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JP2014085629A - Control device and method for linear motion device - Google Patents

Control device and method for linear motion device Download PDF

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JP2014085629A JP2012236829A JP2012236829A JP2014085629A JP 2014085629 A JP2014085629 A JP 2014085629A JP 2012236829 A JP2012236829 A JP 2012236829A JP 2012236829 A JP2012236829 A JP 2012236829A JP 2014085629 A JP2014085629 A JP 2014085629A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device and method for a linear motion device capable of performing the accurate position control of the linear motion device even when the operating range of a lens is changed.SOLUTION: A device position command signal generation circuit 26 is configured to, on the basis of a target position signal value VTARG for designating a target position to which a linear motion device 31 should be moved, obtain a target position arithmetic signal value Vt_cal from a first position signal value NEG_VT corresponding to the designated home position of the linear motion device 31 and a second position signal value POS_VT corresponding to a designated full position. An A/D conversion circuit 23 is configured to obtain a detection position signal value VPROC. Driving currents are supplied to a drive coil 28 by a first output driver 27a and a second output driver 27b.

Description

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、レンズの稼動範囲が変更された場合にも、線形運動デバイスの正確な位置制御を可能にした線形運動デバイスの制御装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a linear motion device control apparatus and control method thereof, and more particularly, to control of a linear motion device that enables accurate position control of the linear motion device even when the operating range of a lens is changed. The present invention relates to an apparatus and a control method thereof.

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。   Many of the camera modules installed in smart phones, which are multifunctional mobile phones that have high compatibility with general digital cameras, mobile phones, and the Internet and are based on the functions of personal computers, The function is installed. A contrast detection method is often adopted for an autofocus function mounted on such a compact camera. In this contrast detection method, the lens is actually moved to detect the lens position where the contrast of the subject in the captured image is maximized, and the lens is moved to that position.

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。そのため、ユーザがシャッターボタンを半押しした後、被写体にフォーカスを合わせるまでの処理が、1秒以内に完了することが望まれている。   Such a contrast detection method can be realized at a lower cost compared to an active method in which the subject is irradiated with infrared rays or ultrasonic waves and the distance from the reflected wave to the subject is measured. However, there is a problem that it takes time to search for a lens position where the contrast of the subject is maximized. For this reason, it is desired that the process from when the user presses the shutter button halfway down until the subject is focused is completed within one second.

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。
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。
By the way, the number of pixels of camera modules mounted on general digital cameras and mobile phones is increasing year by year, and high-definition images can be taken even with these compact cameras. In high-definition images, focus shift is conspicuous, and more accurate autofocus control is required.
In general, a device in which an input signal and a displacement corresponding to the input signal are represented by a linear function is called a linear motion device. An example of this type of linear motion device is a camera autofocus lens.

図1は、従来の線形運動デバイスの制御装置を説明するための構成図である。図1に示した線形運動デバイス12の制御装置は、磁場センサ13と差動増幅器14と非反転出力バッファ15と反転出力バッファ16と第1の出力ドライバ17と第2の出力ドライバ18とを備えている。線形運動デバイス12は、制御装置によってフィードバック制御されるもので、レンズ9と磁石10とを備えている。   FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a conventional linear motion device control apparatus. 1 includes a magnetic field sensor 13, a differential amplifier 14, a non-inverting output buffer 15, an inverting output buffer 16, a first output driver 17, and a second output driver 18. The controller of the linear motion device 12 shown in FIG. ing. The linear motion device 12 is feedback-controlled by a control device, and includes a lens 9 and a magnet 10.

磁場センサ13は、検出した磁場に基づいて信号を生成し、出力信号SAとして出力する。磁場センサ13の出力信号SAとデバイス位置指令信号SBは、差動増幅器14の正転入力端子と反転入力端子とにそれぞれ入力される。磁場センサ13の出力信号SAとデバイス位置指令信号SBとが入力された差動増幅器14からは、出力ドライバ17,18の操作量(偏差と増幅度の積)を表す操作量信号SCが出力される。   The magnetic field sensor 13 generates a signal based on the detected magnetic field and outputs it as an output signal SA. The output signal SA of the magnetic field sensor 13 and the device position command signal SB are input to the normal rotation input terminal and the reverse input terminal of the differential amplifier 14, respectively. From the differential amplifier 14 to which the output signal SA of the magnetic field sensor 13 and the device position command signal SB are input, an operation amount signal SC representing the operation amount (product of deviation and amplification degree) of the output drivers 17 and 18 is output. The

操作量信号SCの大きさによって線形運動デバイス12のコイル11を流れる電流方向及び電流量が変化する。このコイル11を流れる電流により、磁石10を含む線形運動デバイス12の位置が変化する(移動する)。このとき、磁場センサ13の出力信号SAは、磁石10の移動に伴って変化する。制御装置は、出力信号SAの変化によって線形運動デバイス12の位置を検出し、この位置が外部から入力されるデバイス位置指令信号SBによって指示され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。   The direction and amount of current flowing through the coil 11 of the linear motion device 12 vary depending on the magnitude of the manipulated variable signal SC. The position of the linear motion device 12 including the magnet 10 changes (moves) by the current flowing through the coil 11. At this time, the output signal SA of the magnetic field sensor 13 changes as the magnet 10 moves. The control device detects the position of the linear motion device 12 based on the change in the output signal SA, and performs feedback control so that this position matches the position indicated by the device position command signal SB input from the outside.

ここで、カメラモジュール製作時において線形運動デバイス12とイメージセンサを組み立てた際に生じるレンズ9とイメージ間の距離を調整する必要がある場合が多い。
一般的には、線形運動デバイス12のイメージセンサ側の端点の位置を稼働可能な構造にしておき、イメージセンサと組み合わせる際に機械的に調整する場合や位置指令信号SBの入力範囲を制限する場合が多い。機械的な調整を行う場合、線形運動デバイスが調整用の構造を必要とするため製造コストの増加につながる。また、位置指令信号SBの入力範囲を制限する場合、位置制御の分解能が荒くなり正確な位置制御が行えない場合も考えられる。
Here, it is often necessary to adjust the distance between the lens 9 and the image generated when the linear motion device 12 and the image sensor are assembled when the camera module is manufactured.
In general, the position of the end point on the image sensor side of the linear motion device 12 is configured to be operable, and when it is mechanically adjusted when combined with the image sensor or when the input range of the position command signal SB is limited. There are many. When performing mechanical adjustment, the linear motion device requires a structure for adjustment, leading to an increase in manufacturing cost. Further, when the input range of the position command signal SB is limited, there may be a case where the position control resolution becomes rough and accurate position control cannot be performed.

上述した機械的な調整や位置指令信号SBの入力範囲の制限を必要としない方法として、例えば、特許文献1のような方式がある。この特許文献1の方式は、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、レンズと、このレンズの位置を調整するための駆動素子と、レンズの位置を検出するための位置検出素子とを備える撮像装置に搭載されるフォーカス制御回路において、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て駆動素子に出力するイコライザと、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ための調整回路とを備えたものである。   As a method that does not require the above-described mechanical adjustment or limitation of the input range of the position command signal SB, there is a method as disclosed in Patent Document 1, for example. The method of Patent Document 1 relates to a focus control circuit that actually moves a lens to determine a focal position. The lens, a drive element for adjusting the position of the lens, and a position of the lens are detected. In a focus control circuit mounted on an imaging device including the position detection element, based on the difference between the lens position specified by the output signal of the position detection element and the target position of the lens set from the outside, An equalizer that generates a drive signal for adjusting the lens position to a target position and outputs the drive signal to the drive element, and an adjustment circuit for adjusting at least one of a gain and an offset of the position detection element are provided.

位置検出素子のゲイン及びオフセットをレンズの可動範囲が、レンズとイメージセンサ間の距離の製造ばらつきも含めて補正するように調整することで、機械的な調整を必要とせず位置指令信号SBの入力範囲を制限する必要もない。   By adjusting the gain and offset of the position detection element so that the movable range of the lens can be corrected, including manufacturing variations in the distance between the lens and the image sensor, the position command signal SB can be input without requiring mechanical adjustment. There is no need to limit the range.

特開2011−22563号公報JP 2011-22563 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載されるような位置検出素子のゲイン及びオフセットを調整する方式の場合、元々イメージセンサと組み合わせる前に、線形運動デバイス単体で最適に補正された位置検出素子のゲイン及びオフセットを再調整することになる。
図2は、レンズの稼動範囲の変更を、位置検出素子のゲイン及びオフセットの調整により実現した際のデバイス(レンズ)応答図である。実線aは、レンズの稼動範囲がHome乃至Fullの場合のデバイス(レンズ)応答であり、点線bは、レンズの稼動範囲がHome_cal乃至Full_calの場合のデバイス(レンズ)応答である。図2より、イメージセンサと組み合わせ位置検出素子のゲイン及びオフセットを再調整によるレンズの稼動範囲の変更をする事で、点線bの様にレンズの稼動範囲の変更を実現可能である事がわかる。しかしながら、線形運動デバイス単体で最適に補正された状態において得られていた位置制御の特性が得られない場合がある。
However, in the case of the method of adjusting the gain and offset of the position detection element as described in Patent Document 1 described above, the gain of the position detection element that has been optimally corrected by the linear motion device alone before being combined with the image sensor originally. And the offset will be readjusted.
FIG. 2 is a device (lens) response diagram when the change of the operating range of the lens is realized by adjusting the gain and offset of the position detection element. A solid line a is a device (lens) response when the lens operating range is Home to Full, and a dotted line b is a device (lens) response when the lens operating range is Home_cal to Full_cal. From FIG. 2, it can be seen that the lens operating range can be changed as shown by the dotted line b by changing the operating range of the lens by readjusting the gain and offset of the image sensor and the combination position detecting element. However, there may be a case where the position control characteristic obtained in the state where the linear motion device is corrected optimally cannot be obtained.

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、イメージセンサとして組み合わせた状態ではなく、線形運動デバイス単体でゲインとオフセットの調整が可能であって、レンズの稼動範囲を変更した場合にも、線形運動デバイスの応答特性を変化させることなく、正確な位置制御を可能にした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。   The present invention has been made in view of such a problem, and the object of the present invention is not to be combined as an image sensor, but it is possible to adjust the gain and offset with a linear motion device alone. An object of the present invention is to provide a linear motion device control apparatus and a control method thereof capable of accurate position control without changing the response characteristics of the linear motion device even when the operating range is changed.

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(32)を有する線形運動デバイス(31)と、該線形運動デバイスの前記磁石の近傍に配置された駆動コイル(28)とを備え、該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前記磁石に固定されているレンズ(33)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対応する検出位置信号値(VPROC)を出力する磁場センサ(21)と、前記線形運動デバイスを移動すべき目標位置を指示する目標位置信号値(VTARG)を出力するデバイス位置指令信号発生部(25,40)と、前記磁場センサによる前記検出位置信号値(VPROC)と前記デバイス位置指令信号発生部による目標位置信号値(VTARG)に基づいて、前記レンズ(33)を前記目標位置に移動させるための制御信号をPID制御により生成する制御部(24)と、該制御部による前記制御信号に基づいて前記駆動コイルに駆動電流を供給する出力ドライバと(27a,27b)とを備え、前記検出位置信号値にバラツキがあっても前記目標位置信号値で前記線形運動デバイスの位置制御を可能とすることを特徴とする。   The present invention has been made to achieve such an object. The invention according to claim 1 includes a linear motion device (31) having a magnet (32) attached to a moving body, and the linear motion device. And a drive coil (28) disposed in the vicinity of the magnet of the device, and a linear motion device for moving the lens (33) fixed to the magnet by a force generated by a coil current flowing through the drive coil A magnetic field sensor (21) for detecting a magnetic field generated by the magnet and outputting a detected position signal value (VPROC) corresponding to the detected magnetic field value; and a target for moving the linear motion device A device position command signal generation unit (25, 40) that outputs a target position signal value (VTARG) that indicates a position, and the detected position signal value (VP) by the magnetic field sensor OC) and a control unit (24) that generates a control signal for moving the lens (33) to the target position by PID control based on a target position signal value (VTARG) by the device position command signal generation unit. And an output driver (27a, 27b) for supplying a drive current to the drive coil based on the control signal by the control unit, and the target position signal value at the target position signal value even if the detected position signal value varies. It is possible to control the position of a linear motion device.

