控制装置、致动器、校正装置、透镜、成像装置和自动台制造方法及图纸

本发明专利技术涉及控制装置、致动器、校正装置、透镜、成像装置和自动台。提供一种在考虑多个马达的合成驱动力在至少两个相交方向之间的传输特性的差的同时能够实现移动体的多方向驱动的振动型驱动装置。其控制装置包括：偏差计算单元，被配置为基于位置命令和关于移动体的位置数据之间的差来输出分别关于第一方向和与第一方向交叉的第二方向的第一偏差信号和第二偏差信号；补偿单元，其分别基于第一偏差信号和第二偏差信号来输出第一控制信号和第二控制信号；以及控制量计算单元，其基于第一控制信号和第二控制信号来至少输出关于第一马达的驱动参数的第一信号和关于第二马达的驱动参数的第二信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及控制装置、致动器、校正装置、透镜、成像装置和自动台。提供一种在考虑多个马达的合成驱动力在至少两个相交方向之间的传输特性的差的同时能够实现移动体的多方向驱动的振动型驱动装置。其控制装置包括：偏差计算单元，被配置为基于位置命令和关于移动体的位置数据之间的差来输出分别关于第一方向和与第一方向交叉的第二方向的第一偏差信号和第二偏差信号；补偿单元，其分别基于第一偏差信号和第二偏差信号来输出第一控制信号和第二控制信号；以及控制量计算单元，其基于第一控制信号和第二控制信号来至少输出关于第一马达的驱动参数的第一信号和关于第二马达的驱动参数的第二信号。【专利说明】fe制装直、致动器、校正装直、透$見、成像装直和自动台
本专利技术涉及控制装置、包括控制装置的致动器、图像模糊校正装置、置换透镜(replacement lens)、成像装置和自动台。特别是,本专利技术涉及能够通过合成多个马达的驱动力来多方向地驱动移动体的控制装置、包括控制装置的致动器、图像模糊校正装置、置换透镜、成像装置和自动台。
技术介绍
传统上提出的能够实现多方向驱动的致动器(在下文中被称为多自由度驱动装置)包括使用线性致动器来实现XY Θ驱动的装置(日本专利申请公开N0.2009-225503)。图1OA示出传统的多自由度驱动装置的结构。基板I是多自由度驱动装置的基体，并且，振动器2、3和4驱动移动体5。位置传感器6检测X方向位置，并且，位置传感器7和8检测Y方向位置。图1OB是该装置的侧视图。振动器2(未图示)、3和4均包括通过接合等成为一体的具有一个突起的振动构件(振动器3、4的上部)和压电元件(阴影区域)，并且经由未图示的附接构件被附接到基板I。标尺部分6’、7’和8’被设置在位置传感器之上的一面处。例如，随着标尺部分6’在X方向上移动，传感器6输出对应于移动量的位置信号。传感器7和传感器8分别输出与标尺部分V和标尺部分8，在Y方向上的移动量相对应的位置信号。该配置在作为振动器2、3和4的驱动力的矢量合成方向的方向上移动移动体。日本专利申请公开N0.2009-225503提出了图1OA和IOB中示出的振动型多自由度驱动装置的控制系统，并且提出了一种控制方法来校正各个振动型马达的变化。控制系统包括被配置为针对多个振动型马达独立地执行PID控制的控制器。也就是说，传统控制器将XY Θ的位置命令值变换为每一个马达移动量，然后使独立地设置的PID补偿器执行位置控制。图11示出传统的多自由度驱动装置的控制系统。下面描述使用图1OA和IOB中示出的振动型多自由度驱动装置的情况。未图示的控制器给出输入到马达坐标变换单元1101的位置命令X、Y和Θ。马达坐标变换单元1101涉及三个振动型马达(三个振动器)Ml、M2和M3，并且包括Ml坐标变换单元、M2坐标变换单元和M3坐标变换单元。该单元将位置命令X、Y和Θ变换为这些振动型马达所处的坐标位置上的值，并且，这些值取决于产生马达的驱动力的矢量的角度和位置命令X、Y和Θ的方向。这里，在考虑每一个马达离移动体的中心的相对位置的同时，必须执行0方向上的变换。例如，在接收位置命令XY Θ时，Ml坐标变换单元的X方向指令值是振动型马达Ml的坐标上的位置命令值，并且，当Θ方向被忽视时，其Y方向分量是零。类似地，振动型马达M2和M3的X、Y和Θ方向上的指令值也取决于角度与驱动矢量的关系来被分配。同时，由XY Θ坐标变换单元308获得的检测位置X、Y和Θ被输入到马达坐标变换单元1101并被变换为马达坐标位置上的值。然后，被变换为三个马达坐标位置的检测位置和位置命令被输入到用于计算差的偏差计算单元1102。