(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ、および入力信号に応じて前記アクチュエータの駆動量をフィードバック制御する制御部を備える駆動装置を検査する検査装置であって、
１つの周波数をとる基準周波数の周期信号を前記入力信号として前記駆動装置に供給する信号供給部と、
前記制御部から前記アクチュエータへの制御信号、および前記アクチュエータから前記制御部への駆動量のフィードバック信号の少なくとも一方の信号を対象信号として取得する取得部と、
前記対象信号の前記入力信号に対するゲイン、位相差および非線形性のうち少なくとも１つを検査する検査部と、
前記検査部による検査結果に基づいて、前記制御部の制御パラメータを調整する調整部と、
を備える検査装置。
【請求項２】
前記調整部は、前記検査部による検査結果に基づいて、複数組の制御パラメータの中から前記制御部に設定すべき制御パラメータを選択する請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記調整部は、前記制御部の制御パラメータを調整した後に前記検査部による再度の検査を行わせる請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記検査部は、前記対象信号のゲインが基準ゲインの範囲内か否かを検査する請求項１から３のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記検査部は、前記対象信号の位相が基準位相の範囲内か否かを検査する請求項１から４のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記検査部は、前記入力信号に対する前記対象信号の非線形性を検査する請求項１から５のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記信号供給部は、正弦波の前記周期信号を前記入力信号として前記駆動装置に供給する請求項１から６のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項８】
前記信号供給部は、前記駆動装置のカットオフ周波数を超える周波数の前記周期信号を前記入力信号として前記駆動装置に供給する請求項１から７のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項９】
前記対象信号を検査した結果に応じて、前記基準周波数を、前記カットオフ周波数を超える周波数に変更する変更部を更に備える請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
当該検査装置は、複数の前記駆動装置を順次検査し、
前記変更部は、前記複数の駆動装置のうち一部の駆動装置について前記対象信号を検査した結果に応じて、前記複数の駆動装置の検査に用いる前記基準周波数を決定する請求項９に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記信号供給部は、前記検査部による検査の結果異常を検出したことに応じて、前記基準周波数を変更する請求項１から９のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１２】
請求項１から９および１１のいずれか一項に記載の検査装置と、
前記検査装置によりキャリブレーションされる前記駆動装置と、
を備える駆動システム。
【請求項１３】
アクチュエータ、および入力信号に応じて前記アクチュエータの駆動量をフィードバック制御する制御部を備える駆動装置の検査方法であって、
１つの周波数をとる基準周波数の周期信号を前記入力信号として前記駆動装置に供給する信号供給段階と、
前記制御部から前記アクチュエータへの制御信号、および前記アクチュエータから前記制御部への駆動量のフィードバック信号の少なくとも一方の信号を対象信号として取得する取得段階と、
前記対象信号の前記入力信号に対するゲイン、位相差および非線形性のうち少なくとも１つを検査する検査段階と、
前記検査段階の検査結果に基づいて、前記制御部の制御パラメータを調整する調整段階と、
を備える検査方法。
【請求項１４】
アクチュエータ、および入力信号に応じて前記アクチュエータの駆動量をフィードバック制御する制御部を備える駆動装置をコンピュータにより検査させるための検査プログラムであって、
当該検査プログラムは、前記コンピュータを、
１つの周波数をとる基準周波数の周期信号を前記入力信号として前記駆動装置に供給する信号供給部と、
前記制御部から前記アクチュエータへの制御信号、および前記アクチュエータから前記制御部への駆動量のフィードバック信号の少なくとも一方の信号を対象信号として取得する取得部と、
前記対象信号の前記入力信号に対するゲイン、位相差および非線形性のうち少なくとも１つを検査する検査部と、
前記検査部による検査結果に基づいて、前記制御部の制御パラメータを調整する調整部と、
して機能させる検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査方法、駆動システム、および検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ、携帯電話、小型ＰＣ等に搭載されるレンズを有する光学モジュールは、当該レンズの位置をアクチュエータ等で移動させて制御し、オートフォーカス機能等を実行していた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  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】
