(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号を補正する端点補正回路と、
運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成する目標位置信号生成回路と、
前記端点補正回路で補正された位置センサ信号及び前記目標位置信号に基づいて、操作量信号を算出する駆動信号制御回路と、
前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号を出力するドライバと、
前記運動デバイスを第１の位置から第２の位置まで移動させたときの前記位置センサ信号の時定数を取得し、前記時定数に基づいて前記駆動信号制御回路の入出力のフィルタ特性を調整する調整部と、
を備える運動デバイス制御回路。
【請求項２】
前記駆動信号制御回路の前記操作量信号と前記目標位置信号生成回路の出力とを切り替えて前記ドライバへ出力する切替部をさらに備え、
前記調整部は、前記切替部で前記目標位置信号生成回路の出力が前記ドライバへ出力されるように切り替えて前記運動デバイスを第１の位置である第１の端点位置から第２の位置である第２の端点位置まで移動するときに、前記位置センサ信号の時定数を取得し、取得した時定数に基づいて前記駆動信号制御回路の入出力のフィルタ特性を調整可能にする請求項１に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項３】
前記端点補正回路は、前記切替部で前記目標位置信号生成回路の出力が前記ドライバへ出力されるように切り替えて前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動するときに、前記第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び前記第２の端点位置における第２の位置センサ信号を取得し、取得した前記第１の位置センサ信号及び前記第２の位置センサ信号に基づいて前記位置センサ信号を補正可能にする請求項２に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項４】
運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成する目標位置信号生成回路と、
前記目標位置信号を補正する端点補正回路と、
前記端点補正回路で補正された目標位置信号及び前記運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号に基づいて、操作量信号を算出する駆動信号制御回路と、
前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号を出力するドライバと、
前記運動デバイスを第１の位置から第２の位置まで移動させたときの前記位置センサ信号の時定数を取得し、前記時定数に基づいて前記駆動信号制御回路の入出力のフィルタ特性を調整する調整部と、
を備える運動デバイス制御回路。
【請求項５】
前記駆動信号制御回路の前記操作量信号と前記目標位置信号生成回路の出力とを切り替えて前記ドライバへ出力する切替部をさらに備え、
前記調整部は、前記切替部で前記目標位置信号生成回路の出力が前記ドライバへ出力されるように切り替えて前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動するときに、前記位置センサ信号の時定数を取得し、取得した時定数に基づいて前記駆動信号制御回路の入出力のフィルタ特性を調整可能にする請求項４に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項６】
前記端点補正回路は、前記切替部で前記目標位置信号生成回路の出力が前記ドライバへ出力されるように切り替えて前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動するときに、前記第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び前記第２の端点位置における第２の位置センサ信号を取得し、取得した前記第１の位置センサ信号及び前記第２の位置センサ信号に基づいて前記目標位置信号を補正可能にする請求項５に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項７】
前記時定数は、前記運動デバイスが第１の位置から第２の位置までの移動にかかる時間、又は前記目標位置信号生成回路で前記運動デバイスを第１の位置から第２の位置まで移動する指令をしてから前記運動デバイスが動き出すまでの時間に関連する請求項１〜６のいずれか一項に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項８】
前記駆動信号制御回路は、ＰＩＤ制御回路であり、
前記調整部は、前記ＰＩＤ制御回路のＰＩＤパラメータを調整する請求項１〜７のいずれか一項に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項９】
前記調整部が、
前記切替部と、
前記切替部に対して、前記ドライバへ前記駆動信号制御回路の前記操作量信号を出力するか、前記目標位置信号生成回路の出力を出力するかを切り替えるかの切替信号を生成する切替信号生成回路と、
前記位置センサ信号が入力されて、前記運動デバイスの動きに関する時定数を検出する時定数検出部と、
前記時定数検出部で検出された時定数を格納し、外部から読み出し可能である時定数格納部と、
前記時定数検出部で検出された時定数情報に基づいて前記駆動信号制御回路の制御係数情報が決定され、決定された制御係数に基づいて前記駆動信号制御回路の入出力フィルタ特性を設定する制御係数設定部と、
前記外部からの入力に基づいて、前記目標位置信号生成回路と前記時定数検出部と前記時定数格納部と前記切替信号生成回路と前記制御係数設定部を制御するタイミング信号生成部と、
を備える請求項２、３、５及び６のいずれか一項に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項１０】
前記調整部が、
前記時定数格納部に格納された前記時定数に基づいて、制御係数を演算して制御係数情報を前記制御係数設定部に出力する制御係数演算部をさらに備える請求項９に記載の運動デバイス制御回路。
【請求項１１】
前記運動デバイスの位置を検出して前記位置センサ信号を出力する位置センサと、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の運動デバイス制御回路と、前記駆動信号により、前記運動デバイスを移動させる駆動部と、を備える運動デバイス制御装置。
【請求項１２】
運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号を端点補正回路で補正するステップと、
運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成するステップと、
前記端点補正回路で補正された位置センサ信号及び前記目標位置信号に基づいて、操作量信号を駆動信号制御回路により算出するステップと、
前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号をドライバにより出力するステップと、を有し、
前記端点補正回路で補正するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときの第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号に基づいて、前記端点補正回路に設定された補正係数で補正し、
前記操作量信号を算出するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときに取得した、前記位置センサ信号の時定数に基づいて調整された入出力のフィルタ特性に係る制御係数で、前記駆動信号制御回路が前記操作量信号を算出する運動デバイス制御回路の制御方法。
【請求項１３】