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、前記デバイス位置指令信号発生部(25,40)が、前記目標位置のうち第1の記憶値(POS_VT)を記憶する第1の記憶装置(401a)と、前記目標位置のうち第2の記憶値(NEG_VT)を記憶する第2の記憶装置(401b)と、前記第1の記憶値(POS_VT)と前記第2の記憶値(NEG_VT)とを減算する減算器(402a)と、前記第1の記憶値(POS_VT)と前記第2の記憶値(NEG_VT)とを加算する第1の加算器(402b)と、前記減算器(402a)の出力値(POS_VT−NEG_VT)と第3の記憶装置(404a)の記憶値とを除算する第1の除算器(403a)と、前記第1の加算器(402b)の出力値(POS_VT+NEG_VT)と第4の記憶装置(404b)の記憶値とを除算する第2の除算器(403b)と、初期目標位置信号値(Vt_ini)と前記第1の除算器(403a)の出力信号((POS_VT+NEG_VT)/512)とを乗算する乗算器(405)と、該乗算器(405)の出力信号(Vt_ini×((POS_VT+NEG_VT)/512))と前記第2の除算器(403b)の出力信号((POS_VT+NEG_VT)/2)とを加算する第2の加算器(406)とを備えていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the device position command signal generation unit (25, 40) stores a first stored value (POS_VT) of the target positions. A first storage device (401a), a second storage device (401b) for storing a second storage value (NEG_VT) of the target positions, the first storage value (POS_VT) and the second storage value A subtracter (402a) for subtracting a stored value (NEG_VT); a first adder (402b) for adding the first stored value (POS_VT) and the second stored value (NEG_VT); A first divider (403a) that divides the output value (POS_VT-NEG_VT) of the subtractor (402a) and the stored value of the third storage device (404a), and the output of the first adder (402b) Value (POS A second divider (403b) that divides VT + NEG_VT) and the stored value of the fourth storage device (404b); an initial target position signal value (Vt_ini); and an output signal of the first divider (403a) ( A multiplier (405) for multiplying (POS_VT + NEG_VT) / 512), an output signal (Vt_ini × ((POS_VT + NEG_VT) / 512)) of the multiplier (405), and an output signal of the second divider (403b) And a second adder (406) for adding ((POS_VT + NEG_VT) / 2).

また、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、前記第2の加算器(406)の出力(Vt_cal)と前記初期目標位置信号値(Vt_ini)とを選択するセレクタ(407)を備え、該セレクタは、目標位置信号切替信号(CHAN)により選択され前記目標位置信号値(VTARG)として出力され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、前記磁場センサが、ホール素子であることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項11乃至4のいずれかに記載の発明において、前記線形運動デバイスと前記駆動コイルが、カメラモジュールに組み込まれていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the selector according to the second aspect of the present invention, which selects the output (Vt_cal) of the second adder (406) and the initial target position signal value (Vt_ini). 407), and the selector is selected by a target position signal switching signal (CHAN) and is output as the target position signal value (VTARG).
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1, 2, or 3, wherein the magnetic field sensor is a Hall element.
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 11 to 4, wherein the linear motion device and the drive coil are incorporated in a camera module.

また、請求項6に記載の発明は、移動体に取り付けられた磁石を有する線形運動デバイスと、該線形運動デバイスの前記磁石の近傍に配置された駆動コイルとを備え、該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前記磁石に固定されているレンズ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、まず、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対応する検出位置信号値を出力するステップと、次に、デバイス位置指令信号発生部(25,40)により、前記線形運動デバイスを移動すべき目標位置を指示する目標位置信号値(VTARG)を出力するステップと、次に、制御部(24)により、前記検出位置信号値(VPROC)と前記目標位置信号値(VTARG)に基づいて、前記レンズを前記目標位置に移動させるための制御信号をPID制御により生成するステップと、次に、出力ドライバにより、前記制御信号に基づいて前記駆動コイルに駆動電流を供給するステップと有し、前記検出位置信号値にバラツキがあっても前記目標位置信号値で前記線形運動デバイスの位置制御を可能とすることを特徴とする。   The invention according to claim 6 includes a linear motion device having a magnet attached to a moving body, and a drive coil disposed in the vicinity of the magnet of the linear motion device, and a coil current is supplied to the drive coil. In the control method in the control device of the linear motion device that moves the lens fixed to the magnet by the force generated by the flowing of the magnetic field, first, the magnetic field generated by the magnet is detected by the magnetic field sensor, and the detected magnetic field A step of outputting a detected position signal value corresponding to the value of the signal, and then a target position signal value (VTARG) indicating a target position to which the linear motion device is to be moved by the device position command signal generation unit (25, 40). ), And then, by the control unit (24), the detected position signal value (VPROC) and the target position signal value (VTA). G) generating a control signal for moving the lens to the target position by PID control based on G), and then supplying a drive current to the drive coil based on the control signal by an output driver And the position of the linear motion device can be controlled with the target position signal value even if the detected position signal value varies.

また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記デバイス位置指令信号発生部(25,40)による出力するステップが、第1の記憶装置(401a)による前記目標位置のうち第1記憶値(POS_VT)を記憶するステップと、第2の記憶装置(401b)による前記目標位置のうち第2記憶値(NEG_VT)を記憶するステップと、減算器(402a)による前記第1記憶値(POS_VT)と前記第2記憶値(NEG_VT)とを減算するステップと、第1の加算器(402b)による前記第1記憶値(POS_VT)と前記第2記憶値(NEG_VT)とを加算するステップと、第1の除算器(403a)による前記減算器(402a)の出力値(POS_VT−NEG_VT)と第3の記憶装置(404a)の記憶値とを除算するステップと、第2の除算器(403b)による前記第1の加算器(402b)の出力値(POS_VT+NEG_VT)と第4の記憶装置(404b)の記憶値とを除算するステップと、乗算器(405)による初期目標位置信号値(Vt_ini)と前記第1の除算器(403a)の出力信号((POS_VT+NEG_VT)/512)とを乗算するステップと、第2の加算器(406)による前記乗算器(405)の出力信号(Vt_ini×((POS_VT+NEG_VT)/512))と前記第2の除算器(403b)の出力信号((POS_VT+NEG_VT)/2)とを加算するステップとを有することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the step of outputting by the device position command signal generating unit (25, 40) includes the target position by the first storage device (401a). Storing a first stored value (POS_VT), storing a second stored value (NEG_VT) among the target positions by a second storage device (401b), and subtracting (402a) the first stored value. Subtracting one stored value (POS_VT) from the second stored value (NEG_VT), and the first stored value (POS_VT) and the second stored value (NEG_VT) by the first adder (402b). A step of adding, an output value (POS_VT-NEG_VT) of the subtractor (402a) by the first divider (403a) and a third storage device (404) ) And the output value (POS_VT + NEG_VT) of the first adder (402b) by the second divider (403b) and the stored value of the fourth storage device (404b). A step of multiplying an initial target position signal value (Vt_ini) by a multiplier (405) and an output signal ((POS_VT + NEG_VT) / 512) of the first divider (403a), a second adder (406) adding the output signal (Vt_ini × ((POS_VT + NEG_VT) / 512)) of the multiplier (405) and the output signal ((POS_VT + NEG_VT) / 2) of the second divider (403b); It is characterized by having.

また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、セレクタ(407)による前記第2の加算器(406)の出力(Vt_cal)と前記初期目標位置信号値(Vt_ini)とを選択するステップを有し、前記セレクタは、目標位置信号切替信号(CHAN)により選択され前記目標位置信号値(VTARG)として出力されることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the invention, the output (Vt_cal) of the second adder (406) by the selector (407) and the initial target position signal value (Vt_ini) The selector is selected by a target position signal switching signal (CHAN) and is output as the target position signal value (VTARG).

本発明によれば、イメージセンサとして組み合わせた状態ではなく、線形運動デバイス単体でゲインとオフセットの調整が可能であって、レンズの稼動範囲を変更した場合にも、線形運動デバイスの応答特性を変化させることなく、正確な位置制御を可能にした線形運動デバイスの制御装置及びその制御方法を実現することができる。   According to the present invention, the gain and offset can be adjusted by a linear motion device alone, not in a combined state as an image sensor, and the response characteristics of the linear motion device can be changed even when the operating range of the lens is changed. Therefore, it is possible to realize a linear motion device control apparatus and a control method thereof that enable accurate position control.

従来の線形運動デバイスの制御装置を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the control apparatus of the conventional linear motion device. レンズの稼動範囲の変更を、位置検出素子のゲイン及びオフセットの調整により実現した際のデバイス(レンズ)応答図である。It is a device (lens) response diagram when the change of the operating range of the lens is realized by adjusting the gain and offset of the position detection element. 本発明に係る線形運動デバイスの制御装置を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the control apparatus of the linear motion device which concerns on this invention. 図3に示したデバイス(レンズ)位置指令信号調整回路の具体的な構成図である。FIG. 4 is a specific configuration diagram of a device (lens) position command signal adjustment circuit shown in FIG. 3. 図3に示したデバイス(レンズ)位置指令信号調整回路のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the device (lens) position command signal adjustment circuit shown in FIG. レンズの稼動範囲が変更された場合にも、目標位置信号値が0乃至511となることを示す図である。It is a figure which shows that a target position signal value is set to 0 thru | or 511 also when the operating range of a lens is changed. 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。It is a figure which shows the flowchart for demonstrating the control method of the linear motion device which concerns on this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図3は、本発明に係る線形運動デバイスの制御装置を説明するための構成図である。図3においては、カメラモジュール30のレンズの位置調整を行う制御装置20に適用した場合について説明する。この制御装置(位置制御回路)20は、例えば、IC回路として構成されている。なお、カメラモジュール30は、線形運動デバイス31と、レンズ33を移動させる駆動コイル28とで構成されている。したがって、駆動コイル28に電流を流すことにより、磁石32が移動され、その磁石32に固定されているレンズ33の位置調整が可能となる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a control apparatus for a linear motion device according to the present invention. In FIG. 3, the case where it applies to the control apparatus 20 which adjusts the position of the lens of the camera module 30 is demonstrated. The control device (position control circuit) 20 is configured as an IC circuit, for example. The camera module 30 includes a linear motion device 31 and a drive coil 28 that moves the lens 33. Therefore, by passing a current through the drive coil 28, the magnet 32 is moved, and the position of the lens 33 fixed to the magnet 32 can be adjusted.

つまり、線形運動デバイス31の制御装置20は、レンズ(移動体)33に取り付けられた磁石32を有する線形運動デバイス31と、この線形運動デバイス31の磁石32の近傍に配置された駆動コイル28とを備え、この駆動コイル28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32を移動させるように構成されている。   That is, the control device 20 of the linear motion device 31 includes a linear motion device 31 having a magnet 32 attached to a lens (moving body) 33, and a drive coil 28 disposed in the vicinity of the magnet 32 of the linear motion device 31. The magnet 32 is moved by the force generated by the coil current flowing through the drive coil 28.

磁場センサ21は、磁石32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検出位置信号値VPROCを出力するものである。つまり、磁場センサ21は、カメラモジュール30の磁石32が発する磁場を電気信号に変換し、検出位置信号を増幅器22に出力する。増幅器22は、磁場センサ21から入力される検出位置信号を増幅する。なお、この磁場センサ21はホール素子であることが望ましい。
また、A/D変換回路23は、磁場センサ21からの検出位置信号を増幅器22により増幅してA/D変換するもので、A/D変換された検出位置信号値VPROCを得るものである。
The magnetic field sensor 21 detects a magnetic field generated by the magnet 32 and outputs a detected position signal value VPROC corresponding to the detected magnetic field value. That is, the magnetic field sensor 21 converts the magnetic field generated by the magnet 32 of the camera module 30 into an electrical signal and outputs the detection position signal to the amplifier 22. The amplifier 22 amplifies the detection position signal input from the magnetic field sensor 21. The magnetic field sensor 21 is preferably a Hall element.
The A / D conversion circuit 23 amplifies the detection position signal from the magnetic field sensor 21 by the amplifier 22 and performs A / D conversion, and obtains a detection position signal value VPROC subjected to A / D conversion.

また、デバイス(レンズ)位置指令信号発生回路25は、線形運動デバイス31を移動すべき目標位置を指示する初期目標位置信号値Vt_ini、レンズ33稼動範囲の上限位置保存信号FULL、レンズ33稼動範囲の下限位置保存信号HOME、目標位置信号切替信号CHANを出力するもので、デバイス(レンズ)位置指令信号調整回路40に接続されている。   The device (lens) position command signal generation circuit 25 also includes an initial target position signal value Vt_ini that indicates a target position to which the linear motion device 31 should be moved, an upper limit position storage signal FULL of the lens 33 operating range, and a lens 33 operating range. The lower limit position storage signal HOME and the target position signal switching signal CHAN are output and are connected to the device (lens) position command signal adjustment circuit 40.

つまり、レンズ位置指令信号生成回路25は、レンズ33の目標位置の指示、レンズ33稼動範囲の上限POS_VT、下限NEG_VTの指定に用いられる初期目標位置信号値Vt_iniを生成し、初期目標位置信号値Vt_iniをレンズ33稼動範囲の上限POS_VTとして保存する上限位置保存信号FULLを生成し、初期目標位置信号値Vt_iniをレンズ33稼動範囲の下限NEG_VTとして保存する下限位置保存信号HOMEを生成する。
さらに、目標位置信号を初期目標位置信号値Vt_iniと初期目標位置信号値Vt_iniから生成される目標位置調整後の目標位置信号値Vt_calとを選択する指示を位置指令信号調整回路40に指示するための目標位置切替信号CHANを生成する。
That is, the lens position command signal generation circuit 25 generates an initial target position signal value Vt_ini that is used to specify the target position of the lens 33, and to specify the upper limit POS_VT and the lower limit NEG_VT of the lens 33 operating range, and the initial target position signal value Vt_ini. Is stored as the upper limit POS_VT of the lens 33 operating range, and the lower limit position storing signal HOME is generated that stores the initial target position signal value Vt_ini as the lower limit NEG_VT of the lens 33 operating range.
Further, the position command signal adjustment circuit 40 is instructed to select the target position signal as the initial target position signal value Vt_ini and the target position signal value Vt_cal after the target position adjustment generated from the initial target position signal value Vt_ini. A target position switching signal CHAN is generated.

