JP2014109584A - 光学ユニットおよび電磁アクチュエータ用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オン・デューティ比の上限を設定することによりＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護した場合でも、駆動コイルに十分な電流を供給することのできる光学ユニットおよび電磁アクチュエータ用駆動装置を提供すること。
【解決手段】光学ユニット１００に用いた電磁アクチュエータ用駆動装置２０は、電源電圧監視部５０によって電源電圧ＶSを監視し、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での電源電圧ＶSの監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比の上限を設定する。このため、電源電圧ＶSが変動した場合でも、パワートランジスタ３２に過大な電流が流れない。また、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での電源電圧ＶSの監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比を設定するので、電源電圧ＶSが低下した場合には、オン・デューティ比を高くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズを保持する可動体を電磁アクチュエータによって変位させる光学ユニット、および電磁アクチュエータ用駆動装置に関するものである。

デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機等の撮像装置において、レンズを保持する可動体を光軸方向に移動させてフォーカシングを行うレンズ駆動装置や、レンズを保持する可動体を揺動させてユーザーの手振れ等を補正する振れ補正装置等には各種アクチュエータが用いられている。

また、アクチュエータにおいてはＰＷＭ制御を採用した技術も提案されている（特許文献１参照）。かかる特許文献１に記載の装置では、形状記憶合金アクチュエータが用いられており、形状記憶合金アクチュエータの温度上昇に起因する動作不良を防止するために、形状記憶合金アクチュエータに供給する電力量を制限することが提案されている。

特許第４８２１９１１号公報

一方、レンズ駆動装置や振れ補正装置等の光学ユニットでは、可動体および支持体の一方に永久磁石を設け、他方に駆動コイルを設けた電磁アクチュエータが用いられることがあり、かかる電磁アクチュエータの場合において、ＰＷＭ制御を採用する場合、ＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護する目的で、パワートランジスタを流れる電流値を制限する必要があるが、かかる保護については未だ提案されていない。

ここに本願発明者は、パワートランジスタを保護するにあたって、ＰＷＭ制御時のオン・デューティ比の上限を制限することを提案するものである。具体的には、図４（ａ）に示すように、駆動コイル１１およびマグネット１２を備えた電磁アクチュエータ１０を駆動するにあたって、電磁アクチュエータ用駆動装置２０に設けられたＰＷＭ駆動回路３０は、制御部９０からの指令に基づいてＰＷＭ制御信号ＳPWMを生成するＰＷＭ制御部３１と、ＰＷＭ制御信号ＳPWMに基づいて電源電圧ＶSをパルス変調して駆動電圧ＶPWM（図４（ｂ）参照）を生成するパワートランジスタ３２とを有している。ここで、図４（ｂ）に示すように、電源電圧ＶSの設計時の電圧値をＶMとし、駆動コイル１１の設計時の抵抗値をＲMとしたとき、パワートランジスタ３２に流れる電流は、オン・デューティ比が１００％のときは、ＶM／ＲMとなり、オン・デューティ比が８０％のときは、（ＶM／ＲM）×０．８となる。従って、電磁アクチュエータ用駆動装置２０にオン・デューティ比制限部４０を設け、かかるオン・デューティ比制限部４０によって、オン・デューティ比の上限を設定すれば、パワートランジスタ３２に流れる電流の最大値を設定できることになる。

また、電源電圧ＶSの電圧値の変動や駆動コイル１１の抵抗値の変動を考慮してオン・デューティ比の上限を設定すれば、電源電圧ＶSの電圧値や駆動コイル１１の抵抗値が変動しても、パワートランジスタ３２を保護できることになる。例えば、パワートランジスタ３２の最大電流規格値Ｉmaxが、電源電圧ＶSの設計時の電圧値ＶMと駆動コイル１１の設計時の抵抗ＲMとの積（ＶM×ＲM）の８０％である場合、部品の特性値のばらつきや環境温度の変化等が原因で電源電圧ＶSの電圧値や駆動コイル１１の抵抗値が設計時の電圧
ＶMや抵抗値ＲMから０．９倍〜１．１倍まで変動した場合でも、下式に基づいて、オン・デューティ比の上限を６５％に制限すれば、パワートランジスタ３２の流れる電流が最大電流規格値Ｉmaxを超えることを防止することができる。
条件
Ｉmax＝（ＶM／ＲM）×０．８
オン・デューティ比が１００％の場合にパワートランジスタ３２に流れる最大電流
Ｉa＝（ＶM×１．１）／（ＲM×０．９）
オン・デューティ比の上限Ｄmax
Ｉa×Ｄmax≦Ｉmax
Ｄmax≦Ｉmax／Ｉa≒０．６５