【０００３】
このような光学モジュールは、レンズを高速に精度よく移動させることにより、オートフォーカスを高速に実行させていた。しかしながら、レンズを移動させるアクチュエータは、応答特性のバラツキが大きく、当該アクチュエータの周波数特性等を個別に測定して調整しなければならなかった。また、このようなアクチュエータの周波数特性の測定は時間がかかるので、光学モジュールを量産する場合に、当該測定時間の短縮が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、アクチュエータ、および入力信号に応じてアクチュエータの駆動量をフィードバック制御する制御部を備える駆動装置を検査する検査装置であって、基準周波数の周期信号を入力信号として駆動装置に供給する信号供給部と、制御部からアクチュエータへの制御信号、およびアクチュエータから制御部への駆動量のフィードバック信号の少なくとも一方の信号を対象信号として取得する取得部と、対象信号を検査する検査部と、を備える検査装置、検査方法、および検査プログラムを提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、第１の態様の検査装置と、検査装置によりキャリブレーションされる駆動装置と、を備える駆動システム。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る検査装置２００の構成例を、駆動装置１００と共に示す。
【図２】本実施形態に係る駆動装置１００が、オープンループ接続された場合の構成例を示す。
【図３】本実施形態に係る駆動装置１００がオープンループ接続された場合の、ゲイン特性の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る駆動装置１００がオープンループ接続された場合の、位相特性の一例を示す。
【図５】本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合の構成例を示す。
【図６】本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合における、各部の信号波形の一例を示す。
【図７】本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合の、ゲイン特性の一例を示す。
【図８】本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合の、位相特性の一例を示す。
【図９】本実施形態に係るアクチュエータ１０に周波数特性のバラツキが生じた場合の、ゲイン特性の一例を示す。
【図１０】本実施形態に係るアクチュエータ１０に周波数特性のバラツキが生じた場合の、位相特性の一例を示す。
【図１１】本実施形態に係る検査装置２００の動作フローの一例を示す。
【図１２】本実施形態に係るアクチュエータ１０が非線形応答した場合における、各部の信号波形の一例を示す。
【図１３】本実施形態に係る検査装置２００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る検査装置２００の構成例を、駆動装置１００と共に示す。駆動装置１００は、外部から入力する入力信号に応じて、当該駆動装置１００に設けられる光学部品の位置を制御する。駆動装置１００は、一例として、レンズを一方向に移動させる光学モジュールである。駆動装置１００は、アクチュエータ１０と、センサ部１１０と、制御部１２０とを備える。
【００１０】
アクチュエータ１０は、磁力によってレンズを一方向に移動させる。アクチュエータ１０は、可動部２０と、ボールガイド３０と、ヨーク部４０と、駆動部５０と、を備える。
【００１１】
可動部２０は、一方向に移動可能に保持される。可動部２０は、レンズ２２と、磁石部２４と、ボール部２６とを有する。可動部２０は、一例として、光軸がＺ方向と平行になるようにＸＹ平面と平行にレンズ２２を搭載する。そして、可動部２０がＺ方向に移動することにより、レンズ２２は光軸上で移動する。
【００１２】
磁石部２４は、可動部２０に固定され、磁場を発生させる。磁石部２４は、永久磁石でよい。ボール部２６は、可動部２０に回転可能に保持され、当該可動部２０をスムーズに移動させる。ボール部２６は、ボールベアリングでよく、可動部２０に複数設けられてよい。
【００１３】
ボールガイド３０は、ボール部２６に接してボール部２６の回転および移動をガイドする。即ち、ボールガイド３０は、ボール部２６を介して可動部２０のＺ方向の移動をガイドする。ボールガイド３０は、＋Ｙ方向側および−Ｙ方向側からボール部２６に接してよい。図１は、１つのボールガイド３０が、＋Ｙ方向を向くボール部２６に＋Ｙ方向側から接するように設けられた例を示す。ボールガイド３０は、可動部２０が有するボール部２６に対応して、複数設けられてよい。
【００１４】
ヨーク部４０は、磁石部２４に対向し、磁石部２４と離間して設けられる。ヨーク部４０は、磁石部２４が発生する磁場を収束させる。即ち、磁石部２４がヨーク部４０に吸着するように引っ張られることにより、可動部２０の空間的配置を確実にさせる。図１は、磁石部２４がヨーク部４０に引っ張られることにより、レンズ２２の光軸をＺ軸と平行にさせ、ＸＹ平面上の配置を予め定められた配置に固定させるように、ヨーク部４０が設けられた例を示す。ヨーク部４０は、鉄または鋼を有してよい。
【００１５】
