特許 5777899 アクチュエータの駆動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5777899

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】アクチュエータの駆動制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/04 20060101AFI20150820BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20150820BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   H02P7/628 Z

   G02B26/10 104Z

   B81B3/00

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2011-27584(P2011-27584)

(22)【出願日】2011年2月10日

(65)【公開番号】特開2012-170196(P2012-170196A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2014年1月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100087505

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100078330

【弁理士】

【氏名又は名称】笹島 富二雄

(72)【発明者】

【氏名】今西 洋貴

【審査官】 高橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１０１３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０４８０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２７／０４

Ｂ８１Ｂ ３／００

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部にトーションバーで軸支した可動部の振れ角を検出する振れ角検出手段と、
所定電流値の初期駆動電流を、その周波数を一定間隔で増加させて前記可動部を揺動駆動する駆動力発生部に供給し、周波数の増加毎に振れ角検出手段の出力をサンプリングし、今回の周波数値が前回値以上のとき今回値を記憶保持し、今回値が所定回数連続して前回値より小さいときに記憶保持した周波数値を可動部振れ角最大周波数に設定する初期駆動制御手段と、
前記設定した可動部振れ角最大周波数が可動部の共振周波数と一致するよう駆動電流周波数を調整しつつ振れ角検出手段の検出出力に基づいて可動部の振れ角が目標値になるよう駆動電流値を制御する駆動電流制御手段と、
を備え、
前記可動部と前記駆動力発生部とを備えたアクチュエータの立上げ動作を制御するアクチュエータ駆動制御装置。

【請求項2】

固定部にトーションバーで軸支した可動部の振れ角を検出する振れ角検出手段と、
所定電流値の初期駆動電流を、その周波数を一定間隔で増加させて前記可動部を揺動駆動する駆動力発生部に供給し、周波数の増加毎に前記振れ角検出手段の出力をサンプリングし、そのサンプリング値が予め設定した規定値以上であれば、前回サンプリング値と比較し、今回値が所定回数連続して前回値より大きいときに最新サンプリング時の周波数値を、可動部振れ角最大周波数として設定する初期駆動制御手段と、
前記設定した可動部振れ角最大周波数が可動部の共振周波数と一致するよう駆動電流周波数を調整しつつ振れ角検出手段の検出出力に基づいて可動部の振れ角が目標値になるよう駆動電流値を制御する駆動電流制御手段と、
を備え、
前記可動部と前記駆動力発生部とを備えたアクチュエータの立上げ動作を制御するアクチュエータ駆動制御装置。

【請求項3】

前記駆動電流制御手段は、前記目標値より小さい中間目標値を少なくとも１つ設定し、可動部の振れ角を前記中間目標値に制御しながら前記目標値になるよう駆動電流値を制御する構成である請求項１及び２に記載のアクチュエータ駆動制御装置。

【請求項4】

前記駆動電流制御手段は、前記中間目標値を複数設定する構成である請求項３に記載のアクチュエータ駆動制御装置。

【請求項5】

前記駆動電流制御手段は、前記振れ角検出手段の検出出力信号と前記駆動力発生部に供給する駆動電流信号の位相差に基づいて、前記初期駆動制御手段で設定した可動部振れ角最大周波数と可動部共振周波数が一致するか否かを判定する構成である請求項１〜４のいずれか１つに記載のアクチュエータ駆動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トーションバーにより揺動可能に軸支した可動部の振れ角が電源を投入してから所定の目標値になるまでのアクチュエータ立上げ動作を制御するアクチュエータ駆動制御装置に関し、特に、トーションバーに余計なダメージを与えないように可動部の振れ角を目標値まで駆動するアクチュエータ駆動制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

可動部がトーションバーにより揺動可能に支持される構成のアクチュエータとして、例えば特許文献１に記載されたような電磁アクチュエータがある。この電磁アクチュエータは、半導体基板を異方性エッチングして、枠状の固定部と、可動部と、固定部に可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、可動部に駆動コイルを設け、トーションバーの軸方向と平行な可動部両端縁部の駆動コイル部分に静磁界を作用させる静磁界発生手段（例えば永久磁石）を設けて構成される。この電磁アクチュエータは、外部の駆動回路から駆動コイルに交流電流を供給すると、駆動コイルを流れる電流と静磁界発生手段の静磁界との相互作用により、可動部を揺動可能な駆動力（ローレンツ力）が発生して可動部をトーションバーの軸回りに揺動させることができる。従って、可動部にミラーを設ければ、可動部の揺動動作によりミラーに照射した光ビームの反射光を偏向・走査できるので、光スキャナやレーザプロジェクタ等の光デバイスにおける光走査用のアクチュエータとして用いることができる。