这是每一个振动型马达的位置偏差。接下来，三个振动型马达的位置偏差被输入到PID补偿器1103。PID补偿器1103包括三个PID补偿器，每一个PID补偿器被设置用来控制对应的振动型马达。这里，当三个振动型马达具有相同的驱动力时，基本上对其设置相同的控制增益。然后，从PID补偿器1103输出的振动型马达的控制信号包含信息，例如，成为驱动参数的频率、相位差和脉冲宽度，并且，控制信号被输入到脉冲发生器304。从脉冲发生器304输出的脉冲信号被输入到驱动电路305,从该驱动电路305输出相位相差90ο的两个相位的AC电压。从驱动电路305输出的AC电压被施加到振动型马达2、3和4 (在下文中被称为MU M2和M3)的压电元件，使得移动体5在Ml、M2和M3的驱动力的矢量合成方向上操作。移动体5的操作由位置传感器6、7和8检测，并且，位置检测单元307对作为X1、Yl和Y2的在每一个传感器位置处的位置信息执行算术运算。位置信息X1、Yl和Y2被输入到XY Θ坐标变换单元308,并且作为X、Y和Θ的位置信息经过坐标变换。以这样的方式，由PID补偿器对各个马达执行反馈控制，以便接近位置命令X、Y和Θ O
技术实现思路
上述的传统例子具有如下问题。这种多自由度驱动装置在该装置水平地放置于XY平面上的情况和在该装置垂直地放置的情况之间在X、Y和Θ的驱动方向(移动方向)上显示出不同的传输特性。但是，传统例子的控制系统没有考虑传输特性的这种差异，所以不能总是实现令人满意的控制性倉泛。例如，在Y方向上存在重力的影响。于是，为了用作包括在移动体5的中心处设置的透镜的照相机的振动吸收机构，当在XY方向上驱动透镜时，在Y方向上产生驱动力的振动型马达(振动器)M2和M3将会受与透镜的质量相对应的重力的影响。与X方向上的传输特性中的增益和相位延迟相比，这样会降低y方向上的传输特性中的增益和相位延迟。随着振动吸收的频率增加，即,加速度增加,这种趋势变得更加突出。结果，由于Y方向上的影响所导致的振动型马达(振动器)当中的控制量的不平衡，控制系统变得不稳定，从而使位置偏差和响应度劣化。本专利技术的一个方面涉及构成通过对多个马达的驱动力进行矢量合成而使得能够进行多方向驱动的的致动器的马达控制装置。这种装置在考虑合成驱动力在至少两个相交方向之间的传输特性的差异的同时实现协调控制，从而能够提高对位置偏差和响应度的可控性。本专利技术的另一个方面涉及包括该控制装置的致动器、图像模糊校正装置、置换透镜、成像装置和自动台。本专利技术的一个方面涉及控制装置，该控制装置包括:偏差计算单元，被配置为基于位置命令和关于移动体的位置数据之间的差来输出分别关于第一方向和与第一方向交叉的第二方向的第一偏差信号和第二偏差信号；补偿单元，其分别基于第一偏差信号和第二偏差信号来输出第一控制信号和第二控制信号；以及控制量计算单元，其基于第一控制信号和第二控制信号至少输出关于第一马达的驱动参数的第一信号和关于第二马达的驱动参数的第二信号。本专利技术的另一个方面涉及包括控制装置的致动器、图像模糊校正装置、置换透镜、成像装置和自动台。根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的进一步的特征将变得明显。【专利附图】【附图说明】图1A描述多自由度驱动装置的示例性结构。图1B描述多自由度驱动装置的示例性结构。图2A描述线性振动型驱动装置的驱动原理。图2B描述线性振动型驱动装置的驱动原理。图2C描述线性振动型驱动装置的驱动原理。图2D描述线性振动型驱动装置的驱动原理。图3描述多自由度驱动装置的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，包括：偏差计算单元，所述偏差计算单元被配置为基于位置命令和关于移动体的位置数据之间的差来输出分别对于第一方向和与第一方向交叉的第二方向的第一偏差信号和第二偏差信号；补偿单元，所述补偿单元分别基于第一偏差信号和第二偏差信号来输出第一控制信号和第二控制信号；以及控制量计算单元，所述控制量计算单元基于第一控制信号和第二控制信号来至少输出关于第一马达的驱动参数的第一信号和关于第二马达的驱动参数的第二信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：住冈润，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP