CN107210696A - 相机的音圈电机驱动装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种相机的音圈电机驱动装置及其方法。音圈电机驱动装置执行基于音圈电机的共振频率及音圈电机中出现的振动的衰减的输入整形，从原始控制信号生成把整形信号当作初始输入的控制信号，根据实现了输入整形的控制信号来驱动音圈电机。整形信号用于去除音圈电机的共振，可以是具有应用了衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态的多步或切换型的纯整形信号，或把这种多个纯整形信号相互卷积的卷积整形信号。因此，借助于考虑了衰减的输入整形控制，可以使音圈电机的剩余振动抑制性能及自动对焦性能进一步提高。

Description

相机的音圈电机驱动装置及其方法
技术领域
本发明涉及音圈电机(VCA:Voice coil actuator)，更详细而言，涉及一种相机的音圈电机驱动装置及其方法。
背景技术
手机等移动设备中通常使用的相机模块加装音圈电机，通过对其进行驱动，移动镜头而使位置变化，从而执行对特定被摄体对焦的自动对焦。
在流经扬声器的音圈的声音电流与永久磁铁中发生的磁力之间，发生基于弗莱明左手定律的力，扬声器的振动板前后振动，音圈电机正是着眼于此而开发的电机。与DC电机或步进电机进行旋转运动相比，音圈电机由于进行短距离直线往复运动，因而可以有用地用于精密跟踪或调焦。
前述的音圈电机由自身较大的线圈(L:感应器)成分构成。可是，音圈电机的感应器(L)成分因特有的共振频率而显现出高共振响应特性，驱动时引起剩余振动(residualvibration)，影响相机的自动对焦功能或引起失灵。
因此，申请人在韩国注册专利公报第10-0968851号中，提出了一种能够降低不需要的剩余振动而提高相机的自动对焦性能的输入整形(Input shaping)控制技法。
但是，就前述的输入整形控制技法而言，未考虑衰减，实际上，无论何种形态均存在衰减，因而存在剩余振动降低效果有限的问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
(文献1)韩国注册专利公报第10-0968851号，公告日：2010.07.09.
发明内容
技术问题
本发明正是为了解决如上所述的以往技术的问题而提出的，其目的在于提供一种能够借助于考虑了衰减的输入整形控制而更有效地去除剩余振动，使自动对焦性能进一步提高的相机的音圈电机驱动装置及其方法。
本发明要现实的技术课题不限于以上言及的技术课题，未言及的其它技术课题是本发明所属技术领域的技术人员可以从以下记载明确理解的。
技术方案
为了实现所述目的，本发明的相机的音圈电机驱动装置包括：输入整形部，执行基于音圈电机的共振频率及所述音圈电机中出现的振动的衰减的输入整形，从原始控制信号生成将整形信号作为初始输入的控制信号；以及驱动部，基于所述输入整形部提供的实现输入整形的控制信号来驱动所述音圈电机。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述整形信号可以为多步整形信号或切换整形信号，其是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述输入整形部可以生成与所述共振频率及所述衰减相应的脉冲序列，将所述生成的脉冲序列卷积于参考信号来生成所述整形信号。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述输入整形部可以生成具有切换区间的切换整形信号，根据所述衰减而向在所述切换整形信号的各切换边缘应用按边缘的衰减值，从而使各切换边缘的信号变动幅逐渐衰减。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述输入整形部可以将目标电平分配成多个步，生成电平依次地变化的多步整形信号，针对步数N，在每步使相位延迟“全相位/N”大小并输出，根据所述衰减而在所述多步整形信号的各步应用按步的衰减值，从而使各步的信号变动幅逐渐衰减。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述全相位可以为360°。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述全相位可以被定义为360°的整数倍或小数倍。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述输入整形部可以在所述音圈电机的共振周期为Tvib、所述目标电平为A、按步的系数为ki时，针对步数N的多步整形信号，将各步在Tvib/N期间依次地接入，以使电平按步增加或减小ki*(A/N)大小，从而在Tvib以内使所述多步整形信号的电平达到A。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述输入整形部可以分配各步的相位，以使构成多个步的信号的波形具有相互抵消的共振周期。