【0003】

ところで、かかる電磁アクチュエータは、駆動コイルに供給する交流の駆動電流の周波数を、可動部の共振周波数に等しい周波数に設定して駆動した場合に最も効率良く駆動でき、低電流で可動部を大きな振れ角で揺動駆動できる。このため、このアクチュエータを立上げる場合、従来では、電源投入時に、駆動電流周波数を可動部の共振周波数と同じ周波数に設定し、この周波数において可動部を予め定めた目標の振れ角まで駆動できる所定の電流値の駆動電流を駆動コイルに供給して、電源投入後に直ちに可動部の振れ角が目標値になるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第２７２２３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、可動部の共振周波数は使用環境（例えば温度等）の変化によってずれる。このため、可動部の共振周波数がずれた場合、予め定めた周波数と電流値の駆動電流を供給しても可動部の振れ角が目標値に達しない虞れがあり、この場合、駆動電流の電流値を増大して可動部を目標の振れ角まで駆動することになり、可動部を軸支するトーションバー部分に無理な力が加わる。アクチュエータの立上げ動作の度にこのようなことが繰返し行われると、トーションバーの破損に繋がる虞れがあり、アクチュエータの寿命に悪影響を与える。

【0006】

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、トーションバー部分に余計なダメージを与えることなくアクチュエータの立上げ動作を可能にしたアクチュエータ駆動制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

このため、請求項１に係る発明のアクチュエータ駆動制御装置は、固定部にトーションバーで軸支した可動部の振れ角を検出する振れ角検出手段と、所定電流値の初期駆動電流を、その周波数を一定間隔で増加させて前記可動部を揺動駆動する駆動力発生部に供給し、周波数の増加毎に振れ角検出手段の出力をサンプリングし、今回の周波数値が前回値以上のとき今回値を記憶保持し、今回値が所定回数連続して前回値より小さいときに記憶保持した周波数値を可動部振れ角最大周波数に設定する初期駆動制御手段と、前記設定した可動部振れ角最大周波数が可動部の共振周波数と一致するよう駆動電流周波数を調整しつつ振れ角検出手段の検出出力に基づいて可動部の振れ角が目標値になるよう駆動電流値を制御する駆動電流制御手段と、を備え、前記可動部と前記駆動力発生部とを備えたアクチュエータの立上げ動作を制御する構成としたことを特徴とする。
また、請求項２に係る発明のアクチュエータ駆動制御装置は、固定部にトーションバーで軸支した可動部の振れ角を検出する振れ角検出手段と、所定電流値の初期駆動電流を、その周波数を一定間隔で増加させて前記可動部を揺動駆動する駆動力発生部に供給し、周波数の増加毎に前記振れ角検出手段の出力をサンプリングし、そのサンプリング値が予め設定した規定値以上であれば、前回サンプリング値と比較し、今回値が所定回数連続して前回値より大きいときに最新サンプリング時の周波数値を、可動部振れ角最大周波数として設定する初期駆動制御手段と、前記設定した可動部振れ角最大周波数が可動部の共振周波数と一致するよう駆動電流周波数を調整しつつ振れ角検出手段の検出出力に基づいて可動部の振れ角が目標値になるよう駆動電流値を制御する駆動電流制御手段と、を備え、前記可動部と前記駆動力発生部とを備えたアクチュエータの立上げ動作を制御する構成としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明のアクチュエータ駆動制御装置によれば、電源投入直後の駆動初期に可動部を所定の電流値で駆動して可動部の共振周波数を調べ、その後、駆動電流周波数を可動部の共振周波数になるよう調整しながら駆動電流値を制御して可動部の振れ角を目標値まで駆動する構成としたので、アクチュエータの立上げ時に駆動電流値を無駄に増大することなく可動部を目標振れ角まで駆動できる。従って、トーションバー部分に余計なダメージを与えることがなく、アクチュエータの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態の駆動制御装置を示すブロック図。