駆動部５０は、コイルを含み、当該コイルに通電することによって磁力を発生させる電磁石を有してよい。駆動部５０は、磁石部２４およびヨーク部４０の間に設けられ、磁石部２４を吸着または離間させるように磁力を発生させてよい。駆動部５０は、複数の電磁石を有してよく、可動部２０のＺ方向の移動を制御する。例えば、当該アクチュエータ１０のＺ方向を鉛直方向と略平行に配置させ、駆動部５０が磁石部２４およびヨーク部４０の間の吸引力を相殺するように磁力を発生させた場合、可動部２０は、重力に引っ張られて鉛直下向きに移動する。また、駆動部５０が磁石部２４と離間するように磁力を発生させた場合、可動部２０は鉛直上方に移動する。また、駆動部５０が磁石部２４を吸引するように磁力を発生させた場合、可動部２０は駆動部５０が磁力を発生させた位置に固定される。
【００１６】
センサ部１１０は、アクチュエータ１０の可動部２０の位置を検出する。センサ部１１０は、磁石部２４が発生する磁場を検出する磁気検出装置でよい。センサ部１１０は、ホール素子、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子等を有してよい。センサ部１１０は、可動部２０のＺ方向の位置を検出し、検出した位置の情報を制御部１２０に供給する。
【００１７】
制御部１２０は、入力信号に応じてアクチュエータ１０の駆動量をフィードバック制御する。制御部１２０は、外部からの入力信号に応じたＺ方向の位置に、可動部２０を位置させるようにアクチュエータ１０を制御する。制御部１２０は、駆動部５０に、可動部２０の位置を制御する制御信号を供給する。また、制御部１２０は、センサ部１１０から受けとった可動部２０の位置に基づき、可動部２０を当該入力信号に応じたＺ方向の位置に移動させるようにフィードバック制御する。制御部１２０は、センサ部１１０に接続され、可動部２０の位置の情報を受けとってよい。また、制御部１２０は、駆動部５０に接続され、制御信号を供給してよい。
【００１８】
制御部１２０は、制御パラメータを用いてアクチュエータ１０の駆動量を制御する。制御部１２０は、一例として、ＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてアクチュエータ１０を制御する。この場合、制御部１２０は、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン等を、制御パラメータとして用いてよい。制御部１２０は、センサ部１１０からの可動部２０の位置信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号と入力信号とに基づき、ＰＩＤ制御回路でアクチュエータ１０の駆動量を算出し、算出した駆動量をＤ／Ａ変換した駆動信号を駆動部５０に供給してよい。
【００１９】
以上のように、駆動装置１００は、入力信号に応じて可動部２０をＺ方向に移動させ、レンズ２２の光軸上の位置を制御する。ここで、アクチュエータ１０が制御部１２０の制御信号に応じて可動部２０を移動させる応答速度といった、アクチュエータ１０の特性は、アクチュエータ１０毎にそれぞれ異なる。したがって、アクチュエータ１０の特性を予め測定して、制御部１２０の制御パラメータを決定することで、アクチュエータ１０を安定に制御していた。
【００２０】
しかしながら、アクチュエータ１０の特性の測定は、外部測定装置を用いなければならず、手間と時間の掛かる測定であった。また、ボール部２６がボールガイド３０に沿って移動するボール型のアクチュエータ１０は、鉛直下方端の位置が可動部２０の最も安定した位置となる。即ち、可動部２０を周期的に振動させるように制御する場合に、振動の中心となる動作点を最も安定する位置にすることができず、複数の周波数を用いて周波数特性を評価すると、測定時間が長くなっていた。
【００２１】
そこで、本実施形態に係る検査装置２００は、外部測定装置を用いずに、簡便にアクチュエータ１０の周波数特性を測定し、制御部１２０の制御パラメータを決定する。即ち、検査装置２００は、アクチュエータ１０および制御部１２０を備える駆動装置１００を検査する。検査装置２００は、信号供給部２１０と、取得部２２０と、検査部２３０と、調整部２４０と、変更部２５０と、を備える。
【００２２】
信号供給部２１０は、基準周波数の周期信号を入力信号として駆動装置１００に供給する。信号供給部２１０は、制御部１２０に接続され、制御部１２０に当該周期信号を供給してよい。信号供給部２１０は、正弦波の周期信号を入力信号として駆動装置に供給してよい。また、信号供給部２１０は、三角波、矩形波等の周期信号を供給してもよい。信号供給部２１０は、複数の基準周波数発生源および／または可変周波数発生源を有してよい。
【００２３】
信号供給部２１０は、設定値、設計値、ユーザ等からの入力値等によって定まる周波数、予め定められた周波数等の周期信号を、基準周波数としてよい。信号供給部２１０は、可動部２０を周期的に振動可能な周波数を基準周波数として供給してよい。信号供給部２１０は、アクチュエータ１０の測定すべき周波数特性の周波数帯域に含まれる周波数を、基準周波数としてよい。信号供給部２１０は、例えば、駆動装置１００の周波数特性におけるカットオフ周波数を超える周波数の周期信号を、入力信号として駆動装置１００に供給する。また、信号供給部２１０は、検査の結果、合格となるアクチュエータ１０のカットオフ周波数と略同一の周波数、または当該カットオフ周波数を超える周波数を、基準周波数としてよい。
【００２４】
