(57)【要約】【課題】停止時に振動を伴う移動体の位置の精密測定において、信頼性が高く且つ測定時間が短時間で済む位置検出方法及び位置検出装置を提供する。【解決手段】外周にコイル１５を有するレンズ支持体７は、マグネット１３が配置された筐体５、６の内周に配置され且つスプリング９、１１により移動自在に支持されており、コイル１５に所定値の電流（単位駆動力）を流すことにより生じる電磁力とスプリング９、１１の付勢力とが釣り合った位置で停止するレンズ駆動装置１のレンズ支持体７の位置を検出する方法において、レンズ支持体７は単位駆動電流を与えると所定量移動した後に振動を伴って停止しており、連続的にレンズ支持体７の位置を測定し、測定したレンズ支持体７の位置の平均値を所定時間毎に求め、平均値が同じ値の個数を数えて比較し、一番多い個数の値を単位駆動電流による移動位置としている。【選択図】図１
2008096306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位駆動力を与えると所定量移動した後に振動を伴って停止する移動体の位置検出方法であって、連続的に移動体の位置を測定し、測定した移動体の位置の平均値を所定時間毎に求め、平均値が同じ値の個数を数えて比較し、一番多い個数の値を単位駆動力による移動位置とすることを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
単位駆動力は移動体に連続的に付与し、単位駆動力毎の移動位置を求めることを特徴とする請求項１に記載の位置検出方法。
【請求項３】
移動体はレンズを支持すると共に外周にコイルを有するレンズ支持体であり、マグネットが配置された固定体の内周に配置され固定体に対してスプリングにより移動自在に支持されており、単位駆動力はコイルに所定値の電流を流すことにより生じる電磁力であり、コイルに電流を流して生じる電磁力とスプリングの付勢力とが釣り合った位置で停止するレンズ駆動装置のレンズ支持体の位置を検出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出方法を行う位置検出装置。
【請求項５】
レーザ変位計と、定電流源と、コンピュータとを備え、請求項３に記載の位置検出方法を行う位置検出装置であって、単位駆動力として所定時間毎に定電流源から所定値の電流をコイルに流し、レーザ変位計で連続的に計測した移動体の位置情報をコンピュータに蓄積して、コンピュータでは移動体の位置情報から、所定時間毎の移動体の位置の平均値を求め、平均値が同じ値の個数を数えて比較し、一番多い個数の値を所定値の電流を流したときの移動位置とすることを特徴とする位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単位駆動力を与えて移動した後に振動を伴って停止する移動体の位置検出方法に関し、特に、小型カメラに用いられるオートフォーカス用レンズ駆動装置の検査に用いる位置検出方法及び位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スプリングにより支持されて移動（変位）と停止を繰り返して所定位置まで移動する移動体は停止時に振動を伴うので、移動位置（停止位置）を測定するときに測定値がまちまちになる。このため、従来は測定した値の平均値をとっていた。
【０００３】
一方、特許文献１には移動しない対象物に対して、精密な位置検出を行う為、測定値の平均をとったり、最大値と最小値を外したりして精密に測定する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には搬送されてくる移動体の厚みを測定する方法として測定した距離の平均値をとる方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２７６３２号公報
【特許文献２】特開２００１−１９２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術ではいずれも平均値を計算したり、最大値と最小値を外したりするだけであるから、停止時に振動を伴う移動体の位置検出の場合には、測定地点が振動の山付近に偏ったり谷付近に偏ったりする場合もあり、データの信頼性に劣るという問題があった。
【０００７】
また、振動の停止まで待っていたのでは、連続的に移動と停止を繰り返して移動する移動体のような場合には測定に長時間を要することになる。
【０００８】
そこで、本発明は、停止時に振動を伴う移動体の位置の精密測定において信頼性が高く且つ測定時間が短時間で済む位置検出方法及び位置検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、単位駆動力を与えると所定量移動した後に振動を伴って停止する移動体の位置検出方法であって、連続的に移動体の位置を測定し、測定した移動体の位置の平均値を所定時間毎に求め、平均値が同じ値の個数を数えて比較し、一番多い個数の値を単位駆動力による移動位置とすることを特徴とする。