【図2】第１実施形態の振れ角センサの回路図。

【図3】第１実施形態のアクチュエータの一例を示す平面図。

【図4】第１実施形態のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を説明するフローチャート。

【図5】第１実施形態の駆動電流制御動作による可動部振れ角の変化状態を示す概略図。

【図6】第２実施形態のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を説明するフローチャート。

【図7】第２実施形態の駆動電流制御動作による可動部振れ角の変化状態を示す概略図。

【図8】第３実施形態のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を説明するフローチャート。

【図9】第３実施形態の駆動電流制御動作による可動部振れ角の変化状態を示す概略図。

【図10】第４実施形態のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を説明するフローチャート。

【図11】第４実施形態の駆動電流制御動作による可動部振れ角の変化状態を示す概略図。

【図12】アクチュエータ立下げ時の駆動電流制御動作の一例を説明するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアクチュエータ駆動制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
図１において、本実施形態のアクチュエータ駆動制御装置は、アクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給する駆動電流を制御して図３に示すアクチュエータ１０の可動部１３の振れ角を制御する駆動電流供給回路１と、アクチュエータ１０の可動部１３の動きを検出して可動部１３の実際の振れ角を示す振れ角検出信号を出力する振れ角検出手段である振れ角センサ２と、を備えて構成される。

【0011】

前記駆動電流供給回路１は、電源がＯＮされると、予め定めた所定の電流値の初期駆動電流を予め設定した周波数範囲を掃引しつつアクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給して可動部１３を初期駆動し、振れ角センサ２の検出出力に基づいてアクチュエータ１０の可動部１３の振れ角が最大となる周波数を設定し、その後、初期駆動で設定した可動部振れ角が最大となる周波数が可動部１３の共振周波数と一致するか否かを、例えば振れ角センサ２の検出出力と駆動電流の位相差に基づいて判定し、一致するよう駆動電流周波数を調整しつつ振れ角センサ２の検出出力に基づいて可動部１３の振れ角が予め設定した目標値になるよう駆動コイル１４に供給する駆動電流値を制御するものである。ここで、駆動電流供給回路１が初期駆動制御手段及び駆動電流制御手段の機能を備えている。

【0012】

前記振れ角センサ２は、後述する図３に示すアクチュエータ１０のトーションバー１２，１２の軸を挟んで対向配置した一対のピエゾ素子（歪ゲージ）２ａ，２ａと２ｂ，２ｂを有し、これら４つのピエゾ素子２ａ，２ａ，２ｂ，２ｂで図２に示すようにブリッジ回路を構成する。可動部１３の揺動に伴ってトーションバー１２，１２が捩れることで発生する各ピエゾ素子２ａ，２ａ，２ｂ，２ｂの抵抗値変化が、前記ブリッジ回路の出力変化として検出され、前記ブリッジ回路の出力が可動部１３の振れ角検出出力として振れ角センサ２の出力となる。

【0013】

前記ピエゾ素子が、例えばｐ型拡散抵抗により形成されている場合、可動部１３の回動によりピエゾ素子２ａ，２ａに引張応力が加わり、ピエゾ素子２ｂ，２ｂに圧縮応力が加わると、ピエゾ素子２ａ，２ａの抵抗値は増加し、ピエゾ素子２ｂ，２ｂの抵抗値は減少するため、図２のブリッジ回路の出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏｕｔ＝Ｖａ−Ｖｂ）の値は負になる。また、可動部１３の傾き方向が切り替わって、ピエゾ素子２ｂ，２ｂに引張応力が加わり、ピエゾ素子２ａ，２ａに圧縮応力が加わるようになると、ピエゾ素子２ａ，２ａの抵抗値は減少し、ピエゾ素子２ｂ，２ｂの抵抗値は増加するため、図２のブリッジ回路の出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏｕｔ＝Ｖａ−Ｖｂ）の値は正になる。従って、可動部１３の揺動動作に伴ってブリッジ回路から交流の振れ角検出信号が出力され、その電圧値から振れ角を検出できる。

【0014】

図３に、本実施形態のアクチュエータ駆動制御装置によって駆動されるアクチュエータ１０の一例を示す。
図３において、このアクチュエータ１０は、半導体製造技術を利用して製造した電磁駆動式のプレーナ型アクチュエータである。アクチュエータ１０は、枠状の固定部１１と、可動部１３と、可動部１３を固定部１１に対し揺動可能に軸支する一対のトーションバー１２，１２とを備えて構成され、固定部１１、トーションバー１２，１２及び可動部１３は、半導体基板を用いて一体に形成される。