取得部２２０は、制御部１２０からアクチュエータ１０への制御信号、およびアクチュエータ１０から制御部１２０への駆動量のフィードバック信号の少なくとも一方の信号を対象信号として取得する。取得部２２０は、制御部１２０に接続され、当該制御部１２０から出力されるアクチュエータ１０の制御信号を取得してよい。また、取得部２２０は、センサ部１１０に接続され、当該センサ部１１０が検出した可動部２０の位置を、アクチュエータ１０への駆動量のフィードバック信号として取得してよい。取得部２２０は、取得した対象信号を、検査部２３０に供給する。
【００２５】
検査部２３０は、対象信号を検査する。検査部２３０は、取得部２２０に接続され、当該取得部２２０が取得した対象信号を受け取ってよい。検査部２３０は、対象信号に基づき、駆動装置１００の入力信号および駆動量のフィードバック信号を比較する。検査部２３０は、例えば、対象信号のゲインが基準ゲインの範囲内か否かを検査する。また、検査部２３０は、対象信号の位相が基準位相の範囲内か否かを検査してもよい。また、検査部２３０は、入力信号に対する対象信号の非線形性を検査してもよい。
【００２６】
なお、基準ゲイン、基準位相、および非線形性は、予め定められた値、設定値、設計値、ユーザ等からの入力値等によって定まる範囲でよい。検査部２３０は、対象信号を検査することにより、アクチュエータ１０の特性を評価してよい。検査部２３０は、検査結果を調整部２４０および変更部２５０に供給する。
【００２７】
調整部２４０は、検査部２３０による検査結果に基づいて、制御部１２０の制御パラメータを調整する。調整部２４０は、検査部２３０に接続され、当該検査部２３０による検査結果を受け取ってよい。調整部２４０は、検査部２３０の検査結果によって評価されたアクチュエータ１０の特性のバラツキを低減させるように、制御部１２０の制御パラメータを調整する。調整部２４０は、制御部１２０に接続され、当該制御部１２０がアクチュエータ１０の制御に用いる制御パラメータを調整してよい。
【００２８】
変更部２５０は、対象信号を検査した結果に応じて、基準周波数を、カットオフ周波数を超える周波数に変更する。変更部２５０は、検査部２３０に接続され、当該検査部２３０による検査結果を受け取ってよい。変更部２５０は、検査部２３０による検査結果を異なる条件で実施させる場合に、次回の検査に用いる基準周波数を今回の基準周波数とは異なる周波数に変更する。変更部２５０は、検査の結果、合格となるアクチュエータ１０のカットオフ周波数と略同一の周波数、または当該カットオフ周波数を超える周波数に、基準周波数を変更してよい。変更部２５０は、信号供給部２１０に接続され、当該信号供給部２１０が供給する周期信号の基準周波数を変更してよい。なお、検査装置２００が基準周波数を変更せずに検査を実行する場合、検査装置２００は、変更部２５０を備えなくてもよい。また、信号供給部２１０、取得部２２０、検査部２３０、調整部２４０、変更部２５０は、駆動装置１００内に全てが組み込まれてもよいし、一部が組み込まれてもよい。
【００２９】
以上のように、本実施形態の検査装置２００は、駆動装置１００に入力信号を供給し、また、当該駆動装置１００から対象信号を取得して、当該駆動装置１００を検査する。即ち、検査装置２００は、駆動装置１００とクローズドループ接続され、当該駆動装置１００を検査し、当該駆動装置１００の制御パラメータを調整する。このようなクローズドループ接続を、オープンループ接続と比較して、図２から図１１を用いて説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る駆動装置１００が、オープンループ接続された場合の構成例を示す。図２の駆動装置１００において、図１に示された本実施形態に係る駆動装置１００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００３１】
制御部１２０は、外部から入力信号を受け取り、当該入力信号に応じてアクチュエータ１０の駆動量を制御する。そして、センサ部１１０は、制御部１２０の制御により移動した可動部２０の位置を、駆動結果として出力する。ここで、アクチュエータ１０の周波数特性を検査する場合、測定すべき周波数帯域内の複数の周期信号を入力信号として制御部１２０にそれぞれ供給し、センサ部１１０からの対応する出力を受け取り、入力信号および出力信号を比較してゲインおよび位相を測定する。
【００３２】
即ち、オープンループ接続の場合、複数の周期信号を供給し、また、入力信号および出力信号を比較してゲインおよび位相を測定する外部装置が必要となってしまう。このような外部装置による測定結果の一例を、図３および図４を用いて説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態に係る駆動装置１００がオープンループ接続された場合の、ゲイン特性の一例を示す。図３は、横軸が周波数、縦軸が入力信号に対するゲインを示す。また、図４は、本実施形態に係る駆動装置１００がオープンループ接続された場合の、位相特性の一例を示す。図４は、横軸が周波数、縦軸が入力信号に対する位相差を示す。即ち、図３および図４は、入力信号である複数の周期信号に対応する複数のゲインおよび位相を、それぞれプロットした結果の一例である。
【００３４】
入力信号の周波数が比較的低い場合、アクチュエータ１０は、入力信号に追随して高いゲインを出力する。入力信号の周波数が高くなるにつれて、アクチュエータ１０は、位相遅れが発生し、ゲインも低くなる。したがって、図３および図４に示すような周波数特性を測定してアクチュエータ１０を検査する場合、外部装置は、アクチュエータ１０のゲイン変動よりも広いダイナミックレンジの検出器が必要となってしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態に係る検査装置２００は、駆動装置１００とクローズドループ接続することで、このような外部測定装置を用いずに、駆動装置１００の周波数特性を検査してアクチュエータ１０を評価する。図５は、本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合の構成例を示す。図５の駆動装置１００および検査装置２００において、図１に示された本実施形態に係る駆動装置１００および検査装置２００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００３６】
