JP2015085278A - アクチュエータの駆動回路装置及び駆動方法並びにそれらを用いたレンズモジュール及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの共振周波数に合ったノッチフィルタをデジタル的にかつ、自動的に選択できるアクチュエータの駆動回路装置を提供する。【解決手段】アクチュエータの駆動回路装置１００Ａは、アクチュエータ１７０を駆動、制御し、複数のノッチフィルタを選択する制御部１２０とフィルタ１３０とボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７０を駆動するドライバ１４０と、ＶＣＭ１７０に生じた磁気誘導信号を増幅する信号処理部１５０と信号処理部の信号をデジタル処理し共振周波数を測定、算出する共振周波数検出部１６０を有する。共振周波数検出部１６０で算出、確定したフィルタ選択信号Ｓｆｒに基づき制御部１２０で所定のノッチフィルタが設定される。【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータの駆動回路装置及び駆動方法並びにそれらを用いたレンズモジュール及び電子機器に関する。

アクチュエータとは、一般的に入力エネルギーで機械的運動を起こす機器、機構であると定義されている。アクチュエータのなかには一般的に電気系アクチュエータと称されるものがあり、さらに電気系アクチュエータの中には電子機器たとえば携帯電話、携帯カメラなどの自動焦点システムに用いられるＤＣモータ、ステッピングモータ、ピエゾモータ、ボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）などが知られている。ＶＣＭはコイルを用いるがそれを用いるものとしてはソレノイドも知られている。ＶＣＭを用いたアクチュエータは小型で高速な応答が実現できることでも知られている。

特許文献１は、たとえばレンズモジュール、電子機器にかかわるアクチュエータを開示し、モータ制御下にある機械システムにおいて、リンギング、跳躍を最小にするモータ駆動式システムを開示する。たとえばその図１に示された機械システムは、撮像チップ、モータドライバ、ＶＣＭ、及びレンズを含む。

特許文献２は、スプリングリターン機構付ＶＣＭの制御技術に関する。ＶＣＭはリターンスプリング機構を備えている。

特許文献３は、振動アクチュエータ駆動回路に関し、共振点が変化する振動アクチュエータにおいて、運動エネルギーを効率的に取り出す方法を提供するとしている。そのために共振点の変化を振動検出器及びコンパレータを用いて追尾し、常時、振動アクチュエータを共振点で駆動する。

特許文献４は、システムを使用する度に共振周波数を検出し、検出された共振周波数を除去するようにフィルタの係数が自動的に可変できる適応型ノッチフィルタを利用した機械的共振補償装置及び適応型ノッチフィルタを利用した機械的共振補償方法を提供するとしており、適応型ノッチフィルタは無限インパルス応答フィルタを採用する。

特開２０１０−１８３８３２号公報 特開２０１３−８１２９４号公報 特開２００１−８５７５６号公報 特開２００４−２４０９７２号公報

特許文献１，２，３，４はいずれも電気系アクチュエータの共振周波数に着目している点で類似する。本発明のアクチュエータは上記先行技術文献に鑑み、外部測定器を用いることなく共振周波数を自動的に測定し、算出し、さらに算出した共振周波数の信号、データに基づき所定のノッチフィルタを自動的に選択できるアクチュエータの駆動回路装置、電子機器等を提供するものである。

本発明の態様は、共振周波数を有するアクチュエータの駆動回路装置であって、駆動回路装置は共振周波数の信号に対して第１の周波数特性を有する第１フィルタと、共振周波数に対して第２の周波数特性を有する第２フィルタを有し、第１フィルタを介して伝達される駆動信号によってアクチュエータを振動させ、振動したときの共振周波数を測定、算出し、算出したデータに基づき第１フィルタを第２フィルタに切り替える。

