(57)【要約】【課題】環境変化により特性が変化した場合でも、振動型アクチュエータを安定して制御することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】振動型アクチュエータの制御装置（１）であって、振動型アクチュエータの目標値を生成する生成手段（１０１）と、目標値に基づいて振動型アクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御手段（１０３）と、外乱を推定する推定手段（１０７）と、目標値と外乱とに基づいてフィードバック制御手段のゲインを補正する補正手段（１０６）とを有する。【選択図】図１
2019090921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動型アクチュエータの制御装置であって、
前記振動型アクチュエータの目標値を生成する生成手段と、
前記目標値に基づいて前記振動型アクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
外乱を推定する推定手段と、
前記目標値と前記外乱とに基づいて前記フィードバック制御手段のゲインを補正する補正手段と、を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記ゲインは、前記フィードバック制御手段の比例ゲインであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記目標値として、前記振動型アクチュエータの目標加速度および目標位置を生成し、
前記フィードバック制御手段は、前記振動型アクチュエータの前記目標位置と現在位置との差に前記ゲインを乗算し、
前記補正手段は、前記目標加速度と前記外乱とに基づいて前記ゲインを補正することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記推定手段は、前記振動型アクチュエータの前記現在位置を示す位置信号と前記フィードバック制御手段の出力信号とに基づいて前記外乱を推定することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記振動型アクチュエータに設定された基準周波数と前記フィードバック制御手段の出力信号とに基づいて、前記振動型アクチュエータに印加する電圧の周波数を算出する算出手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記振動型アクチュエータをフィードフォワード制御するフィードフォワード制御手段を更に有し、
前記フィードフォワード制御手段は、前記目標位置から得られた目標速度または目標加速度に前記ゲインを乗算することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項７】
前記推定手段は、前記振動型アクチュエータへ印加する電圧の周波数、振幅、および、位相差のうち少なくとも一つに関する外乱オブザーバであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
姿勢情報を検出する検出手段を更に有し、
前記補正手段は、前記外乱と前記姿勢情報とに基づいて前記ゲインを補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記フィードバック制御手段の前記ゲインが段階的に変化するように前記ゲインを補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、
前記外乱が第１の外乱の場合、前記ゲインを第１のゲインに補正し、
前記外乱が前記第１の外乱よりも大きい第２の外乱の場合、前記ゲインを前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインに補正することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記振動型アクチュエータにより駆動されるレンズと、を有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
振動型アクチュエータの目標値を生成するステップと、
前記目標値に基づいて前記振動型アクチュエータをフィードバック制御するステップと、
外乱を推定するステップと、
前記目標値と前記外乱とに基づいて前記フィードバック制御のゲインを補正するステップと、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
振動型アクチュエータの目標値を生成するステップと、
前記目標値に基づいて前記振動型アクチュエータをフィードバック制御するステップと、
外乱を推定するステップと、