検査装置２００は、基準周波数の周期信号を入力信号として制御部１２０に供給し、制御部１２０は、当該入力信号に応じてアクチュエータ１０の駆動量を制御する。そして、センサ部１１０は、制御部１２０の制御により移動した可動部２０の位置を、駆動結果として出力する。ここで、検査装置２００は、制御部１２０が供給するアクチュエータ１０の制御信号およびセンサ部１１０の出力信号の少なくとも一方を、対象信号として受け取る。
【００３７】
検査装置２００および駆動装置１００は、クローズドループ接続されているので、当該ループにより、アクチュエータ１０の制御信号はＣ／（１＋Ｇ・Ｃ）、センサ部１１０の出力信号はＧ・Ｃ／（１＋Ｇ・Ｃ）となる。ここで、Ｃは制御部１２０の伝達関数、Ｇはアクチュエータの伝達関数を示す。制御部１２０の入力信号に応じた当該制御部１２０の伝達関数Ｃは、アクチュエータ１０には依存せず、制御パラメータを用いて算出することができる。
【００３８】
図６は、本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合における、各部の信号波形の一例を示す。図６は、横軸が時間、縦軸が信号強度を示す。図６は、検査装置２００から制御部１２０に供給する入力信号を実線で示し、制御部１２０がアクチュエータ１０に供給する制御信号を点線で示し、センサ部１１０の出力信号を一点鎖線で示す。アクチュエータ１０が線形応答している場合、または線形応答が支配的で非線形応答が観測できない程度に少ない場合、制御信号およびセンサ出力信号は、入力信号と略同一の周波数で、振幅と位相がそれぞれ異なる波形となる。
【００３９】
したがって、アクチュエータ１０の制御信号およびセンサ部１１０の出力信号の少なくとも一方を、対象信号として取得することにより、検査装置２００は、入力信号に応じたゲインおよび位相を算出することができる。即ち、検査装置２００は、対象信号および入力信号を比較し、振幅値の変化に応じてゲインを算出することができ、また、位相の変化に応じて入力信号に対する位相差を算出することができる。また、検査装置２００は、アクチュエータ１０の制御信号およびセンサ部１１０の出力信号の２つの信号を対象信号として取得して、入力信号に応じたゲインおよび位相を算出してもよい。
【００４０】
図７は、本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合の、ゲイン特性の一例を示す。図７は、横軸が周波数、縦軸が入力信号に対するゲインを示す。また、図８は、本実施形態に係る検査装置２００および駆動装置１００がクローズドループ接続された場合の、位相特性の一例を示す。図８は、横軸が周波数、縦軸が入力信号に対する位相差を示す。即ち、図７および図８は、複数の周期信号に対応する複数のゲインおよび位相を、それぞれプロットした結果の一例である。
【００４１】
また、図７および図８は、アクチュエータ１０の周波数特性にバラツキが無い場合のゲイン特性および位相特性を示す。即ち、この場合、検査装置２００が基準周波数を入力信号として駆動装置１００に供給すると、検査装置２００は、当該基準周波数に対応するゲインおよび位相をそれぞれ略一定の値で算出することになる。しかしながら、実際に製造されるアクチュエータ１０は、周波数特性にバラツキを有する。このようなバラツキを有するアクチュエータ１０の周波数特性を、図９および図１０を用いて説明する。
【００４２】
図９は、本実施形態に係るアクチュエータ１０に周波数特性のバラツキが生じた場合の、ゲイン特性の一例を示す。図９は、横軸が周波数、縦軸が入力信号に対するゲインを示す。図１０は、本実施形態に係るアクチュエータ１０に周波数特性のバラツキが生じた場合の、位相特性の一例を示す。図９は、横軸が周波数、縦軸が入力信号に対する位相差を示す。図９および図１０は、複数の周期信号に対応する複数のゲインおよび位相を、それぞれプロットした結果の一例である。
【００４３】
図９および図１０に示すように、アクチュエータ１０毎に周波数特性のバラツキが生じた場合、駆動装置１００の周波数特性のカットオフ周波数が、アクチュエータ１０毎に高周波側または低周波側に変動してしまう。したがって、検査装置２００は、同一の周波数の入力信号を用いても、アクチュエータ１０毎に異なるゲインおよび位相を算出する場合が生じる。例えば、ゲインの周波数特性のカットオフ周波数が、図９に示すように変動する場合、図中の特定周波数に対応するゲインの値は、図中の矢印の範囲で変動することになる。同様に、位相の周波数特性のカットオフ周波数が、図１０に示すように変動する場合、図中の特定周波数に対応する位相の値は、図中の矢印の範囲で変動することになる。
【００４４】
なお、図９および図１０に示された、ゲインおよび位相の変動範囲は、周波数特性のバラツキに応じた範囲となる。そこで、本実施形態に係る検査装置２００は、当該基準周波数に対応するゲインおよび位相の値に基づき、アクチュエータ１０の周波数特性のバラツキを評価することができる。即ち、検査装置２００は、一のアクチュエータ１０に接続された駆動装置１００の基準周波数に対応するゲインおよび／または位相と、理想的なアクチュエータ１０に接続された駆動装置１００のゲインおよび／または位相とを比較して、一のアクチュエータ１０の周波数特性のバラツキを評価できる。このような検査装置２００の動作について、図１１を用いて説明する。
【００４５】
図１１は、本実施形態に係る検査装置２００の動作フローの一例を示す。まず、検査装置２００は、基準周波数の周期信号を入力信号として駆動装置１００に供給し、被検査デバイスであるアクチュエータ１０を図１および図５に示すクローズループの状態で駆動する（Ｓ３１０）。信号供給部２１０は、正弦波信号を制御部１２０に供給して、アクチュエータ１０を正弦波駆動してよい。
【００４６】
次に、取得部２２０は、対象信号を取得する（Ｓ３２０）。そして、検査部２３０は、対象信号に応じて、入力信号に対するゲインおよび／または位相を算出し、理想的なアクチュエータ１０のゲインおよび／または位相と比較して、当該対象信号を検査する（Ｓ３３０）。
【００４７】
検査部２３０は、入力信号に対する対象信号のゲインが、基準ゲインの範囲外の場合、当該対象信号はバラツキが基準よりも大きい信号である（アクチュエータ１０の応答特性はバラツキが基準よりも大きい）と判断してよい。ここで、基準ゲインの範囲は、一例として、合格品として許容範囲のアクチュエータ１０に接続された駆動装置１００を検査した場合のゲインの範囲として設定されてよい。
【００４８】
また、検査部２３０は、対象信号のゲインと、基準ゲインの範囲の上限値または下限値との差分を、検査結果としてよい。これに代えて、検査部２３０は、対象信号のゲインが、基準ゲインの範囲と比較して、大きいか、小さいか、または範囲内であるかを、検査結果としてよい。検査部２３０は、入力信号に対する対象信号のゲインが、基準ゲインの範囲外の場合、検査結果を調整部２４０に供給する（Ｓ３４０：Ｙｅｓ）。
【００４９】
検査部２３０は、これに代えて、または、これに加えて、入力信号に対する対象信号の位相が、基準位相の範囲外の場合、当該対象信号はバラツキが基準よりも大きい信号であると判断してよい。この場合、検査部２３０は、対象信号の位相と、基準位相の範囲の上限値または下限値との差分を、検査結果としてよい。これに代えて、検査部２３０は、対象信号の位相が、基準位相の範囲と比較して、大きいか、小さいか、または範囲内であるかを、検査結果としてよい。検査部２３０は、入力信号に対する対象信号の位相が、基準位相の範囲外の場合、検査結果を調整部２４０に供給する（Ｓ３４０：Ｙｅｓ）。
【００５０】
調整部２４０は、制御部１２０が用いる制御パラメータを調整する（Ｓ３５０）。調整部２４０は、基準範囲からのバラツキに応じたパラメータ値に、当該制御パラメータを調整してよい。例えば、制御部１２０は、ゲインおよび位相の範囲に応じた複数組の制御パラメータを有し、調整部２４０は、検査部２３０による検査結果に基づいて、当該複数組の制御パラメータの中から制御部１２０に設定すべき制御パラメータを選択する。即ち、制御部１２０は、制御パラメータのテーブルを有し、調整部２４０は、対象信号の基準からのバラツキに応じた制御パラメータを選択してよい。これにより、調整部２４０は、制御部１２０がそれぞれのアクチュエータ１０の特性に応じて適切な制御を実行できるように、制御パラメータを簡便に調整することができる。
【００５１】
これに代えて、調整部２４０は、基準範囲からの差分に応じて、当該差分に比例する補正値をパラメータ値に加減して、制御パラメータを調整してよい。これにより、調整部２４０は、より正確に制御パラメータを調整することができる。
【００５２】
以上のように、検査装置２００は、制御パラメータを調整してアクチュエータ１０の検査を終了してよい。また、検査装置２００は、入力信号に対する対象信号のゲインが基準ゲインの範囲内の場合、および／または、入力信号に対する対象信号の位相が基準位相の範囲内の場合、制御パラメータの調整を実行せず、アクチュエータ１０の検査を終了してよい（Ｓ３４０：Ｎｏ）。
【００５３】
これによって、本実施形態に係る検査装置２００は、駆動装置１００とクローズドループで接続し、基準周波数の周期信号を入力信号とし、当該入力信号に応じた対象信号を検査することで、アクチュエータ１０の周波数特性のバラツキを評価することができる。また、検査装置２００は、入力信号に対するゲインおよび／または位相の基準範囲との差分を検査することができるので、当該差分に応じて制御パラメータを調整することができる。したがって、複数の周波数信号発生源等を有し、複数の周波数信号を検出する外部測定器等を用いずに、簡便にアクチュエータ１０を検査して制御パラメータを調整することができる。なお、このようなパラメータ調整後に、同様の周波数特性を更に測定して、制御パラメータの調整結果を確認してもよい。この場合、対象信号の特性基準は、最初の制御パラメータと同じでなくてもよい。また、本例では、制御パラメータをテーブル参照で決める例を説明したが、これに代えて、ゲイン、位相、非線形性に応じて、関数等を用いて求めてもよい。
【００５４】
また、検査装置２００は、駆動装置１００とクローズドループで接続するので、オープンループ接続の場合と比較してゲイン特性のダイナミックレンジを狭くさせることができる。また、検査装置２００は、ゲインの周波数特性および／または位相の周波数特性を観測すること無しに、基準周波数に対応するゲインおよび／または位相の変動を観測する。即ち、オープンループ接続において測定すべきゲインおよび位相の周波数特性のダイナミックレンジに比べて、検査装置２００が観測する基準周波数における変動のレンジは狭くなる。したがって、検査装置２００は、ダイナミックレンジの低い信号検出による簡便な構成で、対象信号を検査することができる。