また、アクチュエータはＶＣＭを含む。

また本発明の態様は、アクチュエータを駆動する制御信号を生成し、かつ第１フィルタ及び第２フィルタを有する制御部と、制御部からの制御信号に応じてアクチュエータを構成するコイルに駆動電流を供給するドライバと、コイルの一端に生じた磁気誘導信号を増幅してパルス信号を生成する信号処理部と、信号処理部から出力されたパルス信号の周波数を測定、算出し、算出したデータに基づき制御部にフィルタ選択信号を入力する共振周波数検出部を有している。

また本発明の態様は、共振周波数検出部は、コンパレータから出力されるパルス信号のハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の数をカウントし、パルス信号の周期、周波数を算出したデータを確定し、確定したデータに基づき制御部より第２フィルタを選択する。

本発明の別の態様は、共振周波数を有するアクチュエータの駆動方法であって、第１の周波数特性を有する第１フィルタをアクチュエータの駆動回路装置に設定するステップと、駆動回路装置をオンさせてアクチュエータを振動させるステップと、アクチュエータが振動したときの共振周波数を測定、算出するステップと、測定、算出した後に共振周波数を確定するステップと、確定した共振周波数のデータに基づき、第１の周波数特性とは異なる第２フィルタを選択するステップと、選択した第２フィルタを駆動回路装置に設定するステップと、アクチュエータを駆動するステップを有する。

また、本発明の態様は、駆動回路装置をオンさせてアクチュエータを振動させるステップと、アクチュエータが振動したときの共振周波数を測定、算出するステップは少なくとも２回行う。

また、本発明の態様は、駆動回路装置をオンさせてアクチュエータを振動させるステップと、アクチュエータが振動したときの共振周波数を測定、算出するステップが実行されたとき、共振周波数の算出は実行の回数の平均値または、測定、算出した値の最大値及び最小値を除いた測定の平均値で求める。

本発明の別の態様のレンズモジュールは、フォーカシングレンズと、その支持体がフォーカシングレンズに連結されたボイスコイルモータと、ボイスコイルモータを駆動する駆動回路装置とを備える。

本発明の別の態様の電子機器は上記のレンズモジュールと、レンズモジュールを通った光を撮像する撮像デバイスとを備える。

本発明によればアクチュエータをフィルタの特性を変えて振動させ、振動した共振周波数をデジタル的に回路で自動的に測定、算出し、算出した共振周波数のデータに基づきアクチュエータに必要なノッチフィルタを自動的に設定するようにしたので、アクチュエータの調整時間を短縮させ、かつその性能を高めることができる。

本発明の実施形態にかかる電子機器、アクチュエータの駆動回路装置等を示す概念図。 図１の具体的な回路構成図。 本発明にかかるアクチュエータの、周波数に対する振幅の変化を示す図。 本発明にかかるアクチュエータの、周波数に対する利得の変化を示す図。 本発明にかかるアクチュエータの、時間の推移に対する変位（振動）を示す図。 図１に示した本発明にかかるアクチュエータのおもな回路部の信号波形図。 本発明にかかる共振周波数検出部で確定されたフィルタ選択信号とその信号に基づき選択されるノッチフィルタの関係を示す図。 本発明にかかるアクチュエータの駆動方法を示す流れ図。

図１は本発明の実施形態にかかるアクチュエータの駆動回路装置及び駆動方法並びにそれらを用いたレンズモジュール及び電子機器を示す概念図である。電子機器１００は、撮像機能付きの携帯電話、あるいはデジタルカメラ、ビデオカメラなどであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、レンズモジュール１７７、及び撮像デバイス１７８を備える。レンズモジュール１７７は、いわゆるオートフォーカス機能を実現するために設けられフォーカシングレンズ１７５、ＶＣＭ１７０、駆動回路装置１００Ａを含む。撮像デバイス１７８はレンズモジュール１７７を通った光を撮像する。ＶＣＭ１７０は、フォーカシングレンズ１７５を位置決めするアクチュエータであり、フォーカシングレンズのレンズ支持体１７４は、フォーカシングレンズ１７５と連結されている。レンズ支持体１７４はフォーカシングレンズ１７５とともに符号Ｘで示した方向に変位する。ＶＣＭ１７０は、コイル１７１、ばね１７２、ばね支持部１７３、レンズ支持体１７４、フォーカシングレンズ１７５、磁石１７６を有する。