【0015】

可動部１３の周縁部には、通電により磁界を発生する駆動コイル１４が形成され、駆動コイル１４の両端は、固定部１１に形成した一対の電極端子１５，１５に接続され、電極端子１５，１５は、図１に示す駆動電流供給回路１に対し、例えばワイヤーボンディング等により電気的に接続される。また、トーションバー１２，１２の軸方向と平行な可動部対辺部と対面する固定部１１の外方には、一対の永久磁石１６，１６が、互いに反対磁極を対向して配置されており、この一対の永久磁石１６，１６は、トーションバー１２，１２の軸方向と平行な可動部対辺部の駆動コイル１４部分に静磁界を作用させる。

【0016】

電磁駆動式アクチュエータ１０は、駆動電流供給回路１から駆動コイル１４に駆動電流（交流電流）を供給すると、駆動コイル１４に流れる電流により発生する磁界と永久磁石１６，１６の静磁界との相互作用により駆動力（ローレンツ力）が発生し、可動部１３がトーションバー１２，１２回りに当該トーションバー１２，１２の捩れ量に応じて発生する弾性復元力に抗して回動する。ここで、駆動コイル１４と一対の永久磁石１６，１６とで駆動力発生部が構成される。尚、永久磁石１６，１６に代えて電磁石を設けてもよい。

【0017】

次に、図４のフローチャートを参照しながら本実施形態の駆動電流供給回路１によるアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作について説明する。
電源ＯＮにより動作が開始される。
まず、ステップ１（図中、Ｓ１で示し、以下同様とする）で、初期駆動電流を予め設定した所定の電流値(所定のパルス幅)に設定し、その周波数を可動部の共振周波数を含んで予め設定した周波数範囲（例えば共振周波数±５％の範囲）を掃引しつつ、初期駆動電流をアクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給する。尚、可動部１３の共振周波数は実験等で予め知ることは可能である。

【0018】

ステップ２で、振れ角センサ２の検出出力を、例えば所定間隔でサンプリングし、周波数掃引範囲におけるサンプリング値が最大となったときの周波数値、即ち、可動部１３の振れ角が最大になったときの周波数値をピークホールドし、その周波数値を可動部振れ角最大の周波数値として設定する。

【0019】

ステップ３で、初期駆動電流の電流値をステップ１で設定した所定電流値とし、その周波数をステップ２で設定した周波数値として、アクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給し、アクチュエータ１０の可動部１３を初期駆動する。その後、図４に点線で囲んだＸで示す可動部１３を立上げ時の目標振れ角まで駆動制御するためのステップ４〜９の駆動電流制御処理に進む。

【0020】

即ち、ステップ４で、ステップ３で駆動コイル１４に供給した駆動電流とそのときの可動部１３の回動動作で得られる振れ角センサ２の検出出力との位相差に基づいて、駆動電流の周波数が可動部１３の共振周波数と一致しているか否かを判定する。ここで、アクチュエータ１は、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数と略一致するときは駆動電流と振れ角センサ２の検出出力との位相差が略９０度（π／２）であり、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数より低いときは前記位相差が９０度より小さく（＜π／２）、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数より高いときは前記位相差が９０度より大きく（＞π／２）なる特性がある。従って、位相差が９０度より小さいと判定したとき（＜π／２）は、ステップ５に進み駆動電流周波数を上げ、位相差が９０度より大きいと判定したとき（＞π／２）は、ステップ６に進み駆動電流周波数を下げる。このように駆動電流と振れ角センサ２の検出出力との位相差に基づいて駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数に一致するか否かを調べ、ステップ４で駆動電流と振れ角センサ２の検出出力との位相差が略略９０度（π／２）と判定されると、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数と一致したとしてテップ７に進む。

【0021】

ステップ７で、駆動電流値を所定値増大（パルス幅を所定値増大）する。例えば、増大量としては、可動部１３の振れ角が約１度変化する程度が好ましい。これにより、トーションバー１２，１２に余計なメージを与えずに済む。