【００５５】
また、検査装置２００は、オープンループ接続と同様のダイナミックレンジで基準周波数における対象信号の変動を観測してもよい。この場合、検査装置２００は、オープンループ接続と比較して、入力信号の振幅がより大きな大信号の検査を実行することができる。したがって、検査装置２００は、入力信号に対してゲインの大きなアクチュエータ１０（例えば、ボールタイプのアクチュエータ等）に対しても、簡便に周波数特性を検査して、適切に制御パラメータを調整することができる。即ち、本実施形態に係る検査装置２００は、周波数特性の測定時間を短縮させ、光学モジュール等の量産化を容易に実行させることができる。
【００５６】
以上の本実施形態に係る検査部２３０は、入力信号に対する対象信号のゲインおよび／位相が基準の範囲内か否かを検査する例を説明した。これに代えて、またはこれに加えて、検査部２３０は、入力信号に対する対象信号の非線形性を検査してもよい。アクチュエータ１０によっては、周波数応答性に非線形性を含むものもあり、このようなアクチュエータ１０は、入力信号とは異なる波形の周波数応答を示す場合がある。
【００５７】
図１２は、本実施形態に係るアクチュエータ１０が非線形応答した場合における、各部の信号波形の一例を示す。図１２は、横軸が時間、縦軸が信号強度を示す。図１２は、検査装置２００から制御部１２０に供給する入力信号を実線で示し、制御部１２０がアクチュエータ１０に供給する制御信号を点線で示し、センサ部１１０の出力信号を一点鎖線で示す。
【００５８】
図１２は、正弦波の入力信号に対して、三角波の形状にアクチュエータ１０が非線形応答する例を示す。即ち、センサ部１１０の出力信号は三角波の形状となる。このようなアクチュエータ１０の非線形応答結果がクローズドループでフィードバックされるので、制御信号も同様に三角波の形状となる。したがって、検査装置２００は、アクチュエータ１０の制御信号およびセンサ部１１０の出力信号の少なくとも一方を、対象信号として取得して、当該対象信号の波形と入力信号波形とを比較することで、当該対象信号の非線形性を検査することができる。
【００５９】
即ち、検査装置２００は、アクチュエータ１０の非線形応答の度合いを評価することができる。また、検査装置２００は、アクチュエータ１０の非線形応答の度合いが、制御パラメータの変更で対応できる場合は、検査結果に応じて制御パラメータを変更してよい。また、検査装置２００は、アクチュエータ１０の非線形応答の度合いが、制御パラメータの変更で対応できない程度に大きい場合、検査結果に応じて、アクチュエータ１０が制御不可能であることを表示して制御パラメータの変更を中止してよい。このように、本実施形態に係る検査装置２００は、アクチュエータ１０の非線形応答も容易に検査して、適切な制御パラメータに変更することができる。
【００６０】
また、以上の本実施形態に係る検査装置２００は、調整部２４０が、基準範囲からのバラツキに応じて制御パラメータを調整することを説明した。これに加えて、調整部２４０は、制御部１２０の制御パラメータを調整した後に、検査部２３０による再度の検査を行わせてもよい。これにより、検査装置２００は、調整した制御パラメータを用いた制御部１２０の制御が、アクチュエータ１０の周波数特性を基準範囲へと調整できるか否かを確認することができる。また、検査装置２００は、調整した制御パラメータを用いても、アクチュエータ１０の周波数特性が基準範囲外となっても、更に制御パラメータを調整することができる。
【００６１】
また、以上の本実施形態に係る信号供給部２１０は、検査の結果、合格となるアクチュエータ１０の周波数特性のカットオフ周波数または当該カットオフ周波数を超える周波数の周期信号を、基準周波数とすることを説明した。この場合、信号供給部２１０は、複数の検査結果に応じて、基準周波数を決定してもよい。
【００６２】
例えば、検査装置２００は、複数の駆動装置１００を順次検査し、変更部２５０は、複数の駆動装置１００のうち一部の駆動装置１００について対象信号を検査した結果に応じて、複数の駆動装置１００の検査に用いる基準周波数を決定してよい。即ち、検査装置２００は、異なるアクチュエータ１０に接続された複数の駆動装置１００のそれぞれの検査結果に応じて、基準周波数として適切な周波数を設定してよい。また、検査装置２００は、更に異なるアクチュエータ１０に接続された複数の駆動装置１００のそれぞれの検査を、当該設定した基準周波数を用いて実行してよい。
【００６３】
また、信号供給部２１０は、検査部２３０による検査の結果、異常を検出したことに応じて、基準周波数を変更してもよい。これにより、検査装置２００は、１つの周波数における検査結果だけでなく、異なる２以上の基準周波数を用いて、より正確な検査を実行することができる。
【００６４】
以上の本実施形態に係る検査装置２００は、ボールタイプのアクチュエータ１０を駆動する駆動装置１００を検査する例を説明した。駆動装置１００が駆動するアクチュエータ１０は、このようなボールタイプに限定されることはなく、駆動周波数に応じて特性が変動するアクチュエータであればよい。検査装置２００は、以上のように、駆動装置１００の基準周波数における対象信号を検査することで、様々な種類のアクチュエータ１０を制御する制御パラメータを調整することができる。
【００６５】