前記目標値と前記外乱とに基づいて前記フィードバック制御のゲインを補正するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータ等の振動型アクチュエータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータは、圧電素子により振動を発生させて駆動を行うアクチュエータである。振動型アクチュエータは、位相差を有する電圧を圧電素子に印加することにより駆動される。また、圧電素子に印加する電圧の位相差、振幅、および、周波数を変えることにより、振動型アクチュエータの駆動速度を制御することができる。ところで、振動型アクチュエータに用いられる圧電素子は、温度変化などの環境変化によりその特性が変化するため、その対策が必要である。
【０００３】
特許文献１には、振動型アクチュエータを一定速度にフィードバック制御している際の周波数の変化量に基づき、予め用意されたテーブルを参照して制御に最適なゲインを求める方法が開示されている。特許文献２には、圧電素子に印加する電圧の位相差と速度とが比例する関係、および、電圧の周波数と速度とが比例する関係に基づいて、環境変化の影響により変化した特性の補正方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８７４６９号公報
【特許文献２】特開２００８−５４４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法は、振動型アクチュエータを一定速度で駆動する必要があるため、レンズのフォーカス駆動など、一定速度での駆動期間が少ない場合にはその適用が難しい。特許文献２に開示された方法では、比例定数が一定であることを前提として特性を補正するが、環境変化が大きい場合には比例定数も変化するため、特性の補正は困難である。このため、環境変化により特性が変化した場合、振動型アクチュエータを安定して制御することは難しい。
【０００６】
そこで本発明は、環境変化により特性が変化した場合でも、振動型アクチュエータを安定して制御することが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての制御装置は、振動型アクチュエータの制御装置であって、前記振動型アクチュエータの目標値を生成する生成手段と、前記目標値に基づいて前記振動型アクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、外乱を推定する推定手段と、前記目標値と前記外乱とに基づいて前記フィードバック制御手段のゲインを補正する補正手段とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としてのレンズ装置は、前記制御装置と、前記振動型アクチュエータにより駆動されるレンズとを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としての撮像装置は、前記レンズ装置と、前記レンズ装置を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としての制御方法は、振動型アクチュエータの目標値を生成するステップと、前記目標値に基づいて前記振動型アクチュエータをフィードバック制御するステップと、外乱を推定するステップと、前記目標値と前記外乱とに基づいて前記フィードバック制御のゲインを補正するステップとを有する。
【００１１】
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。
【００１２】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、環境変化により特性が変化した場合でも、振動型アクチュエータを安定して制御することが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各実施形態における駆動制御部のブロック図である。
【図２】各実施形態におけるレンズ駆動部のブロック図である。
【図３】第１の実施形態における周波数と速度との関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態における操作量と速度との関係を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態における操作量から速度までのブロック図である。
【図６】第１の実施形態における操作量から位置までのブロック図である。
【図７】第１の実施形態における操作量の微分値から位置までのブロック図である。
【図８】図７を変換したブロック図である。
【図９】図８に外乱を加えたブロック図である。
【図１０】第１の実施形態における外乱オブザーバの構成図である。
【図１１】第１の実施形態における推定外乱と傾き変化率との関係を示すグラフである。
【図１２】第２の実施形態における位相差と速度との関係を示すグラフである。
【図１３】第３の実施形態における駆動制御部のブロック図である。
【図１４】第４の実施形態における軌道プロファイルである。
【図１５】第４の実施形態における加速度と推定外乱とゲイン補正量との関係を示す図である。
