JP2008178206A - Actuator drive device and camera device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator drive device that makes it possible to rapidly and stably operate step drive of an electromagnetic actuator by open-loop control and a camera device capable of performing a focus search in a short time using a voice coil motor (VCM) of the open-loop control. <P>SOLUTION: This actuator drive device drives the electromagnetic actuator whose movable portion is supported by an elastic member by the open-loop control. When the movable portion is displaced by a predetermined amount, a drive current I of the electromagnetic actuator is changed from a first current value to a second one by a prescribed gradient and the period of time during which the drive current is changed by the prescribed gradient is set to nT (where T is an inherent vibration period of the movable portion based on the elastic force of the elastic member and n is a natural number). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、オープンループ制御で電磁アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置、並びに、VCM(ボイスコイルモータ)でカメラレンズを駆動させるカメラ装置に関する。   The present invention relates to an actuator driving device that drives an electromagnetic actuator by open loop control, and a camera device that drives a camera lens by a VCM (voice coil motor).

以前より、VCMでカメラレンズを動かしてオートフォーカス制御を行うカメラ装置がある。また、携帯電話に搭載されるようなカメラ装置では、小型化や低コスト化を図るため、カメラレンズの駆動方式はクローズドループ制御でなくオープンループ制御とするのが通常である。すなわち、可動部の位置検出や、検出信号を帰還させてサーボをかけるといった制御をせず、所定の駆動電流を出力した場合に所定の変位量が得られたものとしてアクチュエータを駆動制御する。   There has been a camera device that performs autofocus control by moving a camera lens with a VCM. Further, in a camera device mounted on a mobile phone, in order to reduce the size and cost, the driving method of the camera lens is usually an open loop control instead of a closed loop control. That is, the actuator is driven and controlled as if a predetermined amount of displacement was obtained when a predetermined drive current was output without performing control such as detecting the position of the movable part or applying a servo by feeding back the detection signal.

カメラ装置におけるオートフォーカス制御は、通常、次のように実行される。図18の波形図に示すように、先ず、VCMにステップ状に且つ多段に変化する駆動電流Iを出力し、カメラレンズをステップ単位で多段に変位させていく。VCMは可動部をバネ等で支持する形態にすることで、出力電流Iの大きさと可動部の変位量Xとがほぼ比例した関係となる。   The autofocus control in the camera device is usually executed as follows. As shown in the waveform diagram of FIG. 18, first, a drive current I that changes stepwise and in multiple stages is output to the VCM, and the camera lens is displaced in multiple stages in units of steps. In the VCM, the movable part is supported by a spring or the like, so that the magnitude of the output current I and the displacement amount X of the movable part have a substantially proportional relationship.

また、このステップ駆動に並行してステップの各段でフォーカスのズレ量を検出し、全ステップのうちフォーカスのズレ量が最少となるステップを見つけ出す。そして、最後にフォーカスのズレ量が最小となる段にカメラレンズの位置が戻るように駆動電流Iを変化させてフォーカスサーチを完了する。   In parallel with this step drive, the amount of focus shift is detected at each stage of the step, and the step in which the focus shift amount is the smallest among all the steps is found. Finally, the focus search is completed by changing the drive current I so that the position of the camera lens returns to the stage where the amount of focus deviation is minimized.

図18(b)の波形図に示すように、オープンループ制御でVCMをステップ駆動した場合、可動部を支持しているバネの作用と可動部の慣性により、駆動電流Iの立ち上がり或いは立ち下りのタイミングで、可動部に固有振動が発生するという問題があった。   As shown in the waveform diagram of FIG. 18B, when the VCM is step-driven by open loop control, the drive current I rises or falls depending on the action of the spring supporting the movable part and the inertia of the movable part. There was a problem that natural vibration occurred in the movable part at the timing.

従って、オートフォーカス制御をオープルループ制御のVCMで行うと、ステップの各段でカメラレンズに固有振動が発生することになり、フォーカスのズレ量を検出するのに振動が小さくなるまで待機する必要が生じることから、その分、1回のフォーカスサーチにかかる時間が長くなるという課題を発生させた。   Therefore, when auto focus control is performed with the VCM of the opul loop control, the natural vibration is generated in the camera lens at each step, and it is necessary to wait until the vibration becomes small in order to detect the focus shift amount. For this reason, the problem that the time required for one focus search is increased correspondingly.

この発明の目的は、オープンループ制御で電磁アクチュエータを所定量変位させるのに、固有振動を発生させずに速やかに安定した変位動作を得ることのできるアクチュエータ駆動装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an actuator driving device that can quickly obtain a stable displacement operation without generating a natural vibration when an electromagnetic actuator is displaced by a predetermined amount by open loop control.

この発明の他の目的は、オープンループ制御のVCMを用いてオートフォーカス駆動を行うカメラ装置において短時間でフォーカスサーチを遂行できるカメラ装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a camera device that can perform a focus search in a short time in a camera device that performs autofocus driving using an open loop control VCM.

上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、可動部が弾性部材に支持されてなる電磁アクチュエータをオープンループ制御で駆動するアクチュエータ駆動装置であって、前記可動部を所定量変位させる場合に、前記電磁アクチュエータの駆動電流を第1電流値から一定の勾配で変化させて第2電流値にするとともに、前記一定の勾配で駆動電流を変化させる期間が、前記可動部の前記弾性部材の弾性力に基づく固有振動周期のほぼn倍(nは自然数)に設定されていることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an actuator driving apparatus for driving an electromagnetic actuator having a movable part supported by an elastic member by open loop control, and the movable part is displaced by a predetermined amount In addition, the drive current of the electromagnetic actuator is changed from the first current value with a constant gradient to the second current value, and a period during which the drive current is changed with the constant gradient is a period of the elastic member of the movable part. It is characterized by being set to approximately n times (n is a natural number) the natural vibration period based on the elastic force.

ここで、固有振動周期のほぼn倍とは、次の誤差を含んだ範囲を示すものである。シミュレーション実験等により、誤差は小さいほど変位後に発生する固有振動を小さくでき、誤差が大きくなるほど変位後に発生する固有振動が大きくなることが分かっているが、誤差±固有振動周期Tの10%以内とすることで変位後の固有振動を大幅に小さくすることが出来る。また、より好ましくは誤差±固有振動周期Tの5%以内とすることで、変位後の固有振動を顕著に小さくすることができ、さらに好ましくは誤差±固有振動周期Tの3%以内とすることで変位後の固有振動の発生を殆んどなくすことが出来る。   Here, substantially n times the natural vibration period indicates a range including the following error. Simulation experiments and the like show that the smaller the error, the smaller the natural vibration that occurs after displacement, and the larger the error, the greater the natural vibration that occurs after displacement. However, the error is within ± 10% of the natural vibration period T. By doing so, the natural vibration after displacement can be greatly reduced. Further, it is more preferable that the error is within 5% of the natural vibration period T, so that the natural vibration after the displacement can be remarkably reduced, and more preferably, the error is within 3% of the natural vibration period T. The generation of natural vibration after displacement can be almost eliminated.

