(57)【要約】【課題】少ない回路素子の追加で、起動直後に起こる線形運動デバイスの衝突音及びコイルの音鳴りを消すことができるようにすること。【解決手段】磁場センサ１２は、磁石１７が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号ＶＭＯを出力する。ＰＩＤ制御器１３は、移動体の位置を指示するための目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとをＰＩＤ演算して磁石１７の操作量ＭＶを生成する。第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとを切り替える。プリドライバ１１４は、操作量ＭＶを増幅した信号ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２を生成する。出力ドライバ１５は、操作量ＭＶに比例した電流を線形デバイス１１の駆動コイル１８に供給する。【選択図】図７
2015055937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に取り付けられた磁石と駆動コイルとを有する線形運動デバイスを備え、前記磁石が発生する磁場を検出し、前記駆動コイルにより外部から指示された位置に前記線形運動デバイスを移動させる線形運動デバイスの制御装置において、
前記磁石が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号を出力する磁場センサと、
前記移動体の位置を指示するための目標位置信号と前記第１の出力信号とをＰＩＤ演算して前記磁石の操作量を生成するＰＩＤ制御器と、
前記第１の出力信号と前記操作量に比例する信号とを切り替え、前記目標位置信号と前記第１の出力信号とを切り替える第１のスイッチ部と
を備えていることを特徴とする線形運動デバイスの制御装置。
【請求項２】
前記操作量を増幅した信号を生成するプリドライバと、
前記操作量を増幅した信号と接地とを切り替える第２のスイッチ部と、
前記第２のスイッチ部から信号を入力とし、前記操作量に比例した電流を前記線形デバイスの駆動コイルに供給する出力ドライバと
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項３】
前記第１のスイッチ部と前記第２のスイッチ部の切り替えタイミングを制御するループ切替回路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項４】
起動初期に、前記操作量に比例する信号を前記ＰＩＤ制御器の制御入力信号として選択し、前記第１の出力信号を前記ＰＩＤ制御器の制御目標値として選択し、疑似フィードバックループを形成することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項５】
前記起動初期に、前記接地を前記出力ドライバの入力として選択することを特徴とする請求項４に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項６】
前記制御目標値と前記制御入力信号との偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替えることを特徴とする請求項４又は５に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項７】
前記操作量に比例する信号は、前記操作量を積分した信号であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項８】
前記操作量に比例する信号は、前記プリドライバが前記操作量を増幅した信号であることを特徴とする請求項２に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項９】
前記プリドライバは、前記操作量を増幅した信号を生成する増幅器を備えていることを特徴とする請求項２に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項１０】
前記プリドライバは、前記増幅器の構成を積分回路の構成に切り替えるための切替スイッチと、前記積分回路を構成するためのコンデンサとを備えていることを特徴とする請求項９に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項１１】
前記ＰＩＤ制御器に接続されたＰＷＭ生成回路と、該ＰＷＭ生成回路に接続された出力ドライバとを備え、該出力ドライバがＨブリッジ回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項１２】
前記ＰＷＭ生成回路は、
のこぎり波を生成するのこぎり波生成回路と、
前記のこぎり波と前記操作量とを比較する比較器と
を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項１３】
前記ＰＷＭ生成回路は、前記のこぎり波生成回路の構成を積分回路の構成に切り替えるための切替スイッチを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の線形運動デバイスの制御装置。
【請求項１４】
移動体に取り付けられた磁石と駆動コイルとを有する線形運動デバイスを備え、前記磁石が発生する磁場を検出し、前記駆動コイルにより外部から指示された位置に前記線形運動デバイスを移動させる線形運動デバイスの制御装置における制御方法において、
磁場センサにより、前記磁石が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号を出力するステップと、
ＰＩＤ制御器により、前記移動体の位置を指示するための目標位置信号と前記第１の出力信号とをＰＩＤ演算して前記磁石の操作量を生成するステップと、
第１のスイッチ部により、前記第１の出力信号と前記操作量に比例する信号とを切り替え、前記目標位置信号と前記第１の出力信号とを切り替えるステップと
を有していることを特徴とする線形運動デバイスの制御方法。
【請求項１５】
プリドライバ又はＰＷＭ生成回路により、前記操作量に比例した信号を生成するステップと、
第２のスイッチ部により、前記操作量に比例した信号と接地とを切り替えるステップと、
出力ドライバにより、前記第２のスイッチ部から信号を入力とし、前記操作量に比例した電流を前記線形デバイスの駆動コイルに供給するステップと
を有していることを特徴とする請求項１４に記載の線形運動デバイスの制御方法。
【請求項１６】
ループ切替回路により、前記第１のスイッチ部と前記第２のスイッチ部の切り替えタイミングを制御することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の線形運動デバイスの制御方法。
【請求項１７】