【図１６】第５の実施形態における撮像装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
まず、図２を参照して、本発明の第１の実施形態におけるレンズ駆動部について説明する。図２は、レンズ駆動部１０のブロック図である。なお本実施形態において、振動型アクチュエータによる駆動対象（被駆動部）はレンズであるが、これに限定されるものではない。
【００１７】
レンズ駆動部１０は、駆動制御部１、駆動回路１１、振動型アクチュエータ２、および、レンズ１２の現在位置（実位置）を検出する位置検出手段１３を備えて構成される。駆動制御部１は、振動型アクチュエータの制御装置である。駆動回路１１は、駆動制御部１から出力された駆動指令値（制御信号）３に応じて、振動型アクチュエータ２に電圧（駆動電圧）を供給する。具体的には、駆動回路１１は、ＰＷＭドライバおよび昇圧回路を備えて構成されている。振動型アクチュエータ２は、超音波モータなど、圧電素子により振動を発生させて回転方向や並進方向に推進力を得るアクチュエータである。位置検出手段１３は、レンズ１２の現在位置を示す位置情報（位置信号）４を検出するセンサである。位置検出手段１３は、エンコーダやレーザ変位計などを用いてレンズ１２の現在位置を検出し、位置情報４として駆動制御部１へ送る。
【００１８】
次に、図１を参照して、駆動制御部１について説明する。図１は、駆動制御部１のブロック図である。目標値生成部（生成手段）１０１は、レンズＣＰＵなどの上位コントローラ（不図示）から出力されたレンズ駆動量や速度（駆動指令）に応じて、振動型アクチュエータ２（レンズ１２）の目標位置、目標速度、目標加速度などの目標値（目標値信号）を生成する。なお本実施形態において、駆動制御部１は位置のフィードバック制御系である（フィードバック信号が位置信号である）が、これに限定されるものではない。例えば、フィードバック信号が速度信号である場合、目標値生成部１０１は、目標速度を出力する。
【００１９】
ＦＦ制御器（フィードフォワード制御手段）１０２は、目標値生成部１０１から出力された目標位置ｐｔ（目標位置信号）を受け取り、フィードフォワード信号を出力する（フィードフォワード制御を行う）。ＦＦ制御器１０２は、目標位置ｐｔを微分して目標速度を算出し、目標速度にゲインを乗算することで、速度フィードフォワード信号を生成する。または、ＦＦ制御器１０２は、目標位置信号を二階微分して目標加速度を算出し、目標加速度にゲインを乗算することで、加速度フィードフォワード信号を生成してもよい。なお本実施形態において、フィードフォワード制御は必須ではなく、駆動制御部１にＦＦ制御器１０２を設けなくてもよい。
【００２０】
減算器１０４は、目標値生成部１０１から出力された目標位置ｐｔと位置検出手段１３から出力された位置情報４（現在位置ｐｃ）との差である位置偏差ｅ（＝ｐｔ−ｐｃ）を算出する。ＦＢ制御器（フィードバック制御手段）１０３は、減算器１０４により算出された位置偏差ｅを受け取り、位置偏差ｅを小さくするような操作量（フィードバック信号ＳＦＢ）を出力する。具体的には、ＦＢ制御器１０３は、ＰＩＤ制御器のようなフィードバック制御器であり、目標値に基づいて振動型アクチュエータ２をフィードバック制御する。本実施形態において、ＦＢ制御器１０３は、振動型アクチュエータ２の目標位置ｐｔと現在位置ｐｃとの差（位置偏差ｅ）にゲイン（比例ゲイン）を乗算する。加算器１０５は、ＦＦ制御器１０２から出力されたフィードフォワード信号ＳＦＦと、ＦＢ制御器１０３から出力されたフィードバック信号ＳＦＢとを加算し、操作量ｕ（＝ＳＦＦ＋ＳＦＢ）を求める。
【００２１】
周波数算出部（算出手段）１０９は、操作量ｕに基づいて、駆動回路１１に設定する周波数を算出し、周波数駆動指令値３ｂを出力する。すなわち周波数算出部１０９は、振動型アクチュエータ２に設定された基準周波数１０８と操作量ｕとに基づいて、振動型アクチュエータ２に印加する電圧の周波数（駆動周波数）を算出する。
【００２２】
図３は、振動型アクチュエータ２の駆動周波数（周波数ｆ）と駆動速度（速度ｖ）との関係（特性データ、ｆ−ｖ特性）を示すグラフである。横軸は周波数ｆ（ｋＨｚ）、縦軸は速度ｖ（ｍｍ／ｓ）をそれぞれ示している。ここで基準周波数（ｆｒ）１０８は、振動型アクチュエータ２の基準速度Ｖｒに到達するための周波数（駆動周波数）と定義される。基準周波数（ｆｒ）１０８は、振動型アクチュエータ２の公称値として予め設定された値である。または、レンズ駆動部１０の組み立ての際に、図３のような特性データを取得することで得ることができる。周波数算出部１０９は、以下の式（１）で表されるように、周波数駆動指令値３ｂを算出する。
【００２３】
周波数駆動指令値＝基準周波数（ｆｒ）−操作量（ｕ）  …  （１）