しかしながら、駆動コイル１１の抵抗値ＲMが０．９倍まで低くなっているが、オン・デューティ比の電源電圧ＶSが設計時の電圧値ＶMの０．９倍まで低くなっている場合には、オン・デューティ比の上限を８０％に設定できるにもかかわらず、上記構成のようにオン・デューティ比の上限を６５％に固定しておくと、パワートランジスタ３２には、本来通電可能な電流値の０．８１倍の電流しか流せないことになり、十分なパワーを発揮させることができない事態が発生する。

また、電源電圧ＶSが設計時の電圧値ＶMの０．９倍まで低く、かつ、駆動コイル１１の抵抗値ＲMが１．１倍まで高まっている場合には、オン・デューティ比の上限を９８％に設定できるにもかかわらず、上記構成のようにオン・デューティ比の上限を６５％に固定しておくと、パワートランジスタ３２には、通電可能な電流値の０．６６倍の電流しか流せないことになり、十分なパワーを発揮させることができない事態が発生する。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、オン・デューティ比の上限を設定することによりＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護した場合でも、駆動コイルに十分な電流を供給することのできる光学ユニットおよび電磁アクチュエータ用駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、レンズを保持する可動体と、該可動体を変位可能に支持する支持体と、該支持体に対して前記可動体を変位させる電磁アクチュエータと、該電磁アクチュエータをＰＷＭ駆動する電磁アクチュエータ用駆動装置と、を有する光学ユニットであって、前記電磁アクチュエータ用駆動装置は、電源電圧をＰＷＭ変調した駆動電圧をパワートランジスタを介して駆動コイルに供給するＰＷＭ駆動回路と、前記電源電圧を監視する電源電圧監視部と、該電源電圧監視部での監視結果に基づいて前記駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定するデューティ比制限部と、を有することを特徴とする。

本発明において、電磁アクチュエータ用駆動装置は、電源電圧監視部によって電源電圧を監視し、デューティ比制限部は、電源電圧監視部での電源電圧の監視結果に基づいて駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定する。このため、電源電圧が変動した場合でも、パワートランジスタに過大な電流が流れないので、パワートランジスタを保護することができる。また、デューティ比制限部は、電源電圧監視部での電源電圧の監視結果に基づいて駆動電圧のオン・デューティ比を設定するので、電源電圧が低下した場合には、オン・デューティ比を高くする。このため、オン・デューティ比の上限を設定することにより、ＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護した場合でも、駆動コイルに十分な電流を供給することができる。

この場合、前記電源電圧監視部は、前記電源電圧を検出する電源電圧検出部と、前記電
源電圧の許容最大電圧値が設定された許容電圧設定部と、前記電源電圧検出部での前記電源電圧の検出値と前記許容最大電圧値とを比較する比較部と、を備え、前記電源電圧の検出値をＶiとし、前記許容最大電圧値をＶmaxとしたとき、前記デューティ比制限部は、前記比較部での比較結果において、Ｖi≦Ｖmaxのときには前記デューティ比の上限を１００％に設定し、Ｖi＞Ｖmaxのときには１００％×（Ｖmax／Ｖi）を前記デューティ比の上限とする構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、電源電圧の変動に対応したオン・デューティ比を設定することができる。

本発明において、前記電磁アクチュエータ用駆動装置は、さらに、前記駆動コイルの抵抗値を監視するコイル抵抗値監視部を備え、前記デューティ比制限部は、前記電源電圧監視部での監視結果、および前記コイル抵抗値監視部での監視結果に基づいて前記オン・デューティ比の上限を規定することが好ましい。かかる構成によれば、駆動コイルの抵抗値が増大したときには、オン・デューティ比を高くする。このため、オン・デューティ比の上限を設定することにより、ＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護した場合でも、駆動コイルに十分な電流を供給することができる。

この場合、前記電源電圧監視部は、前記電源電圧を検出する電源電圧検出部と、前記電源電圧の許容最大電圧値が設定された許容電圧設定部と、前記電源電圧検出部での前記電源電圧の検出値と前記許容最大電圧値とを比較する比較部と、を備え、前記電源電圧の検出値をＶiとし、前記許容最大電圧値をＶmaxとしたとき、前記許容最大電圧値Ｖmaxは、前記パワートランジスタの最大電流規格値Ｉmaxと、前記コイル抵抗値監視部による前記駆動コイルの抵抗値の検出値Ｒiとの積として設定されており、前記デューティ比制限部は、前記比較部での比較結果においてＶi≦Ｖmaxのときには前記デューティ比の上限を１００％に設定し、前記比較部での比較結果においてＶi＞Ｖmaxのときには１００％×（Ｖmax／Ｖi）を前記デューティ比の上限とする構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、電源電圧の変動および駆動コイルの抵抗変化に対応したオン・デューティ比を設定することができる。