運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成するステップと、
前記目標位置信号を端点補正回路で補正するステップと、
前記端点補正回路で補正された目標位置信号及び運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号に基づいて、操作量信号を駆動信号制御回路により算出するステップと、
前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号をドライバにより出力するステップと、を有し、
前記端点補正回路で補正するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときの第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号に基づいて、前記端点補正回路に設定された補正係数で補正し、
前記操作量信号を算出するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときに取得した、前記位置センサ信号の時定数に基づいて調整された入出力のフィルタ特性に係る制御係数で、前記駆動信号制御回路が前記操作量信号を算出する運動デバイス制御回路の制御方法。
【請求項１４】
前記駆動信号制御回路は、ＰＩＤ制御回路であり、
前記調整するステップが、前記ＰＩＤ制御回路のＰＩＤパラメータを調整する請求項１２又は１３に記載の運動デバイス制御回路の制御方法。
【請求項１５】
運動デバイスの第１の位置を検出した第１の位置センサ信号を取得するステップと、
前記運動デバイスを第１の位置から第２の位置へ移動させるステップと、
前記運動デバイスが前記第１の位置から前記第２の位置まで移動するときの、前記運動デバイスの位置を検出する位置センサ信号の時定数を取得するステップと、
前記運動デバイスの第２の位置を検出した第２の位置センサ信号を取得するステップと、
前記第１の位置センサ信号及び前記第２の位置センサ信号に基づいて、運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号又は運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を補正する端点補正回路の補正係数を設定するステップと、
前記時定数に基づいて、前記位置センサ信号及び前記目標位置信号に基づく前記運動デバイスの移動の制御を行う駆動信号制御回路の制御係数を設定するステップと、
を有する運動デバイス制御回路の調整方法。
【請求項１６】
前記第１の位置は、前記運動デバイスの可動範囲の第１の端点位置であり、前記第２の位置は、前記運動デバイスの可動範囲の第２の端点位置である請求項１５に記載の運動デバイス制御回路の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動デバイス制御回路及びその制御方法、調整方法並びに運動デバイス制御装置に関し、より詳細には、製造バラツキがあっても、クローズドループの安定性を維持でき、レンズの応答性の低下も防ぐことができるようにした運動デバイス制御回路及びその制御方法、調整方法並びに運動デバイス制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のデジタルカメラ及び携帯電話機、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（ＡＦ）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。
例えば、特許文献１に記載のものは、実際にレンズを移動させて焦点位置を決定するフォーカス制御回路に関するもので、位置検出素子の出力信号により特定されるレンズの位置と、外部から設定されるレンズの目標位置との差分をもとに、レンズの位置を目標位置に合わせるための駆動信号を生成し、位置検出素子のゲイン及びオフセットの少なくとも一方を調整することが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２に記載のものは、手振れ検出信号を出力する手振れ検出手段と、手振れによって生じる像ブレを調整する手振れ補正機構（ＯＩＳ；Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）と、手振れ検出信号に基づき、手振れ補正機構を制御パラメータに従ってフィードバック制御する制御手段と、制御パラメータを、手振れ補正機構を含む制御系の特性に合わせて定めるパラメータ調整手段とを備えていることが開示されている。
また、特許文献３に記載のものは、線形運動デバイスのホーム位置に対応する第１の位置信号値と、フル位置に対応する第２の位置信号値とから検出位置演算信号値を得て、漏れ磁場補正回路が、駆動コイルの漏れ磁場による磁場センサの検出誤差を補正することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２５６３号公報
【特許文献２】特開２００６−２９３１３１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／１７１９９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したような従来の制御回路は、レンズの動きやすさに応じて制御回路のパラメータの調整を行うことができない。そのため、レンズや磁石などの製造バラツキによって、クローズドループの安定性が損なわれたり、オーバーシュートが生じてしまい、レンズの応答性が低下したりするという問題がある。
特に、上述した特許文献２には、制御パラメータの調整手段についての開示がなされているものの、本発明のような具体的な回路構成については何らの開示がなされていない。
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、製造バラツキがあっても、クローズドループの安定性を維持でき、レンズの応答性の低下も防ぐことができるようにした運動デバイス制御回路及びその制御方法、調整方法並びに運動デバイス制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様においては、運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号を補正する端点補正回路と、運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成する目標位置信号生成回路と、前記端点補正回路で補正された位置センサ信号及び前記目標位置信号に基づいて、操作量信号を算出する駆動信号制御回路と、前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号を出力するドライバと、前記運動デバイスを第１の位置から第２の位置まで移動させたときの前記位置センサ信号の時定数を取得し、前記時定数に基づいて前記駆動信号制御回路の入出力のフィルタ特性を調整する調整部と、を備える運動デバイス制御回路である。
また、本発明の第２の態様においては、前記運動デバイスの位置を検出して前記位置センサ信号を出力する位置センサと、上述した運動デバイス制御回路と、前記駆動信号により、前記運動デバイスを移動させる駆動部と、を備える運動デバイス制御装置である。
【０００９】
また、本発明の第３の態様においては、運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号を端点補正回路で補正するステップと、運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成するステップと、前記端点補正回路で補正された位置センサ信号及び前記目標位置信号に基づいて、操作量信号を駆動信号制御回路により算出するステップと、前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号をドライバにより出力するステップと、を有し、前記端点補正回路で補正するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときの第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号に基づいて、前記端点補正回路に設定された補正係数で補正し、前記操作量信号を算出するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときに取得した、前記位置センサ信号の時定数に基づいて調整された入出力のフィルタ特性に係る制御係数で、前記駆動信号制御回路が前記操作量信号を算出する運動デバイス制御回路の制御方法である。