起動初期に、前記操作量に比例する信号を前記ＰＩＤ制御器の制御入力信号として選択し、前記第１の出力信号を前記ＰＩＤ制御器の制御目標値として選択し、疑似フィードバックループを形成することを特徴とする請求項１４，１５又は１６に記載の線形運動デバイスの制御方法。
【請求項１８】
前記起動初期に、前記接地を前記出力ドライバの入力として選択することを特徴とする請求項１７に記載の線形運動デバイスの制御方法。
【請求項１９】
前記制御目標値と前記制御入力信号との偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替えることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の線形運動デバイスの制御方法。
【請求項２０】
前記操作量に比例する信号は、前記操作量を積分した信号であることを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれかに記載の線形運動デバイスの制御方法。
【請求項２１】
前記操作量に比例する信号は、前記プリドライバが前記操作量を増幅した信号であることを特徴とする請求項１５に記載の線形運動デバイスの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線形運動デバイスの制御装置及びその制御方法に関し、より詳細には、起動直後に起こる線形運動デバイスの衝突音及びコイルの音鳴りを消すことができる、オートフォーカス（ＡＦ）レンズなどの線形運動デバイスの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のデジタルカメラ及び携帯電話機や、インターネットとの親和性が高く、パソコンの機能をベースとして作られた多機能携帯電話であるスマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）などに搭載されているカメラモジュールの多くには、オートフォーカス機能が搭載されている。このようなコンパクトなカメラに搭載されるオートフォーカス機能には、コントラスト検出方式が採用されることが多い。このコントラスト検出方式は、実際にレンズを移動させて、撮像画像内の被写体のコントラストが最大化されるレンズ位置を検出し、その位置にレンズを移動させる方式である。
【０００３】
このようなコントラスト検出方式は、被写体に赤外線や超音波を照射して、その反射波から被写体までの距離を測定するアクティブ方式と比較し、低コストで実現することができる。ただし、被写体のコントラストが最大化されるレンズ位置を探索するまでに時間がかかるという問題がある。
ところで、一般のデジタルカメラ及び携帯電話機などに搭載されているカメラモジュールの画素数は年々増加しており、これらコンパクトなカメラでも、高精細な画像が撮影可能になってきている。高精細な画像では、ピントずれが目立ちやすく、より高精度なオートフォーカス制御が求められている。
【０００４】
また、一般に、入力信号と、この入力信号に応じた変位とが一次関数で表されるデバイスは、線形運動デバイスと言われている。この種の線形運動デバイスには、例えば、カメラのオートフォーカスレンズなどがある。
図１（ａ），（ｂ）は、一般的なＰＩＤ制御の２つの形態を示したブロック図である。線形運動デバイスの制御には、図１（ａ）に示すような、制御目標値ＳＶと制御対象である線形運動デバイスからの制御入力信号ＰＶとの制御偏差を比例（Ｐ）演算、積分（Ｉ）演算及び微分（Ｄ）演算してそれぞれを加算した制御出力信号ＭＶを制御対象に出力するＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御が用いられる。
【０００５】
しかしながら、制御偏差に対して比例、積分及び微分の演算を行うＰＩＤ制御は、制御目標値ＳＶ変更時、微分演算による制御出力信号ＭＶの急峻な変化が発生して操作端やプロセスなどにショック与えることや、外乱抑制特性が最適になるようにＰＩＤパラメータを調整すると制御目標値ＳＶの追従特性がオーバーシュートすることなどの問題を持つことが一般的に知られている。
【０００６】
この問題を緩和するため、図１（ｂ）に示すような、制御目標値ＳＶに対する比例演算、微分演算をやめて制御入力信号ＰＶのみ比例演算及び微分演算を行う比例微分先行形ＰＩＤ制御をこの種の制御方式に用いることが多い。本発明における制御装置も上述した問題を緩和するために比例微分先行形のＰＩＤ制御器１３を実装するものである。
例えば、特許文献１に記載のものは、この種のＰＩＤ制御器に関するもので、この特許文献１には、誤操作等に起因して短時間のうちに目標値ＳＶを繰返し変更させても、リセットワインドアップ現象の防止機能を確保しつつ積分処理動作による制御系への悪影響を抑えることができる制御装置が開示されている。
【０００７】
図２は、線形制御デバイスを制御する従来の制御装置を説明するためのブロック図である。図２に示した従来の制御装置１０は、磁場センサ１２とＰＩＤ制御器１３とプリドライバ１４と出力ドライバ１５とを備えている。図中に符号１１を付して示したのは、制御装置１０によってフィードバック制御される線形運動デバイスである。線形運動デバイス１１は、駆動コイル１８と磁石１７とを備えている。したがって、駆動コイル１８に電流を流すことにより、磁石１７が移動され、その磁石１７に固定されているレンズ（図示せず）の位置調整が可能となる。
【０００８】
つまり、線形運動デバイス１１の制御装置１０は、レンズ（移動体）に取り付けられた磁石１７を有する線形運動デバイス１１と、この線形運動デバイス１１の磁石１７の近傍に配置された駆動コイル１８とを備え、この駆動コイル１８にコイル電流が流れることによって発生する力により磁石１７を移動させるように構成されている。
磁場センサ１２は、線形運動デバイス１１が有する磁石１７の磁場を検出して制御入力信号ＰＶを出力する。ＰＩＤ制御器１３は、制御入力信号ＰＶと制御目標値ＳＶを入力とし、比例演算、積分演算及び微分演算を行い、各演算の加算を制御出力信号ＭＶとして出力する。
【０００９】
図３は、図２に示したプリドライバの回路構成を説明するための図で、図４（ａ），（ｂ）は、図２に示した出力ドライバの回路構成を説明するための図である。制御出力信号ＭＶを入力とするプリドライバ１４は、図３に示すように、制御出力信号ＭＶを反転増幅器２１によって位相を反転させた信号ＰＯＵＴ１と、この反転信号ＰＯＵＴ１をさらに反転増幅器２２によって位相を反転させた信号ＰＯＵＴ２を、図４（ａ），（ｂ）に示すような出力ドライバ１５に対して出力する。
【００１０】
制御出力信号ＭＶの大きさによって、出力ドライバ１５の出力電圧が変化し、出力ドライバ１５に接続される線形運動デバイス１１の駆動コイル１８を流れる電流が変化する。駆動コイル１８を流れる電流により、磁石１７を含む線形運動デバイス１１の位置が変化する。このとき、磁場センサ１２の出力である制御入力信号ＰＶは、磁石１７の移動に伴って変化する。制御装置１０は、制御入力信号ＰＶの変化によって線形運動デバイス１１の位置を検出し、線形運動デバイス１１の位置が制御目標値ＳＶに相当する位置に一致するようにフィードバック制御を行っている。