【0022】

ステップ８で、振れ角センサ２の検出出力に基づいて可動部１３の振れ角を判定する。可動部１３の振れ角が予め定めた目標値より小さい（＜目標値）と判定したときはステップ４に戻り、ステップ４〜６の動作を実行して、駆動電流の周波数が可動部１３の共振周波数と一致するよう駆動電流の周波数を調整した後、再度、ステップ７で駆動電流値を増大し、ステップ８で可動部１３の振れ角を判定する。駆動電流値を増大したときにステップ４〜６の動作を実行するのは、駆動電流の増大により可動部１３の共振周波数が変化して駆動電流周波数とのずれが生じるので、駆動電流周波数と可動部１３の共振周波数とのずれを修正するためである。可動部１３の振れ角が予め定めた目標値より大きい（＞目標値）と判定したときはステップ９で、駆動電流値を例えば所定値減少（パルス幅を所定値減少）させる。尚、駆動電流の増大幅と減少幅は、同じでもよく、異なってもよい。

【0023】

ステップ８で、可動部１３の振れ角が目標値であると判定されれば、アクチュエータ１０の初期駆動制御は終了する。
図５に、本実施形態の駆動制御装置によるアクチュエータ１０の立上げ動作時の可動部１３の振れ角の変化状態の概略を示す。図中、Ａはステップ１の周波数の掃引期間であり、Ｂはステップ３の動作時点であり、Ｃの期間は図４のＸで示すステップ４〜９の目標振れ角までの駆動電流制御期間である。

【0024】

かかる構成の本実施形態のアクチュエータ駆動制御装置によれば、電源投入直後に可動部１３を所定電流値で駆動して可動部１３の共振周波数を調べ、その後、駆動電流の周波数を可動部１３の共振周波数と一致させるよう調整しながら、可動部１３の振れ角が目標値になるよう駆動電流値を制御するので、アクチュエータ立上げ時に駆動電流を無駄に増大することなく可動部１３を目標振れ角まで駆動できる。従って、アクチュエータ１０のトーションバー１２，１２部分に余計なダメージを与えることがないので、アクチュエータ１０の寿命を大幅に延ばすことができる。

【0025】

次に、本発明のアクチュエータ駆動制御装置の第２実施形態について説明する。
本実施形態のハードウエア構成は図１〜図３に示す第１実施形態と同様であり、駆動電流供給回路１の駆動電流制御動作が第１実施形態と異なるだけである。従って、ハードウエア構成の説明は省略し、駆動電流供給回路１のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作についてだけ説明する。

【0026】

図６は、第２実施形態の駆動電流供給回路１によるアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を示すフローチャートである。また、図７に、第２実施形態によるアクチュエータ立上げ動作時の可動部１３の振れ角変化状態の概略を示す。

【0027】

電源をＯＮすると、ステップ１１で、初期駆動電流を所定電流値(所定のパルス幅)に設定する。
ステップ１２で、初期駆動電流の周波数を一定間隔で増加させてアクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給し、増加する毎に振れ角センサ２の検出出力をサンプリングする。

【0028】

ステップ１３で、振れ角センサ２の検出出力の今回サンプリング値を前回サンプリング値と比較して今回値が前回値以上か否かを判定し、今回値が前回値以上のときは今回サンプリング値とその時の周波数値をそれぞれ記憶保持し、判定がＹＥＳとなりステップ１２に戻る。尚、振れ角センサ２の検出出力の初回サンプリング時はそのサンプリング値とその時の周波数をそのまま記憶保持し、２回目以降のサンプリング時に今回値と前回値の比較を行う。今回値が前回値を下回ったときは判定がＮＯとなり、ステップ１４に進む。

【0029】

ステップ１４で、今回値が前回値を下回って判定がＮＯとなった連続回数をカウントする。
ステップ１５で、連続回数のカウント値が所定回数（例えば５回）か否かを判定し、所定回数になるまでステップ１２〜１５の動作を繰返し、所定回数になったときは判定がＹＥＳとなり、記憶保持している周波数値を可動部１３の初期駆動時の振れ角最大周波数として設定する。このステップ１５までが図７のＡの期間に相当する。

【0030】

その後は、図４に示す第１実施形態の動作と同様で、点線で囲んだＸで示す可動部１３を立上げ時の目標振れ角まで駆動制御するステップ４〜９の目標振れ角までの駆動電流制御を実行する。このＸの駆動電流制御期間が図７のＣの期間に相当する。

【0031】

かかる第２実施形態のアクチュエータ駆動制御装置によれば、第１実施形態に比べて、図７のＡの期間を短縮でき、アクチュエータ１０の可動部１３の振れ角を目標値まで立上げる時間を短縮できる。