在本发明的相机的音圈电机驱动装置中，所述输入整形部可以卷积第一整形信号及第二整形信号来生成所述整形信号，所述第一整形信号及第二整形信号为多步整形信号或切换整形信号，其分别是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
另一方面，本发明的相机的音圈电机驱动方法包括：第一步骤，执行基于音圈电机的共振频率及所述音圈电机中出现的振动的衰减的输入整形，从原始控制信号生成将整形信号作为初始输入的控制信号；以及第二步骤，基于实现所述输入整形的控制信号来驱动音圈电机。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，所述整形信号可以为多步整形信号或切换整形信号，其是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，所述第一步骤可以包括：生成参考信号的步骤；与所述共振频率及所述衰减相应地生成脉冲序列的步骤；以及将所述生成的脉冲序列卷积于所述参考信号来生成将整形信号作为初始输入的控制信号的步骤。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，可以在所述第一步骤中，生成具有切换区间的切换整形信号，根据所述衰减而向所述切换整形信号的各切换边缘应用按边缘的衰减值，从而使各切换边缘的信号变动幅逐渐衰减。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，可以在所述第一步骤中，将目标电平分配成多个步，生成电平依次地变化的多步整形信号，针对步数N，在每步使相位延迟“全相位/N”大小并输出，根据所述衰减而在所述多步整形信号的各步应用按步的衰减值，从而使各步的信号变动幅逐渐衰减。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，所述全相位可以为360°。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，所述全相位可以被定义为360°的整数倍或小数倍。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，可以在所述第一步骤中，当所述音圈电机的共振周期为Tvib、所述目标电平为A、按步的系数为ki时，针对步数N的多步整形信号，将各步在Tvib/N期间依次地接入，以使电平按步增加或减小ki*(A/N)大小，从而在Tvib以内使所述多步整形信号的电平达到A。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，可以在所述第一步骤中，分配各步的相位，以使构成多个步的信号的波形具有相互抵消的共振周期。
在本发明的相机的音圈电机驱动方法中，可以在所述第一步骤中，卷积第一整形信号及第二整形信号来生成所述整形信号，所述第一整形信号及第二整形信号为多步整形信号或切换整形信号，其分别是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
有益效果
根据本发明的相机的音圈电机驱动装置及其方法，能够借助于考虑了衰减的输入整形控制，更有效地去除剩余振动，使自动对焦性能进一步提高。
附图说明
图1是本发明一个实施例的相机的音圈电机驱动装置的概略性构成图。
图2a、图2b及2c是用于说明图1中应用的输入整形的运转原理的波形图。
图3a至图3h是显示根据本发明一个实施例生成的整形信号的波形图。
图4a及图4b是显示根据本发明另一实施例生成的整形信号的波形图。
图5是显示根据本发明又一实施例生成的整形信号的波形图。
图6a至图8b是本发明实施例的多个整形信号的时间响应模拟结果图表。
图9a至图9b是关于本发明实施例的多个整形信号的共振频率误差的敏感度图表。
图10是本发明一个实施例的相机的音圈电机驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明优选实施例的相机的音圈电机驱动装置及其方法进行详细说明。
图1是本发明一个实施例的相机的音圈电机驱动装置的构成图。
音圈电机驱动装置100为了降低音圈电机200的高共振响应特性，应用了利用音圈电机200特有共振频率的输入整形技法。由此，使得能够提高相机中加装的音圈电机200的剩余振动抑制性能，无失灵地稳定驱动音圈电机200，因此使得能够实现准确的自动对焦。
如果参照图1，为了驱动音圈电机200而使用的音圈电机驱动装置100可以包括输入整形部110及驱动部120，可以选择性包括存储部130。
输入整形部110用于执行对控制信号的初始输入进行变形的输入整形，最大限制地抑制音圈电机200的共振，应用音圈电机200的共振频率及音圈电机200中出现的振动的衰减，从原始控制信号生成把整形信号当作初始输入的控制信号。