【００１１】
図５（ａ），（ｂ）は、図２の制御装置を起動した直後のＰＩＤ制御器の制御出力信号ＭＶ及び制御出力信号ＭＶによって駆動される線形運動デバイスの挙動について示した図である。図５（ａ）は、制御入力信号ＰＶをＰＩＤ演算した波形及びＰＩＤ演算を加算して得られる制御出力信号ＭＶの波形を示している。図５（ｂ）は、制御目標値ＳＶと制御入力信号ＰＶとの関係を示している。また、制御入力信号ＰＶと線形運動デバイス１１の位置は比例関係にある。
【００１２】
図２に示した線形運動デバイス１１の初期位置が決まった位置とならない場合、図５（ａ），（ｂ）のように、制御入力信号ＰＶと制御目標値ＳＶが一致しない状態で制御装置１０が起動する。線形運動デバイス１１が端点間の中心以外を初期位置として起動すると比例演算出力Ｐは初期値を持ち、場合によっては制御出力信号ＭＶが飽和レベルに達するような初期値となる。積分演算は制御出力信号ＭＶが飽和レベルに達しても制御入力信号ＰＶと制御目標値ＳＶとの偏差を積分し続けるため過積分となり、制御入力信号ＰＶが制御目標値ＳＶを行き過ぎてしまう、いわゆるリセットワインドアップ現象が起こり易い。
【００１３】
このとき、過積分の程度によっては線形運動デバイス１１が端点に衝突し、衝突音が発生する問題が生じる。そのため上述した制御装置１０には、制御出力信号ＭＶが飽和レベルとなったときに積分演算を止めて積分演算出力を制限することで、積分動作による出力上昇分や下降分を抑えてリセットワインドアップ現象を防止するアンチリセットワインドアップ（ＡＲＷ）機能が一般的に設けられる。
【００１４】
また、例えば、特許文献２に記載のものは、レンズの位置制御時に撮像光学系の可動部のレンズを短時間で目標位置に収束可能にした撮像装置に関するもので、ＡＦ制御においてレンズの位置制御を行う際に、撮像光学系のレンズとこのレンズを支持する弾性体とを含む可動部を制御目標位置へ移動させるとき、可動部を駆動させるための第１の制御と、可動部の振動を抑制するための第２の制御とを行い、第１の制御では、制御目標位置に対応する駆動電流値よりも小さい駆動電流値Ｉ１を供給し、可動部の駆動を開始し、第２の制御では、第１の制御の実行後、可動部の固有振動の周期Ｔ以下の時間間隔τ（例えばτ≒Ｔ／２）のタイミングで、制御目標位置に対応する駆動電流値Ｉ２を供給し、可動部の振動を打ち消すように抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平６−１６８００３号公報
【特許文献２】特開２００９-１６９０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図６（ａ），（ｂ）は、上述したＡＲＷ機能を用いた場合の図２の制御装置を起動した直後のＰＩＤ制御器の制御出力信号ＭＶ及び制御出力信号ＭＶによって駆動される線形運動デバイスの挙動について示した図である。
上述したＡＲＷ機能により、図６（ａ），（ｂ）に示すように、制御出力信号ＭＶが飽和レベルに達すると積分演算は、停止して積分演算出力を制限するため、過積分されず、制御目標値ＳＶに対する制御入力信号ＰＶの行き過ぎ量を抑制して端点衝突を防止することはできるが、制御出力信号ＭＶの飽和レベル検出が必要となるため、回路面積が増大するという問題が生じる。また、起動直後に制御出力信号ＭＶが急峻に飽和レベルに達するため、線形運動デバイス１１が備える駆動コイル１８に突入電流が流れ、この駆動コイル１８の音鳴りが発生するという問題も残る。
【００１７】
また、上述した特許文献２のように、電流量を２段階で上げることにより電流の変化量を抑える方法が知られているが、このような電流量を２段階で上げる方法では、モジュールによっては、電流変化量の抑制の度合いが不十分となり、意図した騒音の抑制効果が得られない場合がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、少ない回路素子の追加で、起動直後に起こる線形運動デバイスの衝突音及びコイルの音鳴りを消すことができる線形運動デバイスの制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、移動体に取り付けられた磁石（１７）と駆動コイル（１８）とを有する線形運動デバイス（１１）を備え、前記磁石（１７）が発生する磁場を検出し、前記駆動コイル（１８）により外部から指示された位置に前記線形運動デバイス（１１）を移動させる線形運動デバイスの制御装置（１１０）において、前記磁石（１７）が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号（ＶＭＯ）を出力する磁場センサ（１２）と、前記移動体の位置を指示するための目標位置信号（ＶＴＩ）と前記第１の出力信号（ＶＭＯ）とをＰＩＤ演算して前記磁石（１７）の操作量（ＭＶ）を生成するＰＩＤ制御器（１３）と、前記第１の出力信号（ＶＭＯ）と前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０））とを切り替え、前記目標位置信号（ＶＴＩ）と前記第１の出力信号（ＶＭＯ）とを切り替える第１のスイッチ部（ＳＷ１，ＳＷ２）とを備えていることを特徴とする。（図７；実施例１，図１０；実施例２）
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記操作量（ＭＶ）を増幅した信号（ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２）を生成するプリドライバ（１１４）と、前記操作量（ＭＶ）を増幅した信号と接地とを切り替える第２のスイッチ部（ＳＷ３，ＳＷ４）と、前記第２のスイッチ部（ＳＷ３，ＳＷ４）から信号を入力とし、前記操作量（ＭＶ）に比例した電流を前記線形デバイス（１１）の駆動コイル（１８）に供給する出力ドライバ（１５）とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１のスイッチ部（ＳＷ１，ＳＷ２）と前記第２のスイッチ部（ＳＷ３，ＳＷ４）の切り替えタイミングを制御するループ切替回路（１６）を備えていることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、起動初期に、前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０））を前記ＰＩＤ制御器（１３）の制御入力信号（ＰＶ）として選択し、前記第１の出力信号（ＶＭＯ）を前記ＰＩＤ制御器（１３）の制御目標値（ＳＶ）として選択し、疑似フィードバックループを形成することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記起動初期に、前記接地を前記出力ドライバ（１５）の入力として選択することを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、前記制御目標値（ＳＶ）と前記制御入力信号（ＰＶ）との偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替えることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０））は、前記操作量（ＭＶ）を積分した信号（ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰ）であることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰ）は、前記プリドライバ（１５）が前記操作量（ＭＶ）を増幅した信号（ＰＯＵＴ２）であることを特徴とする。（図７；実施例１）
【００２３】
また、請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記プリドライバ（１１４）は、前記操作量（ＭＶ）を増幅した信号（ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２）を生成する増幅器（２３，２４）を備えていることを特徴とする。（図８；実施例１）
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記プリドライバ（１１４）は、前記増幅器（２３，２４）の構成を積分回路の構成に切り替えるための切替スイッチ（ＳＷ５乃至ＳＷ８）と、前記積分回路を構成するためのコンデンサ（ＣＦ２）とを備えていることを特徴とする。（図８；実施例１）
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ＰＩＤ制御器（１３）に接続されたＰＷＭ生成回路（２１４）と、該ＰＷＭ生成回路（２１４）に接続された出力ドライバ（２１５）とを備え、該出力ドライバ（２１５）がＨブリッジ回路を備えていることを特徴とする。（図１０，図１１；実施例２）
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記ＰＷＭ生成回路（２１４）は、のこぎり波を生成するのこぎり波生成回路（６４）と、前記のこぎり波と前記操作量（ＭＶ）とを比較する比較器（６７，６８）とを備えていることを特徴とする。（図１２；実施例２）
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、前記ＰＷＭ生成回路（２１４）は、前記のこぎり波生成回路（６４）の構成を積分回路の構成に切り替えるための切替スイッチ（ＳＷ９乃至ＳＷ１１）を備えていることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１４に記載の発明は、移動体に取り付けられた磁石（１７）と駆動コイル（１８）とを有する線形運動デバイス（１１）を備え、前記磁石（１７）が発生する磁場を検出し、前記駆動コイル（１８）により外部から指示された位置に前記線形運動デバイス（１１）を移動させる線形運動デバイスの制御装置における制御方法において、磁場センサ（１２）により、前記磁石（１７）が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号（ＶＭＯ）を出力するステップと、ＰＩＤ制御器（１３）により、前記移動体の位置を指示するための目標位置信号（ＶＴＩ）と前記第１の出力信号（ＶＭＯ）とをＰＩＤ演算して前記磁石（１７）の操作量（ＭＶ）を生成するステップと、第１のスイッチ部（ＳＷ１，ＳＷ２）により、前記第１の出力信号（ＶＭＯ）と前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０））とを切り替え、前記目標位置信号（ＶＴＩ）と前記第１の出力信号（ＶＭＯ）とを切り替えるステップとを有していることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、プリドライバ（１１４）又はＰＷＭ生成回路（２１４）により、前記操作量（ＭＶ）に比例した信号（ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰ）を生成するステップと、第２のスイッチ部（ＳＷ３，ＳＷ４）により、前記操作量（ＭＶ）に比例した信号と接地とを切り替えるステップと、出力ドライバ（１５，２１５）により、前記第２のスイッチ部（ＳＷ３，ＳＷ４）から信号を入力とし、前記操作量（ＭＶ）に比例した電流を前記線形デバイス（１１）の駆動コイル（１８）に供給するステップとを有していることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の発明において、ループ切替回路（１６）により、前記第１のスイッチ部（ＳＷ１，ＳＷ２）と前記第２のスイッチ部（ＳＷ３，ＳＷ４）の切り替えタイミングを制御することを特徴とする。
また、請求項１７に記載の発明は、請求項１４，１５又は１６に記載の発明において、起動初期に、前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０））を前記ＰＩＤ制御器（１３）の制御入力信号（ＰＶ）として選択し、前記第１の出力信号（ＶＭＯ）を前記ＰＩＤ制御器（１３）の制御目標値（ＳＶ）として選択し、疑似フィードバックループを形成することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の発明において、前記起動初期に、前記接地を前記出力ドライバ（１５，２１５）の入力として選択することを特徴とする。
また、請求項１９に記載の発明は、請求項１７又は１８に記載の発明において、前記制御目標値（ＳＶ）と前記制御入力信号（ＰＶ）との偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替えることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の発明において、前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０））は、前記操作量（ＭＶ）を積分した信号（ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰ）であることを特徴とする。