駆動回路装置１００Ａは、ＶＣＭ１７０のコイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖを供給しフォーカシングレンズ１７５の位置を制御する。具体的には駆動回路装置１００Ａはコイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖを流すことによりフォーカシングレンズ１７５を方向Ｘに変位させる。ばね１７２は、方向Ｘと反対方向に戻すように作用する。

ＣＰＵ１１０は、フォーカシングレンズ１７５を通過した像が撮像デバイス１７８上で結像するように、フォーカシングレンズ１７５の目標位置を決定し、その目標位置に応じたＶＣＭ１７０のスライド量を指示する指令値Ｓ１を駆動回路装置１００Ａの制御部１２０に入力する。以上が電子機器１００全体の構成である。続いて駆動回路装置１００Ａを説明する。

駆動回路装置１００Ａは制御部１２０、フィルタ１３０、ドライバ１４０、信号処理部１５０、及び共振周波数検出部１６０を有する。

制御部１２０は、電子機器１００からＶＣＭ１７０の目標スライド量を指示する指令値Ｓ１を受け、アナログの制御信号（不図示）を生成する。ＶＣＭ１７０及びばね１７２、フォーカシングレンズ１７５からなる振動系は、ばね定数Ｋと、質量Ｍとしたときの共振周波数ｆＲは、ｆＲ＝√（Ｋ／Ｍ）／２πで表すことができる。質量Ｍは、フォーカシングレンズ１７５、レンズ支持体１７４、及び磁石１７６を含む。

制御部１２０は、異なる周波数特性を有するフィルタを複数有しており、後述する共振周波数検出部１６０からのフィルタ選択信号Ｓｆｒを受け、フィルタ選択信号Ｓｆｒで指定された共振周波数を有するフィルタをフィルタ１３０として設定する。ここで、フィルタ１３０として設定するとは、複数のフィルタの中から特定のフィルタを制御部１２０と、後段のドライバ１４０との間に電気的に接続することを言う。

制御部１２０に用意したフィルタは共振周波数の信号を伝達するバンドパスフィルタと、共振周波数の信号を阻止または減衰させるノッチフィルタである。ノッチフィルタは共振周波数が異なるものが複数用意されており、フィルタ選択信号Ｓｆｒに応じてその中の１つが選択されフィルタ１３０として設定される。制御部１２０には、バンドパスフィルタとノッチフィルタが用意され、かついずれか一方のフィルタから他方のフィルタに切り替える機能も兼ね備えている。

フィルタ１３０は、制御部１２０から入力される制御信号に第１及び第２の周波数特性をもたせ後段のドライバ１４０に伝達する作用を有する。第１の周波数特性は、アクチュエータ１７０の共振周波数ｆＲの信号を伝達する、たとえばバンドパスフィルタ（第１フィルタ）で決定される。第２の周波数特性は、共振周波数ｆＲの信号を阻止または減衰させるノッチフィルタ（第２フィルタ）で決定される。第１フィルタ及び第２フィルタは、量子化及び標本化してＡＤ変換した信号をデジタル処理する、いわゆるデジタルフィルタが好ましい。デジタルフィルタには有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ）及び無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲ）が知られているが本発明ではいずれであってもかまわない。なお、アクチュエータにデジタルフィルタを採用するものはたとえば特許文献４に紹介されている。なお、第２フィルタはデジタルフィルタであることが好ましいが、第１フィルタはアクチュエータ１７０を振動させるために用意しているのでデジタルフィルタである必要はなく、共振周波数ｆＲの信号を伝達すればよい。したがって、一般的によく知られたフィルタの構成を有する必要はなく抵抗成分、容量成分、インダクタンス成分の小さいたとえば導電体であってもかまわない。

