常終了し、異常がなかった場合、制御回路１５０は、記憶装置１６０に格納された位置情報等を用いてフォトインタラプタ１４０の位置（目的位置）と現在のフォーカスレンズ１００との距離を判定し、高速移動させる距離を算出する。これは、例えば前回の動作終了時のフォーカスレンズ１００の位置情報を記憶装置１６０に格納しておき、予め与えられているフォトインタラプタ１４０の位置との差から両者の距離を判定する方法や、あるいは動作終了時にフォーカスレンズ１００が所定の待機位置に配置されるようなものの場合には、その待機位置とフォトインタラプタ１４０の位置は予めの決まっていることから、両者の距離も予め決まっていることになるので、その値を記憶装置１６０に格納しておき、その情報を参照して距離を判定する方法等を採用できる。 Next, when the previous operation ends normally and there is no abnormality, the control circuit 150 uses the position information stored in the storage device 160 and the position of the photo interrupter 140 (target position) and the current focus lens. The distance to 100 is determined, and the distance to be moved at high speed is calculated. This is because, for example, the position information of the focus lens 100 at the end of the previous operation is stored in the storage device 160, and the distance between the two is determined from the difference from the position of the photo interrupter 140 given in advance, or When the focus lens 100 is disposed at a predetermined standby position at the end of the operation, the standby position and the position of the photo interrupter 140 are determined in advance, and the distance between the two is also determined in advance. Therefore, a method of determining the distance by storing the value in the storage device 160 and referring to the information can be employed.

そして、このような高速移動させる距離の判別後、図３に示す本例の移動制御を開始する。
まず最初に、フォトインタラプタ１４０を通電し、その検出信号の状態（通常はオフ）を確認した後、ステッピングモータ１３０の位相を前回の動作終了時の位相に合わせるための位相合わせ制御を行なう。この位相合わせ制御は、例えばステッピングモータに駆動電流を通電しない状態で、制御回路側で駆動パルスを流すことにより行なうが、ステッピングモータ１３０がパルス位相を指定できる機能を有するような構成であれば、必要な位相を直接指定するようにしてもよい。なお、前回の動作終了時の位相は、その時点で制御回路１５０で検出され、記憶装置１６０に格納されているものとする。
次に、フォーカスレンズ１００の移動を開始し、最初に図３の矢印ａ１及びａ２では、フォーカスレンズ１００の送りネジやナット等の駆動機構部とステッピングモータ１３０の回転を噛み合わせるために、低速で一定量だけ移動する。
次に、矢印ｂ１及びｂ２では、上述した距離判定の結果得られた高速移動距離だけ、ステッピングモータ１３０を高速駆動し、フォーカスレンズ１００を所定の距離だけ高速移動する。 Then, after determining the distance to be moved at such a high speed, the movement control of this example shown in FIG. 3 is started.
First, after energizing the photo interrupter 140 and confirming the state of the detection signal (usually off), phase matching control is performed to match the phase of the stepping motor 130 to the phase at the end of the previous operation. This phase matching control is performed, for example, by passing a driving pulse on the control circuit side in a state where no driving current is supplied to the stepping motor. However, if the stepping motor 130 has a function capable of specifying the pulse phase, A necessary phase may be directly specified. It is assumed that the phase at the end of the previous operation is detected by the control circuit 150 at that time and stored in the storage device 160.
Next, the movement of the focus lens 100 is started. First, at arrows a1 and a2 in FIG. 3, in order to mesh the rotation of the stepping motor 130 with the drive mechanism unit such as a feed screw and nut of the focus lens 100, the movement is performed at a low speed. Move a certain amount.
Next, at arrows b1 and b2, the stepping motor 130 is driven at a high speed by the high speed movement distance obtained as a result of the distance determination described above, and the focus lens 100 is moved at a high speed by a predetermined distance.