請求項2記載の発明は、さらに、前記電磁アクチュエータの駆動制御を行うコントローラと、前記電磁アクチュエータに駆動電流を出力するドライバ回路と、ステップ信号を受けてこの信号の立上り又は立下りに勾配を付加した信号を出力する信号処理回路とを備え、前記コントローラからステップ信号が前記信号処理回路に出力され、前記信号処理回路がこの信号に勾配を付加して前記ドライバ回路に出力することで、前記ドライバ回路から前記固有振動周期に応じた期間一定の勾配で変化する駆動電流が出力されることを特徴としている。   The invention according to claim 2 further includes a controller for controlling the driving of the electromagnetic actuator, a driver circuit for outputting a driving current to the electromagnetic actuator, and adding a gradient to the rising or falling of the signal upon receiving a step signal. A signal processing circuit for outputting the processed signal, a step signal is output from the controller to the signal processing circuit, and the signal processing circuit adds a gradient to the signal and outputs the signal to the driver circuit, whereby the driver A drive current that changes with a constant gradient for a period corresponding to the natural vibration period is output from the circuit.

請求項3記載の発明は、さらに、前記信号処理回路は、ステップ信号の立上り又は立下りに予め設定された勾配を付加するように構成され、前記コントローラは、前記電磁アクチュエータをステップ駆動する場合に、予め設定された高さのステップ信号、或いは、この高さの整数倍の高さのステップ信号を前記信号処理回路に出力するように構成され、前記予め設定された勾配および前記予め設定された高さのステップ信号によって、前記固有振動周期に応じた期間一定の勾配で変化する駆動電流が前記ドライバ回路から出力されることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, the signal processing circuit is configured to add a preset gradient to the rising or falling of the step signal, and the controller performs the step driving of the electromagnetic actuator. A step signal having a preset height, or a step signal having an integral multiple of the height, is output to the signal processing circuit, and the preset gradient and the preset A drive current that changes with a constant gradient for a period corresponding to the natural vibration period is output from the driver circuit in accordance with a step signal of height.

請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、駆動信号を出力するコントローラと、前記駆動信号を受けて該駆動信号に応じた駆動電流を前記電磁アクチュエータに出力するドライバ回路とを備え、前記コントローラがD/Aコンバータを介して勾配を付加した駆動信号を出力することで前記ドライバ回路から前記固有振動周期に応じた期間一定の勾配で変化する駆動電流が出力されることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the invention, there is provided the controller according to the first aspect, comprising: a controller that outputs a drive signal; and a driver circuit that receives the drive signal and outputs a drive current corresponding to the drive signal to the electromagnetic actuator. The controller outputs a drive signal with a gradient via a D / A converter, so that a drive current that changes with a constant gradient according to the natural vibration period is output from the driver circuit. Yes.

請求項5記載の発明は、さらに、前記電磁アクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴としている。   The invention described in claim 5 is further characterized in that the electromagnetic actuator is a voice coil motor.

請求項6記載の発明は、カメラ装置において、請求項5記載のアクチュエータ駆動装置と、前記ボイスコイルモータの前記可動部に固定されたカメラレンズと、このカメラレンズを介して入射された光を受ける撮像素子とを備えていることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the camera device, the actuator driving device according to the fifth aspect, a camera lens fixed to the movable part of the voice coil motor, and light incident through the camera lens are received. And an image pickup device.

請求項1記載の発明によれば、駆動電流が一定の勾配で変化して電磁アクチュエータを所定量変位させた後に、固有振動に基づく可動部の振動を少なくして、速やかに可動部の位置を安定させることが出来る。   According to the first aspect of the present invention, after the drive current is changed with a constant gradient and the electromagnetic actuator is displaced by a predetermined amount, the vibration of the movable part based on the natural vibration is reduced, and the position of the movable part is quickly adjusted. It can be stabilized.

請求項2記載の発明によれば、信号処理回路を別途追加することで、コントローラのデジタル信号処理により上記のような一定勾配の信号の生成が可能となる。   According to the second aspect of the present invention, by adding a signal processing circuit separately, it is possible to generate a signal having a constant gradient as described above by digital signal processing of the controller.

請求項3記載の発明によれば、信号処理回路の構成を複雑化することなく、上記のような一定勾配の信号の生成が可能となる。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to generate a signal having a constant gradient as described above without complicating the configuration of the signal processing circuit.

請求項4記載の発明によれば、階調数の高いD/Aコンバータを設けることで、コントローラのデジタル信号処理だけで上記のように一定勾配で変化する信号の生成が可能となる。   According to the fourth aspect of the present invention, by providing a D / A converter with a high number of gradations, it is possible to generate a signal that changes with a constant gradient as described above only by digital signal processing of the controller.

請求項5記載の発明によれば、ボイスコイルモータを用いた装置において上述の効果を得ることが出来る。   According to the fifth aspect of the present invention, the above-described effect can be obtained in an apparatus using a voice coil motor.

請求項6記載の発明によれば、カメラ装置のオートフォーカス制御において、1回のフォーカスサーチに要する時間を非常に短くすることが出来る。   According to the sixth aspect of the present invention, the time required for one focus search can be very shortened in the autofocus control of the camera device.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態のカメラ装置の制御系の構成を示すブロック図、図2は、カメラ装置におけるレンズ駆動部分の機械構成を示すもので、(a)にはその平面図を、(b)には側断面図を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system of a camera device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a mechanical configuration of a lens driving portion in the camera device. FIG. (B) is a side sectional view.

この実施の形態のカメラ装置は、例えば携帯電話等の小型電子機器に搭載されるもので、CCD(Charge-Coupled Device)又はCMOSセンサなどの撮像素子11と、撮像素子11に像を結ぶカメラレンズ12と、カメラレンズ12をフォーカス方向に駆動する電磁アクチュエータとしてのVCM(Voice Coil Motor)30と、VCM30に駆動電流を出力するモータドライバ21と、撮像素子11から出力される画素信号に対して種々の信号処理を行って画像データに変換する画像処理回路22と、撮像画像のフォーカス制御やユニット全体の制御処理を行うコントローラ24と、ステップ波形の信号を受けてその立上りや立下りに所定勾配を付したランプ(Ramp)波形の信号を出力する信号処理回路としてのランプ波発生回路40等を備えている。これらのうち、VCM30、モータドライバ21、ランプ波発生回路40およびコントローラ24によりアクチュエータ駆動装置が構成される。   The camera device of this embodiment is mounted on a small electronic device such as a cellular phone, for example, and an image sensor 11 such as a CCD (Charge-Coupled Device) or CMOS sensor, and a camera lens that connects an image to the image sensor 11. 12, a VCM (Voice Coil Motor) 30 as an electromagnetic actuator that drives the camera lens 12 in the focus direction, a motor driver 21 that outputs a drive current to the VCM 30, and various pixel signals output from the image sensor 11. The image processing circuit 22 that performs signal processing of the above and converts it into image data, the controller 24 that performs focus control of the captured image and the control processing of the entire unit, and receives a step waveform signal and gives a predetermined gradient to its rise and fall A ramp wave generation circuit 40 is provided as a signal processing circuit that outputs a signal having a ramp waveform. Among these, the VCM 30, the motor driver 21, the ramp wave generation circuit 40 and the controller 24 constitute an actuator driving device.

なお、上記構成のうち、VCM30と撮像素子11と画像処理回路22等は一体化されてカメラユニットとされ、コントローラ24、ランプ波発生回路40、モータドライバ21はカメラユニットとは別体に設けられても良い。また、コントローラ22は搭載先の電子機器のコントローラと共通化された構成としても良い。   In the above configuration, the VCM 30, the image pickup device 11, the image processing circuit 22, and the like are integrated into a camera unit, and the controller 24, the ramp wave generation circuit 40, and the motor driver 21 are provided separately from the camera unit. May be. Further, the controller 22 may be configured in common with the controller of the electronic device on which the controller 22 is mounted.

上記のコントローラ24には、CPU(中央演算制御装置)25、制御プログラムや制御データが格納される不揮発性メモリ26、CPU25に作業用のメモリ空間を提供するRAM(Random Access Memory)27、アナログ出力を行うためのD/Aコンバータ28などが設けられている。不揮発性メモリ26には、制御データとして、例えば、フォーカスサーチを行うときにD/Aコンバータ28から出力する信号波形のデータ等が格納されている。   The controller 24 includes a CPU (Central Processing Controller) 25, a nonvolatile memory 26 in which control programs and control data are stored, a RAM (Random Access Memory) 27 that provides a working memory space to the CPU 25, an analog output For example, a D / A converter 28 is provided. The nonvolatile memory 26 stores, as control data, for example, signal waveform data output from the D / A converter 28 when performing a focus search.

VCM30は、図2に示すように、装置のフレーム等に固定される外周枠31と、外周枠31の内側に配置され上下に可動状態にされた円筒状の可動部32と、可動部32を上下動可能に支持する弾性部材としての板バネ33等から構成される。外周枠31の内周側には円筒状のマグネットMが固定され、可動部32の外周部にはこのマグネットMに対抗するようにコイルCが設けられている。そして、コイルCに電流を流すことでマグネットMとの相互作用により可動部32が上下方向に変位するようになっている。   As shown in FIG. 2, the VCM 30 includes an outer peripheral frame 31 fixed to a frame of the apparatus, a cylindrical movable part 32 that is disposed inside the outer peripheral frame 31 and is movable up and down, and a movable part 32. It consists of a leaf spring 33 or the like as an elastic member that is supported so as to be vertically movable. A cylindrical magnet M is fixed on the inner peripheral side of the outer peripheral frame 31, and a coil C is provided on the outer peripheral portion of the movable portion 32 so as to oppose the magnet M. Then, by passing an electric current through the coil C, the movable part 32 is displaced in the vertical direction by the interaction with the magnet M.

なお、VCM30は、図2の構成に限られず、種々の形式のものを適用することが出来る。例えば可動部側にマグネットを設けたムービングマグネット形式のものとしても良いし、マグネットの磁界が電磁コイルに多く錯交するように電磁コイルを挟んでマグネットと対抗する箇所にヨークを設けた構成としても良い。   Note that the VCM 30 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, it may be a moving magnet type in which a magnet is provided on the movable part side, or a configuration in which a yoke is provided at a location facing the magnet with the electromagnetic coil sandwiched so that the magnetic field of the magnet is mixed with the electromagnetic coil. good.

このVCM30の駆動はオープンループ制御で行われ、コントローラ24がD/Aコンバータ28とランプ波発生回路40を介して所定のアナログ信号を出力し、モータドライバ21がこのアナログ信号に比例した駆動電流をVCM30に出力することで可動部32が変位するようになっている。可動部32の位置検出や検出信号の帰還制御などは行われず、これにより、センサや帰還信号を生成する演算回路等が不要となり、レンズ駆動部の小型化と低コスト化が実現されている。   The VCM 30 is driven by open loop control. The controller 24 outputs a predetermined analog signal via the D / A converter 28 and the ramp wave generation circuit 40, and the motor driver 21 generates a drive current proportional to the analog signal. The movable part 32 is displaced by outputting to the VCM 30. Detection of the position of the movable portion 32, feedback control of the detection signal, and the like are not performed, thereby eliminating the need for a sensor, an arithmetic circuit for generating a feedback signal, and the like, and realizing a reduction in size and cost of the lens driving portion.

このVCM30は、コイルCに生じる電磁力と板バネ33の反発力とがつり合った位置で可動部32が停止する構造である。また、電磁力はコイルCの通電量と比例することから、可動部32の変位量はコイルCの通電量と比例した関係となる。なお、モータドライバ21の出力は電圧と電流がほぼ比例するように構成されるため、上述の説明において出力電流を出力電圧と置き換えることも可能である。   The VCM 30 has a structure in which the movable portion 32 stops at a position where the electromagnetic force generated in the coil C and the repulsive force of the leaf spring 33 are balanced. Further, since the electromagnetic force is proportional to the energization amount of the coil C, the displacement amount of the movable portion 32 has a relationship proportional to the energization amount of the coil C. Since the output of the motor driver 21 is configured so that the voltage and the current are substantially proportional, the output current can be replaced with the output voltage in the above description.

また、このVCM30においては、可動部32を急激に変位させると、板バネ33の弾性力と可動部32の慣性によって可動部32に振動が発生すると云う性質を有している。この振動は、板バネ33のバネ係数と、カメラレンズ12を含めた可動部32の重量とで決定される固有振動の周期を有するものである。   Further, the VCM 30 has a property that when the movable part 32 is suddenly displaced, vibration is generated in the movable part 32 due to the elastic force of the leaf spring 33 and the inertia of the movable part 32. This vibration has a natural vibration period determined by the spring coefficient of the leaf spring 33 and the weight of the movable portion 32 including the camera lens 12.

図3には、図1のランプ波発生回路40の回路構成図を示す。   FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the ramp wave generation circuit 40 of FIG.

ランプ波発生回路40は、ステップ状の電圧信号を入力した場合に、この信号の立上りと立下りに所定の勾配aを付加して出力するものである。このランプ波発生回路40は、コンパレータ41と、順方向と逆方向とに一定電流I1を出力可能な定電流回路42と、この一定電流I1を入出力して電圧を生成するコンデンサC1と、コンデンサC1の電圧を受けてこの電圧の出力を行う電圧フォロワ(電圧バッファ)43とから構成される。   When a stepped voltage signal is input, the ramp wave generation circuit 40 outputs a signal with a predetermined gradient a added to the rising and falling edges of the signal. The ramp wave generation circuit 40 includes a comparator 41, a constant current circuit 42 that can output a constant current I1 in the forward direction and the reverse direction, a capacitor C1 that inputs and outputs the constant current I1, and generates a voltage. It comprises a voltage follower (voltage buffer) 43 that receives the voltage of C1 and outputs this voltage.

上記のコンパレータ41は、非反転入力端子にD/Aコンバータ28から出力された電圧Vinが入力され、反転入力端子に出力電圧Voutが入力されるように接続される。また、定電流回路42は、ハイレベル信号が入力されると順方向に電流I1を出力し、ローレベル信号が入力さると逆方向に電流I1を出力するように構成される。   The comparator 41 is connected such that the voltage Vin output from the D / A converter 28 is input to the non-inverting input terminal and the output voltage Vout is input to the inverting input terminal. The constant current circuit 42 is configured to output a current I1 in the forward direction when a high level signal is input, and to output a current I1 in the reverse direction when a low level signal is input.

このような構成により、例えば、入力電圧Vinが一定値で安定しているときには、出力電圧Voutの負帰還により入力電圧Vinと出力電圧Voutは同値になる。一方、入力電圧Vinが第1電圧から第2電圧に上昇するようなステップ信号が入力されたときには、この信号の立上りタイミングからコンパレータ41の出力がハイレベルになって、定電流回路42から定電流I1が出力される。そして、コンデンサCの電圧が時間に比例して上昇する。さらに、この電圧が第2電圧に達すると定電流I1の出力が停止されてコンデンサCの電圧が安定する。従って、出力電圧Voutは、第1電圧から第2電圧まで一定の勾配“I1/C1(コンデンサC1の容量値)”で上昇するランプ波形となる。   With such a configuration, for example, when the input voltage Vin is stable at a constant value, the input voltage Vin and the output voltage Vout have the same value due to the negative feedback of the output voltage Vout. On the other hand, when a step signal that causes the input voltage Vin to rise from the first voltage to the second voltage is input, the output of the comparator 41 becomes high level from the rising timing of this signal, and the constant current circuit 42 outputs a constant current. I1 is output. Then, the voltage of the capacitor C increases in proportion to time. Further, when this voltage reaches the second voltage, the output of the constant current I1 is stopped and the voltage of the capacitor C is stabilized. Therefore, the output voltage Vout has a ramp waveform that rises from the first voltage to the second voltage with a constant gradient “I1 / C1 (capacitance value of the capacitor C1)”.