其中，所谓信号的“初始输入”，指从相应信号的开始时间点至预定时间点的初始区间期间，例如稳定时间(settling time)期间的信号形态。
所谓对信号的“初始输入”进行变形，指为了降低相应信号输入时的剩余振动，使初始区间期间的信号形态通过卷积等演算而变形的输入整形技法。
如前所述，输入整形部110执行基于音圈电机200的共振频率及音圈电机200中出现的振动的衰减的输入整形，随着对原始控制信号的初始输入进行变形，可以生成把整形信号当作初始输入的控制信号。
用于输入整形的音圈电机200的共振频率及振动衰减可以预先设置。
作为一个示例，可以是把各音圈电机型号的共振频率及振动衰减相关信息预先存储于存储部130后，当音圈电机200驱动时，选择与相应音圈电机200相应的一个共振频率及衰减(例如衰减比)，以选择的共振频率及衰减为基础，执行输入整形。
或者，也可以在音圈电机200的驱动中检测音圈电机200的共振频率及衰减，接受其反馈并应用。
作为一个示例，可以应用以下方式，即，捕捉根据感应系数而决定的共振频率，或在音圈电机200的驱动中，从传感器(图中未示出)测量基本物理量(变位、加速度、振动等)，根据预先设置的算法，求出关于振动衰减的信息。
整形信号可以是具有多个步的多步整形信号或具有切换区间的切换整形信号，特别是可以应用衰减，形成信号变动幅逐渐衰减的形态。
此时，前述的输入整形部110假定衰减振动，一同考虑音圈电机200的固有的共振频率及振动衰减，应用衰减，形成信号变动幅逐渐衰减的形态的整形信号并发送。
另外，整形信号也可以是卷积两个整形信号而新形成的卷积整形信号。此时，卷积的多个整形信号分别是如前所述应用了衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态的多步整形信号或切换整形信号。
实际上，相机的音圈电机200是具有衰减的系统，因而如果如此假定衰减振动，一同考虑固有的共振频率及衰减而对输入进行整形，那么与不考虑衰减的情形相比，可以使剩余振动抑制性能进一步提高。
驱动部120从输入整形部110接收把整形信号当作初始输入的控制信号，对这种实现了输入整形的控制信号作出响应，驱动连接于后端的音圈电机200。
在一个实施例中，输入整形部110可以应用音圈电机200的共振频率和衰减，生成脉冲序列(sequence of impulses)，把该脉冲序列卷积于参考信号而生成整形信号。此时，参考信号为未整形(unshaped)的原始的控制信号。
音圈电机200使相机的镜头模块上下移动。
作为一个示例，音圈电机200具备用于镜头模块的上下停止及运动限制的下侧板簧、上侧板簧、下侧弹簧模、上侧弹簧模，此外，具备由感应器(L)构成的形成磁场的通道的轭(york)并借助于电流而形成磁场的绕组等。这种音圈电机200借助于驱动部120而驱动并上/下移动，所述驱动部120根据借助于作为磁性发生体的绕组而发生的磁性与由轭形成的磁场通道，调节镜头模块的对焦阳螺纹与镜头模块的对焦阴螺纹的连结体驱动电机所需的电流。
在这种构成中，音圈电机驱动装置100执行对接入的原始控制信号的输入整形，由此，当进行自动对焦时，可以减小音圈电机200的共振，改善剩余振动现象。特别是考虑了音圈电机200的衰减振动，应用衰减对输入进行整形，从而能够实现最佳的振动抑制。
图2a、图2b及2c是用于说明图1中应用的输入整形的运转原理的波形图。作为一个示例，音圈电机200具备用于镜头模块的上下停止及运动限制的下侧板簧、上侧板簧、下侧弹簧模、上侧弹簧模，此外，具备由感应器(L)构成的形成磁场的通道的轭(york)并借助于电流而形成磁场的绕组等。这种音圈电机200借助于驱动部120而驱动并上/下移动，所述驱动部120根据借助于作为磁性发生体的绕组而发生的磁性与由轭形成的磁场通道，调节镜头模块的对焦阳螺纹与镜头模块的对焦阴螺纹的连结体驱动电机所需的电流。
在这种构成中，音圈电机驱动装置100执行对接入的原始控制信号的输入整形，由此，当进行自动对焦时，可以减小音圈电机200的共振，改善剩余振动现象。特别是考虑了音圈电机200的衰减振动，应用衰减对输入进行整形，从而能够实现最佳的振动抑制。
图2a、图2b及2c是用于说明图1中应用的输入整形的运转原理的波形图。
图2a图示了不考虑衰减而通过相同大小的脉冲序列对输入进行整形的方法，相反，图2b及图2c图示了考虑到振动因衰减而减小，因而调整脉冲序列的大小的方法。
自动对焦时，为了高速运转，如果给出一个输入，即(a)的参考信号，则发生相对较大的剩余振动，稳定时间延长。
此时，如图2a所示，如果在(a)的参考信号中卷积诸如(b)的脉冲序列，则参考信号的初始输入如(c)所示进行变更，基于参考信号的振动与基于脉冲序列的振动抵消，可以降低剩余振动，稳定时间可以缩短。
不过，图2a的情形，是假定无视衰减的非衰减振动，即衰减比(damping ratio)ζ＝0的情形(无限振动)，求出脉冲序列。