そして、この高速移動終了後、フォトインタラプタ１４０の検出信号の状態を確認し、最初の状態から変化した場合（通常はオフからオンに変化）と、最初の状態から変化していない場合（通常はオフからオフ）とで異なる動作を行なう。
まず、フォトインタラプタ１４０の検出信号の状態が変化した場合は、矢印ｂ１に示すように、フォーカスレンズ１００がフォトインタラプタ１４０の設置位置を僅かに通過した場合であり、この場合は、矢印ｃ１に示すように、フォトインタラプタ１４０の検出信号を監視（具体的には、６０ｐｐｓの周期でエッジ検索）しながら、高速移動と逆方向にステッピングモータ１３０を低速回転し、フォーカスレンズ１００を低速移動する。そして、遮蔽板１１１のエッジを検出した時点で、ステッピングモータ１３０を停止し、目的位置への移動制御を終了する。 Then, after the high-speed movement is completed, the state of the detection signal of the photo interrupter 140 is confirmed, and when it changes from the initial state (usually changes from off to on) and when it does not change from the initial state (usually Different operation from off to off).
First, when the state of the detection signal of the photo interrupter 140 changes, as indicated by an arrow b1, the focus lens 100 slightly passes the installation position of the photo interrupter 140. In this case, the state is indicated by an arrow c1. As described above, while monitoring the detection signal of the photo interrupter 140 (specifically, edge search at a period of 60 pps), the stepping motor 130 is rotated at a low speed in the direction opposite to the high speed movement, and the focus lens 100 is moved at a low speed. Then, when the edge of the shielding plate 111 is detected, the stepping motor 130 is stopped and the movement control to the target position is ended.

次に、フォトインタラプタ１４０の検出信号の状態が変化しない場合は、矢印ｂ２に示すように、フォーカスレンズ１００がフォトインタラプタ１４０の設置位置に僅かに至らない場合であり、この場合は、矢印ｃ２に示すように、フォトインタラプタ１４０の検出信号を監視（具体的には、６０ｐｐｓの周期でエッジ検索）しながら、高速移動と同方向にステッピングモータ１３０を低速回転し、フォーカスレンズ１００を低速移動する。そして、遮蔽板１１１のエッジを検出した時点で、ステッピングモータ１３０を停止する。この時点で、フォーカスレンズ１００がフォトインタラプタ１４０の設置位置を僅かに通過した状態となる。さらに今度は、矢印ｃ１に示すように、フォトインタラプタ１４０の検出信号を監視（具体的には、６０ｐｐｓの周期でエッジ検索）しながら、高速移動と逆方向にステッピングモータ１３０を低速回転し、フォーカスレンズ１００を低速移動する。そして、遮蔽板１１１のエッジを検出した時点で、ステッピングモータ１３０を停止し、目的位置への移動制御を終了する。
このようにして、最終的なエッジ検出が同一の方向で行なわれるように限定し、高精度の移動位置を得るようにする。
なお、基本的には、前者の動作の方が低速移動が１回で済み、簡単で理想的であることから、できるだけ高速移動の段階で遮蔽板１１１のエッジが検出されるように、距離判定等の数値を微調整して、前者の動作が選択される割合が多くなるように設計するものとする。
以上のようにして、本実施例では、迅速にフォーカスレンズ１００を目的位置まで高精度に移動制御することが可能となる。 Next, when the state of the detection signal of the photo interrupter 140 does not change, as indicated by the arrow b2, the focus lens 100 does not reach the installation position of the photo interrupter 140 slightly. In this case, the arrow c2 As shown, while monitoring the detection signal of the photo interrupter 140 (specifically, searching for an edge at a period of 60 pps), the stepping motor 130 is rotated at a low speed in the same direction as the high speed movement, and the focus lens 100 is moved at a low speed. Then, when the edge of the shielding plate 111 is detected, the stepping motor 130 is stopped. At this time, the focus lens 100 slightly passes the installation position of the photo interrupter 140. Further, this time, as shown by the arrow c1, the stepping motor 130 is rotated at a low speed in the direction opposite to the high-speed movement while monitoring the detection signal of the photo interrupter 140 (specifically, the edge search at a period of 60 pps). The lens 100 is moved at a low speed. Then, when the edge of the shielding plate 111 is detected, the stepping motor 130 is stopped and the movement control to the target position is ended.
In this way, the final edge detection is limited to be performed in the same direction, and a highly accurate movement position is obtained.
Basically, the former operation requires only one low-speed movement, and is simple and ideal. Therefore, the distance determination is performed so that the edge of the shielding plate 111 is detected at the high-speed movement stage as much as possible. It is assumed that the ratio of selecting the former operation is increased by finely adjusting numerical values such as.
As described above, in this embodiment, the focus lens 100 can be quickly moved to the target position with high accuracy.