一方、入力電圧Vinが第2電圧から第1電圧に降下するステップ信号が入力されたときは、この逆の動作が行われて、出力電圧Voutは第2電圧から第1電圧まで一定の勾配“−I1/C1”で降下するランプ波形となる。   On the other hand, when a step signal that causes the input voltage Vin to drop from the second voltage to the first voltage is input, the reverse operation is performed, and the output voltage Vout is constant from the second voltage to the first voltage. The ramp waveform falls at −I1 / C1 ″.

図4には、固有振動を発生させずにVCM30のステップ駆動を行う第1の方式を説明する波形図を示す。   FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a first method for performing step driving of the VCM 30 without generating natural vibration.

本発明に係るアクチュエータ駆動装置では、VCM30のステップ駆動を行なう場合に、VCM30に一定の傾きで変化するランプ波形の駆動電流を出力し、図4に示すように、VCM30の可動部32がほぼこのランプ波形の駆動電流に比例して一定の傾きで変位するように制御する。さらに、この一定の傾きで変位する期間t0が、可動部32の固有振動周期Tのほぼn倍(nは自然数)となるように制御する。   In the actuator driving apparatus according to the present invention, when step driving of the VCM 30 is performed, a driving current having a ramp waveform that changes with a constant inclination is output to the VCM 30, and as shown in FIG. Control is performed so as to be displaced with a constant slope in proportion to the driving current of the ramp waveform. Further, control is performed such that the period t0 during which the displacement is performed with the constant inclination is approximately n times (n is a natural number) the natural vibration period T of the movable portion 32.

さらに、この実施形態では、このような駆動電流の出力制御を実現するために、ランプ波発生回路40で生成されるランプ波形の勾配量aと、コントローラ24により制御されるVCM30のステップ駆動の単位変位量y0とを、予め固定とする方式を採用している。すなわち、勾配量aは、ランプ波発生回路40の電流値I1と容量値C1とを適宜設定することで所定値に固定する。また、VCM30のステップ駆動時にコントローラ24から出力されるステップ信号の高さを、上記の単位変位量y0に対応した値か、それの整数倍の値に制限する。このような設定により、コントローラ24からステップ信号が出力された場合に、ランプ波発生回路40から出力される信号の一定勾配で変化する期間は、必ず固有振動周期Tのほぼn倍の長さとなる。   Furthermore, in this embodiment, in order to realize such drive current output control, the ramp waveform gradient amount a generated by the ramp wave generation circuit 40 and the step drive unit of the VCM 30 controlled by the controller 24 are provided. A method is adopted in which the displacement amount y0 is fixed in advance. That is, the gradient amount a is fixed to a predetermined value by appropriately setting the current value I1 and the capacitance value C1 of the ramp wave generation circuit 40. Further, the height of the step signal output from the controller 24 at the time of step driving of the VCM 30 is limited to a value corresponding to the unit displacement y0 or an integer multiple thereof. With such a setting, when the step signal is output from the controller 24, the period in which the signal output from the ramp wave generation circuit 40 changes with a constant gradient is always approximately n times the natural vibration period T. .

図5には、上記条件で出力される駆動電流により得られるVCMの実際の動きを表わした波形図を示す。同図中、図5(a)は駆動電流Iの波形、(b)は可動部32の変位量Xの波形、(c)は可動部32の速度vの波形である。   FIG. 5 is a waveform diagram showing the actual movement of the VCM obtained by the drive current output under the above conditions. 5A shows the waveform of the drive current I, FIG. 5B shows the waveform of the displacement amount X of the movable part 32, and FIG. 5C shows the waveform of the speed v of the movable part 32.

図5(a)に示すように、ランプ波形の駆動電流Iを固有振動周期Tの長さで出力すると、この駆動電流Iに比例する電磁力がVCM30の可動部32に作用するため、図5(c)に示すように、可動部32の速度vはランプ波形の始端T1から上昇し、半分の周期“T/2”で最も速度が大きくなって、その後、再び、速度を降下させて、ランプ波形の終端T2(周期“1×T”の時点)で速度がほぼゼロとなる。   As shown in FIG. 5A, when the drive current I having a ramp waveform is output with the length of the natural vibration period T, an electromagnetic force proportional to the drive current I acts on the movable portion 32 of the VCM 30. As shown in (c), the speed v of the movable portion 32 increases from the ramp waveform starting end T1, reaches the maximum speed in the half period “T / 2”, and then decreases the speed again. The speed becomes almost zero at the end T2 of the ramp waveform (at the time point of the cycle “1 × T”).

従って、図5(b)に示すように、VCM30の可動部32は、ランプ波形の始端T1から変位を開始し、ランプ波形の終端T2で速度がゼロとなって変位が安定し、その後に大きな振動が生じることがない。   Therefore, as shown in FIG. 5 (b), the movable part 32 of the VCM 30 starts to be displaced from the start end T1 of the ramp waveform, becomes zero at the end T2 of the ramp waveform, stabilizes the displacement, and then increases. Vibration does not occur.

なお、単振動の運動においては、運動体の速度がゼロとなる位相で運動体の位置エネルギーが最大となるため、図5に示したVCM30の運動においても、可動部32の速度がゼロとなるランプ波形の終端の時点T2で、板バネ33に弾性エネルギーが蓄積され、その後、この弾性エネルギーにより可動部32に大きな固有振動が発生するように錯覚されるかもしれないが、次のような理由により、可動部32が速度ゼロとなった直後に可動部32の位置が安定することを説明することが出来る。   Note that, in the motion of simple vibration, the potential energy of the moving body is maximized at a phase where the speed of the moving body is zero. Therefore, even in the movement of the VCM 30 shown in FIG. At the time T2 at the end of the ramp waveform, elastic energy is accumulated in the leaf spring 33, and after that, the elastic energy may cause an illusion that a large natural vibration is generated in the movable part 32. The reason is as follows. Thus, it can be explained that the position of the movable portion 32 is stabilized immediately after the movable portion 32 becomes zero speed.

図6には、VCM30の周波数応答特性を表わしたグラフを、図7には、固有振動周期Tと同一長のランプ波形で駆動電流Iを振動させた場合に可動部32に作用される電磁力Fを表した波形図を示す。   FIG. 6 is a graph showing the frequency response characteristics of the VCM 30, and FIG. 7 is an electromagnetic force applied to the movable portion 32 when the drive current I is vibrated with a ramp waveform having the same length as the natural vibration period T. A waveform diagram representing F is shown.

VCM30は、例えば板バネ33の粘りやコイルCの電磁誘導等により可動部32に抵抗力が付加されるため、図6に示すような周波数応答特性となる。すなわち、低周波の入力信号に対してはほぼ一定のゲインが得られ、固有振動数f0の周辺でゲインが高くなり、さらに、高周波の入力信号になると周波数が高くなるに従ってゲインが低下する。これはすなわち、低周波の信号に対しては、VCM30のゲインがコイルCの電磁力Fと板バネ33の弾性力の釣り合いによってほぼ決定するのに対して、高周波の信号では、コイルCの電磁力Fと板バネ33の弾性力の釣り合いに加えて、可動部32の慣性力の作用が大きく影響していることを示すものである。従って、VCM30を駆動するのに、固有振動数f0より低い周波数成分の駆動信号を用いたときには、可動部32の慣性力の作用は余り影響せず、コイルCの電磁力Fと板バネ33の弾性力による影響が支配的となる。   The VCM 30 has a frequency response characteristic as shown in FIG. 6 because a resistance force is applied to the movable portion 32 by, for example, the stickiness of the leaf spring 33 or the electromagnetic induction of the coil C. That is, a substantially constant gain is obtained for the low frequency input signal, the gain increases around the natural frequency f0, and the gain decreases as the frequency increases for a high frequency input signal. That is, for a low frequency signal, the gain of the VCM 30 is almost determined by the balance between the electromagnetic force F of the coil C and the elastic force of the leaf spring 33, whereas for a high frequency signal, the electromagnetic of the coil C is determined. In addition to the balance between the force F and the elastic force of the leaf spring 33, this shows that the action of the inertial force of the movable portion 32 has a great influence. Therefore, when a drive signal having a frequency component lower than the natural frequency f0 is used to drive the VCM 30, the action of the inertial force of the movable portion 32 is not so much affected, and the electromagnetic force F of the coil C and the leaf spring 33 are not affected. The influence of elastic force becomes dominant.

また、固有振動周期Tと同一長のランプ波形では、図7(a)に示すように、最も高い周波数で振動させた場合でも周期“2T”の三角波となり、それにより得られるVCM30の電磁力Fも同様に周期“2T”の三角波となる。このような三角波は、その立上りや立下りの始端終端に比較的高い周波数成分が含まれるものの、多くの範囲では図7(b)の点線で示すように、固有振動数f0の半分“f0/2”程度の周波数成分の信号で占められる。   In addition, in the ramp waveform having the same length as the natural vibration period T, as shown in FIG. 7A, even when it is vibrated at the highest frequency, it becomes a triangular wave with a period of “2T”, and the electromagnetic force F of the VCM 30 obtained thereby. Is also a triangular wave with a period of “2T”. Although such a triangular wave includes a relatively high frequency component at the start and end of its rise and fall, in many ranges, as shown by the dotted line in FIG. 7B, the half of the natural frequency f0 is “f0 / It is occupied by a signal having a frequency component of about 2 ″.

そのため、図5のランプ波形の終端T2では、可動部32の速度はゼロとなるが、可動部32の慣性力の影響は小さく板バネ33にも位置エネルギーが殆んど蓄積されていない状態となり、その後、可動部32の位置は安定した状態となる。   Therefore, at the end T2 of the ramp waveform in FIG. 5, the speed of the movable part 32 becomes zero, but the influence of the inertial force of the movable part 32 is small, and the plate spring 33 has little potential energy accumulated. Thereafter, the position of the movable portion 32 becomes stable.

図8〜図11には、駆動電流のランプ波形の傾きや期間を変化させた場合のシミュレーション結果の波形図を示す。   8 to 11 show waveform diagrams of simulation results when the ramp waveform slope and period of the drive current are changed.

図8は、ランプ波形の傾きを図5と同一にその期間を固有振動周期Tの2倍としたものである。図9は、ランプ波形の傾きを図5の1.5倍、その期間を図5と同一として図5の1.5倍の変位量が得られるようにしたものである。図10は、ランプ波形の傾きを図5の2倍、その期間を固有振動周期Tとして図5の2倍の変位量が得られるようにしたものである。また、図11は、ランプ波形の傾きを図5と同一、その期間を固有振動周期Tの1.5倍とした場合のものである。   FIG. 8 shows the slope of the ramp waveform in the same manner as in FIG. FIG. 9 shows that the ramp waveform slope is 1.5 times that of FIG. 5 and the period is the same as that of FIG. 5, so that a displacement amount 1.5 times that of FIG. 5 can be obtained. FIG. 10 shows that the ramp waveform slope is twice that of FIG. 5 and the period is the natural vibration period T, so that a displacement amount twice that of FIG. 5 can be obtained. FIG. 11 shows a case where the slope of the ramp waveform is the same as that in FIG. 5 and the period is 1.5 times the natural vibration period T.

図5〜図10に示すように、ランプ波形の期間を固有振動周期Tのn倍(nは自然数)に設定することで、ランプ波形の終端で可動部32の速度がゼロになって、可動部32の安定した変位が得られることが分かる。また、図11に示すように、ランプ波形の期間が固有振動周期Tのn倍からずれてくると、ランプ波形の終端で可動部32に速度が残って、その後、可動部32に固有振動が発生するのが分かる。   As shown in FIGS. 5 to 10, by setting the period of the ramp waveform to n times the natural vibration period T (n is a natural number), the speed of the movable portion 32 becomes zero at the end of the ramp waveform, so It can be seen that a stable displacement of the portion 32 is obtained. As shown in FIG. 11, when the period of the ramp waveform deviates from n times the natural vibration period T, the speed remains in the movable portion 32 at the end of the ramp waveform, and then the natural vibration is generated in the movable portion 32. You can see it happen.

次に、上記構成のカメラ装置により実行されるオートフォーカス制御の一例を説明する。   Next, an example of autofocus control executed by the camera device having the above configuration will be described.

図12は、コントローラ24のCPU25により実行されるフォーカスサーチ処理のフローチャート、図13は、このフォーカスサーチ処理で出力されるコントローラ24のD/A出力とランプ波発生回路40の出力とを示したタイムチャートである。   12 is a flowchart of the focus search process executed by the CPU 25 of the controller 24, and FIG. 13 is a time chart showing the D / A output of the controller 24 and the output of the ramp wave generation circuit 40 output in this focus search process. It is a chart.

このフォーカスサーチ処理は、カメラのシャッターボタンが軽く押されるなどのフォーカスサーチ操作が行なわれた場合に、その信号がコントローラ24に送られて開始される処理である。この処理が開始されると、先ず、ステップS1においてD/Aコンバータ28の出力を初期値(制御電圧V0)に設定し、続くステップS2で駆動を安定させるため所定時間待機させる。その後、ステップS3で画像処理回路22からの信号に基きフォーカス状態を確認してこの確認値をメモリ27に登録する。   This focus search process is a process that is started by sending a signal to the controller 24 when a focus search operation such as a light press of the shutter button of the camera is performed. When this process is started, first, in step S1, the output of the D / A converter 28 is set to an initial value (control voltage V0), and in a subsequent step S2, a predetermined time is waited in order to stabilize the drive. Thereafter, in step S3, the focus state is confirmed based on the signal from the image processing circuit 22, and this confirmation value is registered in the memory 27.

次に、ステップS4の分岐処理とステップS5,S2,S3のループ処理により、D/Aコンバータ28の出力を1ステップずつ変化させて、各ステップでのフォーカス状態の確認値をメモリ27に登録していく。そして、このループ処理を全ステップ分行なう。   Next, the output of the D / A converter 28 is changed step by step by the branch processing of step S4 and the loop processing of steps S5, S2, and S3, and the confirmation value of the focus state at each step is registered in the memory 27. To go. Then, this loop process is performed for all steps.

ここで、D/Aコンバータ28の出力は、図13の実線に示すように、電圧V1〜V7へとステップ状に変化する出力にされる。これらのステップ間の電位差は、図4に示した予め固定的に設定された単位変位量y0に対応する電位差に設定されている。従って、このステップ信号に基づきランプ波発生回路40から出力される信号は、図13の点線に示すように、一定勾配で変化し且つこの変化の期間t0がVCM30の固有振動周期Tの自然数倍の値となる。   Here, as shown by the solid line in FIG. 13, the output of the D / A converter 28 is an output that changes stepwise from voltage V1 to V7. The potential difference between these steps is set to a potential difference corresponding to the unit displacement amount y0 fixedly set in advance shown in FIG. Therefore, the signal output from the ramp wave generation circuit 40 based on this step signal changes at a constant gradient as shown by the dotted line in FIG. 13, and the period t0 of this change is a natural number times the natural vibration period T of the VCM 30. It becomes the value of.

このような信号処理により、VCM30の可動部32が各ステップに変位した後に可動部32生じる固有振動が抑制され、ステップS2の駆動安定待ちの時間を短く設定することが出来る。それにより、フォーカス状態の確認を全ステップに渡って行うトータルの処理時間を大幅に短縮することが出来る。   By such signal processing, the natural vibration generated in the movable portion 32 after the movable portion 32 of the VCM 30 is displaced to each step is suppressed, and the drive stabilization waiting time in step S2 can be set short. Thereby, the total processing time for confirming the focus state over all steps can be greatly shortened.

このように全ステップでフォーカス状態の確認が済んだら、続くステップS6で、メモリ27に登録した全ステップのフォーカス状態の確認値を比較してフォーカスが一番合っているステップ位置を割り出す。そして、ステップS7で、D/Aコンバータ28の出力をこのベストのステップ位置に対応する制御電圧(図13ではV2)に切り替える。   When the focus state has been confirmed in all the steps as described above, in the subsequent step S6, the confirmation value of the focus state in all the steps registered in the memory 27 is compared to determine the step position where the focus is best. In step S7, the output of the D / A converter 28 is switched to the control voltage (V2 in FIG. 13) corresponding to the best step position.

ここで、各ステップの制御電圧V1〜V7は、全て、図4に示した単位変位量y0に対応した電圧になっているため、このステップS7で複数ステップを飛び越えて変化する制御電圧の差(V7−V2)も、この単位変位量y0の整数倍に対応した電圧となる。従って、このステップS7でランプ波発生回路40から出力される信号(図13中に点線で示す)もその一定勾配で変化する期間が、VCM30の固有振動周期Tの自然数倍“5×t0”となって、この複数ステップをまたいだ変位によっても可動部32に固有振動が発生しないようになっている。   Here, since the control voltages V1 to V7 at each step are all voltages corresponding to the unit displacement y0 shown in FIG. 4, the difference between the control voltages (steps S7) that change over a plurality of steps ( V7−V2) is also a voltage corresponding to an integral multiple of this unit displacement y0. Accordingly, the period during which the signal output from the ramp wave generation circuit 40 in this step S7 (shown by a dotted line in FIG. 13) also changes at a constant gradient is a natural number multiple “5 × t0” of the natural vibration period T of the VCM 30. Thus, the natural vibration is not generated in the movable part 32 even by the displacement across the plurality of steps.

続いて、順に、VCM30の駆動が安定するのを短い時間待機し(ステップS8)、被写体が移動したりしていないか最終的なフォーカス状態の確認を行い(ステップS9)、このフォーカス状態の確認結果に基づく分岐処理(ステップS10)によりフォーカス状態が良好であればこの処理を終了し、フォーカス状態が良好でなければ再びステップS1に戻ってそこからの処理を実行する。   Subsequently, in order for the drive of the VCM 30 to be stabilized, the system waits for a short time (step S8), and finally confirms whether or not the subject has moved (step S9). If the focus state is good by the branch process based on the result (step S10), this process is terminated. If the focus state is not good, the process returns to step S1 and the process from there is executed.

このように、VCM30のステップ駆動に固有振動周期Tに応じたランプ波形の出力を用いることで、各ステップ駆動後の振動が抑制され、それにより、駆動安定待ちの時間を短く設定できるため、フォーカスサーチに掛かる全体的な処理時間を顕著に短くすることが可能になっている。   In this way, by using the output of the ramp waveform corresponding to the natural vibration period T for the step drive of the VCM 30, vibration after each step drive is suppressed, so that the drive stabilization waiting time can be set short. It is possible to significantly shorten the overall processing time required for the search.

なお、フォーカスサーチ処理におけるVCM30のステップ駆動方式は種々に変形可能である。   Note that the step driving method of the VCM 30 in the focus search process can be variously modified.

図14には、フォーカスサーチ処理のその他の例を示す制御電圧のタイムチャートを示す。   FIG. 14 shows a control voltage time chart showing another example of the focus search process.

例えば、図14に示すように、フォーカスサーチ時にVCM30を1段ずつステップ駆動するのではなく、ステップ駆動を1段飛ばしに行なうようにしても良いし、その他、様々なステップ駆動の方式を適用することも出来る。すなわち、D/Aコンバータ28の出力単位を電圧V0〜V7に設定しておけば、この間の何れのステップ駆動であっても、ランプ波発生回路40の出力信号が一定勾配で変化する期間がVCM30の固有振動周期Tの自然数倍となり、ステップ駆動後に可動部32に固有振動が発生するのを抑制することが出来る。   For example, as shown in FIG. 14, the VCM 30 may not be step driven step by step during focus search, but step driving may be performed by skipping one step, and various other step driving methods may be applied. You can also That is, if the output unit of the D / A converter 28 is set to the voltages V0 to V7, the period during which the output signal of the ramp wave generation circuit 40 changes at a constant gradient is VCM30 regardless of any step drive during this period. Thus, natural vibration period T is multiplied by a natural number, and it is possible to suppress generation of natural vibration in movable portion 32 after step driving.

以上のように、この実施形態のカメラ装置並びにアクチュエータ駆動装置によれば、カメラレンズ12をオープルループ制御でステップ駆動する場合でも、VCM30に固有振動周期Tに対応させたランプ波形の駆動電流を出力することで、ステップ駆動後にカメラレンズ12に固有振動が発生するのを防止し、カメラレンズ12を速やかに所定の位置に収束させることが出来る。それにより、フォーカスサーチに要する時間を大幅に短縮できるという効果が得られる。   As described above, according to the camera device and the actuator driving device of this embodiment, even when the camera lens 12 is step-driven by the opul loop control, a driving current having a ramp waveform corresponding to the natural vibration period T is output to the VCM 30. Thus, it is possible to prevent the natural vibration of the camera lens 12 from being generated after the step drive, and to quickly converge the camera lens 12 to a predetermined position. Thereby, the effect that the time required for the focus search can be greatly shortened can be obtained.

また、ランプ波発生回路40によりステップ波形からランプ波形を生成する構成なので、D/Aコンバータ28の諧調数を大きくしたりコントローラ24の動作周波数を高くすることなく、所望のランプ波形出力を行うことが出来るといった効果が得られる。   Since the ramp waveform is generated from the step waveform by the ramp wave generation circuit 40, a desired ramp waveform can be output without increasing the gradation number of the D / A converter 28 or increasing the operating frequency of the controller 24. The effect that can be done.

[第2実施形態]
図15は、本発明に係る第2実施形態のカメラ装置の制御系の構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the control system of the camera apparatus of the second embodiment according to the present invention.

第2実施形態のカメラ装置は、第1実施形態のランプ波発生回路40を設けず、一定勾配で変化するランプ波形の信号をD/Aコンバータ28Bにより擬似的に出力するようにしたものである。   The camera apparatus according to the second embodiment does not include the ramp wave generation circuit 40 according to the first embodiment, and is configured to pseudo-output a ramp waveform signal that changes at a constant gradient by the D / A converter 28B. .

そのため、この実施形態では、D/Aコンバータ28Bとして出力諧調数の比較的大きなものが採用され、且つ、コントローラ24の動作周波数も比較的高い値に設定されている。   Therefore, in this embodiment, a D / A converter 28B having a relatively large output gradation number is employed, and the operating frequency of the controller 24 is also set to a relatively high value.

VCM30をステップ駆動する際にD/Aコンバータ28Bから出力される擬似的なランプ波形の信号は、例えば、フラッシュメモリ26に格納された波形データに基づき生成される。この波形データも、第1実施形態の場合と同様に、一定勾配で変化する期間がVCM30の固有振動周期Tの自然数倍になるように生成されている。   A pseudo ramp waveform signal output from the D / A converter 28B when the VCM 30 is step-driven is generated based on, for example, waveform data stored in the flash memory 26. Similarly to the case of the first embodiment, this waveform data is also generated so that the period changing at a constant gradient is a natural number times the natural vibration period T of the VCM 30.

図16には、コントローラ24のCPU25により実行されるフォーカスサーチ処理のフローチャートを、図17には、このフォーカスサーチ処理で出力されるD/Aコンバータ28Bの出力を表わしたタイムチャートを示す。   FIG. 16 shows a flowchart of the focus search process executed by the CPU 25 of the controller 24, and FIG. 17 shows a time chart showing the output of the D / A converter 28B output in this focus search process.

このフォーカスサーチ処理は、第1実施形態で説明した図12の処理とほぼ同様で、ランプ波形を出力するためのステップS11,S12が追加された点が主に異なるものである。図12と同一のステップは同符号を付して説明を省略する。   This focus search process is substantially the same as the process of FIG. 12 described in the first embodiment, and is mainly different in that steps S11 and S12 for outputting a ramp waveform are added. Steps that are the same as those in FIG.

ランプ波形を出力するステップS11,S12は、例えば、フラッシュメモリ26のメモリテーブルからランプ波形の波形データを読み出し、このメモリテーブルの値に従って制御信号を切り換えていくものである。これにより、D/Aコンバータ28Bから擬似的なランプ波形の出力が行われる。   In steps S11 and S12 for outputting the ramp waveform, for example, the waveform data of the ramp waveform is read from the memory table of the flash memory 26, and the control signal is switched according to the value of the memory table. Thereby, a pseudo ramp waveform is output from the D / A converter 28B.

そして、図17に示すように、このようなD/Aコンバータ28Bの出力処理により、第1実施形態と同様に、VCM30の固有振動周期Tの自然数倍の期間長のランプ波形を含んだ制御信号が出力され、これに比例した駆動電流がVCM30に出力される。これにより、VCM30の可動部32が各ステップに変位していくとともに、各ステップ駆動の後に可動部32に固有振動が発生するのが抑制される。   Then, as shown in FIG. 17, by the output processing of the D / A converter 28B, control including a ramp waveform having a period length that is a natural number multiple of the natural vibration period T of the VCM 30 is performed as in the first embodiment. A signal is output, and a drive current proportional to the signal is output to the VCM 30. Thereby, the movable part 32 of the VCM 30 is displaced in each step, and the occurrence of natural vibration in the movable part 32 after each step drive is suppressed.

D/Aコンバータ28Bから出力されるランプ波形の信号は、図17の拡大図に示されるように擬似的なものであるが、D/Aコンバータ28Bの出力レートを大きく且つ出力諧調の最少単位を小さく設定して多段に出力することで、第1実施形態のランプ波と同様の動作を得ることが出来る。   The ramp waveform signal output from the D / A converter 28B is a pseudo signal as shown in the enlarged view of FIG. 17, but the output rate of the D / A converter 28B is increased and the minimum unit of output gradation is selected. By setting it small and outputting in multiple stages, the same operation as the ramp wave of the first embodiment can be obtained.

なお、この実施形態では、D/Aコンバータ28Bによりランプ波形を生成しているため、メモリテーブルの波形データを変化させることで、比較的高い自由度でランプ波形の勾配aを変化させることが出来る。従って、例えば、変位量に合わせてランプ波形の勾配aを変化させることも可能であり、その場合でも、一定勾配で信号が変化する期間がVCM30の固有振動周期Tの自然数倍になるようにすることが出来る。   In this embodiment, since the ramp waveform is generated by the D / A converter 28B, the ramp waveform gradient a can be changed with a relatively high degree of freedom by changing the waveform data in the memory table. . Therefore, for example, it is possible to change the slope a of the ramp waveform in accordance with the amount of displacement. Even in this case, the period in which the signal changes with a constant slope is a natural number times the natural vibration period T of the VCM 30. I can do it.

以上のように、この実施形態のカメラ装置並びにアクチュエータ駆動装置によれば、カメラレンズ12をオープルループ制御でステップ駆動する場合でも、VCM30に固有振動周期Tに対応させたランプ波形の駆動電流を出力することで、ステップ駆動後にカメラレンズ12に固有振動が発生するのを防止し、カメラレンズ12を速やかに所定の位置に収束させることが出来る。それにより、フォーカスサーチに要する時間を大幅に短縮できるという効果が得られる。   As described above, according to the camera device and the actuator driving device of this embodiment, even when the camera lens 12 is step-driven by the opul loop control, a driving current having a ramp waveform corresponding to the natural vibration period T is output to the VCM 30. Thus, it is possible to prevent the natural vibration of the camera lens 12 from being generated after the step drive, and to quickly converge the camera lens 12 to a predetermined position. Thereby, the effect that the time required for the focus search can be greatly shortened can be obtained.

また、ランプ波形の信号をD/Aコンバータ28Bの出力により生成しているため、複数のステップ駆動を行う場合に各ステップ駆動で異なる勾配aの信号出力も可能となる。したがって、第1実施形態のようにステップ駆動の変位量が単位変位量y0の整数倍と固定されず、細かな変位量に対応することも可能となる。   In addition, since the ramp waveform signal is generated by the output of the D / A converter 28B, it is possible to output a signal having a different slope a in each step drive when performing a plurality of step drives. Accordingly, unlike the first embodiment, the displacement amount of the step drive is not fixed to an integral multiple of the unit displacement amount y0, and it is possible to correspond to a fine displacement amount.

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、アクチュエータ駆動装置をカメラレンズ12の駆動機構に適用した例を示したが、本発明のアクチュエータ駆動装置は、アクチュエータをオープンループ制御でステップ駆動させる種々の用途に適用できるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, an example in which the actuator driving device is applied to the driving mechanism of the camera lens 12 has been shown. It is.

また、電磁アクチュエータとしてVCMを例示したが、例えば、バネで支持された可動部に平面形状のコイルを固着させ、このコイルにマグネットを対向配置させた電磁アクチュエータなど、種々の形態の電磁アクチュエータに対して本発明を同様に適用することが出来る。   Further, although the VCM has been exemplified as the electromagnetic actuator, for example, an electromagnetic actuator in which a planar coil is fixed to a movable portion supported by a spring and a magnet is disposed opposite to the coil is used for various types of electromagnetic actuators. The present invention can be similarly applied.

また、上記実施形態で示したオートフォーカスの制御方法は一例であり、カメラレンズをステップ駆動しながらフォーカスサーチを行う種々のオートフォーカス制御に対して本発明を有効に適用することが出来る。その他、ランプ波発生回路やVCMの構成など、この実施の形態で具体的に示した細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The autofocus control method shown in the above embodiment is merely an example, and the present invention can be effectively applied to various autofocus controls that perform focus search while stepping the camera lens. In addition, details specifically shown in this embodiment, such as the configuration of the ramp wave generation circuit and the VCM, can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.