【0032】

次に、本発明のアクチュエータ駆動制御装置の第３実施形態について説明する。
本実施形態のハードウエア構成は上述の各実施形態と同様であり、駆動電流供給回路１の駆動電流制御動作が異なるだけである。従って、ハードウエア構成の説明は省略し、駆動電流供給回路１のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作についてだけ説明する。

【0033】

図８は、第３実施形態の駆動電流供給回路１によるアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を示すフローチャートである。また、図９に、第３実施形態によるアクチュエータ立上げ動作時の可動部１３の振れ角変化状態の概略を示す。

【0034】

電源をＯＮすると、ステップ２１で、初期駆動電流を所定電流値(所定のパルス幅)に設定する。
ステップ２２で、初期駆動電流の周波数を掃引してアクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給し、振れ角センサ２の検出出力をサンプリングする。

【0035】

ステップ２３で、振れ角センサ２の検出出力が規定値以上か否かを判定し、規定値以上になればステップ２４に進む。ここで、規定値としては、駆動電流との位相差比較が可能な値とする。ステップ２２，２３が図９のＡの期間である。

【0036】

ステップ２４で、アクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給する初期駆動電流の周波数を一定間隔で増加させ、増加する毎に振れ角センサ２の検出出力をサンプリングする。

【0037】

ステップ２５で、振れ角センサ２の検出出力の今回サンプリング値を前回サンプリング値と比較し、今回値が所定回数（例えば５回）連続して前回値を上回ったか否かを判定する。今回値が所定回数連続して前回値を上回るまで振れ角センサ２の検出出力をピークホールドしつつステップ２４、２５の動作を繰返す。尚、この際、ピークホールドした振れ角センサ出力時の周波数値も記憶保持する。ステップ２４，２５が図９のＢの期間である。

【0038】

そして、今回値が所定回数連続して前回値を上回り判定がＹＥＳになると、最新の振れ角センサ出力サンプリング時の周波数値を、可動部１３の振れ角最大周波数として設定し、その後は、第１及び第２実施形態と同様に、点線で囲んだＸで示す可動部１３を立上げ時の目標振れ角まで駆動制御するステップ４〜９の目標振れ角までの駆動電流制御を実行する。このＸの駆動電流制御期間が図９のＣの期間である。

【0039】

かかる第３実施形態のアクチュエータ駆動制御装置によれば、第１及び第２実施形態に比べて、更にアクチュエータ１０の可動部１３の振れ角を目標値まで立上げる時間を短縮できる。

【0040】

次に、本発明のアクチュエータ駆動制御装置の第４実施形態について説明する。
本実施形態のハードウエア構成は上述した各実施形態と同様であり、駆動電流供給回路１の駆動電流制御動作が異なるだけである。従って、ハードウエア構成の説明は省略し、駆動電流供給回路１のアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作についてだけ説明する。

【0041】

図１０は、第４実施形態の駆動電流供給回路１によるアクチュエータ立上げ時の駆動電流制御動作を示すフローチャートである。また、図１１に、第４実施形態によるアクチュエータ立上げ動作時の可動部１３の振れ角変化状態の概略を示す。

【0042】

ステップ３１〜３５までは第２実施形態と同様の動作である。即ち、電源をＯＮすると、ステップ３１で、初期駆動電流を所定電流値(所定のパルス幅)に設定し、ステップ３２で、初期駆動電流の周波数を一定間隔で増加させてアクチュエータ１０の駆動コイル１４に供給し、増加する毎に振れ角センサ２の検出出力をサンプリングする。ステップ３３で、振れ角センサ２の検出出力の今回サンプリング値を前回サンプリング値と比較して今回値が前回値以上か否かを判定し、今回値が前回値以上のとき今回サンプリング値とその時の周波数値をそれぞれ記憶保持しステップ３２に戻る。今回値が前回値を下回ったときは判定がＮＯとなり、ステップ３４に進み、今回値が前回値を下回った連続回数をカウントし、ステップ３５で、連続回数のカウント値が所定回数（例えば５回）か否かを判定し、判定がＹＥＳになれば、記憶保持している周波数値を可動部１３の初期駆動時の振れ角最大周波数として設定する。このステップ３５までが図１１のＡの期間に相当する。