【００１０】
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、単位駆動力は移動体に連続的に付与し、単位駆動力毎の移動位置を求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、移動体はレンズを支持すると共に外周にコイルを有するレンズ支持体であり、マグネットが配置された固定体の内周に配置され固定体に対してスプリングにより移動自在に支持されており、単位駆動力はコイルに所定値の電流を流すことにより生じる電磁力であり、コイルに電流を流して生じる電磁力とスプリングの付勢力とが釣り合った位置で停止するレンズ駆動装置のレンズ支持体の位置を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出方法を行う位置検出装置である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、レーザ変位計と、定電流源と、コンピュータとを備え、請求項３に記載の位置検出方法を行う位置検出装置であって、単位駆動力として所定時間毎に定電流源から所定値の電流をコイルに流し、レーザ変位計で連続的に計測した移動体の位置情報をコンピュータに蓄積して、コンピュータでは移動体の位置情報から、所定時間毎の移動体の位置の平均値を求め、平均値が同じ値の個数を数えて比較し、一番多い個数の値を所定値の電流を流したときの移動位置とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、平均値の値が同じものの個数を数えて比較し、一番多い個数の値が単位駆動を与えたときの移動位置（又は停止位置）としているので、極めて簡単な演算で済み、演算処理も早くできる。しかも、停止時の振動により生じる極端な測定値（振動の山と谷）を確実に外すことができ、停止位置測定の信頼性が高い。また、振動の停止を待つことも必要ないので測定時間が短時間で済む。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を得ることができると共に、連続駆動する移動体の単位駆動力毎の移動位置や移動量の測定が容易に測定できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の作用効果を得ることができると共に、所定の電流を流すことにより所定位置までレンズを駆動するレンズ駆動装置の検査においては、極めて精密な検査が要求されるが、かかる検査における信頼性を高めることができると共に迅速な検査ができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の効果を奏する位置検出装置を提供することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３に記載の効果を奏すると共にレーザ変位計と定電流源とで、所定電流で駆動するレンズ駆動装置のレンズ支持体の移動位置を精密に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の実施の形態にかかる方法のフローチャートであり、図３は図２におけるデータ処理のフローチャートであり、図４は時間毎に測定した移動体の平均値データを示した図であり、図５は移動体に単位駆動力を付与したときの移動距離と時間との関係を示すグラフであり、図６は移動体の連続駆動における電流と移動距離との関係を示すグラフであり、図７はレンズ駆動装置の位置測定を説明する斜視図であり、図８は図７に示すレンズ駆動装置の断面図であり、図９は図７に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【００２０】
まず、図７〜図９を参照して検査対象となるレンズ駆動装置１について説明する。レンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。このレンズ駆動装置１は、環状のヨーク３と、レンズ支持体（以下「移動体」という）７と、前側スプリング９と、後側スプリング１１と、ヨーク３の後側に配置されるベース５（筐体）と、ヨークの前側に配置されるフレーム（筐体）６とを備えており、レンズ支持体７には、外周に環状のコイル１５が固定されている。ヨーク３と後側スプリング１１との間には絶縁体（スペーサ）１７が配置されている。このレンズ駆動装置１は、縦横が約１０ｍｍ、高さが約３．５ｍｍで非常に小さいものである。
【００２１】
ヨーク３の各角部１４において、外周壁３ａの内周面にはマグネット１３が固定されている。マグネット１３は、角部１４のみに設けてあり、内周壁３ｂに形成された切除部１２に対応する位置にはない。
【００２２】
移動体７は略円筒形状であり、その内周部にレンズ（図示せず）が装着されて、ヨーク３の内周側を光軸方向に移動自在に設けられている。
【００２３】
コイル１５はヨーク３の外周壁３ａと内周壁３ｂとの間に配置するが、マグネット１３がある角部１４ではマグネット１３と内周壁３ｂとの間に位置し、移動体７と共にヨーク３内を前後方向に移動するようになっている。
【００２４】
前側スプリング９は環状の板ばねであり、内周側部９ａはレンズ支持体７に取り付けてあり、外周側部９ｂはヨーク３とフレーム６との間に挟持して固定されている。内周側部９ａと外周側部９ｂとは弾性変形可能な腕部９ｃにより連結してある。
【００２５】
後側スプリング１１の各外周側部１１ｂ、１１ｂは、絶縁体（スペーサ）１７を介してベース５とヨーク３との間に挟持され、各内周側部１１ａ、１１ａは、レンズ支持体７の後端に取り付けてある。後側スプリング１１の各内周側部９ａと外周側部９ｂとは弾性変形可能な腕部１１ｃにより連結してある。
【００２６】
後側スプリング１１の端子１８、１９は電源供給端子に接続されるようになっており、端子１８、１９からコイル１５に通電し、コイル１５に作用する電磁力で、移動体（レンズ支持体）７は前側スプリング９及び後側スプリング１１の付勢力に抗して移動し、スプリング９、１１との力の釣り合う位置で停止する。
【００２７】
次に、図１〜図６を参照して本実施の形態にかかる位置検出装置２１について説明する。図１に示すように、位置検出装置２１は、レーザ変位計２３と、定電流源２５と、コントローラ２７と、コンピュータ（ＰＣ）２９とから構成されている。
【００２８】
レーザ変位計２３は、照射したレーザ光の反射光を受けて、測定対象物の表面位置を測定するものである。このレーザ変位計２３は、図７に示すように、レンズ駆動装置１において後側スプリング１１の後端面に向けてレーザ光を照射しており、レーザ光を照射する部分は移動体７が固定された内周側部１１ａ（図８参照）であり、この測定箇所が移動体７の位置として測定されるものである。
【００２９】
レーザ変位計２３の測定信号はコントローラ２７を介してコンピュータ２９に位置情報として送信される。コントローラ２７ではレーザ変位計２３による測定値を５０ＫＨｚ（１秒間に５０、０００回）でサンプリングしているが、本実施の形態では、５０ＫＨｚのサンプリングではデータが多くなりすぎるので、１／１０間引いて、５ＫＨｚでのサンプリングデータを採用している。尚、このサンプリング間隔でも０．１秒間に５００回のデータが０．１μｍの精度で得られるから、スプリング９、１１の振動周波数よりも十分に高いサンプリング周波数である。
【００３０】
定電流源２５は、例えば、１ｍＡから８０ｍＡを流すことができ、本実施の形態では、１ｍＡ，２ｍＡ，４ｍＡ、６ｍＡ等に予め設定した電流を所定時間毎にレンズ駆動装置１に流すものである。
【００３１】
コンピュータ２９には、コントローラ２７から受けた所定時間毎の位置情報を蓄積するデータ記録部３１と、所定時間毎における位置情報の平均値を演算する平均値演算部３３と、演算した平均値が同じ値である個数をカウントする同一値カウント部３５と、カウントした個数を比較する比較部３７と、一番多い同一値を真値（移動体の位置）として記録する記録部３９と、平均値演算部３３で演算したデータやデータ記録部３１のデータ等の任意のデータ列を表示する表示部４１、及び所定のデータをグラフ化するグラフ部４３を備えている。
【００３２】
次に、図２〜図７を参照して位置検出装置２１による移動体７の移動検査について説明する。図２にフローチャートを示すように、ステップＳ１で、定電流源２５から所定時間毎に所定値の電流（単位駆動電流）を増加又は減少させてレンズ駆動装置１に供給する。尚、移動体７を往復動させる為、定電流源２５では電流値を所定値まで増加させた後に増加と同じ割合で減少させている。本実施の形態では、０．１秒毎に４ｍＡ、８ｍＡ、１２ｍＡ、１６ｍＡの如く、４ｍＡ〜８０ｍＡまで供給電流を２０回上昇させた後、８０ｍＡ、７６ｍＡ、７２ｍＡの如く８０ｍＡ〜４ｍＡまで供給電流を２０回減少させる。
【００３３】
一方、レーザ変位計２３により測定したデータのサンプリングはコントローラ２７で制御しており、本実施の形態ではコントローラ２７は０．００１秒毎に測定したデータ（位置情報）をコンピュータ２９に送信し、ステップＳ３でコンピュータ２９のデータ記録部３１がコントローラ２７から送信されたデータを蓄積する。そして、ステップＳ４では、設定した回数（Ｍ回）、本実施の形態では往復動合わせて合計４０回の単位駆動電流の供給までのデータ蓄積を行う。
【００３４】
データ記録部３１にデータ蓄積後、コンピュータ２９ではステップＳ５で本発明にかかるデータ処理を行うが、ステップＳ５におけるデータ処理の工程は図３に示す。図３に示すようデータ処理では、ステップＳ２１で所定個数毎の測定値（位置情報）について平均値Ｒを求める。例えば、０．００１秒毎の測定値について１０個毎に平均値（Ｒ）を算出し（図４参照）、ステップＳ２２で平均値Ｒが同じ値の個数Ｖをカウントする。
【００３５】
次に、ステップＳ２３で同一値の個数を比較して最大個数となっている平均値Ｒを決定し、ステップＳ２４でこの最大個数の値を所定の電流値、例えば１２ｍＡでの停止位置（移動量）として決定する。即ち、図４に平均値のデータ情報列を示すように、平均値Ｒを算出して平均値Ｒが同じ値の個数Ｖを算出し、個数Ｖを比較することにより、Ｖが２６で最大個数となっている平均値０．０１０を単位駆動電流あたりの移動量として決定するのである。
【００３６】
ここで図２に戻り、ステップＳ６で、上述のようにして求めた単位駆動電流あたりの移動量（停止位置）データを蓄積し、この単位駆動電流あたりの移動量にもとづいてステップＳ７で図６に示すようにグラフ化する。この図６のグラフは、移動体７に付与する電流と移動距離との関係を示すものであるが、このグラフ上の破線で示すようなグラフから比例関係を求め、所定の比例関係にあるかどうかを検査する。
【００３７】
図５に単位駆動力あたりにおける移動体７の移動距離と時間との関係を示すように、移動体７は単位駆動電流値（図５中破線で示す）を付与すると、所定量移動して停止するが、停止したときにスプリング９、１１の作用によりグラフ中一点鎖線で示すように振動する。この為、単に平均値を求めて比較したのでは誤差が生じ、単位駆動力あたりの移動量を性格に把握するのは困難であるが、本実施の形態によれば、図５に実線で示すように、平均値の最大個数領域を移動位置（停止位置）としているので、単位駆動力あたりの移動位置を正確に特定することができ、検査装置としての信頼性が高い。
【００３８】
また、平均値が同じものの個数を数えて比較し、一番多い個数が単位駆動を与えたときの停止位置（移動位置）としているので、極めて簡単な演算で演算処理も早くできる。
【００３９】
しかも、停止時の振動により生じる極端な測定値（振動の山と谷）を確実に外すことができ、移動位置測定の信頼性が高い。
【００４０】
レンズ駆動装置における移動体（レンズ支持体）の連続した駆動データを蓄積し、一括して処理できるので、移動体の駆動検査が迅速且つ容易に行うことができる。
【００４１】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４２】
例えば、本発明はレンズ駆動装置１におけるレンズ支持体７の駆動検査に限らず、他の装置や機器において停止時に振動を伴う移動体の精密検査や移動位置測定に使用することができ、特にミクロン（μｍ）単位で移動する移動体の位置測定に用いることができる。
【００４３】
また、本発明は検査方法として用いることに限らず、本発明にかかる方法を実行するプログラムを移動体が駆動する装置に搭載し、移動体の位置を検出して移動体の駆動を制御する方法に用いるものであってもよい。
【００４４】
本発明において移動体の位置を測定するサンプリング回数や単位駆動力の種類等は限定されず、停止時の振動の原因もスプリングに限らず、例えば移動体が気体の弾性緩衝を利用する為に生じる振動であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる方法のフローチャートである。
【図３】図２におけるデータ処理のフローチャートである。
【図４】時間毎に測定した移動体の平均値データを示した図である。
【図５】移動体の単位駆動力における移動距離と時間との関係を示すグラフである。
【図６】移動体の連続駆動における電流と移動量との関係を示すグラフである。
【図７】レーザ変位計によるレンズ駆動装置の測定位置を説明する斜視図である。
【図８】図７に示すレンズ駆動装置の断面図である。
【図９】図７に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
７      レンズ支持体（移動体）
９      前側スプリング
１１    後側スプリング
１３    マグネット
１５    コイル
２１    位置検出装置
２３    レーザ変位計
２５    定電流源
２７    コントローラ
２９    コンピュータ
３１    記録部
３３    平均値演算部
３５    同一値カウント部
３７    同一値個数比較部
３９    記録部
【図１】
2008096306.tif 000003
【図２】
2008096306.tif 000004
【図３】
2008096306.tif 000005
【図４】
2008096306.tif 000006
【図５】
2008096306.tif 000007
【図６】
2008096306.tif 000008
【図７】
2008096306.tif 000009
【図８】
2008096306.tif 000010
【図９】
2008096306.tif 000011