また、請求項２１に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、前記操作量（ＭＶ）に比例する信号（ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰ）は、前記プリドライバ（１５，２１５）が前記操作量（ＭＶ）を増幅した信号（ＰＯＵＴ２）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、少ない回路素子の追加で起動直後の制御出力信号ＭＶの急峻な変化を抑制でき、リセットワインドアップ現象を防止することができる。さらに、線形運動デバイスの制御装置が起動直後に発生するコイルの音鳴りを低減し線形運動デバイスの衝突音を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ），（ｂ）は、一般的なＰＩＤ制御の２つの形態を示したブロック図である。
【図２】線形制御デバイスを制御する従来の制御装置を説明するためのブロック図である。
【図３】図２に示したプリドライバの回路構成を説明するための図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図２に示した出力ドライバの回路構成を説明するための図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図２の制御装置を起動した直後のＰＩＤ制御器の制御出力信号ＭＶ及び制御出力信号ＭＶによって駆動される線形運動デバイスの挙動について示した図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、上述したＡＲＷ機能を用いた場合の図２の制御装置を起動した直後のＰＩＤ制御器の制御出力信号ＭＶ及び制御出力信号ＭＶによって駆動される線形運動デバイスの挙動について示した図である。
【図７】本発明に係る線形運動デバイスの制御装置の実施例１を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示したプリドライバの回路構成図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例１における線形運動デバイスの制御装置の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る線形運動デバイスの制御装置の実施例２を説明するためのブロック図である。
【図１１】図１０における出力ドライバの回路構成図である。
【図１２】図１０におけるＰＷＭ生成回路の回路構成図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例２における線形運動デバイスの制御装置の動作を説明するための図である。
【図１４】本発明に係る線形運動デバイスの制御方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の各実施例について説明する。  
【実施例１】
【００３３】
図７は、本発明に係る線形運動デバイスの制御装置の実施例１を説明するためのブロック図で、図中符号１６はループ切替回路、１１０は制御装置、１１４はプリドライバを示している。なお、図２と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
本実施例１の線形運動デバイス１１の制御装置１１０は、移動体（レンズ）に取り付けられた磁石１７と駆動コイル１８とを有する線形運動デバイス１１を備え、磁石１７が発生する磁場を検出し、駆動コイル１８により外部から指示された位置に線形運動デバイス１１を移動させる線形運動デバイスの制御装置１１０である。
磁場センサ１２は、磁石１７が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号ＶＭＯを出力するものである。この磁場センサ１２は、ホールセンサであっても、また、磁気抵抗センサであってもよい。
【００３４】
また、ＰＩＤ制御器１３は、移動体の位置を指示するための目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとをＰＩＤ演算して磁石１７の操作量ＭＶを生成するものである。つまり、ＰＩＤ制御器１３は、第１のスイッチＳＷ１からの信号ＰＶと第２スイッチＳＷ２からの信号ＳＶをＰＩＤ演算し、磁石１７の操作量ＭＶを生成するものである。
また、第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、第１の出力信号ＶＭＯと操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２とを切り替え、目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとを切り替えるものである。つまり、第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２の第１スイッチＳＷ１は、磁場センサの出力信号ＶＭＯと、出力ドライバを駆動するための信号を生成するプリドライバの出力信号ＰＯＵＴ２とを切り替えるものである。また、第２スイッチＳＷ２は、レンズ位置を指示するための外部から入力される入力信号ＶＴＩと磁場センサの出力信号ＶＭＯを切り替えるものである。
【００３５】
また、プリドライバ１１４は、操作量ＭＶを増幅した信号ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２を生成するものである。
また、第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４は、操作量ＭＶを増幅した信号と接地とを切り替えるものである。つまり、第３のスイッチＳＷ３は、プリドライバ１１４の操作量ＭＶを反転増幅した第２の出力信号ＰＯＵＴ１と、接地とを切り替えるものである。また、第４のスイッチＳＷ４は、第２の出力信号ＰＯＵＴ１を反転増幅した第３の出力信号ＰＯＵＴ２と、接地とを切り替えるものである。
【００３６】
また、出力ドライバ１５は、第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４から信号を入力とし、操作量ＭＶに比例した電流を線形デバイス１１の駆動コイル１８に供給するものである。つまり、出力ドライバ１５は、第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４の第３のスイッチＳＷ３と第４のスイッチＳＷ４の信号を入力とし、操作量ＭＶに比例した電流を線形デバイスの駆動コイル１８に供給するものである。
【００３７】
また、ループ切替回路１６は、第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２と第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４の切り替えタイミングを制御するものである。つまり、ループ切替回路１６は、接続状態を切り替える第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４の切り替えタイミングを制御するものである。