由于假定非衰减振动，因而多个脉冲的大小(amplitude)全部相同，多个脉冲的接入时间点(time location)根据要驱动的音圈电机200的固有共振频率获得。
但是，实际上，相机的音圈电机200是具有衰减的系统，因而为了提高剩余振动的降低效果，进一步提高自动对焦性能，考虑到振动因衰减而减小，并执行对这种衰减振动的输入整形是高效的。
如图2a所示，如果不考虑衰减而使多个脉冲的大小全部相同，那么，剩余振动降低效果有限，根据情况，剩余振动未适当抵消，借助于被整形的初始输入，反而会进一步增大。
因此，在本发明的实施例中，驱动装置100假定衰减振动并应用衰减，调整对输入进行整形的脉冲序列，从而与假定非衰减振动的情形相比，剩余振动抑制性能可以提高。
图2b及图2c图示了可应用于本发明实施例的考虑了衰减的输入整形技法。
图2b图示了规则性的衰减振动(衰减比ζ一定时，0<ζ<1)，在如此显现出规则性衰减振动的情形(或在特定区间，衰减比一定时)下，驱动装置100的输入整形部110可以应用基于衰减比的依次的衰减值，调整对输入进行整形的脉冲序列。
在图2b中，输入整形通过卷积任意的参考信号(a)与根据衰减比调整的脉冲序列(b)来体现。
构成(b)的脉冲序列的多个脉冲的大小及接入时间点，根据要驱动的音圈电机200的共振频率及衰减比而获得。
作为一个示例，音圈电机200的衰减振动会在特定区间显现一定的衰减比，此时，针对相应区间应用衰减比，生成脉冲序列后，可以将其卷积于给出的参考信号，执行输入整形。
图2c图示了不规则的衰减振动。
在图2c中，输入整形通过卷积任意的参考信号(a)与对应于不规则衰减而调整的脉冲序列(b)来体现。
构成(b)的脉冲序列的多个脉冲的大小及接入时间点，根据要驱动的音圈电机200的共振频率及衰减而获得。
如图2b及图2c所示，如果生成应用了音圈电机200的衰减的脉冲序列，把生成的脉冲序列卷积于作为原始控制信号的参考信号，并对输入进行整形，那么，与不考虑衰减的输入整形(参照图2a)相比，可以更高效地去除剩余振动，能够使自动对焦性能大幅提高。
图3a至图3h作为显示根据本发明一个实施例生成的整形信号的波形图，图示了多步整形信号。
在一个实施例中，多步整形信号是在具有到目标电平之前逐渐变化的多个步的多步信号中应用衰减，具有各步的信号变动幅逐渐衰减的多步信号形态。
如前所述，驱动装置100的输入整形部110执行基于固有共振频率及衰减的输入整形，最大限度地抑制音圈电机200的剩余振动。
具体而言，在基于初始输入的音圈电机200的振动基础上，在任意的时间延迟后，如果赋予与基于初始输入的振动相反相位的振动，且考虑衰减，使振动衰减，则在音圈电机200的移动中或停止时，音圈电机200的剩余振动可以最小化。
在一个实施例中，驱动装置100的输入整形部110把成为参考信号的控制信号的大小(amplitude)当作目标电平，把目标电平分配为多个步，使得产生电平依次变化的阶段式多步整形信号。
在这种整形信号中，针对步数N，各步的多步整形信号的相位与“全相位/N”相应地延迟输出，考虑衰减，对多步整形信号的各步给予各步衰减值，体现各步的信号变动幅逐渐衰减的形态。
其中，全相位意味着1个周期期间的最低相位～最大相位范围。
作为一个示例，当1个周期为0°～360°时，每步出现360°/N的相位延迟。
或者，根据实施例，全相位也可以定义为360°的一定倍数(整数倍或小数倍，例如360°×1.2倍，360°×1.5倍，360°×2倍…)。
图3a至图3d作为目标电平比开始时间点的信号电平高，信号电平每步逐渐增加而达到目标电平的情形，图3a显示2-步整形信号，图3b及图3c显示具有N步(N为4至16之间的自然数)的N-步整形信号，图3d显示把N较小地分为16以上的个数而扩张步数的曲线型整形信号。
如图3a所示，利用输入整形技法，如果向音圈电机200输入2-步的整形信号，则可以某种程度地去除振动，这可以扩张应用到3b及图3c的概念。
输入整形部110在音圈电机200的共振周期定义为Tvib，目标电平为A，各步的系数定义为ki时，针对步数N，把多步整形信号的各步在Tvib/N期间依次接入，以便每步电平按ki*(A/N)进行增加从而在Tvib以内执行输入整形，使得多步整形信号的电平达到A为止。
另外，分配各步的相位，使得构成多个步的多个信号的波形具有相互抵消的共振周期。
在图3a、图3b及图3c中，步数N分别为2、4、8，当把控制信号的目标电平称为A时，各步的信号变动幅为ai*(A/2)(i＝1,2)、bi*(A/4)(i＝1,2,3,4)、ci*(A/8)(i为1,2,3,4,5,6,7,8)。
就图3a的情形而言，输入整形部110把目标电平分配为2个步，生成电平进行变化(增加)的2-步整形信号，且每步使相位延迟“全相位/2”(作为一个示例，360°/2＝180°)并输出。接入第一步信号后，接入相位延迟“全相位/2”的第二步信号。
另外，考虑衰减，对2-步整形信号的各步给予基于衰减的各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减为a1、a2。