なお、以上の実施例１では、フォーカスレンズの移動装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明は他の被移動体の移動制御装置についても同様に適用できるものである。
また、位置センサとしては、上述のようなフォトインタラプタに限らず、例えば受光素子と発光素子とで構成される反射型フォトカプラを用いてもよい。また、複数箇所に位置センサを設け、それぞれの位置で被移動体を検出するようなシステム構成としてもよい。
また、ステッピングモータ以外のパルス駆動モータを用いたシステムでも同様に適用できるものである。
また、上述の実施例では、アクチュエータによる移動方向に対するヒステリシスを補正するために、移動位置を決定する際の検出方向をフォトインタラプタの片方向からの移動に限定するため、高速移動でセンサ位置に届かない場合には、低速移動を両方向から計２回行なうような制御としたが、システムが要求する精度の程度によっては、このようなヒステリシスを補正する制御は不要であるものとし、１回（すなわち、高速移動と同方向）の低速移動だけを行なうような構成としてもよい。
また、上述の実施例では、ステッピングモータによる高速移動前に、このステッピングモータに対するパルス位相を前回の動作終了時の位相に合わせるための位相合わせ制御を行なうようにしたが、この制御についても、システムが要求する精度や速度の程度によっては、省略することが可能である。 In the first embodiment, the example in which the present invention is applied to the focus lens moving device has been described. However, the present invention can also be applied to other movement control devices for moving objects.
Further, the position sensor is not limited to the photo interrupter as described above, and for example, a reflective photocoupler including a light receiving element and a light emitting element may be used. Moreover, it is good also as a system structure which provides a position sensor in multiple places and detects a to-be-moved body in each position.
Further, the present invention can be similarly applied to a system using a pulse drive motor other than the stepping motor.
Further, in the above-described embodiment, in order to correct the hysteresis with respect to the movement direction by the actuator, the detection direction when determining the movement position is limited to the movement from one direction of the photo interrupter. If not, control is performed so that the low-speed movement is performed twice from both directions. However, depending on the degree of accuracy required by the system, control for correcting such hysteresis is not necessary and is performed once (ie, Further, it may be configured to perform only low-speed movement in the same direction as high-speed movement.
In the above-described embodiment, the phase adjustment control for adjusting the pulse phase for the stepping motor to the phase at the end of the previous operation is performed before the high-speed movement by the stepping motor. Can be omitted depending on the accuracy and speed required.

図１は本発明の実施例１によるレンズ制御装置の構成を示す概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a lens control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図１に示すレンズ制御装置の構成を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the structure of the lens control apparatus shown in FIG. 図１に示すレンズ制御装置の制御動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control action of the lens control apparatus shown in FIG. 従来のレンズ制御装置の制御動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control action of the conventional lens control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１００……フォーカスレンズ、１１０……保持部材、１１１……遮蔽板、１２０……送りネジ、１３０……ステッピングモータ、１４０……フォトインタラプタ、１５０……制御回路、１６０……記憶装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Focus lens, 110 ... Holding member, 111 ... Shielding board, 120 ... Feed screw, 130 ... Stepping motor, 140 ... Photo interrupter, 150 ... Control circuit, 160 ... Memory | storage device.