また、起動初期に、操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２をＰＩＤ制御器１３の制御入力信号ＰＶとして選択し、第１の出力信号ＶＭＯをＰＩＤ制御器１３の制御目標値ＳＶとして選択し、疑似フィードバックループを形成するように構成されている。また、起動初期に、接地を出力ドライバ１５の入力として選択するように構成されている。また、制御目標値ＳＶと制御入力信号ＰＶとの偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替えるように構成されている。
【００３８】
つまり、起動初期のフィードバックループが切れた状態からのフィードバックループを形成する際に、疑似フィードバックループを形成し、位置情報信号ＶＭＯを制御目標値、疑似制御対象回路の出力ＰＯＵＴ２を制御入力信号として、制御目標値と制御入力信号との偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替えるように構成されている。
【００３９】
また、操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２は、操作量ＭＶを積分した信号ＰＯＵＴ２である。また、操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２は、プリドライバ１５が操作量ＭＶを増幅した信号ＰＯＵＴ２である。つまり、疑似フィードバックループを形成している期間において、制御入力信号としてフィードバックされる信号は、線形運動デバイスを制御する出力信号を積分した信号である。線形運動デバイスを制御する出力信号は、ＰＩＤ制御器によって生成されるため、制御入力信号としてフィードバックされる信号は、ＰＩＤ制御器の出力信号であってもＰＩＤ制御器の出力に比例する信号であってもよい。
【００４０】
このように、本実施例１の線形運動デバイス１１は、磁石１７と駆動コイル１８とを有し、駆動コイル１８において電磁誘導により発生する磁場と、磁石１７の磁場との斥力及び引力によって、線形運動デバイス１１の位置が変化するものである。また、駆動コイル１８には制御装置１１０から電流が供給されて、供給された電流に応じて磁石１７及び線形運動デバイス１１が移動するため、制御装置１１０は、線形運動デバイス１１の位置を制御することができる。
【００４１】
制御装置１１０は、磁石１７において発生した磁場を検出し、検出された磁場に応答する磁場センサ出力信号ＶＭＯを生成する磁場センサ１２と、制御入力信号ＰＶと制御目標値ＳＶを入力とし、入力された信号を比例演算、積分演算及び微分演算し加算して制御出力信号ＭＶを生成するＰＩＤ制御器１３と、制御出力信号ＭＶを入力とし、出力ドライバ１５を駆動するための信号ＰＯＵＴ１とＰＯＵＴ２を生成するプリドライバ１１４と、駆動コイル１８にプリドライバ１１４の出力に応じた電流を流すための出力ドライバ１５とを備えている。
【００４２】
さらに、ＰＩＤ制御器１３に入力される制御入力信号ＰＶを磁場センサ出力信号ＶＭＯとプリドライバ出力ＰＯＵＴ２とに切り替えるための切替スイッチＳＷ１と、ＰＩＤ制御器１３に入力される制御目標値ＳＶを目標位置信号ＶＴＩと磁場センサ出力信号ＶＭＯとに切り替えるための切替スイッチＳＷ２と、出力ドライバの入力をプリドライバ１１４の出力ＰＯＵＴ１及びＰＯＵＴ２と出力ドライバ１５の動作点電圧と等しい電圧とに切り替えるための切替スイッチＳＷ３及びＳＷ４と、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３及びＳＷ４の切り替えタイミングを制御するループ切替回路１６と、を備えている。
【００４３】
また、ＰＩＤ制御器１３は、図１（ａ）に示されるような基本形ＰＩＤ制御や、図１（ｂ）に示すような比例微分先行形ＰＩＤ制御に限定されるものではなく、ＰＩＤ制御器１３の構成は、微分先行形ＰＩＤ制御２自由度ＰＩＤ制御であってもよい。
図８は、図７に示したプリドライバの回路構成図である。このプリドライバ１１４は、操作量ＭＶを増幅した信号ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２を生成する増幅器２３，２４を備えている。また、プリドライバ１１４は、反転増幅器２３，２４の構成を積分回路の構成に切り替えるための切り替えスイッチＳＷ５乃至ＳＷ８と、積分回路を構成するためのコンデンサＣＦ２とを備えている。
【００４４】
つまり、本発明の線形運動デバイス１１の制御装置１１０は、プリドライバ１１４が、後段の演算増幅器２２の回路構成を反転増幅器と積分回路に切り替えるための切替スイッチＳＷ５乃至ＳＷ８と積分回路を構成するためのコンデンサＣＦ２とを含むことが望ましく、疑似フィードバックループ期間中には積分回路、本来のフィードバックループ期間には反転増幅器を構成する。
【００４５】
疑似フィードバックループ期間において、プリドライバ１１４の前段の反転増幅器２３は、入力側の抵抗器ＲＩ１もしくはフィードバック側の抵抗器ＲＦ１を変更して減衰回路としてもよい。疑似フィードバックループ期間におけるプリドライバ１１４の前段の反転増幅器と後段の積分回路の順序はどちらが先であってもよい。
このように、プリドライバ１１４は、入力抵抗ＲＩ１及びフィードバック抵抗ＲＦ１及び演算増幅器２１によって構成される反転増幅器２３と、入力抵抗ＲＩ２及びフィードバック抵抗ＲＦ２及び演算増幅器２２によって構成される反転増幅器２４と、フィードバック抵抗ＲＦ２とフィードバック容量ＣＦ２とを切り替えるための切替スイッチＳＷ５及びＳＷ６と、フィードバック容量ＣＦ２が切替スイッチＳＷ５及びＳＷ６で接続されていないとき、フィードバック容量ＣＦ２の両端を固定するための切替スイッチＳＷ７及びＳＷ８とを備えている。
【００４６】
切替スイッチＳＷ５乃至ＳＷ８のＪ１−Ｊ２間が短絡され、Ｊ１−Ｊ３間が開放される場合、入力抵抗ＲＩ２及びフィードバック容量ＣＦ２及び演算増幅器２２によって積分回路が構成される。反転増幅器２３は、演算増幅器２２が積分回路として構成され動作する場合、減衰器として構成されてもよい。反転増幅器２３を減衰器とすることでより安定的に動作させることが可能となる。また、減衰器と積分回路とは、前段と後段の順序を入れ替えてもよい。しかしながら、減衰器が前段にあることで後段の積分回路の出力が飽和することを抑制することができるというメリットが得られる。
【００４７】
図９（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例１における線形運動デバイスの制御装置の動作を説明するための図である。
図７に示した制御装置１１０は、切替スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４及び図８に示される切替スイッチＳＷ５乃至ＳＷ８といった簡単な構成で回路状態を切り替えることでき、起動直後と、起動してから一定時間後との２つの回路状態を有する。ここで、起動直後から一定時間後までを擬似フィードバックループ期間と言い、一定時間後以降を通常動作期間と言う。