如果考查图3a的2-步整形信号，输入整形部110利用第二步信号，产生与最初接入的第一步信号的振动反相的振动，抑制在移动至目标电平期间可能发生的音圈电机200的剩余振动。
另外，考虑音圈电机200的衰减振动，随着衰减，把步单位的信号变动幅衰减调节为a1、a2，从而剩余振动降低效果进一步提高。
图3b至图3d把图3a的原理扩张到具有4至16个之间的步的N-步整形信号、具有16个以上步的曲线型整形信号。
就图3b及图3c的情形而言，输入整形部110把目标电平分配成作为4以上16以下自然数的N个步，生成电平依次变化(增加)的N-步整形信号，每步使相位延迟“全相位/N”(例如360°/N)并输出，且随着衰减，对多步整形信号的各步给予各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减。
就图3b所示的4-步整形信号而言，在第一、第二、第三、第四步信号中，相位形成一定地延迟，例如，出现0°、90°、180°、270°的相位变化，具有步单位的信号变动幅随着衰减而逐渐衰减的形态。
图3c是8-步整形信号的示例。
如图3b、图3c所示，可以把图3a的步进一步细分，应用基于衰减的各步衰减值，接入整形信号，通过这种多步方式，可以最大限度地抑制音圈电机200的振动。
对整形信号的各步进行细分的这种输入整形技法，把步数扩张为16个以上，可以扩张为如图3d所示体现曲线型的整形信号。
通过图3a至图3d的2-步<4-步<8-步<曲线型顺序，振动特性优秀。多步整形信号的步数越增加，因步信号的共振导致的各正弦波大小越减小，因而在输入整形过程中，即使发生误差，振动也较小地发生。
当执行图3d的曲线型输入整形时，输入整形部110把整形信号的步细微地分配为16个以上，控制信号的初始输入如图3d所示体现曲线型地进行整形。
此时，输入整形部110把目标电平分配为16个以上的步，考虑衰减，给出各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减，从而可以生成电平缓慢变化的曲线型整形信号。
图3e至图3h作为目标电平低于开始时间点的信号电平的情形，图3e显示了2-步整形信号，图3f及图3g显示了具有N个(N为4至16之间的自然数)步的N-步整形信号，图3h显示了把N较小地分为16以上的个数而扩张步数的曲线型整形信号。
输入整形部110在音圈电机200的共振周期为Tvib、目标电平为A、各步的系数为ki时，针对步数N，把多步整形信号的各步在Tvib/N期间依次接入，以便每步使电平按ki*(A/N)进行减小，从而执行输入整形，使得在Tvib以内，多步整形信号的电平达到作为目标电平的A。
另外，分配各步的相位，使得构成多个步的多个信号的波形具有相互抵消的共振周期。
就图3e的情形而言，输入整形部110把目标电平分配成2个步，生成电平进行变化(减小)的2-步整形信号，且每步使相位延迟“全相位/2”(作为一个示例，360°/2＝180°)并输出。
另外，考虑衰减，对2-步整形信号的各步给予基于衰减的各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减为a1、a2。
就图3f及图3g的情形而言，输入整形部110把目标电平分配成作为4以上16以下自然数的N个步，生成电平依次变化(减小)的N-步整形信号，每步使相位延迟“全相位/N”(例如360°/N)并输出，随着衰减，向多步整形信号的各步给予各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减。
就图3f所示的4-步整形信号而言，在第一、第二、第三、第四步信号中，相位形成一定地延迟，例如，出现0°、90°、180°、270°的相位变化，具有步单位的信号变动幅随着衰减而逐渐地衰减的形态。
图3g作为8-步整形信号的示例，同样地，具有步单位的信号变动幅随着衰减而逐渐地衰减的形态。
图3h是把这种多步整形信号的步数扩张为16个以上，且给予与衰减相应的各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减，按电平缓慢变化的曲线型进行整形。
图4a及图4b是显示根据本发明另一实施例而生成的整形信号的波形图。
在另一实施例中，切换整形信号是把衰减应用于低电平与高电平的两种信号电平间实现1次以上转换的切换信号，具有应用了衰减且各边缘的信号变动幅逐渐地衰减的切换信号形态。
输入整形部110在输入整形时，生成具有切换区间的切换整形信号并输出，且随着衰减，向切换整形信号的各切换边缘依次赋予各切换的衰减值，使各切换边缘的信号变动幅逐渐衰减。
在切换区间，整形信号从高电平到低电平往复1次以上，应用衰减，各切换边缘(上升边缘及下降边缘)的信号变动幅逐渐衰减。
例如，图4a的情形是各切换边缘的信号变动幅衰减为d1、d2、d3并进行变化，图4b的情形是各切换边缘的信号变动幅衰减为e1、e2、e3、e4、e5并进行变化。