Claims

被移動体を移動可能に支持する支持部材と、
前記被移動体を支持部材に沿って移動する移動機構と、
前記移動機構を駆動するパルス駆動モータと、
前記被移動体の所定部位が前記パルス駆動モータの駆動制御によって所定の移動位置に至ったことを検出し、前記被移動体の所定部位が前記所定の移動位置に至ったことが検出されたとき検出信号の状態を変化させる少なくとも１つの位置センサと、
前記位置センサからの検出信号と所定の制御データとを用いて前記駆動モータを制御し、前記被移動体の移動制御を行なう制御回路とを有し、
前記制御回路は、前記被移動体の移動開始時に、前回の動作終了時における被移動体の位置と位置センサとの距離を判定し、その判定値に対応する駆動パルス数によって前記パルス駆動モータを高速駆動して被移動体を位置センサに対応する位置まで高速移動した後、位置センサの検出信号の状態を認識し、
検出信号が高速移動前の状態から変化した状態であれば、位置センサの検出信号を監視しながら、被移動体を前記高速移動と逆方向に低速移動し、前記位置センサの検出信号の状態が変化した時点で被移動体の移動を停止し、
検出信号が高速移動前の状態から変化していない状態であれば、位置センサの検出信号を監視しながら、被移動体を前記高速移動と同方向に低速移動し、前記位置センサの検出信号の状態が変化した時点で被移動体の移動を停止することを特徴とする移動制御装置。 A support member that movably supports the object to be moved;
A moving mechanism for moving the object to be moved along a support member;
A pulse drive motor for driving the moving mechanism;
When it is detected that a predetermined part of the movable body has reached a predetermined movement position by drive control of the pulse drive motor, and it is detected that a predetermined part of the movable body has reached the predetermined movement position At least one position sensor for changing the state of the detection signal ;
A control circuit that controls the drive motor using a detection signal from the position sensor and predetermined control data, and performs movement control of the moving object;
The control circuit determines the distance between the position of the moving object and the position sensor at the end of the previous operation when the movement of the moving object starts, and controls the pulse driving motor according to the number of driving pulses corresponding to the determination value. After driving at high speed to move the moving object to a position corresponding to the position sensor, recognize the state of the detection signal of the position sensor,
If the detection signal has changed from the state before the high-speed movement, while the detection signal of the position sensor is monitored, the moving object is moved at a low speed in the direction opposite to the high-speed movement, and the state of the detection signal of the position sensor is Stop moving the moving object at the time of change,
If the detection signal has not changed from the state before the high-speed movement, the moving object is moved at a low speed in the same direction as the high-speed movement while monitoring the detection signal of the position sensor. A movement control device characterized by stopping movement of a moving object when a state changes .

被移動体を移動可能に支持する支持部材と、
前記被移動体を支持部材に沿って移動する移動機構と、
前記移動機構を駆動するパルス駆動モータと、
前記被移動体の所定部位が前記パルス駆動モータの駆動制御によって所定の移動位置に至ったことを検出し、前記被移動体の所定部位が前記所定の移動位置に至ったことが検出されたとき検出信号の状態を変化させる少なくとも１つの位置センサと、
前記位置センサからの検出信号と所定の制御データとを用いて前記駆動モータを制御し、前記被移動体の移動制御を行なう制御回路とを有し、
前記制御回路は、前記被移動体の移動開始時に、前回の動作終了時における被移動体の位置と位置センサとの距離を判定し、その判定値に対応する駆動パルス数によって前記パルス駆動モータを高速駆動して被移動体を位置センサに対応する位置まで高速移動した後、位置センサの検出信号の状態を認識し、
検出信号が高速移動前の状態から変化した状態であれば、位置センサの検出信号を監視しながら、被移動体を前記高速移動と逆方向に低速移動し、前記位置センサの検出信号の状態が再度変化した時点で被移動体の移動を停止し、
検出信号が高速移動前の状態から変化していない状態であれば、位置センサの検出信号を監視しながら、被移動体を前記高速移動と同方向に低速移動し、前記位置センサの検出信号の状態が変化した時点で、さらに、被移動体を前記高速移動と逆方向に低速移動し、前記位置センサの検出信号の状態が再度変化した時点で被移動体の移動を停止することを特徴とする移動制御装置。 A support member that movably supports the object to be moved;
A moving mechanism for moving the object to be moved along a support member;
A pulse drive motor for driving the moving mechanism;
When it is detected that a predetermined part of the movable body has reached a predetermined movement position by drive control of the pulse drive motor, and it is detected that a predetermined part of the movable body has reached the predetermined movement position At least one position sensor for changing the state of the detection signal ;
A control circuit that controls the drive motor using a detection signal from the position sensor and predetermined control data, and performs movement control of the moving object;
The control circuit determines the distance between the position of the moving object and the position sensor at the end of the previous operation when the movement of the moving object starts, and controls the pulse driving motor according to the number of driving pulses corresponding to the determination value. After driving at high speed to move the moving object to a position corresponding to the position sensor, recognize the state of the detection signal of the position sensor,
If the detection signal has changed from the state before the high-speed movement, while the detection signal of the position sensor is monitored, the moving object is moved at a low speed in the direction opposite to the high-speed movement, and the state of the detection signal of the position sensor is When it changes again, the movement of the moving object is stopped,
If the detection signal has not changed from the state before the high-speed movement, the moving object is moved at a low speed in the same direction as the high-speed movement while monitoring the detection signal of the position sensor. The moving object is further moved at a low speed in the direction opposite to the high-speed movement when the state changes, and the movement of the moving object is stopped when the state of the detection signal of the position sensor changes again. Mobile control device.