【００４８】
擬似フィードバックループ期間のスイッチの状態は、Ｊ１−Ｊ２間が短絡されてＪ１−Ｊ３間が開放される。通常動作期間のスイッチの接続状態は、Ｊ１−Ｊ２間が開放されてＪ１−Ｊ３間が短絡される。
擬似フィードバックループ期間の制御装置１１０は、磁場センサ１２によって検出された磁場に応答する出力信号ＶＭＯを制御目標値ＳＶとし、プリドライバ１１４の出力信号ＰＯＵＴ２を制御入力信号ＰＶとして、プリドライバ１１４を制御対象、すなわち、擬似制御対象回路に切り替え、制御装置内部で擬似フィードバックループが形成され、フィードバック制御を行う。このときプリドライバ１１４は、切替スイッチＳＷ５乃至ＳＷ８が切り替わることによって積分回路として動作する。
【００４９】
制御目標値ＳＶ（すなわち、ＶＭＯ）と制御入力信号ＰＶ（すなわち、ＰＯＵＴ２）との偏差が零になるようにフィードバック制御が行われるので、ＰＩＤ制御器１３の各演算値は、起動直後の線形運動デバイスの位置に応じた演算値に安定する。つまり、ＰＩＤ制御器１３の比例演算値と積分演算値とが平衡状態で安定し、ＰＩＤ制御器１３の制御出力信号ＭＶは零となる。
【００５０】
また、擬似フィードバックループ期間の出力ドライバ１５の入力が、出力ドライバ１５の動作点電圧に等しい電圧で固定されるため、擬似フィードバックループ期間において線形運動デバイス１１が有する駆動コイル１８には電流が流れない。つまり、擬似フィードバックループ期間において、ＰＩＤ制御器１３の各演算値が安定するまでに、制御出力信号ＭＶの変化が生じてしまうが、線形運動デバイス１１が有する駆動コイル１８には、電流が流れないため、線形運動デバイス１１の位置も変化しない。
【００５１】
図９（ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御器１３の演算値が安定した状態で、疑似フィードバックループから通常のフィードバックループにスイッチを切り替えるため、フィードバックループの切り替え直後に線形デバイスの端点衝突や急峻な制御出力信号ＭＶの変化によるコイルの音鳴りが起こらない。
また、疑似フィードバックループと通常のフィードバックループの切り替えは、ループ切替回路１６が切替スイッチを制御することによって行われる。ループ切替回路１６は、ＰＩＤ制御器１３の演算値が安定するまでの時間を任意に設定できる構成でもよいし、ＰＩＤ制御器１３の演算値が安定したことを判定する構成でもよい。
【実施例２】
【００５２】
図１０は、本発明に係る線形運動デバイスの制御装置の実施例２を説明するためのブロック図で、図中符号２１０は制御回路、２１４はＰＷＭ生成回路、２１５は出力ドライバを示している。なお、図７と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
本実施例２の線形運動デバイス１１の制御装置２１０は、移動体（レンズ）に取り付けられた磁石１７と駆動コイル１８とを有する線形運動デバイス１１を備え、磁石１７が発生する磁場を検出し、駆動コイル１８により外部から指示された位置に線形運動デバイス１１を移動させる線形運動デバイスの制御装置２１０である。
磁場センサ１２は、磁石１７が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号ＶＭＯを出力するものである。
【００５３】
また、ＰＩＤ制御器１３は、移動体の位置を指示するための目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとをＰＩＤ演算して磁石１７の操作量ＭＶを生成するものである。
また、ＰＷＭ生成回路２１４は、ＰＩＤ制御器１３によって生成された操作量ＭＶに比例する信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，ＲＡＭＰを生成するものである。
また、第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、第１の出力信号ＶＭＯと操作量ＭＶに比例する信号ＲＡＭＰとを切り替え、目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとを切り替えるものである。
【００５４】
また、実施例１におけるプリドライバ１１４の代わりにＰＷＭ生成回路２１４を備え、出力ドライバ２１５は、Ｈブリッジ回路を備えている。
つまり、本実施例２の線形運動デバイス１１の制御装置２１０は、上述した実施例１のように出力ドライバ１５に入力されるプリドライバ１１４の出力信号ＰＯＵＴ１及びＰＯＵＴ２が線形的に変化するものであるのに対し、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調を用いて出力ドライバ２１５への離散的な入力信号を生成することが特徴となる。
【００５５】
本実施例２の線形運動デバイス１１の制御装置２１０は、図１０に示したように、図７に示したプリドライバ１１４及び出力ドライバ１５に代えて、ＰＷＭ生成回路２１４及び出力ドライバ２１５を備えている。
図１１は、図１０における出力ドライバの回路構成図である。この出力ドライバ２１５は、Ｈブリッジプリドライバ５１と、スイッチＭＰ２，ＭＰ３，ＭＮ２，ＭＮ３によって構成されるＨブリッジドライバ５２とを含む出力ドライバ２１５を備えている。
【００５６】
図１２は、図１０におけるＰＷＭ生成回路の回路構成図である。このＰＷＭ生成回路２１４は、のこぎり波を生成するのこぎり波生成回路６４と、のこぎり波と操作量ＭＶとを比較する比較器６７と、制御出力信号ＭＶを反転増幅する反転増幅器６６と、のこぎり波と制御出力信号及び制御出力信号ＭＶを反転増幅する反転増幅器６６の出力信号とを比較する比較器６８と、のこぎり波生成回路６４を積分回路に切り替えるための切替スイッチＳＷ９乃至ＳＷ１１とを備えている。
【００５７】
図１２に示したＰＷＭ生成回路２１４の構成をより具体的に説明すると、ＰＷＭ生成回路２１４は、演算増幅器６１と入力抵抗ＲＩ３と帰還コンデンサＣＦ３とから構成される積分回路６２と、積分回路６２をボルテージフォロワに切り替えるためのコンパレータ（比較器）６３及びスイッチＭＰ１，ＭＮ１と積分回路６２とから構成されるのこぎり波生成回路６４と、演算増幅器６５と入力抵抗ＲＩ４と帰還抵抗ＲＦ４とから構成され制御出力信号ＭＶの位相を反転する反転増幅器６６と、のこぎり波生成回路６４から出力されるのこぎり波信号ＲＡＭＰと制御出力信号ＭＶ及び制御出力信号ＭＶの位相を反転した信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するコンパレータ（比較器）６７及び６８と、疑似フィードバックループ期間と通常動作期間において回路状態を切り替えるための切替スイッチＳＷ９乃至ＳＷ１１とを備えている。
【００５８】
図１３（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例２における線形運動デバイスの制御装置の動作を説明するための図である。
ＰＷＭ生成回路２１４において、疑似フィードバックループ期間のスイッチの状態はＪ１−Ｊ２間が短絡されてＪ１−Ｊ３間が開放され、通常動作期間のスイッチの状態はＪ１−Ｊ２間が開放されてＪ１−Ｊ３間が短絡される。
【００５９】
疑似フィードバックループ期間のＰＷＭ生成回路２１４は、のこぎり波生成回路６４が積分回路となり、のこぎり波生成回路６４から出力される信号ＲＡＭＰは制御出力信号ＭＶを積分した信号となる。のこぎり波生成回路６４の出力信号ＲＡＭＰは、制御入力信号ＰＶとしてＰＩＤ制御器１３にフィードバックされる。また、ＰＷＭ信号を生成するコンパレータ６７，６８は、負入力側が電源電圧に接続されるため、各コンパレータ６７，６８の出力ＰＷＭ１及びＰＷＭ２に制御出力信号ＭＶの変化は伝搬されず、線形運動デバイス１１の駆動コイル１８に電流が流れない。
【００６０】
図１３（ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御器１３の演算値が安定した状態で、疑似フィードバックループから通常のフィードバックループにスイッチを切り替えるため、上述した実施例１と同様にフィードバックループの切り替え直後に線形デバイスの端点衝突や急峻な制御出力信号ＭＶの変化によるコイルの音鳴りが起こらない。
図１４は、本発明に係る線形運動デバイスの制御方法を説明するためのフローチャートを示す図である。本発明に係る線形運動デバイスの制御方法は、移動体（レンズ）に取り付けられた磁石１７と駆動コイル１８とを有する線形運動デバイス１１を備え、磁石１７が発生する磁場を検出し、駆動コイル１８により外部から指示された位置に前記線形運動デバイス１１を移動させる線形運動デバイスの制御装置における制御方法である。
【００６１】
まず、磁場センサ１２により、磁石１７が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に応答する第１の出力信号ＶＭＯを出力する（ステップＳ１）。
次に、第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２により、第１の出力信号ＶＭＯと操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０）とを切り替え、目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとを切り替える（ステップＳ２）。
次に、第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４により、操作量ＭＶに比例した信号と接地とを切り替える（ステップＳ３）。
【００６２】
次に、第１の出力信号ＶＭＯとプリドライバ又はＰＷＭ生成回路の出力信号ＰＯＵＴ２、ＲＡＭＰをＰＩＤ演算して疑似制御対象であるプリアンプ又はＰＷＭ生成回路の操作量ＭＶを生成する（ステップＳ４）。
次に、ループ切替回路１６により、第１のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２と第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４の切り替えタイミングを制御する（ステップＳ５）。
次に、ＰＩＤ制御器１３により、移動体の位置を指示するための目標位置信号ＶＴＩと第１の出力信号ＶＭＯとをＰＩＤ演算して磁石１７の操作量ＭＶを生成する（ステップＳ６）。
【００６３】
次に、プリドライバ１１４又はＰＷＭ生成回路２１４により、操作量ＭＶに比例した信号ＰＯＵＴ１，ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰを生成する（ステップＳ７）。
次に、出力ドライバ１５，２１５により、第２のスイッチ部ＳＷ３，ＳＷ４から信号を入力とし、操作量ＭＶに比例した電流を線形デバイス１１の駆動コイル１８に供給する（ステップＳ８）。
また、起動初期に、操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０）をＰＩＤ制御器１３の制御入力信号ＰＶとして選択し、第１の出力信号ＶＭＯをＰＩＤ制御器１３の制御目標値ＳＶとして選択し、疑似フィードバックループを形成する。
【００６４】
また、起動初期に、接地を前記出力ドライバ１５の入力として選択する。また、制御目標値ＳＶと制御入力信号ＰＶとの偏差が零の定常状態になった後に本来のフィードバックループに切り替える。
また、操作量ＭＶに比例する信号ＰＯＵＴ２（図７），ＲＡＭＰ（図１０）は、操作量ＭＶを積分した信号ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰである。また、操作量ＭＶに比する信号ＰＯＵＴ２，ＲＡＭＰは、プリドライバ１５が操作量ＭＶを増幅した信号ＰＯＵＴ２である。
このように、本発明の線形運動デバイスの制御方法によれば、少ない回路素子の追加で起動直後の制御出力信号ＭＶの急峻な変化を抑制でき、リセットワインドアップ現象を防止することができる。さらに、線形運動デバイスの制御装置が起動直後に発生するコイルの音鳴りを低減し線形運動デバイスの衝突音を無くすことができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１１０，２１０  制御装置
１１  線形運動デバイス
１２  磁場センサ
１３  ＰＩＤ制御器
１４，１１４  プリドライバ
１５、２１５  出力ドライバ
１６  ループ切替回路
１７  磁石
１８  駆動コイル
２１，２２，６１，６５  演算増幅器
２３，２４，６６  反転増幅器
５１，５２  Ｈブリッジプリドライバ
６２  積分回路
６３，６７，６８  コンパレータ（比較器）
６４  のこぎり波生成回路
２１４  ＰＷＭ生成回路
【図１】
2015055937.tif 000003
【図２】
2015055937.tif 000004
【図３】
2015055937.tif 000005
【図４】
2015055937.tif 000006
【図５】
2015055937.tif 000007
【図６】
2015055937.tif 000008
【図７】
2015055937.tif 000009
【図８】
2015055937.tif 000010
【図９】
2015055937.tif 000011
【図１０】
2015055937.tif 000012
【図１１】
2015055937.tif 000013
【図１２】
2015055937.tif 000014
【図１３】
2015055937.tif 000015
【図１４】
2015055937.tif 000016