[发明专利]线性运动设备的控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种线性运动设备的控制装置及其控制方法，更详细地说，涉及如下的线性运动设备的控制装置及其控制方法：在产生磁传感器的搭载位置的偏移或磁体的磁化不均并且由磁传感器检测出的磁场受线性运动设备的驱动用线圈所产生的磁场干扰的情况下，也能够对线性运动设备进行准确的位置控制。

背景技术

在一般的数字照相机和便携式电话机、与因特网之间的兼容性高并以计算机的功能为基础而制成的多功能便携式电话机即智能手机(smartphone)等中搭载的照相机模块大多搭载有自动聚焦功能。在搭载于这种小型照相机的自动聚焦功能中多采用对比度检测方式。该对比度检测方式是如下方式：使透镜实际进行移动来检测使摄像图像中的被摄体对比度最大的透镜位置，使透镜移动至该位置。

这种对比度检测方式与对被摄体照射红外线、超声波并根据其反射波测量到被摄体的距离的主动方式相比，能够以低成本实现。但是，存在直到搜索到使被摄体对比度最大的透镜位置为止会耗费时间的问题。期望在用户半按下快门按钮之后直到焦点对准被摄体为止的处理在1秒钟内完成。

另外，搭载于一般的数字照相机和便携式电话机等的照相机模块的像素数逐年增加，变得使用这些小型照相机也能够拍摄高清晰度的图像。在高清晰度的图像中，离焦容易变得明显，要求进行更高精度的自动聚焦控制。

另外，用一次函数表示输入信号和与该输入信号相应的位移的设备通常被称为线性运动设备。这种线性运动设备例如存在照相机的自动聚焦透镜等。

图1是用于说明现有的线性运动设备的控制装置的结构图。图1示出的线性运动设备12的控制装置具备磁场传感器13、差动放大器14、非反相输出缓冲器15、反相输出缓冲器16、第一输出驱动器17以及第二输出驱动器18。线性运动设备12被控制装置进行反馈控制，因此具备透镜9和磁体10。

磁场传感器13根据检测出的磁场来生成信号，将该信号作为输出信号SA而输出。磁场传感器13的输出信号SA和设备位置指令信号SB分别被输入到差动放大器14的正相输入端子和反相输入端子。从被输入了磁场传感器13的输出信号SA和设备位置指令信号SB的差动放大器14输出操作量信号SC，该操作量信号SC表示输出驱动器17、18的操作量(偏差与放大度的积)。

在线性运动设备12的线圈11中流动的电流的方向和电流量根据操作量信号SC的大小而发生变化。由于在该线圈11中流动的电流，包括磁体10的线性运动设备12的位置发生变化(移动)。此时，磁场传感器13的输出信号SA随着磁体10的移动而发生变化。控制装置根据输出信号SA的变化来检测线性运动设备12的位置，进行反馈控制使得该位置与从外部输入的设备位置指令信号SB所指示的位置一致。

在此，在图1所示的线性运动设备12中，会产生磁体10的磁化不均。另外，在控制装置中，磁场传感器13的搭载位置的偏移会产生偏差。由于这种偏差，线性运动设备12的位置与由磁场传感器13检测出的磁场的关系与在设计时假设的关系不同。

图2是表示由图1所示的磁场传感器检测出的磁场与线性运动设备的位置的关系的图。在图2中，图中左侧的纵轴表示由磁场传感器13检测出的磁场(以下也称为检测磁场)，图中右侧的纵轴表示磁场传感器13的输出信号SA的值。另外，图2的横轴是线性运动设备12的位置。

为了进行比较，用图2中的实线a表示检测磁场与线性运动设备12的位置之间无偏移(如设计值)的情况下的特性。点划线b表示检测磁场与线性运动设备12的位置之间存在偏移的情况下的特性。

如图2所示，在磁体10存在磁化不均或者磁场传感器13的位置存在偏移的情况下，检测磁场不会示出线性运动设备12的正确位置。因此，控制装置有时无法适当地对线性运动设备12进行位置控制。

也就是说，如果按照实线a所表示的设计值，则在线性运动设备12从端点XBOT移动至另一端点XTOP的情况下，磁场传感器13的输出信号SA从VMLa变化至VMHa(在图2中将该范围表示为SA(a))。此时，与磁场传感器13的输出信号SA处于相同的电压范围的、从VMLa开始到VMHa为止的设备位置指令信号SB被输入到控制装置。而且，当被输入中间电位VMM(＝(VMHa-VMLa)/2+VMLa)的设备位置指令信号SB时，线性运动设备12得到中间位置XMID。