【００１０】
また、本発明の第４の態様においては、運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を生成するステップと、前記目標位置信号を端点補正回路で補正するステップと、前記端点補正回路で補正された目標位置信号及び運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号に基づいて、操作量信号を駆動信号制御回路により算出するステップと、前記操作量信号に基づいて前記運動デバイスを移動させる駆動部へ駆動信号をドライバにより出力するステップと、を有し、前記端点補正回路で補正するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときの第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号に基づいて、前記端点補正回路に設定された補正係数で補正し、前記操作量信号を算出するステップは、前記運動デバイスを第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときに取得した、前記位置センサ信号の時定数に基づいて調整された入出力のフィルタ特性に係る制御係数で、前記駆動信号制御回路が前記操作量信号を算出する運動デバイス制御回路の制御方法である。
【００１１】
また、本発明の第５の態様においては、運動デバイスの第１の位置を検出した第１の位置センサ信号を取得するステップと、前記運動デバイスを第１の位置から第２の位置へ移動させるステップと、前記運動デバイスが前記第１の位置から前記第２の位置まで移動するときの、前記運動デバイスの位置を検出する位置センサ信号の時定数を取得するステップと、前記運動デバイスの第２の位置を検出した第２の位置センサ信号を取得するステップと、前記第１の位置センサ信号及び前記第２の位置センサ信号に基づいて、運動デバイスの位置を検出した位置センサ信号又は運動デバイスの目標位置を示す目標位置信号を補正する端点補正回路の補正係数を設定するステップと、前記時定数に基づいて、前記位置センサ信号及び前記目標位置信号に基づく前記運動デバイスの移動の制御を行う駆動信号制御回路の制御係数を設定するステップと、を有する運動デバイス制御回路の調整方法である。
なお、上述した態様は、本発明の必要な特徴的な構成のすべてを記載したものではなく、その他の構成を組み合わせることにより本発明を構成することも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、製造バラツキがあっても、クローズドループの安定性を維持でき、レンズの応答性の低下も防ぐことができるようにした運動デバイス制御回路及びその制御方法、調整方法並びに運動デバイス制御装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態１を説明するための回路構成図である。
【図２】本実施形態１におけるフィルタ特性の調整方法を説明するための回路構成図である。
【図３】図２に示したフィルタ特性の第１の調整方法を説明するための図である。
【図４】本実施形態１における制御係数の設定方法を説明するための回路構成図である。
【図５】図１に示した本実施形態１における動作を説明するための回路構成図である。
【図６】図２に示したフィルタ特性の第２の調整方法を説明するための図である。
【図７】図２に示したフィルタ特性の第３の調整方法を説明するための図である。
【図８】図２に示したフィルタ特性の第４の調整方法を説明するための図である。
【図９】本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態２を説明するための回路構成図である。
【図１０】本実施形態２におけるフィルタ特性の調整方法を説明するための回路構成図である。
【図１１】本実施形態２における制御係数の設定方法を説明するための回路構成図である。
【図１２】図９に示した本実施形態２における動作を説明するための回路構成図である。
【図１３】本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態１に対応する調整方法（その１）を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１４】本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態１に対応する調整方法（その２）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】
【００１４】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかであろう。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。  
＜実施形態１＞
図１は、本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態１を説明するための回路構成図である。
本発明の運動デバイス制御装置１００は、運動デバイス制御回路１０１を備え、この運動デバイス制御回路１０１は、例えば、ＩＣ回路として構成されており、駆動部１５の駆動コイル（図示せず）に電流を流すことにより、磁石３が移動され、その磁石３に固定されているレンズ２の位置調整が可能となる。
また、運動デバイス制御装置１００は、レンズ（移動体）２に取り付けられた磁石３を有する運動デバイス１と、この運動デバイス１の磁石３の近傍に配置された駆動コイルとを備え、この駆動コイル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３を移動させるように構成されている。
【００１６】
本実施形態１の運動デバイス制御回路１０１は、運動デバイス１の位置を検出した位置センサ信号Ｓを補正する端点補正回路１２と、運動デバイス１の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する目標位置信号生成回路１７と、端点補正回路１２で補正された位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて、操作量信号Ｍを算出する駆動信号制御回路１３と、操作量信号Ｍに基づいて運動デバイス１を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄを出力するドライバ１４と、運動デバイス１を第１の位置から第２の位置まで移動させたときの位置センサ信号Ｓの時定数を取得し、この時定数に基づいて駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性を調整する調整部１１２と、を備えている。
【００１７】
駆動信号制御回路１３の操作量信号Ｍと目標位置信号生成回路１７の出力とを切り替えてドライバ１４へ出力する切替部２１をさらに備え、調整部１１２は、切替部２１で目標位置信号生成回路１７の出力がドライバ１４へ出力されるように切り替えて運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動するときに、位置センサ信号Ｓの時定数を取得し、取得した時定数に基づいて駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性を調整可能にする。
【００１８】