如果接入这种切换整形信号，则与不考虑衰减的情形相比，稳定时间缩短，可以在更短时间内使音圈电机200的振动抵消并移动到目标电平。具有衰减值的多个部分性信号引起相互抵消效果，因而与不考虑衰减而对输入进行整形的情形相比，可以获得更高的剩余振动降低效果。
图5是图示根据本发明又一实施例而生成的整形信号的波形图。
输入整形部110可以卷积第一整形信号及第二整形信号，发生用于使控制信号的初始输入发生变形的卷积整形信号，去除音圈电机200的共振。
图5图示了卷积(a)的第一整形信号与(b)的第二整形信号，生成如(c)所示的新形态的卷积整形信号的情形。
各步在Tvib/2期间接入，如果卷积各步的信号大小增加ai*(A/2)的(a)、(b)两个2-步整形信号，则可以获得各步周期及大小如(c)所示变化的卷积整形信号。
如上所述，输入整形部110为了使相机中音圈电机200的振动减小，可以生成通过卷积的多样的输入波形。
借助于卷积而发生的输入，对第一整形信号及第二整形信号进行相互卷积，根据卷积方式，可以为多样的形态。
其中，第一、第二整形信号分别作为应用了衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态的信号，可以是前述2-步整形信号、具有4至16个之间的多个步的多步整形信号、具有16个以上步的曲线型整形信号、切换整形信号等。
图6a至图8b是本发明实施例的多个整形信号的时间响应图表。
图6a是利用不考虑衰减的多步整形信号而对输入进行整形的情形的时间响应，图6b是利用考虑了衰减的多步整形信号而对输入进行整形的情形的时间响应。
图7a是利用不考虑衰减的切换整形信号而对输入进行整形的情形的时间响应，图7b是利用考虑了衰减的切换整形信号而对输入进行整形的情形的时间响应。
图8a是利用不考虑衰减的卷积整形信号而对输入进行整形的情形的时间响应，图8b是利用考虑了衰减的卷积整形信号而对输入进行整形的情形的时间响应。
如果结合如上所述的模拟结果，与图6a、图7a、图8a的假定非衰减振动的情形相比，在假定图6b、图7b、图8b的衰减振动的情况下，可以确认稳定时间短，振动特性优秀。
图9a至图9b是关于本发明实施例的多个整形信号的共振频率误差的敏感度图表。
图9a比较了不考虑衰减的情形G10与根据本发明的实施例而考虑了衰减的情形G20的敏感度。
如果考查共振频率(F)-错误率(error)关系，考虑了衰减的情形的错误率曲线G20与不考虑衰减的情形的错误率曲线G10相比，向下近于0，因而可知，考虑衰减而调整整形信号时，错误率特性更好。
即，如果考虑衰减而调整整形信号，即使在超出共振周期的情况下，错误率也小，剩余振动比非衰减方式发生更少。
图9b比较图示了多个整形信号种类的敏感度图表，分别图示了信号变动幅逐渐衰减的切换整形信号G21和多步整形信号G22以及卷积整形信号G23的敏感度特性。
借助于考虑了衰减的这种多个整形信号，与假定非衰减振动的情形相比，能够提高剩余振动抑制性能，进而能够基于敏感度特性，与所需条件相符地选择应用整形信号的种类。
就卷积整形信号而言，如图所示，即使超出共振周期，因振动导致的错误率也表现为极小的值，因而能够对误差很不敏感地使共振抵消(参照G23)。
图10是本发明一个实施例的相机的音圈电机驱动方法的流程图。
音圈电机驱动装置100首先通过数字-模拟转换，生成基于任意的使用者命令的参考信号S110。此时，参考信号是未整形的原始控制信号。
然后，驱动装置100基于音圈电机200的共振频率及音圈电机200中出现的振动的衰减，生成输入整形所需的脉冲序列S120。
脉冲序列以大小随着衰减而调整的多个脉冲构成，构成脉冲序列的多个脉冲的接入时间点及大小，可以根据音圈电机200的共振频率及音圈电机200的振动衰减而决定。
此时，用于输入整形的音圈电机200的共振频率及衰减可以预先设置，或在音圈电机200的驱动中进行检测并反馈。
然后，驱动装置100利用S120中生成的脉冲序列，执行对控制信号的初始输入进行变形的输入整形S130。
此时，可以把S110中生成的原始的控制信号与S120中生成的脉冲序列相互卷积，生成把整形信号当作初始输入的经输入整形的控制信号。
成为控制信号的初始输入的整形信号，作为应用了衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态的信号，可以是前述的2-步整形信号、具有4至16个之间的多个步的多步整形信号、具有16个以上步的曲线型整形信号、切换整形信号等。
另外，整形信号也可以是对纯整形信号进行相互卷积的卷积整形信号。此时，卷积的各整形信号作为信号变动幅相应于音圈电机200的振动衰减而逐渐进行衰减的形态，为2-步整形信号、具有4至16-步之间多个步的多步整形信号、曲线型整形信号、切换整形信号等。
当整形信号为具有切换区间的切换整形信号时，驱动装置100可以随着衰减而在切换整形信号的各切换边缘应用各边缘的衰减值，使各切换边缘的信号变动幅逐渐衰减。