第２フィルタすなわち、共振周波数ｆＲの信号を阻止または減衰させるノッチフィルは、制御部１２０に複数用意されている。用意するノッチフィルタの数は共振周波数ｆＲのばらつきに応じて決定される。いずれにしても共振周波数ｆＲのばらつきの許容範囲がたとえば５０Ｈｚから１５０Ｈｚであるとすれば、それらをカバーし、かつ、駆動回路装置の集積規模、応答性などを考慮してノッチフィルタの数を決定することになる。

ドライバ１４０は、制御部１２０、フィルタ１３０を介して入力された制御信号に基づきアクチュエータ１７０を駆動する。アクチュエータ１７０を駆動するには、ドライバ１４０はコイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖを供給する。ドライバ１４０には、たとえば特許文献２に示された駆動電流生成部１０と同等の回路を用いることができる。駆動電流Ｉｄｒｖの大きさ及びその変化勾配は制御部１２０によって制御されている。

信号処理部１５０は、コイル１７１に生じた共振周波数ｆＲ近傍の信号を増幅し、増幅した信号をコンパレータで波形成形しパルス（矩形波）信号を出力する。

共振周波数検出部１６０は、信号処理部１５０から出力されたパルス信号をデジタル処理し、アクチュエータ１７０の共振周波数ｆＲを測定し、算出し、さらに制御部１２０にフィルタ選択信号Ｓｆｒを入力する。共振周波数検出部１６０は、パルスカウンターを有し、信号処理部１５０から出力されたパルス信号Ｐｒのハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の数をカウントし、周期を求め、その周期から共振周波数を求める。共振周波数ｆＲが確定されると、その共振周波数ｆＲに応じたフィルタ選択信号Ｓｆｒが制御部１２０に入力される。制御部１２０はフィルタ選択信号Ｓｆｒに応じたフィルタをフィルタ１３０に設定する。

アクチュエータ１７０は、コイル１７１、ばね１７２、ばね支持体１７３、レンズ支持体１７４、フォーカシングレンズ１７５を有する。コイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖが供給されると、コイル１７１と磁石１７６との間で磁気結合が生じる。フォーカシングレンズ１７５はレンズ支持体１７４に連結されている。したがって、フォーカシングレンズ１７５は駆動電流Ｉｄｒｖの大きさに応じて符号Ｘで示した方向に変位する。符号Ｘ方向の変位は、ばね１７２で引き戻される。

本発明の実施の形態ではフォーカシング用のレンズモジュールを説明したが駆動回路装置１００Ａの用途はそれに限定されない、たとえば、ＶＣＭ１７０は手ぶれ補正用のレンズを駆動してもよい。

図２は、電子機器２００を示す。電子機器２００は、図１に示した電子機器１００の具体的な構成図である。さらに図２には図１には示していない変位計測器（レーザー変位計）１８０を示している。ここでは図１とは異なるドライバ１４０、信号処理部１５０、及び変位計測器１８０について説明する。なお、制御部１２０に演算部、ＤＡＣを設けているがこれらは特許文献２に示されている。演算部は、ＣＰＵ１１０からの指令値Ｓ１を受けてデジタル制御信号を生成する。ＤＡＣはデジタル制御信号をアナログの制御信号に変換する。

ドライバ１４０は、具体的にはコイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖを供給するための作用を有する。すなわちドライバ１４０は、ＶＣＭ１７０のコイル１７１に制御信号Ｖ１に応じた駆動電流Ｉｄｒｖを供給する。ドライバ１４０は、演算増幅器ＯＡ、トランジスタＴＲ、抵抗Ｒ（抵抗値ｒ）を含む。