第1実施形態のカメラ装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the camera apparatus of 1st Embodiment. カメラ装置のレンズ駆動部分の機械構成を示すもので、(a)はその平面図、(b)は側断面図である。The mechanical structure of the lens drive part of a camera apparatus is shown, (a) is the top view, (b) is a sectional side view. 図1のランプ波発生回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the ramp wave generation circuit of FIG. 固有振動を発生させずにVCMのステップ駆動を行う第1の方式を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the 1st system which performs the step drive of VCM, without generating a natural vibration. ランプ波形状の駆動電流により得られるVCMの実際の動きを表わした波形図である。It is a wave form diagram showing the actual motion of VCM obtained by the drive current of a ramp wave shape. VCMの周波数応答特性を示したグラフである。It is the graph which showed the frequency response characteristic of VCM. 所定条件のランプ波形で駆動電流を振動させた場合の電流Iと電磁力Fの波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of current I and electromagnetic force F when a drive current is vibrated with a ramp waveform under a predetermined condition. 駆動電流のランプ波形の傾きや期間を変化させた場合のシミュレーション結果の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the simulation result at the time of changing the inclination and period of the ramp waveform of a drive current. 駆動電流のランプ波形の傾きや期間を変化させた場合のシミュレーション結果の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the simulation result at the time of changing the inclination and period of the ramp waveform of a drive current. 駆動電流のランプ波形の傾きや期間を変化させた場合のシミュレーション結果の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the simulation result at the time of changing the inclination and period of the ramp waveform of a drive current. 駆動電流のランプ波形の期間を固有振動周期Tの自然数倍からずらした場合のシミュレーション結果を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the simulation result at the time of shifting the period of the ramp waveform of a drive current from the natural number multiple of the natural vibration period T. コントローラのCPUにより実行されるフォーカスサーチ処理のフローチャートである。It is a flowchart of the focus search process performed by CPU of a controller. フォーカスサーチ処理で出力されるコントローラのD/A出力とランプ波発生回路の出力を示したタイムチャートである。It is the time chart which showed the D / A output of the controller and the output of the ramp wave generation circuit which are output with focus search processing. フォーカスサーチ処理のその他の例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the other example of a focus search process. 第2実施形態のカメラ装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the camera apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態におけるフォーカスサーチ処理のフローチャートである。It is a flowchart of the focus search process in 2nd Embodiment. 図16のフォーカスサーチ処理で出力されるD/Aコンバータの出力を示したタイムチャートである。FIG. 17 is a time chart showing the output of the D / A converter output in the focus search process of FIG. 16. 従来のフォーカスサーチの動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the conventional focus search.

符号の説明Explanation of symbols

11 撮像素子
12 カメラレンズ
21 モータドライバ(ドライバ回路)
24 コントローラ
25 CPU
26 不揮発性メモリ
30 VCM(電磁アクチュエータ)
32 可動部
33 板バネ(弾性部材)
40 ランプ波発生回路
41 コンパレータ
42 定電流回路
43 電圧フォロワ
C1 コンデンサ
11 Image sensor 12 Camera lens 21 Motor driver (driver circuit)
24 controller 25 CPU
26 Nonvolatile memory 30 VCM (electromagnetic actuator)
32 Movable part 33 Leaf spring (elastic member)
40 Ramp Wave Generation Circuit 41 Comparator 42 Constant Current Circuit 43 Voltage Follower C1 Capacitor

Claims (6)

可動部が弾性部材に支持されてなる電磁アクチュエータをオープンループ制御で駆動するアクチュエータ駆動装置であって、
前記可動部を所定量変位させる場合に、前記電磁アクチュエータの駆動電流を第1電流値から一定の勾配で変化させて第2電流値にするとともに、
前記一定の勾配で駆動電流を変化させる期間が、前記可動部の前記弾性部材の弾性力に基づく固有振動周期のほぼn倍(nは自然数)に設定されていることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
An actuator driving device for driving an electromagnetic actuator having a movable part supported by an elastic member by open loop control,
When the movable part is displaced by a predetermined amount, the driving current of the electromagnetic actuator is changed from the first current value with a constant gradient to the second current value,
The actuator driving device characterized in that the period during which the drive current is changed at the constant gradient is set to approximately n times (n is a natural number) of the natural vibration period based on the elastic force of the elastic member of the movable portion. .
前記電磁アクチュエータの駆動制御を行うコントローラと、
前記電磁アクチュエータに駆動電流を出力するドライバ回路と、
ステップ信号を受けてこのステップ信号の立上り又は立下りに勾配を付加した信号を出力する信号処理回路と、
を備え、
前記コントローラからステップ信号が前記信号処理回路に出力され、前記信号処理回路がこの信号に勾配を付加して前記ドライバ回路に出力することで、前記ドライバ回路から前記固有振動周期に応じた期間一定の勾配で変化する駆動電流が出力されることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ駆動装置。
A controller for controlling the driving of the electromagnetic actuator;
A driver circuit for outputting a drive current to the electromagnetic actuator;
A signal processing circuit that receives a step signal and outputs a signal with a gradient added to the rising or falling edge of the step signal;
With
A step signal is output from the controller to the signal processing circuit, and the signal processing circuit adds a gradient to the signal and outputs the signal to the driver circuit, so that the driver circuit can output a constant period according to the natural vibration period. 2. The actuator driving device according to claim 1, wherein a driving current that changes with a gradient is output.
前記信号処理回路は、前記ステップ信号の立上り又は立下りに予め設定された勾配を付加するように構成され、
前記コントローラは、前記電磁アクチュエータをステップ駆動する場合に、予め設定された高さのステップ信号、或いは、この高さの整数倍の高さのステップ信号を前記信号処理回路に出力するように構成され、
前記予め設定された勾配および前記予め設定された高さのステップ信号によって、前記固有振動周期に応じた期間一定の勾配で変化する駆動電流が前記ドライバ回路から出力されることを特徴とする請求項2記載のアクチュエータ駆動装置。
The signal processing circuit is configured to add a preset gradient to the rising or falling edge of the step signal;
The controller is configured to output a step signal having a preset height or a step signal having an integral multiple of the height to the signal processing circuit when the electromagnetic actuator is step-driven. ,
The drive circuit outputs a drive current that changes at a constant slope for a period corresponding to the natural vibration period according to the step signal having the preset slope and the preset height. 3. The actuator driving device according to 2.
駆動信号を出力するコントローラと、
前記駆動信号を受けて該駆動信号に応じた駆動電流を前記電磁アクチュエータに出力するドライバ回路とを備え、
前記コントローラがD/Aコンバータを介して勾配を付加した駆動信号を出力することで前記ドライバ回路から前記固有振動周期に応じた期間一定の勾配で変化する駆動電流が出力されることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ駆動装置。
A controller that outputs a drive signal;
A driver circuit that receives the drive signal and outputs a drive current corresponding to the drive signal to the electromagnetic actuator;
When the controller outputs a drive signal with a gradient added via a D / A converter, a drive current that changes with a constant gradient for a period corresponding to the natural vibration period is output from the driver circuit. The actuator driving device according to claim 1.
前記電磁アクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のアクチュエータ駆動装置。   The actuator driving device according to claim 1, wherein the electromagnetic actuator is a voice coil motor. 請求項5記載のアクチュエータ駆動装置と、
前記ボイスコイルモータの前記可動部に固定されたカメラレンズと、
このカメラレンズを介して入射された光を受ける撮像素子とを備えていることを特徴とするカメラ装置。
An actuator driving device according to claim 5;
A camera lens fixed to the movable part of the voice coil motor;
An image pickup device that receives light incident through the camera lens.
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