また、デバイス(レンズ)位置指令信号調整回路40は、目標位置信号値VTARGを出力するもので、PID制御回路24に接続されている。また、目標位置信号値VTARGは、目標位置切替信号CHANにより初期目標位置信号値Vt_iniを選択した場合には初期目標位置信号値Vt_iniを目標位置信号値VTARGとして出力し、目標位置切替信号CHANにより目標位置調整後の目標位置信号値Vt_calを選択した場合には初期目標位置信号値Vt_iniより演算された目標位置信号値Vt_calを目標位置信号値VTARGとして出力する。   The device (lens) position command signal adjustment circuit 40 outputs a target position signal value VTARG and is connected to the PID control circuit 24. The target position signal value VTARG is output as the target position signal value VTARG when the initial target position signal value Vt_ini is selected by the target position switching signal CHAN, and the target position signal value VTARG is set by the target position switching signal CHAN. When the target position signal value Vt_cal after position adjustment is selected, the target position signal value Vt_cal calculated from the initial target position signal value Vt_ini is output as the target position signal value VTARG.

また、PID制御回路24は、A/D変換回路23とデバイス位置指令信号調整回路40とに接続され、A/D変換回路23からの出力信号である検出位置信号値VPROCを入力として、PID制御を行うものである。つまり、PID制御回路24は、A/D変換回路23からの検出位置信号値VPROCとデバイス位置指令信号調整回路40で生成されたレンズ位置の目標位置信号値VTARGとを入力し、レンズ33の現在位置と、目標位置信号値VTARGにより指示されるレンズ33の目標位置とから、レンズ33を目標位置に移動させるための制御信号を出力する。   The PID control circuit 24 is connected to the A / D conversion circuit 23 and the device position command signal adjustment circuit 40, and receives the detected position signal value VPROC, which is an output signal from the A / D conversion circuit 23, as an input. Is to do. That is, the PID control circuit 24 inputs the detection position signal value VPROC from the A / D conversion circuit 23 and the target position signal value VTARG of the lens position generated by the device position command signal adjustment circuit 40, and the current of the lens 33 A control signal for moving the lens 33 to the target position is output from the position and the target position of the lens 33 indicated by the target position signal value VTARG.

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。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。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。   Here, the PID control is a kind of feedback control, and is a method of performing control of an input value by three elements of a deviation between an output value and a target value, its integration and differentiation. There is proportional control (P control) as basic feedback control. This controls the input value as a linear function of the deviation between the output value and the target value. In PID control, an operation for changing an input value in proportion to this deviation is referred to as a proportional operation or a P operation (P is an abbreviation for PROPORIONAL). In other words, if a state with a deviation continues for a long time, the change of the input value is increased and the role of trying to approach the target value is achieved. The operation of changing the input value in proportion to the integration of the deviation is referred to as an integration operation or an I operation (I is an abbreviation for INTERGRAL). A control method combining the proportional action and the integral action in this way is called PI control. The operation of changing the input value in proportion to the differential of the deviation is referred to as differential operation or D operation (D is an abbreviation for DERIVATIVE or DIFFERENTIAL). A control method combining a proportional action, an integral action, and a derivative action is called PID control.

PID制御回路24からの出力信号は、D/A変換回路26によりD/A変換され、第1の出力ドライバ27aと第2の出力ドライバ27bにより、検出位置演算信号値VPROCと目標位置信号値VTARGに基づいて、駆動コイル28に駆動電流が供給される。つまり、第1及び第2の出力ドライバ27a,27bは、PID制御回路24からの制御信号に基づき、出力信号Vout1,Vout2を生成する。この出力信号Vout1,Vout2は、カメラモジュール30の駆動コイル28の両端に供給される。   The output signal from the PID control circuit 24 is D / A converted by the D / A conversion circuit 26, and the detected position calculation signal value VPROC and the target position signal value VTARG by the first output driver 27a and the second output driver 27b. Based on the above, a drive current is supplied to the drive coil 28. That is, the first and second output drivers 27a and 27b generate the output signals Vout1 and Vout2 based on the control signal from the PID control circuit 24. The output signals Vout1 and Vout2 are supplied to both ends of the drive coil 28 of the camera module 30.

なお、以上の説明では、線形運動デバイスが、レンズ(移動体)33と、このレンズ(移動体)33に取り付けられた磁石32とからなるものとしているが、駆動コイルを含めて線形運動デバイスとすることもできる。
このようにして、レンズの稼動範囲を変更した場合にも、線形運動デバイスの応答特性を変化させることなく、正確な位置制御を可能とすることができる。
In the above description, the linear motion device is composed of the lens (moving body) 33 and the magnet 32 attached to the lens (moving body) 33. You can also
In this way, even when the operating range of the lens is changed, accurate position control can be performed without changing the response characteristic of the linear motion device.

図4は、図3に示したデバイス(レンズ)位置指令信号調整回路の具体的な構成図である。また、図5は、図3に示したデバイス(レンズ)位置指令信号調整回路のタイミングチャートを示す図である。このデバイス(レンズ)位置指令信号調整回路40は、外部から上限位置保存信号FULLが入力されると初期目標位置信号値Vt_iniを記憶値POS_VTとして保存する第1の記憶装置(レジスタ/メモリ)401aと、外部から上限位置保存信号HOMEが入力されると初期目標位置信号値Vt_iniを記憶値NEG_VTとして保存する第2の記憶装置(レジスタ/メモリ)401bとを備えている。なお、第1の記憶装置401aの記憶値POS_VTと、第2の記憶装置401bの記憶値NEG_VTは、外部から位置保存信号により初期目標位置信号値Vt_iniを記憶値として保存するだけではなく、外部から値を指定して入力する方式も可能である。   FIG. 4 is a specific configuration diagram of the device (lens) position command signal adjustment circuit shown in FIG. FIG. 5 is a timing chart of the device (lens) position command signal adjustment circuit shown in FIG. The device (lens) position command signal adjustment circuit 40 includes a first storage device (register / memory) 401a that stores an initial target position signal value Vt_ini as a storage value POS_VT when an upper limit position storage signal FULL is input from the outside. A second storage device (register / memory) 401b that stores the initial target position signal value Vt_ini as a stored value NEG_VT when an upper limit position storage signal HOME is input from the outside. Note that the storage value POS_VT of the first storage device 401a and the storage value NEG_VT of the second storage device 401b are not only stored as the initial target position signal value Vt_ini as a storage value by a position storage signal from the outside, but also from the outside. A method of specifying a value and inputting it is also possible.