端点補正回路１２は、切替部２１で目標位置信号生成回路１７の出力がドライバ１４へ出力されるように切り替えて運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動するときに、第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号を取得し、取得した第１の位置センサ信号及び第２の位置センサ信号に基づいて位置センサ信号Ｓを補正可能にする。
【００１９】
本実施形態１の運動デバイス制御回路１０１は、運動デバイス１の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する目標位置信号生成回路１７と、目標位置信号Ｈを補正する端点補正回路１２と、この端点補正回路１２で補正された目標位置信号Ｈ及び運動デバイス１の位置を検出した位置センサ信号Ｓに基づいて、操作量信号Ｍを算出する駆動信号制御回路１３と、操作量信号Ｍに基づいて運動デバイス１を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄを出力するドライバ１４と、運動デバイス１を第１の位置から第２の位置まで移動させたときの位置センサ信号Ｓの時定数を取得し、この時定数に基づいて駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性を調整する調整部１１２と、を備えている。
【００２０】
駆動信号制御回路１３の操作量信号Ｍと目標位置信号生成回路１７の出力とを切り替えてドライバ１４へ出力する切替部２１をさらに備え、調整部１１２は、切替部２１で目標位置信号生成回路１７の出力がドライバ１４へ出力されるように切り替えて運動デバイス１を第１の位置である第１の端点位置から第２の位置である第２の端点位置まで移動するときに、位置センサ信Ｓ号の時定数を取得し、この取得した時定数に基づいて駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性を調整可能にする。
【００２１】
端点補正回路１２は、切替部２１で目標位置信号生成回路１７の出力がドライバ１４へ出力されるように切り替えて運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動するときに、第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号を取得し、この取得した第１の位置センサ信号及び第２の位置センサ信号に基づいて目標位置信号Ｈを補正可能にする。
【００２２】
時定数は、運動デバイス１が第１の位置から第２の位置までの移動にかかる時間、又は目標位置信号生成回路１７で運動デバイス１を第１の位置から第２の位置まで移動する指令をしてから運動デバイス１が動き出すまでの時間に関連する。
駆動信号制御回路１３は、ＰＩＤ制御回路であり、調整部１１２は、ＰＩＤ制御回路１３のＰＩＤパラメータを調整する。
【００２３】
調整部１１２は、切替部２１と、この切替部２１に対して、ドライバ１４へ駆動信号制御回路１３の操作量信号Ｍを出力するか、目標信号生成回路１７の出力を出力するかを切り替えるかの切替信号を生成する切替信号生成回路２４と、位置センサ信号Ｓが入力されて、運動デバイス１の動きに関する時定数を検出する時定数検出部２２と、この時定数検出部２２で検出された時定数を格納し、外部から読み出し可能である時定数格納部２３と、時定数検出部２２で検出された時定数情報に基づいて駆動信号制御回路１３の制御係数情報ＣＩが決定され、決定された制御係数Ｃに基づいて駆動信号制御回路１３の入出力フィルタ特性を設定する制御係数設定部２５と、外部入力に基づいて、目標信号生成回路１７と時定数検出部２２と時定数格納部２３と切替信号生成回路２４と制御係数設定部を制御するタイミング信号生成部２６と、を備えている。
【００２４】
つまり、本実施形態１の運動デバイス制御回路１０１は、目標位置信号生成回路１７と端点補正回路１２と駆動信号制御回路１３とドライバ１４と調整部１１２とを備えている。調整部１１２は、切替部２１と切替信号生成回路２４と時定数検出部２２と時定数格納部２３と制御係数設定部２５とタイミング信号生成部２６とを有している。このフィードバック構成（クローズドループ）によって、レンズ２を目標位置へ移動させることができる。
【００２５】
なお、「クローズドループ制御」とは、ＡＦ（又はＯＩＳ）センサの信号から、ＡＦ（又はＯＩＳ）レンズを制御することを意味し、「フィードバック制御」とは、他の用途で用いられているセンサの信号から、フィードバックを行って制御を行うことを意味している。つまり、ＡＦ（又はＯＩＳ）センサの信号から、ＯＩＳ（又はＡＦ）レンズの位置を補正することを意味している。
【００２６】
また、「クローズドループ制御」に対して「オープンループ制御」とは、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）に通電することで、磁場が発生し、近傍に設けられた磁石との吸引・反発により、磁石に接続されたレンズが移動することを意味している。レンズは、ＶＣＭと磁石との吸引・反発の力と、レンズの位置保持のために設けられたバネとの力が吊り合う位置で止まる。つまり、ＶＣＭへの通電量を変化させることで、レンズの位置が変化する。つまり、レンズをある所望の位置で固定するためには、ＶＣＭに通電し続けないといけないため、消費電流が増大してしまう。さらに、レンズ位置を止める際、バネの弾性振動が発生し、その振動が収束するまでに時間がかかるため、結果として、フォーカススピードが遅くなってしまうという問題がある。
【００２７】
これに対してクローズドループ制御は、レンズ位置決めのためのバネを有していないため、オープンループ制御のように、バネとの力が吊り合うだけの通電量をＶＣＭに印加する必要が無い。さらに、クローズドループ制御は、位置決め用のバネそのものが無いため、オープンループ制御のようにバネの弾性振動が収束するまでレンズが安定しないということも無いため、フォーカススピードが速いという利点がある。
【００２８】
運動デバイス制御装置１００は、運動デバイス１の位置を検出して位置センサ信号Ｓを出力する位置センサ１１と運動デバイス制御回路１０１と駆動信号Ｄにより運動デバイス１を移動させる駆動部１５とを備えている。位置センサ１１は、運動デバイス１であるレンズ２の位置を検出して位置センサ信号Ｓを出力する。
つまり、位置センサ１１は、磁石３が発生する磁場を検出し、検出された磁場の値に対応する位置センサ信号Ｓを出力するもので、磁石３が発する磁場を電気信号に変換し、位置センサ信号Ｓを出力する。また、位置センサ信号Ｓが入力される入力端子を備える構成であってもよい。なお、この位置センサ１１は、ホール素子であることが望ましい。
【００２９】
端点補正回路１２は、後述する調整において、位置センサ信号Ｓのゲイン又はオフセットを補正する。これにより、製造バラツキがあっても、運動デバイス１の位置に応じた大きさの位置センサ信号Ｓを得ることができる。なお、端点補正回路１２は、位置センサ信号Ｓのゲイン又はオフセットを補正する以外にも、位置センサ１１の感度又はオフセットを補正する構成、目標位置信号Ｈを補正する構成であってもよい。
【００３０】
目標位置信号生成回路１７は、外部から入力されるレンズ２が目標地点へ移動する目標位置に基づいて、レンズ２の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する。オートフォーカスであれば、被写体に合焦するレンズ位置であり、手振れ補正であれば、光軸と垂直な面内方向へのレンズ２の移動を補正するレンズ位置である。また、後述する調整時においては、目標位置信号Ｈをドライバ１４へ出力する。
【００３１】
駆動信号制御回路１３は、端点補正された位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて、操作量信号Ｍを算出する。例えば、駆動信号制御回路１３としては、ＰＩＤ制御回路などが挙げられる。ここで、ＰＩＤ制御とは、フィードバック制御の一種で、入力値の制御を出力値と目標値との偏差とその積分及び微分の３つの要素によって行う方法のことである。基本的なフィードバック制御として比例制御（Ｐ制御）がある。これは入力値を出力値と目標値の偏差の一次関数として制御するものである。ＰＩＤ制御では、この偏差に比例して入力値を変化させる動作を比例動作あるいはＰ動作（ＰはＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＡＬの略）という。