当整形信号为2-步整形信号时，驱动装置100把目标电平分配为2个步，生成2-步整形信号，每步使相位延迟“全相位/2”并输出，且可以随着衰减，在2-步整形信号的各步中应用各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减。
当整形信号为N-步(N为4至16之间的自然数)整形信号时，驱动装置100可以把目标电平分配为N个步，生成电平依次变化的N-步整形信号，每步使相位延迟“全相位/N”并输出，且可以随着衰减，在N-步整形信号的各步中应用各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减。
另外，驱动装置100也可以将N-步整形信号的步数N较小地分为16以上的个数，把目标电平分配为16个以上的步，随着衰减而在各步应用各步衰减值，使各步的信号变动幅逐渐衰减，从而生成电平缓慢变化的曲线型整形信号。
当整形信号为具有前述N个(N＝2，或4至10，或16以上)步的-步整形信号时，驱动装置100在音圈电机的共振周期为Tvib、目标电平为A、各步的系数为ki时，可以针对步数N的多步整形信号，把各步在Tvib/N期间依次接入，以便电平每步按ki*(A/N)进行增加或减小，从而使得在Tvib以内，多步整形信号的电平达到A。
而且，驱动装置100可以分配各步的相位，使得构成多个步的多个信号的波形具有相互抵消的共振周期。
如上所述，音圈电机驱动装置100执行基于音圈电机200的共振频率及音圈电机200中出现的振动衰减的输入整形，从基于使用者命令的原始控制信号，生成把整形信号当作初始输入的控制信号。
然后，驱动装置100根据实现输入整形的控制信号，执行电平移位、电流供应等动作，从而驱动连接于后端的音圈电机200，S140。
本发明的相机的音圈电机驱动装置及其方法的构成不局限于前述实施例，可以在本发明的技术思想允许的范围多样地变形实施。
工业利用性
本发明涉及音圈电机(VCA:Voice coil actuator)，更详细而言，涉及一种相机的音圈电机驱动装置及其方法。

Claims (20)

1.一种相机的音圈电机驱动装置，其中，包括：
输入整形部，执行基于音圈电机的共振频率及所述音圈电机中出现的振动的衰减的输入整形，从原始控制信号生成将整形信号作为初始输入的控制信号；以及
驱动部，基于所述输入整形部提供的实现输入整形的控制信号来驱动所述音圈电机。
2.根据权利要求1所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述整形信号为多步整形信号或切换整形信号，其是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
3.根据权利要求1所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述输入整形部生成与所述共振频率及所述衰减相应的脉冲序列，将所述生成的脉冲序列卷积于参考信号来生成所述整形信号。
4.根据权利要求1所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述输入整形部生成具有切换区间的切换整形信号，根据所述衰减而向在所述切换整形信号的各切换边缘应用按边缘的衰减值，从而使各切换边缘的信号变动幅逐渐衰减。
5.根据权利要求1所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述输入整形部将目标电平分配成多个步，生成电平依次地变化的多步整形信号，针对步数N，在每步使相位延迟“全相位/N”大小并输出，
根据所述衰减而在所述多步整形信号的各步应用按步的衰减值，从而使各步的信号变动幅逐渐衰减。
6.根据权利要求5所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述全相位为360°。
7.根据权利要求5所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述全相位被定义为360°的整数倍或小数倍。
8.根据权利要求5所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述输入整形部在所述音圈电机的共振周期为Tvib、所述目标电平为A、按步的系数为ki时，
针对步数N的多步整形信号，将各步在Tvib/N期间依次地接入，以使电平按步增加或减小ki*(A/N)大小，从而在Tvib以内使所述多步整形信号的电平达到A。
9.根据权利要求5所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述输入整形部分配各步的相位，以使构成多个步的信号的波形具有相互抵消的共振周期。
10.根据权利要求1所述的相机的音圈电机驱动装置，其中，
所述输入整形部卷积第一整形信号及第二整形信号来生成所述整形信号，