前記位置センサは、発光素子と受光素子とを組み合わせたフォトインタラプタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 Said position sensor, the movement control device according to claim 1 or 2, characterized in that a photo-interrupter which combines a light emitting element and a light receiving element.

前記パルス駆動モータがステッピングモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 Movement control apparatus according to claim 1 or 2, wherein said pulse drive motor is a stepping motor.

前記制御回路は、前記パルス駆動モータに駆動パルス電流を供給するモータドライブと、前記モータドライブにパルス電流制御信号を供給するモータコントローラと、前記モータコントローラに指令信号を供給する上位コントローラとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 The control circuit includes a motor drive that supplies a drive pulse current to the pulse drive motor, a motor controller that supplies a pulse current control signal to the motor drive, and a host controller that supplies a command signal to the motor controller. movement control apparatus according to claim 1 or 2, characterized in.

前記制御回路は前記パルス駆動モータの高速移動前に前記パルス駆動モータの位相を前回の動作終了時の位相に合わせるための位相合わせ制御を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 3. The movement according to claim 1, wherein the control circuit performs phase alignment control for adjusting the phase of the pulse driving motor to the phase at the end of the previous operation before the pulse driving motor moves at high speed. 4. Control device.

前記位相合わせ制御は、前記パルス駆動モータに駆動電流を通電しない状態で、前記制御回路側で駆動パルスを流すことにより行なうことを特徴とする請求項６記載の移動制御装置。 7. The movement control device according to claim 6 , wherein the phase matching control is performed by causing a drive pulse to flow on the control circuit side in a state where no drive current is supplied to the pulse drive motor.

前記被移動体がカメラ装置のフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 Movement control apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said movable body is a focus lens of a camera device.

前記制御回路は、前回の動作終了時における被移動体の位置情報を保存し、その位置情報と予め与えられている位置センサの位置情報とに基づいて、被移動体と位置センサとの距離を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 The control circuit stores the position information of the moving object at the end of the previous operation, and determines the distance between the moving object and the position sensor based on the position information and the position information of the position sensor given in advance. The movement control device according to claim 1 , wherein the movement control device is determined.

前記制御回路は、被移動体の動作終了時に、予め決められている待機位置に被移動体を戻した状態で動作を終了し、前記待機位置と位置センサとの距離を被移動体と位置センサとの距離として判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。 The control circuit ends the operation in a state where the movable body is returned to a predetermined standby position at the end of the operation of the movable body, and determines the distance between the standby position and the position sensor. The movement control device according to claim 1 , wherein the movement control device is determined as a distance to the movement control device.

前記制御回路は、前回の動作終了以降の異常状態の発生を監視する監視機能を有し、被移動体の移動開始時に、前記監視機能によって異常の発生が検出されている場合には、前記被移動体と位置センサとの距離判定による高速移動制御を行なわないことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。
The control circuit has a monitoring function for monitoring the occurrence of an abnormal state after the end of the previous operation, and when the occurrence of an abnormality is detected by the monitoring function at the start of movement of the moving object, movement control apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is made fast movement control by distance determination between the position sensor and the moving body.