【００３２】
つまり、偏差のある状態が長い時間続けばそれだけ入力値の変化を大きくして目標値に近づけようとする役目を果たす。この偏差の積分に比例して入力値を変化させる動作を積分動作あるいはＩ動作（ＩはＩＮＴＥＧＲＡＬの略）という。このように比例動作と積分動作を組み合わせた制御方法をＰＩ制御という。この偏差の微分に比例して入力値を変化させる動作を微分動作あるいはＤ動作（ＤはＤＥＲＩＶＡＴＩＶＥ又はＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬの略）という。このような比例動作と積分動作と微分動作を組み合わせた制御方法をＰＩＤ制御という。
【００３３】
また、後述する制御係数設定部２５により決定された制御係数Ｃにより、駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性が決定される。例えば、ＰＩＤ制御回路１３であれば、ＰＩＤパラメータが制御係数設定部２５により決定される。ここで、ＰＩＤパラメータとは、ＰＩＤ制御回路１３のフィルタ特性を決定するパラメータである。具体的には、比例演算部の係数、微分演算部の係数、積分演算部の係数、帰還部の係数、ゲイン増幅部の係数の少なくとも１つ以上を含む。また、微分演算部や積分演算部における演算にかかる処理時間などの係数も含んでよい。さらに、ＰＩＤ制御回路１３内部にＬＰＦ（ローパスフィルタ）や目標値フィルタ回路を有する場合、それらのフィルタ特性を決定するパラメータも含んでよい。
なお、位置センサ信号Ｓは、運動デバイス１に取り付けた磁石３の磁場を検知する磁気センサの信号や、少なくとも２つ以上の磁気センサの信号の和信号と差信号との比に関連する信号など、運動デバイス１の位置を検出した信号であればよい。
【００３４】
ドライバ１４は、操作量信号Ｍに基づいて駆動信号Ｄを、レンズ２を移動させる駆動部１５へ出力する。例えば、入力された操作量信号Ｍに基づいて、コイル（図示せず）に駆動電流又は駆動電圧を外部出力する。調整部１１２は、検出した時定数情報に基づいて、駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性を調整する。
タイミング信号生成部２６は、外部入力に基づいて、目標信号生成回路１７と時定数検出部２２と時定数格納部２３と切替信号生成回路２４及び制御係数設定部２５を制御する。
【００３５】
切替部２１は、切替信号生成回路２４の切替信号に基づいて、ドライバ１４へ駆動信号制御回路１３の操作量信号Ｍを出力するか、目標信号生成回路１７の出力を出力するかを切り替える。通常の動作時は、駆動信号制御回路１３の操作量信号Ｍを出力し、調整時には、目標信号生成回路１７の出力である目標位置信号Ｈを出力するように切り替える。
時定数検出部２２は、位置センサ信号Ｓが入力されて、レンズ２の動きに関する時定数を検出する。時定数格納部２３は、検出した時定数を格納し、外部から読み出し可能に構成されている。
【００３６】
制御係数設定部２５は、検出した時定数情報に基づいて、駆動信号制御回路１３の制御係数情報ＣＩが決定されて外部から書き込み可能に構成されている。この制御係数決定部２５の制御係数Ｃに基づいて、駆動信号制御回路１３の入出力フィルタ特性が決定される。例えば、調整前には、基準となる制御係数Ｃが記憶されていてもよく、また、調整に適した調整制御係数が記憶されていてもよい。
【００３７】
図２は、本実施形態１におけるフィルタ特性の第１の調整方法を説明するための回路構成図で、制御係数を調整する際の運動デバイス制御回路の動作について説明する。
図１に示した運動デバイス制御回路１０１における第１の調整方法（制御方法）を実行する場合には、図中の点線で示すように、駆動信号制御回路１３及び制御係数設定部）２５が不要になる。
【００３８】
目標位置信号生成回路１７は、目標位置信号Ｈを出力する。この目標位置信号Ｈは、運動デバイス１の可動範囲の第１の端点位置から第２の端点位置まで移動する指令信号である。なお、目標位置信号Ｈは、外部入力される調整信号に含まれてもよく、また、タイミング信号生成部２６によって、目標位置信号Ｈで生成するように構成されてもよい。
切替部２１は、切替信号生成回路２４の切替信号に基づいて、駆動信号制御回路１３の操作量信号ではなく、目標位置信号Ｈがドライバ１４に入力されるように切り替えを行う。これにより、ドライバ１４は、目標位置信号Ｈに従って、運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動する駆動信号Ｄを駆動部１５へ出力することとなる。
【００３９】
タイミング信号生成部２６は、外部入力された調整信号に基づいて、各ブロックを制御する。時定数検出部は、位置センサ信号Ｓが入力され、レンズ２の動きに関連する時定数を検出して時定数情報を出力する。時定数格納部２３は、時定数検出部２２で検出した時定数情報を格納する。
端点補正回路１２は、第１の端点位置及び第２の端点位置における位置センサ信号Ｓに基づいて端点補正するため、例えば、位置センサ信号情報を取得する。
このように、レンズ２を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させる調整において、端点補正関連情報に加えて、レンズ２の移動し易さに関連する時定数情報を取得することができる。
【００４０】
次に、レンズを運動させた場合の調整方法について図３に基づいて以下に説明する。
図３は、図２に示したフィルタ特性の第１の調整方法を説明するための図で、レンズを運動させた場合の第１の調整方法（制御方法）について説明する。横軸が時間、縦軸がレンズ位置及び駆動電流を示している。
駆動電流は、第１の端点位置から第２の端点位置まで移動する目標位置信号Ｈに従って、時刻ｔ１まで駆動電流Ｉ１が出力され、時刻ｔ１からｔ２まで駆動電流Ｉ２が出力され、ｔ２以降駆動電流Ｉ１が出力される。この駆動電流、つまり、目標位置信号Ｈが変化する時刻は、タイミング信号生成部２６により制御される。
【００４１】
駆動電流が駆動部１５であるコイルに流れることにより、運動デバイス１が第１の端点位置から第２の端点位置、そして再度第１の端点位置まで移動し、その位置を位置センサ１１が検出する。レンズ位置に対応する位置センサ信号Ｓは、図３に示すように、時刻ｔ１からΔｔ遅れて時刻ｔ３に立ち上がる。時定数検出部２２では、この駆動電流を変化させてから運動デバイス１が移動を始めるまでの時間であるΔｔを検出する。本実施形態１においては、立ち上がり時間の定義を動き始めるまでの時間としたが、端点間の１０％の位置など、端点から既定の距離の位置としてもよい。
【００４２】
運動デバイス１は、潤滑油などの影響により、移動し易さにバラツキが出てしまう。潤滑油の特性バラツキや、潤滑油の量にも影響を受けることがある。本実施形態１では、運動デバイス１の移動し易さに対応する制御係数Ｃを設定することができるため、クローズドループの安定性が損なわれるのを防ぎ、オーバーシュートが生じてレンズの応答性が低下することも防ぐことができる。
【００４３】
図４は、本実施形態１における制御係数の設定方法を説明するための回路構成図である。
図１に示した運動デバイス制御回路１０１における制御係数の設定方法を実行する場合には、図中の点線で示すように、時定数格納部２３と制御係数設定部２５が機能する。
時定数格納部２３に格納された時定数情報を読み出して、その結果に応じて決定した制御係数Ｃを制御係数設定部２５のメモリなどに書き込みを行う。それにより、新たなＰＩＤパラメータが決定する。
【００４４】
具体的には、図３に示す調整で、Δｔが基準値より大きいときは、むだ時間が大きいことを意味するため、例えば、オーバーシュートを減らすように制御係数Ｃを設定する。ＰＩＤ制御回路１３の場合、微分回路（図示せず）のゲインが低域するように制御係数Ｃを設定する、または、積分を弱くする、ゲインを上げる、目標値フィルタで、むだ時間を補償するように設定する。逆に、Δｔが基準値より小さいときは、ＰＩＤ制御回路１３の場合、微分回路（図示せず）のゲインが増加するように制御係数Ｃを設定する、または、積分を強くする、ゲインを下げる、目標値フィルタでむだ時間を揃えるように設定する。また、一般的な、むだ時間補正法であるスミス法に反映させても効果的である。