また、デバイス(レンズ)位置指令信号調整回路40は、第1の記憶装置401aの記憶値POS_VTと第2の記憶装置401bの記憶値NEG_VTとを減算する減算器402aと、第1の記憶装置401aの記憶値POS_VTと第2の記憶装置401bの記憶値NEG_VTとを加算する第1の加算器402bと、減算器402aの出力値(POS_VT−NEG_VT)と第3の記憶装置404aの記憶値「512」とを除算する第1の除算器403aと、第1の加算器402bの出力値(POS_VT+NEG_VT)と第4の記憶装置404bの記憶値「2」とを除算する第2の除算器403bとを備えている。   The device (lens) position command signal adjustment circuit 40 also includes a subtractor 402a that subtracts the stored value POS_VT of the first storage device 401a and the stored value NEG_VT of the second storage device 401b, and the first storage device 401a. The first adder 402b for adding the stored value POS_VT of the second storage device 401b and the stored value NEG_VT of the second storage device 401b, the output value (POS_VT-NEG_VT) of the subtractor 402a, and the stored value “512” of the third storage device 404a. , And a second divider 403b that divides the output value (POS_VT + NEG_VT) of the first adder 402b and the stored value “2” of the fourth storage device 404b. I have.

なお、第3の記憶装置(レジスタ/メモリ)404aは、除算器403aに接続され、「512」を記憶しているものである。この「512」は初期目標位置信号値Vt_iniの設定可能範囲によって任意に変更されるものである。なお、第4の記憶装置(レジスタ/メモリ)404bは、除算器403bに接続され、「2」を記憶しているものである。   The third storage device (register / memory) 404a is connected to the divider 403a and stores “512”. This “512” is arbitrarily changed depending on the settable range of the initial target position signal value Vt_ini. The fourth storage device (register / memory) 404b is connected to the divider 403b and stores “2”.

また、デバイス(レンズ)位置指令信号調整回路40は、初期目標位置信号値Vt_iniと第1の除算器403aの出力信号((POS_VT+NEG_VT)/512)とを乗算する乗算器405とを備えている。この乗算器405の出力信号(Vt_ini×((POS_VT+NEG_VT)/512))は、第2の加算器406を介して、第2の除算器403bの出力信号((POS_VT+NEG_VT)/2)と加算され、
Vt_cal=Vt_ini×((POS_VT+NEG_VT)/512))+((POS_VT+NEG_VT)/2)を得る。また、第2の加算器406の出力Vt_calと初期目標位置信号値Vt_iniとを選択するセレクタ407にて、目標位置信号切替信号CHANにより選択され目標位置信号値VTARGとして出力される。
The device (lens) position command signal adjustment circuit 40 includes a multiplier 405 that multiplies the initial target position signal value Vt_ini by the output signal ((POS_VT + NEG_VT) / 512) of the first divider 403a. The output signal (Vt_ini × ((POS_VT + NEG_VT) / 512)) of the multiplier 405 is added to the output signal ((POS_VT + NEG_VT) / 2) of the second divider 403b via the second adder 406.
Vt_cal = Vt_ini × ((POS_VT + NEG_VT) / 512)) + ((POS_VT + NEG_VT) / 2) is obtained. Further, the selector 407 for selecting the output Vt_cal of the second adder 406 and the initial target position signal value Vt_ini is selected by the target position signal switching signal CHAN and is output as the target position signal value VTARG.

図6は、レンズの稼動範囲がNEG_VT乃至POS_VT範囲に変更された場合にも、目標位置信号値VTARGが0乃至511となることを示す図である。図6では、図中左から1番目の縦軸には磁場センサ21によって検出された磁場(以下、検出磁場ともいう)が示され、図中左から2番目の縦軸にはA/D変換回路23によって変換された磁場信号のデジタル値が示され、図中右から1番目の縦軸には線形運動デバイス31の初期目標位置信号値Vt_iniが示され、図中右から2番目の縦軸には初期目標位置信号値Vt_iniよりデバイス位置指令信号調整回路40によって演算された目標位置調整後の目標位置信号値Vt_calが目標位置信号値VTARGとして示されている。また、図6の横軸は、線形運動デバイス31の位置である。図6から明らかなように、レンズ33稼動範囲の上限POS_VT、下限NEG_VTを指定すれば目標位置信号値VTARGが0乃至511の分解能を維持し、直線的な動きが得られる。   FIG. 6 is a diagram showing that the target position signal value VTARG becomes 0 to 511 even when the operating range of the lens is changed to the NEG_VT to POS_VT range. In FIG. 6, the first vertical axis from the left indicates a magnetic field detected by the magnetic field sensor 21 (hereinafter also referred to as a detected magnetic field), and the second vertical axis from the left indicates A / D conversion. The digital value of the magnetic field signal converted by the circuit 23 is shown, the first vertical axis from the right in the figure shows the initial target position signal value Vt_ini of the linear motion device 31, and the second vertical axis from the right in the figure. The target position signal value Vt_cal after target position adjustment calculated by the device position command signal adjustment circuit 40 from the initial target position signal value Vt_ini is shown as the target position signal value VTARG. Further, the horizontal axis of FIG. 6 is the position of the linear motion device 31. As is apparent from FIG. 6, if the upper limit POS_VT and the lower limit NEG_VT of the lens 33 operating range are designated, the resolution of the target position signal value VTARG from 0 to 511 is maintained, and a linear motion can be obtained.

このようにして、レンズの稼動範囲が変更された場合にも、線形運動デバイス単体で線形運動デバイスの正確な位置制御を可能な線形運動デバイスの制御装置を実現することができる。
図7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。
In this way, even when the operating range of the lens is changed, it is possible to realize a linear motion device control apparatus that can accurately control the position of the linear motion device with a single linear motion device.
FIG. 7 is a diagram illustrating a flowchart for explaining the control method of the linear motion device according to the present invention.

本発明の線形運動デバイス31の制御装置20における制御方法は、移動体33に取り付けられた磁石32を有する線形運動デバイス31と、この線形運動デバイス31の磁石32の近傍に配置された駆動コイル28とを備え、この駆動コイル28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32に固定されているレンズを移動させる制御方法である。   The control method in the control apparatus 20 of the linear motion device 31 of the present invention includes a linear motion device 31 having a magnet 32 attached to a moving body 33, and a drive coil 28 disposed in the vicinity of the magnet 32 of the linear motion device 31. And the lens fixed to the magnet 32 is moved by the force generated by the coil current flowing through the drive coil 28.