本実施形態において、位相差算出部１１０は、位相差駆動指令値３ａとして固定値（例えば９０°）を出力する。外乱オブザーバ（推定手段）１０７は、位置情報４と操作量ｕとに基づいて外乱を推定して出力する。すなわち外乱オブザーバ１０７は、振動型アクチュエータ２の現在位置を示す位置信号（位置情報４）とＦＢ制御器１０３の出力信号（フィードバック信号ＳＦＢ）とＦＦ制御器１０２の出力信号（フィードフォワード信号ＳＦＦ）とに基づいて外乱を推定する。ここで外乱とは、図３に示される特性データ（ｆ−ｖ特性）の傾きに相当する。このため外乱オブザーバ１０７は、ｆ−ｖ特性の傾き推定手段であるともいえる。なお、外乱オブザーバ１０７の詳細については後述する。ゲイン補正量演算器（補正手段）１０６は、外乱オブザーバ１０７により推定された外乱と、目標値生成部１０１により生成された目標値（目標加速度）とに基づいて、ＦＦ制御器１０２およびＦＢ制御器１０３のそれぞれのゲイン（比例ゲイン）を補正する。
【００２４】
次に、外乱オブザーバ１０７を設計するためのモデルの考え方について説明をする。図４は、本実施形態における操作量ｕと速度ｖとの関係を示すグラフである。図４において、横軸は操作量ｕ、縦軸は速度ｖをそれぞれ示している。式（１）および図３より、操作量ｕが０の場合、周波数駆動指令値３ｂは基準周波数ｆｒになる。このため図４のグラフは、図３のグラフを左右反転させたような特性になっている。
【００２５】
図５は、操作量ｕから速度ｖまでのブロック図である。図４において操作量ｕ＝０における傾き（図４中の一点鎖線）をαとすると、図５に示されるように、操作量ｕから速度ｖまでの算出を表現することができる。図６は、ラプラス演算子ｓを用いて、操作量ｕから位置ｐまでの算出を表現したブロック図であり、位置ｐ、速度ｖ、および操作量ｕを用いて以下の式（２）のように表すことができる。
【００２６】
【数１】
2019090921.tif 000003
【００２７】
ここで、式（２）を式（３）で表される状態方程式の表現に変換することを考える。
【００２８】
【数２】
2019090921.tif 000004
【００２９】
状態量ｘとして位置ｐ、出力ｙも位置ｐとする場合、図６に示されるブロック図（システムの状態方程式）は、以下の式（４）のように表される。
【００３０】
【数３】
2019090921.tif 000005
【００３１】
式（４）において、システム行列Ａが０であることから、図６のシステムは可観測性を満たすことができない。そこで図７に示されるように、システムの入力端に積分器を接続した拡大系を考える。図７は、操作量ｕの微分値から位置ｐまでのブロック図である。積分の算出とゲインαの算出は可換であるため、図７は、図８に示されるシステムとみなすことができる。図８は、図７を変換したブロック図である。図８のシステムについて、状態方程式を導出すると、以下の式（５）のように表される。
【００３２】
【数４】
2019090921.tif 000006
【００３３】
式（５）において可観測性を満たすため、極配置法や最適制御理論を用いることにより、外乱オブザーバ１０７を設計することができる。本実施形態では、外乱オブザーバ１０７を設計するため、図８のシステムを更に拡張することを考える。
【００３４】
図９は、図８のシステムに外乱（推定外乱）ｄを加えたブロック図である。外乱ｄを考慮した状態方程式を導出すると、以下の式（６）のように表される。
【００３５】
【数５】
2019090921.tif 000007
【００３６】
式（６）においても可観測性を満たすため、外乱オブザーバ１０７を設計することができる。式（６）の状態変数は外乱ｄを含むため、外乱オブザーバ１０７により外乱ｄを推定することができる。
【００３７】
図１０は、外乱オブザーバ１０７のブロック図である。本実施形態において、外乱オブザーバ１０７は同一次元オブザーバを構成している。図１０中の記号「＾」は推定値であることを示している。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｃ’、Ｌはそれぞれ、以下の式（７）のように定義される。
【００３８】
【数６】
2019090921.tif 000008
【００３９】
式（７）において、Ｌｐ、Ｌｖ、Ｌｄはオブザーバゲインであり、システム（Ａ−ＬＣ）が安定になるように設計されたゲインである。Ｆはフィルタ（ローパスフィルタ）である。操作量ｕを微分する前にローパスフィルタＦを通過させることで、操作量ｕの微分値が過大になることを防ぐことができる。
【００４０】
ゲイン補正量演算器１０６は、外乱オブザーバ１０７から出力された外乱（推定外乱）ｄと、目標値生成部１０１から出力された目標加速度とに基づいて、ＦＦ制御器１０２およびＦＢ制御器１０３のそれぞれのゲイン（比例ゲイン）を補正する。ここで、ゲインの補正量の具体的な算出方法について説明する。説明の都合上、目標加速度は固定値である仮定する。振動型アクチュエータ２のゲインが変化した際に、外乱オブザーバ１０７により推定される外乱ｄ（推定外乱）との関係は、図１１のようになる。図１１は、推定外乱と傾き変化率（ゲイン変化率ｙ）との関係を示すグラフである。図１１において、横軸は推定外乱、縦軸は傾き変化率（ゲイン変化率）をそれぞれ示している。ゲイン変化率ｙは、以下の式（８）で表されるように、推定外乱が０のときにゲイン変化率が０になるような３次多項式で近似することができる。
【００４１】
【数７】
2019090921.tif 000009
【００４２】
式（８）で表される３次多項式は、図６のモデルと図１０の外乱オブザーバ１０７の設計結果より、シミュレーションにより算出することができる。式（８）の係数ｆ１、ｆ２、ｆ３はそれぞれ、目標加速度の比の３乗、２乗、１乗に反比例する。このため、ゲイン補正量演算器１０６は、目標値加速度に基づいて係数ｆ１、ｆ２、ｆ３を設定し、式（８）を用いて推定外乱（外乱ｄ）からゲイン変化率ｙを算出することができる。
【００４３】
本実施形態において、ゲイン補正量演算器１０６は、ゲイン補正量（補正ゲイン）をゲイン変化率ｙの逆数として算出し、ＦＦ制御器１０２やＦＢ制御器１０３に出力する。すなわち本実施形態において、ゲイン補正量演算器１０６は、外乱が第１の外乱の場合、各制御器に設定されるゲインを第１のゲインに補正する。一方、外乱が第１の外乱よりも大きい第２の外乱の場合、各制御器に設定されるゲインを第１のゲインよりも小さい第２のゲインに補正する。本実施形態によれば、ＦＦ制御器１０２やＦＢ制御器１０３に対してゲイン補正量（補正ゲイン）を掛けることで、振動型アクチュエータ２の特性変化に対して適切なゲイン（比例ゲイン）が設定される。
【００４４】
なお本実施形態において、ゲイン補正量演算器１０６はゲイン補正量として補正ゲインを算出し、算出した補正ゲインをＦＦ制御器１０２やＦＢ制御器１０３へ与えることにより各制御器のゲインを補正するが、これに限定されるものではない。例えば、ゲイン補正量演算器１０６は、各制御器に設定されているゲインに対する変化量（ゲイン変化量）をゲイン補正量として算出して各制御器へ出力してもよい。この場合、各制御器は、現在設定されているゲインに対して、ゲイン補正量演算器１０６か出力されたゲイン変化量を乗算するなどしてゲインを補正することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、位相差算出部１１０から出力される位相差駆動指令値３ａは固定値であり、周波数算出部１０９から出力される周波数駆動指令値３ｂを操作量ｕとして用いる構成について説明した。一方、本実施形態では、位相差駆動指令値３ａを操作量ｕとして用いる場合について説明する。
【００４６】
図１２は、位相差駆動指令値３ａと速度ｖとの関係を示すグラフである。図１２において、横軸は位相差（ｄｅｇｒｅｅ）、縦軸は速度ｖ（ｍｍ／ｓ）をそれぞれ示している。また図１２において、実線は実際の特性、点線は使用領域での特性の近似直線である。近似直線の傾きをα’とすると、位相差と速度との関係は、以下の式（９）のように表される。
【００４７】
速度  ＝  α’×  位相差    …  （９）
式（９）は、図５中のαをα’、操作量ｕを位相差に置き換えることで、図５と等価であることがわかる。このため、位相差駆動指令値３ａを操作量ｕとして考えても、外乱オブザーバ１０７を設計することができる。また、一般的に振動型アクチュエータ２の操作量ｕとして、印加する電圧の振幅およびＰＷＭ  Ｄｕｔｙ（デューティ比）を変えることで、速度ｖを変化させることが可能であることが知られている。このような操作量ｕで速度ｖを制御するような場合でも、同様の考え方により、外乱オブザーバ１０７を構成することができる。振動型アクチュエータ２へ印加する電圧の周波数、位相差、および、振幅のうちの少なくとも一つを操作量ｕとして切り替えながら制御する制御装置では、各操作量に応じた外乱オブザーバを構成することにより、操作量ごとにゲインを補正することも可能である。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、図１３を参照して、第３の実施形態について説明する。図１３は、本実施形態における駆動制御部（制御装置）１ａのブロック図である。本実施形態の駆動制御部１ａは、前述の各実施形態の駆動制御部１に対して、姿勢検出手段（検出手段）１１１および減算器１１２が更に設けられている。外乱オブザーバ１０７により推定される外乱は、図９に示されるように、加速度ａと比例する。カメラのレンズ１２のように、ユーザの持ち方により振動型アクチュエータ２の駆動方向が変わる場合、外乱オブザーバ１０７により推定される外乱は重力を含む。姿勢検出手段１１１は、加速度計などのセンサにより重力を検出することができる。姿勢検出手段１１１は、検出した重力と振動型アクチュエータ２の駆動方向との角度差（姿勢）を検出し、重力による外乱（姿勢情報）を算出する。減算器１１２は、外乱オブザーバ１０７が推定した外乱から、姿勢検出手段１１１により算出された重力の影響（重力による外乱、すなわち姿勢情報）を減算し、その結果をゲイン補正量演算器１０６へ出力する。これにより、被駆動部であるレンズ１２の姿勢が変化する場合でも、その姿勢の変化による影響を低減し、振動型アクチュエータ２の特性変化に対して適切なゲイン（比例ゲイン）を設定することができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