【００４５】
以上の調整及び設定により、レンズ２の動きやすさに応じた制御係数Ｃとすることができる。それにより、レンズ２や磁石３などの製造バラツキによって、クローズドループの安定性が損なわれたり、オーバーシュートが生じて、レンズ２の応答性が低下したりすることを防ぐことができる。また、簡便かつ短時間で調整を行うことができる。本実施形態１の場合、矩形波のドライバ信号を使用しているが、ＰＷＭ信号など、レンズを端点位置から端点位置に移動させる信号であればよい。
【００４６】
図５は、図１に示した本実施形態１における動作を説明するための回路構成図で、制御係数の設定完了後の通常の動作について説明する。
図１に示した運動デバイスの制御装置１００における通常の動作を実行する場合には、図中の点線で示すように、切替部２１と切替委信号生成回路２４、時定数検出部２２と時定数格納部２３とタイミング信号生成部２６が不要になる。
【００４７】
位置センサ１１は、運動デバイス１であるレンズ２の位置を検出して位置センサ信号Ｓを出力する。端点補正回路１２は、位置センサ信号Ｓを補正して出力する。
目標位置信号生成回路１７は、外部から入力されるレンズ２が目標地点へ移動する目標位置に基づいて、レンズ２の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する。オートフォーカスであれば、被写体に合焦するレンズ位置であり、手振れ補正であれば、光軸と垂直な面内方向へのレンズ２の移動を補正するレンズ位置である。
【００４８】
駆動信号制御回路１３は、端点補正された位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて、操作量信号Ｍを算出する。制御係数設定部２５で新たに決定された制御係数Ｃに基づいた入出力フィルタ特性で制御を行う。
ドライバ１４は、操作量信号Ｍに基づいて、レンズ２を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄを出力する。例えば、駆動部１５がコイルである場合、駆動信号Ｄはコイルに流す駆動電流又は駆動電圧である。入力された操作量信号Ｍに基づいて、コイルに駆動電流又は駆動電圧を外部出力する。
【００４９】
以上のように、レンズ２を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させて端点補正する際に、レンズ２の動き易さに関連する時定数情報を検出する。検出した時定数情報は、レンズ２の動きやすさに関する情報に関連するため、その情報に基づいて駆動信号制御回路１３の制御係数Ｃ、つまり、駆動信号制御回路１３のフィルタ特性が決定される。
この調整によって、レンズ２の動きやすさに応じた制御を行うことが可能となる。本実施形態１は、レンズ２の動きやすさに関連する時定数情報に基づいて、制御係数Ｃを調整可能に構成されている。また、本調整では、線形駆動デバイスで移動範囲を決める際に必ず必要となる、機械的な端点から端点までの情報、つまり第１のレンズ位置と第２のレンズ位置の情報を同時に獲得することができ、制御係数Ｃの調整と同時に端点補正回路まで補正することが可能、なため、簡易かつ短時間で調整が可能となる。
【００５０】
図６は、図２に示したフィルタ特性の第２の調整方法を説明するための図で、レンズをオープンループで運動させた場合の第２の調整方法（制御方法）について説明する。横軸が時間、縦軸がレンズ位置及び駆動電流を示している。
レンズ２が第１の端点位置から第２の端点位置まで移動を開始して第２の端点位置まで移動完了するまでの立ち上がり時間に関連する時定数情報を取得する。
【００５１】
例えば、時定数検出部２２が内部に、第１の閾値と第２の閾値に対して位置センサ信号Ｓを比較する比較部（図示せず）を有する構成などが挙げられる。第１の閾値を超えた時（ｔ４）から第２の閾値を超える時（ｔ５）までの時間Δｔを検出する。
検出したΔｔに応じた制御係数Ｃの設定については、Δｔが基準値より大きいときは、レンズ２が動きにくいことを意味しており、例えば、ゲインを上げるように制御係数Ｃを設定する。特に、ＰＩＤ制御回路１３の場合もゲインを上げる、積分を強くするなども効果的である。
【００５２】
図７は、図２に示したフィルタ特性の第３の調整方法を説明するための図で、レンズをオープンループで運動させた場合の第３の調整方法（制御方法）について説明する。横軸が時間、縦軸がレンズ位置及び駆動電流を示している。
レンズ２が第１の端点位置から第２の端点位置まで移動を開始して第２の端点位置まで移動し、さらに第１の端点位置へ戻る移動をさせたとき、レンズ２は、時刻ｔ２からΔｔ遅れて時刻ｔ６から立ち下がる。このΔｔに関連する時定数情報を取得する。レンズ２の移動は、重力方向に対して、同方向と逆方向で動かす場合で、レンズ２の動き易さが異なる。そのため、駆動電流が変化してから、立下りを始めるまでの時間を検出し、それに応じた制御係数Ｃを設定する。
【００５３】
Δｔが基準値より大きいときは、むだ時間が大きいことを意味するため、例えば、オーバーシュートを減らすように制御係数Ｃを設定する。ＰＩＤ制御回路１３の場合、微分回路（図示せず）のゲインを低域なるように制御係数Ｃを設定する、または、積分を弱くする、ゲインを上げる、目標値フィルタで、むだ時間を補償するように設定する。また、一般的なむだ時間補正法であるスミス法に反映させても効果的である。
【００５４】
図８は、図２に示したフィルタ特性の第４の調整方法を説明するための図で、レンズを等加速度運動させた場合の第４の調整方法（制御方法）について説明する。横軸が時間、縦軸がレンズ位置及び駆動電流を示している。
レンズ２が第１の端点位置から第２の端点位置まで移動し、さらに第２の端点位置への移動を開始して第２の端点位置まで移動完了するまでの立下り時間に関連する時定数情報を取得する。
【００５５】
例えば、時定数検出部２２が内部に、第３の閾値と第４の閾値に対して位置センサ信号Ｓを比較する比較部（図示せず）を有する構成などが挙げられる。位置センサ信号Ｓが、第３の閾値を下回った時（ｔ７）から第４の閾値を下回った時（ｔ８）までの時間Δｔを検出する。
検出したΔｔに応じた制御係数Ｃの設定については、Δｔが基準値より大きいときは、レンズ２が動きにくいことを意味しており、例えば、ゲインを上げるように制御係数Ｃを設定する。特に、ＰＩＤ制御回路１３の場合もゲインを上げる、積分を強くするなども効果的である。
【００５６】
なお、上述した調整方法を組み合わせて、制御係数Ｃを決定して制御係数Ｃを更新する構成であってもよい。以上のように、本実施形態１では、位置センサ信号Ｓ又は目標位置信号Ｈのゲイン・オフセットなどの端点補正を行う調整の際、同時に、位置センサ信号Ｓの時定数に関する情報を取得することで駆動信号制御回路１３の制御パラメータも設定できるように構成されている。また、本実施形態１では、一方向の電流または電圧でレンズを動かしていたが、機械的端点まで到着させるため、コイルに対し、２方向に交互に電流または電圧を印加しレンズの動きを見ても同様の効果が得られることは、言うまでもないし、それが複数回あってもよい。一回、端点補正が実施されれば、端点補正後の信号を使っても問題ないことは言うまでもない。
【００５７】
＜実施形態２＞
図９は、本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態２を説明するための回路構成図である。なお、図１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。図１に示した実施形態１との相違は、制御係数演算部２７をさらに備えている点である。