【0043】

その後、可動部１３の振れ角の目標値として最終目標値より小さい第１及び第２の中間目標値を設定する。第１の中間目標値としては例えば最終目標値の１／３の振れ角に設定し、第２の中間目標値としては最終目標値の２／３の振れ角に設定する。そして、まず、可動部１３の振れ角の目標値を第１の中間目標値に設定し、ステップＸ１（図中Ｘ１で示す）で図４の点線で囲んだＸで示す目標振れ角までの駆動制御動作と同様の動作を実行して、駆動コイル１４に供給する駆動電流を可動部１３の振れ角が第１の中間目標値になるよう制御する。可動部１３の振れ角が第１の中間目標値になると、可動部１３をその振れ角に一時的に維持した後、可動部１３の振れ角目標値を第２の中間目標値に設定し、ステップＸ２（図中Ｘ２で示す）でステップＸ１と同様の動作を実行して可動部１３の振れ角を第２の中間目標値まで制御する。可動部１３の振れ角が第２の中間目標値になると、可動部１３をその振れ角に一時的に維持した後、可動部１３の振れ角目標値を最終目標値に設定し、ステップＸ３（図中Ｘ３で示す）でステップＸ１，２と同様の動作を実行して可動部１３の振れ角を最終目標値まで制御する。このＸ１〜Ｘ３の駆動電流制御期間が図１１のＣの期間に相当する。

【0044】

かかる第４実施形態のアクチュエータ駆動制御装置によれば、第１〜３実施形態に比べて、トーションバー１２，１２へのダメージをより低減できる。尚、上記第４実施形態では、２つの中間目標値を設定したが、設定する中間目標値は１つ又は３つ以上でもよく、中間目標値を細かく設定することで、トーションバー１２，１２へのダメージ低減効果は高まるが、最終目標値までの立上げ時間は長くなるので、立上げ時間とトーションバー１２，１２のダメージ低減を考慮して中間目標値の数を適切に設定することが好ましい。

【0045】

上記各実施形態では、ステップＸの目標振れ角までの駆動電流制御動作において、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数と一致するか否かを、駆動電流と振れ角センサ２の検出出力との位相差に基づいて判定したが、振れ角センサの検出出力に代えて駆動コイル１４で発生する逆起電力を用いてもよい。この場合、逆起電力の位相は振れ角センサの検出出力の位相より９０度（π／２）遅れるので、逆起電力と駆動電流との位相差の関係は、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数と略一致するときは略１８０度（π）となり、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数より低いときは前記位相差が１８０度より小さく（＜π）、駆動電流周波数が可動部１３の共振周波数より高いときは前記位相差が１８０度より大きく（＞π）なる。従って、振れ角センサの検出出力に代えて駆動コイル１４で発生する逆起電力を用いる場合は、図４のステップ４で、位相差が略１８０度（π）か否かを判定するようにすればよい。

【0046】

尚、アクチュエータ１０の立下げ動作においても、駆動コイル１４に供給する駆動電流値を徐々に下げるよう制御し、急激な立下げを防止してトーションバー１２，１２のダメージを低減するようにするとよい。

【0047】

図１２のフローチャートで立下げ時の駆動電流制御動作の一例を説明する。
図示しないリセットボタンをＯＮすると、ステップ４１で、駆動電流を所定値減少する。減少量は、トーションバー１２，１２へのダメージを抑制するため、例えば可動部１３の振れ角が約１度変化する程度の値が好ましい。

【0048】

ステップ４２で、振れ角センサ２の検出出力が規定値を下回ったか否かを判定する。ここで、規定値としては、例えば駆動電流との位相差比較が可能な最小の振れ角センサ出力値等が考えられる。ステップ４２の判定がＹＥＳになるまで、ステップ４１、４２の動作を繰返し、駆動コイル１４に供給する駆動電流を徐々に減少させる。

【0049】

振れ角センサ２の検出出力が規定値を下回ってステップ４２の判定がＹＥＳになると、ステップ４３で、駆動コイル１４への駆動電流の供給を停止し、ステップ４４で、電源をＯＦＦし、立下げ動作が終了する。

【符号の説明】

【0050】

１ 駆動電流供給回路
２ 振れ角センサ
１０ アクチュエータ
１１ 固定部
１２，１２ トーションバー
１３ 可動部
１４ 駆動コイル（駆動力発生部）
１６ 永久磁石（駆動力発生部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】