次に、図１４および図１５を参照して、第４の実施形態におけるゲイン補正の手順について説明する。図１４は、目標値生成部１０１で生成させる軌道プロファイルの一例である。図１４において、横軸は時間、縦軸は加速度、速度、および、位置のそれぞれを示している。図１４の軌道プロファイルでは、時刻ｔ１〜ｔ２の区間で加速し、時刻ｔ２〜ｔ３の区間は等速で駆動し、時刻ｔ３〜ｔ４の区間で減速している状態を示している。図１５は、加速度プロファイル、外乱オブザーバ１０７による推定外乱、および、ゲイン補正量演算器１０６から出力されるゲイン補正値をそれぞれ示す図である。図１５において、横軸は時間、縦軸は加速度、推定外乱、および、ゲイン補正値をそれぞれ示している。
【００５０】
本実施形態では、加速区間（時刻ｔ１〜ｔ２）でゲイン補正量を算出し、等速区間（時刻ｔ２〜ｔ３）でゲイン補正量を設定する。まず加速区間では、振動型アクチュエータ２の加速が始まると、外乱オブザーバ１０７から推定外乱が出力される。ゲイン補正量演算器１０６は、加速区間終了時点（時刻ｔ２）における推定外乱の値を用いて、ゲイン補正量を算出する。なお、ゲイン補正量をそのままＦＦ制御器１０２およびＦＢ制御器１０３に対して与えると、パラメータの急激な変化により、振動型アクチュエータ２の位置や速度に跳びが生じることがある。
【００５１】
このため本実施形態では、図１５に示されるように、ゲイン補正量の算出終了時（時刻ｔ５）から減速開始時（時刻ｔ３）までの区間において、ゲイン補正量を滑らかに変化させる（または、段階的に変化させる）ことが好ましい。例えば、ゲイン補正量が１．１であれば、０〜１．１まで滑らかに（段階的に）変化させる。減速開始時には、ゲイン補正が完了しているため、減速区間では、振動型アクチュエータ２の特性変化に対応したゲインにより駆動することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
次に、図１６を参照して、第５の実施形態における撮像装置について説明する。図１６は、撮像装置２００（一眼レフカメラ）の構成図である。図１６において、レンズ鏡筒（交換レンズ）２０１は、撮像光学系（レンズユニット）２０２を有する。撮像光学系２０２は、レンズ駆動部１０により駆動されるレンズ１２を含む。
【００５３】
カメラボディ（撮像装置本体）２０３は、クイックリターンミラー２０４、焦点板２０５、ペンタダハプリズム２０６、および、接眼レンズ２０７などを備えて構成されている。クイックリターンミラー２０４は、撮像光学系２０２を介して形成された光束を上方に反射する。焦点板２０５は、撮像光学系２０２の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム２０６は、焦点板２０５に形成された逆像を正立像に変換する。ユーザは、その正立像を、接眼レンズ２０７を介して観察することができる。
【００５４】
撮像素子２０８は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを備え、撮像光学系２０２を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換して画像データを出力する。撮影時には、クイックリターンミラー２０４が光路から退避して、撮像光学系２０２を介して撮像素子２０８上に光学像が形成される。制御部２０９は、ＣＰＵを有し、撮像装置２００の各部の動作を制御する。また制御部２０９からの指令に基づいて、レンズ駆動部１０はレンズ１２を駆動する。
【００５５】
なお撮像装置２００は、撮像素子２０８を有するカメラボディ２０３と、カメラボディ２０３に着脱可能に取り付けられたレンズ鏡筒２０１とにより構成されているが、これに限定されるものはない。カメラボディとレンズ鏡筒とが一体的に構成された撮像装置であってもよいし、クイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラ（ミラーレスカメラ）であってもよい。
【００５６】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００５７】
各実施形態によれば、環境変化により特性が変化した場合でも、振動型アクチュエータを安定して制御することが可能な制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  駆動制御部（制御装置）
１０１  目標値生成部（生成手段）
１０３  ＦＢ制御器（フィードバック制御手段）
１０６  ゲイン補正量演算器（補正手段）
１０７  外乱オブザーバ（推定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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