本実施形態２の運動デバイス制御回路２０１は、運動デバイス１の位置を検出した位置センサ信号Ｓを補正する端点補正回路１２と、運動デバイス１の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する目標位置信号生成回路１７と、端点補正回路１２で補正された位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて、操作量信号Ｍを算出する駆動信号制御回路１３と、操作量信号Ｍに基づいて運動デバイス１を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄを出力するドライバ１４と、運動デバイス１を第１の位置から第２の位置まで移動させたときの位置センサ信号Ｓの時定数を取得し、この時定数に基づいて駆動信号制御回路１３の入出力のフィルタ特性を調整する調整部２１２と、を備えている。
【００５８】
調整部２１２が、時定数格納部２３に格納された時定数に基づいて、制御係数Ｃを演算して制御係数情報ＣＩを制御係数設定部２５に出力する制御係数演算部２７をさらに備えている。
駆動信号制御回路１３は、ＰＩＤ制御回路であり、調整部１１２は、ＰＩＤ制御回路１３のＰＩＤパラメータを調整する。その他の機能は、上述した実施形態１と同様である。
【００５９】
本発明の運動デバイス制御装置２００は、運動デバイス１の位置を検出して位置センサ信号Ｓを出力する位置センサ１１と、運動デバイス制御回路２０１と、駆動信号Ｄにより、運動デバイス１を移動させる駆動部１５と、を備えている。
このようなＰＩＤ制御システムにおいて最適な制御性能を得るためには、ＰＩＤ制御回路３１におけるＰＩＤパラメータ、すなわち、比例ゲインＫｐ，積分時間ＴＩ、微分時間ＴＤの各パラメータを最適な値に設定することが必要である。
ＰＩＤパラメータの設定方法として、（１）ステップ応答法、（２）限界感度法、（３）周波数応答法、（４）リミットサイクル法などが知られている。
【００６０】
オートフォーカス機能を搭載した光学機器などのように高速応答と高精度が必要なシステムにおいては、制御対象のスピードが速いので、一般に、オペレータによる限界感度法によりＰＩＤパラメータを設定することが行われている。
この限界感度法によりＰＩＤパラメータを設定する場合、まず、比例動作だけの制御状態（Ｐ制御状態）に設定する。その状態で、方形波信号を目標値として入力し、ＰＩＤ制御回路３１の比例ゲインＫｐを増大させていく。比例ゲインＫｐが増大するにしたがって、制御量の信号波形には、オーバーシュートが発生し始める。さらに、比例ゲインＫｐを増大させると、そのオーバーシュートが振動的になってリンギングが発生し、さらに比例ゲインＫｐを増大させるとリンギングの減衰時間が大きくなる。さらに、比例ゲインＫｐを増大させると、そのリンギングが減衰しなくなり振動状態が持続する。そして、さらに、比例ゲインＫｐを増大させると発散を始める。その発散前の限界状態、すなわち、振動状態が持続する持続振動状態であるときの比例ゲインＫｐとリンギング周期を元にＰＩＤパラメータを算出する。
【００６１】
このように、限界感度法では、ＰＩＤ制御システムに目標値として方形波信号を入力し、その方形波のエネルギーによりオーバーシュートを発生させ、その減衰を目視することにより持続振動状態を検出し、そのときの比例ゲインとリンギング周期に基づいてＰＩＤパラメータを算出する。
手振れ補正の制御に関しては、上述したような、フィードバック制御であるＰＩＤ制御が適用される。ＰＩＤ制御では、比例ゲイン、積分時間、微分時間といった制御パラメータが制御系の特性に従って調整され、例えば、限界感度法によってＰＩＤパラメータ値が定められる。
【００６２】
図１０は、本実施形態２におけるフィルタ特性の第１の調整方法を説明するための回路構成図で、制御係数を調整する際の運動デバイス制御回路の動作について説明する。
図１０に示した運動デバイス制御回路２０１における第１の調整方法（制御方法）を実行する場合には、図中の点線で示すように、駆動信号制御回路１３及び制御係数演算部２７が不要になる。
【００６３】
目標位置信号生成回路１７は、目標位置信号Ｈを出力する。この目標位置信号Ｈは、運動デバイス１の可動範囲の第１の端点位置から第２の端点位置まで移動する指令信号である。なお、目標位置信号Ｈは、外部入力される調整信号に含まれてもよく、また、タイミング信号生成部２６によって、目標位置信号Ｈで生成するように構成されてもよい。
切替部２１は、切替信号生成回路２４の切替信号に基づいて、駆動信号制御回路１３の操作量信号ではなく、目標位置信号Ｈがドライバ１４に入力されるように切り替えを行う。これにより、ドライバ１４は、目標位置信号Ｈに従って、運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動する駆動信号Ｄを駆動部１５へ出力することとなる。
【００６４】
タイミング信号生成部２６は、外部入力された調整信号に基づいて、各ブロックを制御する。時定数検出部は、位置センサ信号Ｓが入力され、レンズ２の動きに関連する時定数を検出して時定数情報を出力する。時定数格納部２３は、時定数検出部２２で検出した時定数情報を格納する。
端点補正回路１２は、第１の端点位置及び第２の端点位置における位置センサ信号Ｓに基づいて端点補正するため、例えば、位置センサ信号情報を取得する。
このように、レンズ２を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させる調整において、端点補正関連情報に加えて、レンズ２の移動し易さに関連する時定数情報を取得することができる。
【００６５】
図１１は、本実施形態２における制御係数の設定方法を説明するための回路構成図で、レンズをオープンループで運動させた後の設定方法について説明する。
図１１に示した運動デバイス制御回路２０１における制御係数の設定方法を実行する場合には、図中の点線で示すように、時定数格納部２３と制御係数設定部２５とタイミング信号生成部２６と制御係数演算部２７が機能する。
つまり、本実施形態２は、上述した本実施形態１において、外部から時定数格納部２３の時定数情報を読み出して、制御係数設定部２５に新たな制御係数Ｃを書き込んでいた構成を、ＩＣ内で制御係数Ｃを演算して制御係数設定部２５に書き込むように構成した実施形態である。
【００６６】
時定数格納部２３に格納された時定数情報を読み出して、その結果に応じて決定した制御係数Ｃを制御係数設定部２５のメモリなどに書き込みを行う。それにより、新たなＰＩＤパラメータが決定する。
つまり、時定数格納部２３に格納された時定数に基づいて、制御係数演算部２７により制御係数Ｃを演算して制御係数情報ＣＩを制御係数設定部２５に出力する。
【００６７】
具体的には、図３に示す調整で、Δｔが基準値より大きいときは、むだ時間が大きいことを意味するため、例えば、オーバーシュートを減らすように制御係数Ｃを設定する。ＰＩＤ制御回路１３の場合、微分回路（図示せず）のゲインが低域するように制御係数Ｃを設定する、または、積分を弱くする、ゲインを上げる、目標値フィルタで、むだ時間を補償するように設定する。逆に、Δｔが基準値より小さいときは、ＰＩＤ制御回路の場合、微分回路のゲインが増加するように制御係数を設定する、または、積分を強くする、ゲインを下げる、目標値フィルタでむだ時間を揃えるように設定する。また、一般的なむだ時間補正法であるスミス法に反映させても効果的である。
【００６８】
以上の調整及び設定により、レンズの動きやすさに応じた制御係数とすることができる。それにより、レンズや磁石などの製造バラツキによって、クローズドループの安定性が損なわれたり、オーバーシュートが生じて、レンズの応答性が低下したりすることを防ぐことができる。本実施形態２の場合、矩形波のドライバ信号を使用しているが、ＰＷＭ信号など、レンズを端点位置から端点位置に移動させる信号であればよい。
【００６９】
図１２は、図９に示した本実施形態２における動作を説明するための回路構成図で、制御係数の設定完了後の通常の動作について説明する。
図１２に示した運動デバイス制御回路２０１における通常の動作を実行する場合には、図中の点線で示すように、切替部２１と切替信号生成回路２４と時定数検出部２２と時定数格納部２３と制御係数演算部が不要となる。
【００７０】
位置センサ１１は、運動デバイス１であるレンズ２の位置を検出して位置センサ信号Ｓを出力する。