本発明において、前記コイル抵抗値監視部は、前記駆動コイルの温度の検出結果に基づいて前記駆動コイルの抵抗値を検出する構成を採用することができる。駆動コイルの抵抗値は、駆動コイルの温度変化に伴って変動することから、駆動コイルの温度を検出すれば、駆動コイルの抵抗値を監視できる。また、駆動コイルの抵抗値を監視する場合に比して、駆動コイルの温度を監視する方が構成の簡素化を図ることができる。

この場合、前記コイル抵抗値監視部は、前記駆動コイルに接する位置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、駆動コイルの温度を精度よく検出することができる。

本発明において、前記可動体は、略直方体形状を有し、前記電磁アクチュエータは、前記可動体において前記レンズ光軸と直交する方向に向く４面のうち、相対向する２面の各々に前記駆動コイルが配置された第１電磁アクチュエータ、および他の相対向する２面の各々に前記駆動コイルが配置された第２電磁アクチュエータとして構成され、前記第１電磁アクチュエータおよび前記第２電磁アクチュエータは、前記可動体を揺動させて前記レンズ光軸の振れを補正する構成を採用することができる。

また、本発明に係る電磁アクチュエータ用駆動装置は、電源電圧をＰＷＭ変調した駆動電圧をパワートランジスタを介して駆動コイルに供給するＰＷＭ駆動回路と、前記電源電圧を監視する電源電圧監視部と、該電源電圧監視部での監視結果に基づいて前記駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定するデューティ比制限部と、を有することを特徴とする。

本発明において、電磁アクチュエータ用駆動装置は、電源電圧監視部によって電源電圧を監視し、デューティ比制限部は、電源電圧監視部での電源電圧の監視結果に基づいて駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定する。このため、電源電圧が変動した場合でも、パワートランジスタに過大な電流が流れないので、パワートランジスタを保護することができる。また、デューティ比制限部は、電源電圧監視部での電源電圧の監視結果に基づいて駆動電圧のオン・デューティ比を設定するので、電源電圧が低下した場合には、オン・デューティ比を高くする。このため、オン・デューティ比の上限を設定することにより、ＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護した場合でも、駆動コイルに十分な電流を供給することができる。

本発明において、電磁アクチュエータ用駆動装置は、電源電圧監視部によって電源電圧を監視し、デューティ比制限部は、電源電圧監視部での電源電圧の監視結果に基づいて駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定する。このため、電源電圧が変動した場合でも、パワートランジスタに過大な電流が流れないので、パワートランジスタを保護することができる。また、デューティ比制限部は、電源電圧監視部での電源電圧の監視結果に基づいて駆動電圧のオン・デューティ比を設定するので、電源電圧が低下した場合には、オン・デューティ比を高くする。このため、オン・デューティ比の上限を設定することにより、ＰＷＭ駆動回路のパワートランジスタを保護した場合でも、駆動コイルに十分な電流を供給することができる。

本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学ユニットに用いた電磁アクチュエータ用駆動装置の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る光学ユニットに用いた電磁アクチュエータ用駆動装置の説明図である。 本発明の参考例に係る光学ユニットに用いた電磁アクチュエータ用駆動装置の説明図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態に係る光学ユニットおよび電磁アクチュエータの構成を説明する。なお、以下の説明においては、光学ユニットとして、レンズを備えた可動体（撮像ユニット）の振れ補正機能を備えた光学ユニットを例示し、電磁アクチュエータとして可動体を揺動させるアクチュエータを例示する。

また、以下の説明では、図４を参照して説明した構成との対応が分かりやすいように、対応する部分には同一の符号を付して説明する。また、以下の説明では、互いに直交する３方向を各々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、光軸Ｌ（レンズ光軸）に沿う方向をＺ軸とする。また、Ｚ軸方向（光軸方向）のうち、被写体側を「前側」とし、被写体側とは反対側を「後側」として説明する。また、以下の説明では、各方向の振れのうち、Ｘ軸周りの回転は、いわゆるピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸周りの回転は、いわゆるヨーイング（横揺れ）に相当し、Ｚ軸周りの回転は、いわゆるローリングに相当する。また、Ｘ軸の一方側には＋Ｘを付し、他方側には−Ｘを付し、Ｙ軸の一方側には＋Ｙを付し、他方側には−Ｙを付し、Ｚ軸の一方側（被写体側とは反対側／光軸方向後側））には＋Ｚを付し、他方側（被写体側／光軸方向前側）には−Ｚを付して説明する。

［実施の形態１］
（光学ユニットの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は各々、光学ユニットを携帯電話機等の光学機器に搭載した様子を模式的に示す説明図、および光学ユニットの可動体等を光軸方向からみた様子を模式的に示す説明図である。

図１に示す光学ユニット１００（振れ補正機能付き光学ユニット）は、カメラ付き携帯電話機等の光学機器１０００に用いられる薄型カメラであって、光学機器１０００のシャーシ１１００（機器本体）に支持された状態で搭載される。かかる光学ユニット１００では、撮影時に光学機器１０００に手振れ等の振れが発生すると、撮像画像に乱れが発生する。そこで、本形態の光学ユニット１００には、まず、レンズ１ａや撮像素子１ｂを備えた撮像ユニット１を、支持体２００によって揺動可能に支持された可動体３としてある。また、可動体３と支持体２００との間には、駆動コイル１１やマグネット１２を用いた電磁アクチュエータ１０（図１（ｂ）参照）が設けられているとともに、可動体３や支持体２００、あるいは支持体２００の外側にジャイロスコープ等の振れ検出センサを備えた制御部９０が設けられている。従って、光学ユニット１００（光学機器１０００）に振れが発生した際、かかる振れを制御部９０が検出すると、制御部９０は、電磁アクチュエータ用駆動装置２０を制御して電磁アクチュエータ１０を駆動することにより、振れを補正するように、可動体３を揺動させ、レンズ光軸Ｌの傾きを補正する。

ここで、可動体３は略直方体形状を有しており、電磁アクチュエータ１０は、可動体３において光軸Ｌ（レンズ光軸）と直交する方向に向く４面３０１，３０２，３０３，３０４のうち、Ｘ軸方向で相対向する２面３０１，３０２の各々に駆動コイル１１およびマグネット１２が配置された第１電磁アクチュエータ１０ｘ、およびＹ軸方向で相対向する他の２面３０３，３０４の各々に駆動コイル１１およびマグネット１２が配置された第２電磁アクチュエータ１０ｙとして構成されている。このため、第１電磁アクチュエータ１０ｘは、可動体３をＹ軸周りに揺動させることができ、第２電磁アクチュエータ１０ｙは、可動体３をＸ軸周りに揺動させることができる。それ故、第１電磁アクチュエータ１０ｘおよび第２電磁アクチュエータ１０ｙは、制御部９０での振れの検出結果に対応して可動体３を揺動させることができ、光軸Ｌの振れを補正することができる。本形態において、駆動コイル１１は支持体２００の側に保持され、マグネット１２は可動体３の側に保持されている。なお、駆動コイル１１が可動体３の側に保持され、マグネット１２が支持体２００の側に保持されている構成を採用してもよい。

（電磁アクチュエータ用駆動装置２０の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニット１００に用いた電磁アクチュエータ用駆動装置２０の説明図である。

図２に示すように、電磁アクチュエータ用駆動装置２０はＰＷＭ駆動回路３０を有しており、ＰＷＭ駆動回路３０は、制御部９０からの指令に基づいてＰＷＭ制御信号ＳPWMを生成するＰＷＭ制御部３１と、ＰＷＭ制御信号ＳPWMに基づいて電源電圧ＶSをパルス変調して駆動電圧ＶPWMを生成するパワートランジスタ３２とを備えている。従って、ＰＷＭ駆動回路３０は、パワートランジスタ３２を介して駆動コイル１１に駆動電圧ＶPWMを印加する。

本形態では、電磁アクチュエータ１０として第１電磁アクチュエータ１０ｘおよび第２電磁アクチュエータ１０ｙが構成されていることから、ＰＷＭ駆動回路３０は、第１電磁アクチュエータ１０ｘを駆動する第１ＰＷＭ駆動回路３０ｘ、および第２電磁アクチュエータ１０ｙを駆動する第２ＰＷＭ駆動回路３０ｙとして構成されている。但し、第１ＰＷＭ駆動回路３０ｘと第２ＰＷＭ駆動回路３０ｙとは、構成が同一であることから、以下の説明では、第１ＰＷＭ駆動回路３０ｘと第２ＰＷＭ駆動回路３０ｙを区別せず、ＰＷＭ駆動回路３０として説明する。

本形態の電磁アクチュエータ用駆動装置２０では、図４（ｂ）を参照して説明したように、電源電圧ＶSの設計時の電圧値をＶMとし、駆動コイル１１の設計時の抵抗値をＲMとしたとき、パワートランジスタ３２に流れる電流は、オン・デューティ比が１００％のときは、ＶM／ＲMとなり、オン・デューティ比が８０％のときは、（ＶM／ＲM）×０．８となる。

ここで、駆動コイル１１は、環境温度の変化に伴って抵抗値が変化する。例えば、駆動コイル１１は銅線からなり、かかる銅線（駆動コイル１１）の抵抗は、約０．４３％／℃の温度係数を有している。このため、温度が上昇すると、抵抗値が増大する結果、電源電圧ＶSが変動しなくても、パワートランジスタ３２に流れる電流が低下する。また、電源電圧ＶSも、電源生成回路を構成する部品の特性値のばらつきや環境温度の変化等が原因で変化する。

そこで、本形態では、電磁アクチュエータ用駆動装置２０にオン・デューティ比制限部４０を設け、電源電圧ＶSの電圧値や駆動コイル１１の抵抗値が設計時の電圧ＶMや抵抗値ＲMから変動した場合でも、パワートランジスタ３２に過大な電流が流れないようにしてある。また、本形態では、以下に説明するように、オン・デューティ比制限部４０は、電源電圧ＶSの電圧値の変動に合わせて、オン・デューティ比を最適な値に設定するように構成されている。

（オン・デューティ比の設定）
電磁アクチュエータ用駆動装置２０には、電源電圧ＶSを監視する電源電圧監視部５０が設けられており、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比の上限を設定する。

本形態では、電源電圧監視部５０は、電源電圧ＶSを検出する電源電圧検出部５１と、電源電圧ＶSの許容最大電圧値Ｖmaxが設定された許容電圧設定部５２と、電源電圧検出部５１での電源電圧ＶSの検出値Ｖiと許容最大電圧値Ｖmaxとを比較する比較部５３とを備えている。従って、デューティ比制限部４０は、比較部５３での比較結果において、Ｖi≦Ｖmaxのときにはデューティ比の上限を１００％に設定し、Ｖi＞Ｖmaxのときには１００％×（Ｖmax／Ｖi）をデューティ比の上限とする。本形態では、ＰＷＭ駆動回路３０は、第１ＰＷＭ駆動回路３０ｘ、および第２ＰＷＭ駆動回路３０ｙとして構成されているが、デューティ比制限部４０、および電源電圧監視部５０（電源電圧検出部５１、許容電圧設定部５２、および比較部５３）は、第１ＰＷＭ駆動回路３０ｘ、および第２ＰＷＭ駆動回路３０ｙに対して共通である。

かかる電磁アクチュエータ用駆動装置２０の動作等の具体的内容を詳述する。まず、本形態の電磁アクチュエータ用駆動装置２０において、駆動コイル１１の抵抗値が設計時の抵抗値ＲMの０．９倍まで低下し、かつ、オン・デューティ比が１００％の場合における許容最大電圧値Ｖmaxが許容電圧設定部５２に記憶されている。かかる許容最大電圧値Ｖmaxは、下式
Ｖmax＝（Ｉmax×ＲM×０．９）
に示すように、パワートランジスタ３２の最大電流規格値Ｉmaxと、駆動コイル１１の抵抗が設計時の抵抗ＲMの０．９倍まで低下したときの抵抗値との積として設定されている。

そして、電源電圧検出部５１が現在の電源電圧ＶSを検出し、その検出した電圧値Ｖiが許容最大電圧値Ｖmax以下である場合、デューティ比制限部４０は、オン・デューティ比の上限を１００％とする。これに対して、電源電圧検出部５１が電源電圧ＶSを検出し、
その検出した電圧値Ｖiが許容最大電圧値Ｖmaxを超える場合には（Ｖi＞Ｖmaxの場合）、１００％×（Ｖmax／Ｖi）をオン・デューティ比の上限とする。

かかる構成によれば、例えば、電源電圧ＶSを検出した電圧値Ｖiが設計時の電圧ＶMの、０．８倍、０．９倍、１．０倍、１．１倍となったとき、オン・デューティ比は以下の値となる。
電圧値Ｖi＝ＶM×０．８のとき、オン・デューティ比＝１００％
電圧値Ｖi＝ＶM×０．９のとき、オン・デューティ比＝８０％
電圧値Ｖi＝ＶM×１．０のとき、オン・デューティ比＝７２％
電圧値Ｖi＝ＶM×１．１のとき、オン・デューティ比＝６５％

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１００および電磁アクチュエータ用駆動装置２０は、電源電圧監視部５０によって電源電圧ＶSを監視し、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での電源電圧ＶSの監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比の上限を設定する。このため、電源電圧ＶSが変動した場合でも、パワートランジスタ３２に過大な電流が流れないので、パワートランジスタ３２を保護することができる。また、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での電源電圧ＶSの監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比を設定するので、電源電圧ＶSが低下した場合には、オン・デューティ比を高くする。従って、図４を参照して説明した構成に比してオン・デューティ比を適正かつ高い値に設定することができる。例えば、電源電圧ＶSが設計時の電圧値ＶMの０．９倍になったとき、図４を参照して説明した構成に比してオン・デューティ比を２３％増大させることができる。それ故、本形態によれば、オン・デューティ比の上限を設定することにより、ＰＷＭ駆動回路３０のパワートランジスタ３２を保護した場合でも、駆動コイル１１に十分な電流を供給することができる。

また、本形態では、許容電圧設定部５２に設定された許容最大電圧値Ｖmaxと電源電圧検出部５１での電源電圧ＶSの検出結果（電圧値Ｖi）との比較結果に基づいてオン・デューティ比の上限を設定するため、比較的簡素な構成で、電源電圧ＶSの変動に対応したオン・デューティ比を設定することができる。

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る光学ユニット１００に用いた電磁アクチュエータ用駆動装置２０の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付して説明する。

図３に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、電磁アクチュエータ用駆動装置２０のＰＷＭ駆動回路３０は、制御部９０からの指令に基づいてＰＷＭ制御信号ＳPWMを生成するＰＷＭ制御部３１と、ＰＷＭ制御信号ＳPWMに基づいて電源電圧ＶSをパルス変調して駆動電圧ＶPWMを生成するパワートランジスタ３２とを備えており、ＰＷＭ駆動回路３０は、パワートランジスタ３２を介して駆動コイル１１に駆動電圧ＶPWMを印加する。かかる電磁アクチュエータ用駆動装置２０でも、駆動コイル１１は、環境温度の変化に伴って抵抗値が変化する。例えば、駆動コイル１１は銅線からなる。かかる銅線（駆動コイル１１）の抵抗は、約０．４３％／℃の温度係数を有しており、温度が上昇すると、抵抗値が増大する結果、電源電圧ＶSが変動しなくても、パワートランジスタ３２に流れる電流が低下する。また、電源電圧ＶSも、電源生成回路を構成する部品の特性値のばらつきや環境温度の変化等が原因で変化する。

そこで、本形態では、電磁アクチュエータ用駆動装置２０にオン・デューティ比制限部４０を設け、電源電圧ＶSの電圧値や駆動コイル１１の抵抗値が設計時の電圧ＶMや抵抗値
ＲMから変動した場合でも、パワートランジスタ３２に過大な電流が流れないようにしてある。また、本形態では、以下に説明するように、オン・デューティ比制限部４０は、電源電圧ＶSの電圧値の変動、および駆動コイル１１の抵抗値の変動に合わせて、オン・デューティ比を適正な値に設定するように構成されている。

すなわち、本形態の電磁アクチュエータ用駆動装置２０には、電源電圧ＶSを監視する電源電圧監視部５０、およびコイル抵抗値監視部６０が設けられており、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での監視結果、およびコイル抵抗値監視部６０の監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比の上限を設定する。

本形態では、電源電圧監視部５０は、電源電圧ＶSを検出する電源電圧検出部５１と、電源電圧ＶSの許容最大電圧値Ｖmaxが設定された許容電圧設定部５２と、電源電圧検出部５１での電源電圧ＶSの検出値Ｖiと許容最大電圧値Ｖmaxとを比較する比較部５３とを備えている。

また、コイル抵抗値監視部６０は、駆動コイル１１の温度の検出結果に基づいて駆動コイル１１の抵抗値を検出するように構成されている。すなわち、駆動コイル１１は銅線からなり、かかる銅線（駆動コイル１１）の抵抗は、約０．４３％／℃の温度係数を有していることから、駆動コイル１１の温度を検出すれば、駆動コイル１１の抵抗値を監視することができる。ここで、コイル抵抗値監視部６０は、環境温度の測定結果に基づいて駆動コイル１１の温度を計測してもよいが、駆動コイル１１の温度を直接、測定してもよい。また、駆動コイル１１の温度を直接、測定するにあたっては、図１（ｂ）に点線で示すように、駆動コイル１１に温度センサ６１を接触させておけば、駆動コイル１１の温度を精度よく検出することができる。また、温度センサ６１は、４つの駆動コイル１１の全てに設けた構成や、第１電磁アクチュエータ１０ｘの駆動コイル１１、および第２電磁アクチュエータ１０ｙの駆動コイル１１の各々に設けた構成を採用することができる。但し、本形態では、４つの駆動コイル１１のうちのいずれか１つに設けてあり、かかる構成でも、駆動コイル１１の温度（抵抗値）を適正に監視することができる。なお、温度センサ６１を４つの駆動コイル１１の全てに設けた構成や、第１電磁アクチュエータ１０ｘの駆動コイル１１、および第２電磁アクチュエータ１０ｙの駆動コイル１１の各々に設けた場合、その平均値を駆動コイル１１の温度（抵抗値）の検出結果として用いる構成、および各検出結果に基づいて第１ＰＷＭ駆動回路３０ｘ、および第２電磁ＰＷＭ駆動回路３０ｙの各々に最適なオン・デューティ比を設定する構成のいずれを採用してもよい。

かかる電磁アクチュエータ用駆動装置２０の動作等の具体的内容を詳述する。まず、本形態の電磁アクチュエータ用駆動装置２０において、許容最大電圧値Ｖmaxは、下式
Ｖmax＝（Ｉmax×Ｒi）
に示すように、コイル抵抗値監視部６０によって駆動コイル１１の抵抗値を測定した値Ｒiと、パワートランジスタ３２の最大電流規格値Ｉmaxとの積として設定され、許容電圧設定部５２に記憶されている。従って、許容最大電圧値Ｖmaxは、コイル抵抗値監視部６０によって駆動コイル１１の抵抗値が測定される度に更新されることになる。

そして、電源電圧検出部５１が現在の電源電圧ＶSを検出し、その検出した電圧値Ｖiが許容最大電圧値Ｖmax以下である場合、デューティ比制限部４０は、オン・デューティ比の上限を１００％とする。これに対して、電源電圧検出部５１が電源電圧ＶSを検出し、その検出した電圧値Ｖiが許容最大電圧値Ｖmaxを超える場合には（Ｖi＞Ｖmaxの場合）、１００％×（Ｖmax／Ｖi）をオン・デューティ比の上限とする。

かかる構成によれば、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０によって電源電
圧ＶSを監視した結果、およびコイル抵抗値監視部６０によって駆動コイル１１の抵抗値を監視した結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比の上限を設定する。このため、電源電圧ＶS、および駆動コイル１１の抵抗値が変動した場合でも、パワートランジスタ３２に過大な電流が流れないので、パワートランジスタ３２を保護することができる。また、デューティ比制限部４０は、電源電圧監視部５０での電源電圧ＶSの監視結果、およびコイル抵抗値監視部６０での駆動コイル１１の抵抗値の監視結果に基づいて駆動電圧ＶPWMのオン・デューティ比を設定するので、電源電圧ＶSが低下した場合や駆動コイル１１の抵抗値が増大した場合には、オン・デューティ比を高くする。このため、オン・デューティ比の上限を設定することにより、ＰＷＭ駆動回路３０のパワートランジスタ３２を保護した場合でも、駆動コイル１１に十分な電流を供給することができる。

また、本形態では、許容電圧設定部５２に設定された許容最大電圧値Ｖmaxと電源電圧検出部５１での電源電圧ＶSの検出結果（電圧値Ｖi）との比較結果に基づいてオン・デューティ比の上限を設定するため、比較的簡素な構成で、電源電圧ＶSの変動に対応したオン・デューティ比を設定することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、振れ補正機能付きの光学ユニット１００の電磁アクチュエータ用駆動装置２０に本発明を適用した例を説明したが、光学ユニット１００においてレンズを備えた可動体を光軸方向に移動させてフォーカシング動作を行う電磁アクチュエータ用駆動装置２０に本発明を適用してもよい。また、光学ユニット１００以外に用いられる電磁アクチュエータ用駆動装置２０に本発明を適用してもよい。

３ 可動体
１０ 電磁アクチュエータ
１１ 駆動コイル
１２ マグネット
２０ 電磁アクチュエータ用駆動装置
３０ ＰＷＭ駆動回路
３１ ＰＷＭ制御部
３２ パワートランジスタ
４０ デューティ比制限部
５０ 電源電圧監視部
５１ 電源電圧検出部
５２ 許容電圧設定部
５３ 比較部
６０ コイル抵抗値監視部
９０ 制御部
１００ 光学ユニット
２００ 支持体
ＳPWM ＰＷＭ制御信号
ＶS 電源電圧
ＶPWM 駆動電圧
ＶM 電源電圧の設計時の電圧値
ＲM 駆動コイルの設計時の抵抗値

Claims (8)

1. レンズを保持する可動体と、該可動体を変位可能に支持する支持体と、該支持体に対して前記可動体を変位させる電磁アクチュエータと、該電磁アクチュエータをＰＷＭ駆動する電磁アクチュエータ用駆動装置と、を有する光学ユニットであって、
   前記電磁アクチュエータ用駆動装置は、電源電圧をＰＷＭ変調した駆動電圧をパワートランジスタを介して駆動コイルに供給するＰＷＭ駆動回路と、前記電源電圧を監視する電源電圧監視部と、該電源電圧監視部での監視結果に基づいて前記駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定するデューティ比制限部と、を有することを特徴とする光学ユニット。
2. 前記電磁アクチュエータ用駆動装置は、さらに、前記駆動コイルの抵抗値を監視するコイル抵抗値監視部を備え、
   前記デューティ比制限部は、前記電源電圧監視部での監視結果、および前記コイル抵抗値監視部での監視結果に基づいて前記オン・デューティ比の上限を規定することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記電源電圧監視部は、前記電源電圧を検出する電源電圧検出部と、前記電源電圧の許容最大電圧値が設定された許容電圧設定部と、前記電源電圧検出部での前記電源電圧の検出値と前記許容最大電圧値とを比較する比較部と、を備え、
   前記電源電圧の検出値をＶiとし、前記許容最大電圧値をＶmaxとしたとき、
   前記デューティ比制限部は、前記比較部での比較結果において、Ｖi≦Ｖmaxのときには前記デューティ比の上限を１００％に設定し、Ｖi＞Ｖmaxのときには１００％×（Ｖmax／Ｖi）を前記デューティ比の上限とすることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
4. 前記電源電圧監視部は、前記電源電圧を検出する電源電圧検出部と、前記電源電圧の許容最大電圧値が設定された許容電圧設定部と、前記電源電圧検出部での前記電源電圧の検出値と前記許容最大電圧値とを比較する比較部と、を備え、
   前記電源電圧の検出値をＶiとし、前記許容最大電圧値をＶmaxとしたとき、
   前記許容最大電圧値Ｖmaxは、前記パワートランジスタの最大電流規格値Ｉmaxと、前記コイル抵抗値監視部による前記駆動コイルの抵抗値の検出値Ｒiとの積に基づいて設定されており、
   前記デューティ比制限部は、前記比較部での比較結果においてＶi≦Ｖmaxのときには前記デューティ比の上限を１００％に設定し、前記比較部での比較結果においてＶi＞Ｖmaxのときには１００％×（Ｖmax／Ｖi）を前記デューティ比の上限とすることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。
5. 前記コイル抵抗値監視部は、前記駆動コイルの温度の検出結果に基づいて前記駆動コイルの抵抗値を検出することを特徴とする請求項２または４に記載の光学ユニット。
6. 前記コイル抵抗値監視部は、前記駆動コイルに接する位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光学ユニット。
7. 前記可動体は、略直方体形状を有し、
   前記電磁アクチュエータは、前記可動体において前記レンズ光軸と直交する方向に向く４面のうち、相対向する２面の各々に前記駆動コイルが配置された第１電磁アクチュエータ、および他の相対向する２面の各々に前記駆動コイルが配置された第２電磁アクチュエータとして構成され、
   前記第１電磁アクチュエータおよび前記第２電磁アクチュエータは、前記可動体を揺動
   させて前記レンズ光軸の振れを補正することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学ユニット。
8. 電源電圧をＰＷＭ変調した駆動電圧をパワートランジスタを介して駆動コイルに供給するＰＷＭ駆動回路と、前記電源電圧を監視する電源電圧監視部と、該電源電圧監視部での監視結果に基づいて前記駆動電圧のオン・デューティ比の上限を設定するデューティ比制限部と、を有することを特徴とする電磁アクチュエータ用駆動装置。

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