まず、磁場センサ21により、磁石32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検出位置信号値VPROCを出力するステップ(S1)と、次に、デバイス位置指令信号生成回路に入力される、初期目標位置信号値Vt_iniに基づいて、線形運動デバイス31の上限位置に対応する第1の記憶装置401aの記憶値POS_VTと、線形運動デバイス31の下限位置に対応する第2の記憶装置401bの記憶値NEG_VTを取得するステップ(S2)と、次に、第1の記憶装置401aの記憶値POS_VTと第2の記憶装置401bの記憶値NEG_VTから目標位置演算信号値Vt_calを演算し、目標位置演算信号値VTARGを得るステップ(S3)と、次に、出力ドライバ27a,27bにより、検出位置信号値VPROCと目標位置信号値VTARGに基づいて、駆動コイル28に駆動電流を供給するステップ(S4)とを有し、レンズの稼動範囲を変更した場合であっても目標位置信号値VTARGで線形運動デバイスの位置制御を可能とする。なお、連続して、位置制御を繰り返す場合は、ステップS3乃至S4を繰り返す。   First, the magnetic field sensor 21 detects the magnetic field generated by the magnet 32 and outputs a detected position signal value VPROC corresponding to the detected magnetic field value (S1), and then to the device position command signal generation circuit. Based on the input initial target position signal value Vt_ini, the stored value POS_VT of the first storage device 401 a corresponding to the upper limit position of the linear motion device 31 and the second storage corresponding to the lower limit position of the linear motion device 31. The step (S2) of acquiring the storage value NEG_VT of the device 401b, and then calculating the target position calculation signal value Vt_cal from the storage value POS_VT of the first storage device 401a and the storage value NEG_VT of the second storage device 401b, The step (S3) of obtaining the target position calculation signal value VTARG and then the detected position by the output drivers 27a and 27b. A step (S4) of supplying a drive current to the drive coil 28 based on the signal value VPROC and the target position signal value VTARG, and even if the operating range of the lens is changed, the target position signal value VTARG is linear. Allows position control of the exercise device. In addition, when repeating position control continuously, step S3 thru | or S4 are repeated.

さらに、具体的に本発明の線形運動デバイスの制御方法を説明すると、デバイス位置指令信号発生部25,40による出力するステップが、第1の記憶装置401aによる目標位置のうち第1記憶値POS_VTを記憶するステップと、第2の記憶装置401bによる目標位置のうち第2記憶値NEG_VTを記憶するステップと、減算器402aによる第1記憶値POS_VTと第2記憶値NEG_VTとを減算するステップと、第1の加算器402bによる第1記憶値POS_VTと第2記憶値NEG_VTとを加算するステップと、第1の除算器403aによる減算器402aの出力値POS_VT−NEG_VTと第3の記憶装置404aの記憶値とを除算するステップと、第2の除算器403bによる第1の加算器402bの出力値POS_VT+NEG_VTと第4の記憶装置404bの記憶値とを除算するステップと、乗算器405による初期目標位置信号値Vt_iniと第1の除算器403aの出力信号(POS_VT+NEG_VT)/512)とを乗算するステップと、第2の加算器406による乗算器405の出力信号Vt_ini×((POS_VT+NEG_VT)/512)と第2の除算器403bの出力信号(POS_VT+NEG_VT)/2とを加算するステップとを有している。   Further, the control method of the linear motion device according to the present invention will be described in detail. The step of outputting by the device position command signal generation units 25 and 40 includes the first stored value POS_VT in the target position by the first storage device 401a. A step of storing; a step of storing the second stored value NEG_VT among the target positions by the second storage device 401b; a step of subtracting the first stored value POS_VT and the second stored value NEG_VT by the subtractor 402a; A step of adding the first stored value POS_VT by the first adder 402b and the second stored value NEG_VT, an output value POS_VT-NEG_VT of the subtractor 402a by the first divider 403a, and a stored value of the third storage device 404a. And the output of the first adder 402b by the second divider 403b Dividing the POS_VT + NEG_VT by the stored value of the fourth storage device 404b, and multiplying the initial target position signal value Vt_ini by the multiplier 405 and the output signal (POS_VT + NEG_VT) / 512 of the first divider 403a; The output signal Vt_ini × ((POS_VT + NEG_VT) / 512) of the multiplier 405 by the second adder 406 and the output signal (POS_VT + NEG_VT) / 2 of the second divider 403b are added.

また、セレクタ407による第2の加算器406の出力Vt_calと初期目標位置信号値Vt_iniとを選択するステップを有し、このセレクタは、目標位置信号切替信号CHANにより選択され目標位置信号値VTARGとして出力される。
このようにして、本発明によれば、レンズの稼動範囲を変更した場合にも、線形運動デバイス単体で線形運動デバイスの正確な位置制御を可能な線形運動デバイスの制御方法を実現することができる。
The selector 407 further includes a step of selecting an output Vt_cal of the second adder 406 and an initial target position signal value Vt_ini. The selector is selected by the target position signal switching signal CHAN and is output as a target position signal value VTARG. Is done.
In this way, according to the present invention, it is possible to realize a linear motion device control method that enables accurate position control of the linear motion device with a single linear motion device even when the operating range of the lens is changed. .

9 レンズ
10 磁石
11 コイル
12 線形運動デバイス
13 磁場センサ
14 差動増幅器
15 非反転出力バッファ
16 反転出力バッファ
17 第1の出力ドライバ
18 第2の出力ドライバ
20 制御装置
21 磁場センサ
22 増幅器
23 A/D変換回路
24 PID制御回路
25 デバイス(レンズ)位置指令信号発生回路
26 D/A変換回路
27a 第1の出力ドライバ
27b 第2の出力ドライバ
28 駆動コイル
30 カメラモジュール
31 線形運動デバイス
32 磁石
33 レンズ(移動体)
40 デバイス(レンズ)位置指令信号調整回路
401a 第1の記憶装置(レジスタ/メモリ)
401b 第2の記憶装置(レジスタ/メモリ)
402a 減算器
402b 第1の加算器
403a 第1の除算器
403b 第2の除算器
404a 第3の記憶装置(レジスタ/メモリ)
404b 第4の記憶装置(レジスタ/メモリ)
405 乗算器
406 第2の加算器
407 セレクタ
9 Lens 10 Magnet 11 Coil 12 Linear motion device 13 Magnetic field sensor 14 Differential amplifier 15 Non-inverted output buffer 16 Inverted output buffer 17 First output driver 18 Second output driver 20 Controller 21 Magnetic field sensor 22 Amplifier 23 A / D Conversion circuit 24 PID control circuit 25 Device (lens) position command signal generation circuit 26 D / A conversion circuit 27a First output driver 27b Second output driver 28 Driving coil 30 Camera module 31 Linear motion device 32 Magnet 33 Lens (movement) body)
40 Device (lens) position command signal adjustment circuit 401a First storage device (register / memory)
401b Second storage device (register / memory)
402a Subtractor 402b First adder 403a First divider 403b Second divider 404a Third storage device (register / memory)
404b Fourth storage device (register / memory)
405 multiplier 406 second adder 407 selector

Claims (8)