目標位置信号生成回路１７は、外部から入力されるレンズ２が目標地点へ移動する目標位置に基づいて、レンズ２の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する。オートフォーカスであれば、被写体に合焦するレンズ位置であり、手振れ補正であれば、光軸と垂直な面内方向へのレンズの移動を補正するレンズ位置である。
【００７１】
駆動信号制御回路１３は、位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて、レンズ２を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄを出力する。例えば、駆動部１５が駆動コイルである場合、駆動信号Ｄは、駆動コイルに流す駆動電流である。
駆動信号制御回路１３がＰＩＤ制御回路の場合は、位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて操作量信号Ｍを算出する。また、制御係数設定部２５で新たに決定されたＰＩＤパラメータに基づいた入出力フィルタ特性で制御を行う。
【００７２】
ドライバ１４は、操作量信号Ｍに基づいて駆動信号Ｄを駆動部１５へ出力する。例えば、入力された操作量信号Ｍに基づいて、駆動コイルに駆動電流又は駆動電圧を外部出力する。
以上のように、レンズ２を端点から端点までオープンループで移動させ、その際の位置センサ信号の時定数に対応する信号を検出する。検出した駆動信号Ｄに対応する信号は、レンズ２の動きやすさに関する情報に関連するため、その情報に基づいてＰＩＤ制御回路１３の制御係数、つまり、ＰＩＤ制御回路１３のフィルタ特性が決定される。この調整によって、レンズ２の動きやすさに応じた制御を行うことが可能となる。また、外部から調整開始信号を入力するだけで、自動的にレンズ２の動きやすさに関する情報を取得可能である。
【００７３】
本実施形態２は、レンズ２の動きやすさに関連する駆動信号Ｄに対応する信号に基づいて、制御係数Ｃを調整可能に構成されている。また、第１のレンズ位置から第２のレンズ位置まで移動させて、制御係数Ｃを調整できるため、簡易かつ短時間で調整が可能となる。また、端点位置からもう一方の端点位置まで移動させて、位置センサ信号Ｓや目標位置信号Ｈのゲイン・オフセットなどの端点補正と同時に、制御係数Ｃを調整する調整方法であってもよい。
【００７４】
また、本実施形態２では、一方向の電流または電圧でレンズを動かしていたが、機械的端点まで到着させるため、コイルに対し、２方向に交互に電流または電圧を印加しレンズの動きを見ても同様の効果が得られることは、言うまでもないし、それが複数回あってもよい。また、一回、端点補正が実施されれば、端点補正後の信号を使っても問題ないことは言うまでもない。
【００７５】
＜運動デバイス制御回路の調整方法＞
図１３は、本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態１に対応する調整方法（その１）を説明するためのフローチャートを示す図である。
まず、運動デバイス１の位置を検出した位置センサ信号Ｓを端点補正回路１２で補正する（ステップＳ１）。次に、運動デバイス１の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する（ステップＳ２）。
次に、端点補正回路１２で補正された位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づいて、操作量信号Ｍを駆動信号制御回路１３により算出する（ステップＳ３）。次に、操作量信号Ｍに基づいて運動デバイス１を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄをドライバ１４により出力する（ステップＳ４）。
【００７６】
端点補正回路１２で補正するステップは、運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときの第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号に基づいて、端点補正回路１２に設定された補正係数で補正し、操作量信号を算出するステップは、運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときに取得した、位置センサ信号Ｓの時定数に基づいて調整された入出力のフィルタ特性に係る制御係数で、駆動信号制御回路１３が操作量信号を算出する。（全実施形態；図１，図９に対応）
また、運動デバイス１の目標位置を示す目標位置信号Ｈを生成する。次に、目標位置信号Ｈを端点補正回路１２で補正する。
【００７７】
次に、端点補正回路１２で補正された目標位置信号Ｈ及び運動デバイス１の位置を検出した位置センサ信号Ｓに基づいて、操作量信号Ｍを駆動信号制御回路１３により算出する。次に、操作量信号Ｍに基づいて運動デバイス１を移動させる駆動部１５へ駆動信号Ｄをドライバ１４により出力する。
端点補正回路で補正するステップは、運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときの第１の端点位置における第１の位置センサ信号及び第２の端点位置における第２の位置センサ信号に基づいて、端点補正回路に設定された補正係数で補正し、操作量信号を算出するステップは、運動デバイス１を第１の端点位置から第２の端点位置まで移動させたときに取得した、位置センサ信号Ｓの時定数に基づいて調整された入出力のフィルタ特性に係る制御係数で、駆動信号制御回路１３が操作量信号を算出する。
また、駆動信号制御回路１３は、ＰＩＤ制御回路であり、調整するステップが、ＰＩＤ制御回路１３のＰＩＤパラメータを調整する。
【００７８】
図１４は、本発明に係る運動デバイス制御回路の実施形態１に対応する調整方法（その２）を説明するためのフローチャートを示す図である。
まず、運動デバイス１の第１の位置を検出した第１の位置センサ信号を取得する（ステップＳ１１）。次に、運動デバイス１を第１の位置から第２の位置へ移動させる（ステップＳ１２）。
次に、運動デバイス１が第１の位置から前記第２の位置まで移動するときの、運動デバイス１の位置を検出する位置センサ信号Ｓの時定数を取得する（ステップＳ１３）。次に、運動デバイス１の第２の位置を検出した第２の位置センサ信号を取得する（ステップＳ１４）。
【００７９】
次に、第１の位置センサ信号及び第２の位置センサ信号に基づいて、運動デバイス１の位置を検出した位置センサ信号Ｓ又は運動デバイス１の目標位置を示す目標位置信号Ｈを補正する端点補正回路の補正係数を設定する（ステップＳ１５）。
次に、時定数に基づいて、位置センサ信号Ｓ及び目標位置信号Ｈに基づく運動デバイス１の移動の制御を行う駆動信号制御回路１３の制御係数Ｃを設定する（ステップＳ１６）。
また、第１の位置は、運動デバイス１の可動範囲の第１の端点位置であり、第２の位置は、運動デバイス１の可動範囲の第２の端点位置である。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の技術的範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることも可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８１】
１  運動デバイス
２  レンズ（光学要素）
３  磁石
１１  位置センサ
１２  端点補正回路
１３  駆動信号制御回路
１４  ドライバ
１５  駆動部
１６  インターフェース（ＩＦ）
１７  目標位置信号生成回路
２１  切替部
２２  時定数検出回路
２３  時定数格納部
２４  切替信号生成回路
２５  制御係数設定部
２６  タイミング信号生成部
２７  制御係数演算部
１００，２００  運動デバイス制御装置
１０１，２０１  運動デバイス制御回路
１１２，２１２  調整部
【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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