所述第一整形信号及第二整形信号为多步整形信号或切换整形信号，其分别是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
11.一种相机的音圈电机驱动方法，其中，包括：
第一步骤，执行基于音圈电机的共振频率及所述音圈电机中出现的振动的衰减的输入整形，从原始控制信号生成将整形信号作为初始输入的控制信号；以及
第二步骤，基于实现所述输入整形的控制信号来驱动音圈电机。
12.根据权利要求11所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
所述整形信号为多步整形信号或切换整形信号，其是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
13.根据权利要求11所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
所述第一步骤包括：
生成参考信号的步骤；
与所述共振频率及所述衰减相应地生成脉冲序列的步骤；以及
将所述生成的脉冲序列卷积于所述参考信号来生成将整形信号作为初始输入的控制信号的步骤。
14.根据权利要求11所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
在所述第一步骤中，
生成具有切换区间的切换整形信号，根据所述衰减而向所述切换整形信号的各切换边缘应用按边缘的衰减值，从而使各切换边缘的信号变动幅逐渐衰减。
15.根据权利要求11所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
在所述第一步骤中，
将目标电平分配成多个步，生成电平依次地变化的多步整形信号，针对步数N，在每步使相位延迟“全相位/N”大小并输出，根据所述衰减而在所述多步整形信号的各步应用按步的衰减值，从而使各步的信号变动幅逐渐衰减。
16.根据权利要求15所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
所述全相位为360°。
17.根据权利要求15所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
所述全相位被定义为360°的整数倍或小数倍。
18.根据权利要求15所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
在所述第一步骤中，
当所述音圈电机的共振周期为Tvib、所述目标电平为A、按步的系数为ki时，
针对步数N的多步整形信号，将各步在Tvib/N期间依次地接入，以使电平按步增加或减小ki*(A/N)大小，从而在Tvib以内使所述多步整形信号的电平达到A。
19.根据权利要求15所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
在所述第一步骤中，
分配各步的相位，以使构成多个步的信号的波形具有相互抵消的共振周期。
20.根据权利要求11所述的相机的音圈电机驱动方法，其中，
在所述第一步骤中，
卷积第一整形信号及第二整形信号来生成所述整形信号，
所述第一整形信号及第二整形信号为多步整形信号或切换整形信号，其分别是应用了所述衰减而使信号变动幅逐渐衰减的形态。
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Application publication date: 20170926

Assignee: Xidi Microelectronics (Hong Kong) Co.,Ltd.

Assignor: Dongyun Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023990000311

Denomination of invention: Voice coil motor drive device and method for cameras

Granted publication date: 20191108

License type: Exclusive License

Record date: 20230315

CP03 Change of name, title or address
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Address after: 12/F, Pinghe Building, No. 22, Panpuda Road, Ruicao District, Seoul, South Korea

Patentee after: Dongyun Technology Co.,Ltd.

Address before: Seoul City, Korea

Patentee before: DONG WOON ANATECH CO.,LTD.