移動体に取り付けられた磁石を有する線形運動デバイスと、該線形運動デバイスの前記磁石の近傍に配置された駆動コイルとを備え、該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前記磁石に固定されているレンズ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対応する検出位置信号値を出力する磁場センサと、
前記線形運動デバイスを移動すべき目標位置を指示する目標位置信号値を出力するデバイス位置指令信号発生部と、
前記磁場センサによる前記検出位置信号値と前記デバイス位置指令信号発生部による前記目標位置信号値に基づいて、前記レンズを前記目標位置に移動させるための制御信号をPID制御により生成する制御部と、
該制御部による前記制御信号に基づいて前記駆動コイルに駆動電流を供給する出力ドライバととを備え、
前記検出位置信号値にバラツキがあっても前記目標位置信号値で前記線形運動デバイスの位置制御を可能とすることを特徴とする線形運動デバイスの制御装置。
A linear motion device having a magnet attached to a moving body, and a drive coil disposed in the vicinity of the magnet of the linear motion device, and a force generated by a coil current flowing through the drive coil. In a control device for a linear motion device that moves a fixed lens,
A magnetic field sensor that detects a magnetic field generated by the magnet and outputs a detected position signal value corresponding to the detected magnetic field value;
A device position command signal generating unit for outputting a target position signal value indicating a target position to move the linear motion device;
A control unit that generates a control signal for moving the lens to the target position by PID control based on the detection position signal value by the magnetic field sensor and the target position signal value by the device position command signal generation unit;
An output driver for supplying a drive current to the drive coil based on the control signal by the control unit,
An apparatus for controlling a linear motion device, which enables position control of the linear motion device with the target position signal value even if the detected position signal value varies.
前記デバイス位置指令信号発生部が、
前記目標位置のうち第1の記憶値を記憶する第1の記憶装置と、
前記目標位置のうち第2の記憶値を記憶する第2の記憶装置と、
前記第1の記憶値と前記第2の記憶値とを減算する減算器と、
前記第1の記憶値と前記第2の記憶値とを加算する第1の加算器と、
前記減算器の出力値と第3の記憶装置の記憶値とを除算する第1の除算器と、
前記第1の加算器の出力値と第4の記憶装置の記憶値とを除算する第2の除算器と、
初期目標位置信号値と前記第1の除算器の出力信号とを乗算する乗算器と、
該乗算器の出力信号と前記第2の除算器の出力信号とを加算する第2の加算器と
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。
The device position command signal generator is
A first storage device for storing a first stored value among the target positions;
A second storage device for storing a second stored value among the target positions;
A subtractor for subtracting the first stored value and the second stored value;
A first adder for adding the first stored value and the second stored value;
A first divider for dividing the output value of the subtractor from the stored value of the third storage device;
A second divider for dividing the output value of the first adder from the stored value of the fourth storage device;
A multiplier for multiplying an initial target position signal value by an output signal of the first divider;
The linear motion device control apparatus according to claim 1, further comprising: a second adder that adds the output signal of the multiplier and the output signal of the second divider.
前記第2の加算器の出力と前記初期目標位置信号値とを選択するセレクタを備え、該セレクタは、目標位置信号切替信号により選択され前記目標位置信号値として出力され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。   A selector for selecting an output of the second adder and the initial target position signal value is provided, and the selector is selected by a target position signal switching signal and output as the target position signal value. Item 3. The control device for the linear motion device according to Item 2. 前記磁場センサが、ホール素子であ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。   The linear motion device control apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field sensor is a Hall element. 前記線形運動デバイスと前記駆動コイルが、カメラモジュールに組み込まれていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の線形運動デバイスの制御装置。   The linear motion device control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the linear motion device and the drive coil are incorporated in a camera module. 移動体に取り付けられた磁石を有する線形運動デバイスと、該線形運動デバイスの前記磁石の近傍に配置された駆動コイルとを備え、該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前記磁石に固定されているレンズ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、
まず、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対応する検出位置信号値を出力するステップと、
次に、デバイス位置指令信号発生部により、前記線形運動デバイスを移動すべき目標位置を指示する目標位置信号値を出力するステップと、
次に、制御部により、前記検出位置信号値と前記目標位置信号値に基づいて、前記レンズを前記目標位置に移動させるための制御信号をPID制御により生成するステップと、
次に、出力ドライバにより、前記制御信号に基づいて前記駆動コイルに駆動電流を供給するステップと有し、
前記検出位置信号値にバラツキがあっても前記目標位置信号値で前記線形運動デバイスの位置制御を可能とすることを特徴とする線形運動デバイスの制御方法。
A linear motion device having a magnet attached to a moving body, and a drive coil disposed in the vicinity of the magnet of the linear motion device, and a force generated by a coil current flowing through the drive coil. In a control method in a control device of a linear motion device that moves a fixed lens,
First, a magnetic field sensor detects a magnetic field generated by the magnet, and outputs a detected position signal value corresponding to the detected magnetic field value;
Next, outputting a target position signal value indicating a target position to which the linear motion device is to be moved by the device position command signal generation unit;
Next, a control unit generates a control signal for moving the lens to the target position by PID control based on the detected position signal value and the target position signal value;
Next, a step of supplying a drive current to the drive coil based on the control signal by an output driver,
A method for controlling a linear motion device, wherein the position of the linear motion device can be controlled with the target position signal value even if the detected position signal value varies.
前記デバイス位置指令信号発生部による出力するステップが、
第1の記憶装置による前記目標位置のうち第1記憶値を記憶するステップと、
第2の記憶装置による前記目標位置のうち第2記憶値を記憶するステップと、
減算器による前記第1記憶値と前記第2記憶値とを減算するステップと、
第1の加算器による前記第1記憶値と前記第2記憶値とを加算するステップと、
第1の除算器による前記減算器の出力値と第3の記憶装置の記憶値とを除算するステップと、
第2の除算器による前記第1の加算器の出力値と第4の記憶装置の記憶値とを除算するステップと、
乗算器による初期目標位置信号値と前記第1の除算器の出力信号とを乗算するステップと、
第2の加算器による前記乗算器の出力信号と前記第2の除算器の出力信号とを加算するステップと
を有することを特徴とする請求項6に記載の線形運動デバイスの制御方法。
The step of outputting by the device position command signal generation unit,
Storing a first stored value among the target positions by the first storage device;
Storing a second stored value among the target positions by the second storage device;
Subtracting the first stored value and the second stored value by a subtractor;
Adding the first stored value and the second stored value by a first adder;
Dividing the output value of the subtractor by the first divider from the stored value of the third storage device;
Dividing the output value of the first adder by the second divider from the stored value of the fourth storage device;
Multiplying the initial target position signal value by the multiplier by the output signal of the first divider;
The method for controlling a linear motion device according to claim 6, further comprising: adding an output signal of the multiplier and an output signal of the second divider by a second adder.
セレクタによる前記第2の加算器の出力と前記初期目標位置信号値とを選択するステップを有し、
前記セレクタは、目標位置信号切替信号により選択され前記目標位置信号値として出力されることを特徴とする請求項7に記載の線形運動デバイスの制御方法。
Selecting the output of the second adder by the selector and the initial target position signal value;
8. The method of controlling a linear motion device according to claim 7, wherein the selector is selected by a target position signal switching signal and output as the target position signal value.
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