以上の本実施形態に係る検査装置２００は、駆動装置１００と別個独立の装置として説明したが、これに代えて、駆動装置１００と一体の装置であってよい。即ち、当該一体の装置は、当該検査装置２００と、検査装置２００によりキャリブレーションされる駆動装置１００と、を備える駆動システムを構成してよい。これにより、駆動システムは、検査装置２００による検査と、当該検査に基づく制御パラメータの調整により、駆動装置１００を容易にキャリブレーションすることができ、当該キャリブレーション結果を用いてアクチュエータ１０を駆動することができる。即ち、駆動システムは、アクチュエータ１０の経年劣化等による周波数特性の変動に対しても、容易にキャリブレーションを実行して、アクチュエータ１０の特性に応じた適切な制御を実行することができる。
【００６６】
図１３は、本実施形態に係る検査装置２００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、および表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、およびＤＶＤドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部と、を備える。
【００６７】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００およびグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０およびＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００６８】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤドライブ２０６０は、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【００６９】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、および／または、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【００７０】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【００７１】
プログラムは、コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を取得部２２０、検査部２３０、調整部２４０、および変更部２５０として機能させる。
【００７２】
プログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である取得部２２０、検査部２３０、調整部２４０、および変更部２５０として機能する。そして、この具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の検査装置２００が構築される。
【００７３】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、またはＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置または通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【００７４】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０（ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、および／または記憶装置に含まれるものとする。
【００７５】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（または不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【００７６】
また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【００７７】
以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、またはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【００７８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更また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。
【００７９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１０  アクチュエータ、２０  可動部、２２  レンズ、２４  磁石部、２６  ボール部、３０  ボールガイド、４０  ヨーク部、５０  駆動部、１００  駆動装置、１１０  センサ部、１２０  制御部、２００  検査装置、２１０  信号供給部、２２０  取得部、２３０  検査部、２４０  調整部、２５０  変更部、１９００  コンピュータ、２０００  ＣＰＵ、２０１０  ＲＯＭ、２０２０  ＲＡＭ、２０３０  通信インターフェイス、２０４０  ハードディスクドライブ、２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０  ＤＶＤドライブ、２０７０  入出力チップ、２０７５  グラフィック・コントローラ、２０８０  表示装置、２０８２  ホスト・コントローラ、２０８４  入出力コントローラ、２０９０  フレキシブルディスク、２０９５  ＤＶＤ−ＲＯＭ
【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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