トランジスタＴＲ及び抵抗Ｒは、コイル１７１に流れる駆動電流Ｉｄｒｖの経路に直列に設けられる。制御信号Ｖ１は演算増幅器ＯＡの非反転入力端子へ制御部１２０に設けられたＤＡＣからフィルタ１３０を介して入力される。トランジスタＴＲと抵抗Ｒの接続点の電圧は、演算増幅器ＯＡの反転入力端子へフィードバックされる。ドライバ１４０で生成される駆動電流Ｉｄｒｖは、電源端子ＶＣＣの電圧をｖｃｃ、制御信号Ｖ１の電圧をｖ１とすると、Ｉｄｒｖ＝（ｖｃｃ−ｖ１）／ｒで表すことができる。駆動電流Ｉｄｒｖはアクチュエータ１７０の駆動信号として作用する。

なお、ドライバ１４０は、コイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖを流し込むソース型としたが、コイル１７１から駆動電流Ｉｄｒｖを吸い込むシンク型で構成してもよい。ソース型では、コイル１７１は接地端子ＧＮＤ側に接続されるが、シンク型ではコイル１７１は、電源端子ＶＣＣ側に接続される。また、ドライバ１４０は図２のそれには限定されずその他の形式の電流源あるいは電圧源を用いてもよい。たとえば、ドライバ１４０はトランジスタを用いずに演算増幅器と抵抗の組み合わせで電圧源を生成するようにしてもよい。また、パルス幅変調されたＰＷＭ信号でコイル１７１に駆動電流Ｉｄｒｖを供給するようにしてもよい。

信号処理部１５０は、レベル調整回路１５２、演算増幅器１５４、コンパレータ１５６、抵抗Ｒ１，Ｒ２、及びキャパシタＣ１，Ｃ２を有する。信号処理部１５０は、コイル１７１に生じた磁気誘導信号を増幅し、パルス信号に変換する作用を有する。レベル調整回路１５２は後段の演算増幅器１５４のダイナミックレンジが適切な動作点に設定されるように、コイル１７１に生じた磁気誘導信号を所定の直流レベルに調整する、いわゆるレベルシフトの機能を有する。なお演算増幅器１５４の増幅度との兼ね合いでレベル調整回路１５２に利得調整の機能を併せもたせてもよい。

演算増幅器１５４は、レベル調整回路１５２の出力を増幅する。増幅度は抵抗Ｒ１，Ｒ２の大きさによって、周波数特性はキャパシタＣ１，Ｃ２の大きさによってそれぞれ設定される。いずれにしても抵抗Ｒ１，Ｒ２、及びキャパシタＣ１，Ｃ２はアクチュエータ１７０の共振周波数近傍の信号増幅度を高めるように設定される。

コンパレータ１５６は演算増幅器１５４から出力されるアナログ信号をパルス信号Ｐｒに変換する。パルス信号は後段の共振周波数検出部１６０でデジタル処理される。コンパレータ１５６の反転入力端子及び非反転入力端子にはレベル調整回路１５２の出力及び演算増幅器１５４の出力が各別に入力される。レベル調整回路１５２の出力は演算増幅器１５４の非反転入力端子にも入力されている。したがって、コンパレータ１５６で比較する両者信号はいずれも演算増幅器１５４側から取り出した、増幅前と増幅後の２つの信号である。こうした構成によれば、演算増幅器１５４の増幅度、回路動作点がたとえば電源電圧や温度の変化によって変動したとしても２つの信号は連動して同じ方向に変化することになるのでコンパレータ１５６の出力には上記の変化に影響を受けない安定した出力を取り出すことができる。また、コンパレータ１５６には一般的に電源電圧や温度の変化に影響を受けない基準電圧を用意しなければならないが、本発明ではこうした基準電圧生成回路を用意しなくても済むので駆動回路装置１００Ａ全体の集積度を下げ、コストを低減することもできる。

変位計測器（レーザー変位計）１８０は、アクチュエータ１７０にレーザーを発射し、その反射光をセンサがキャッチして、アクチュエータ１７０の変位量、すなわちフォーカシングレンズ１７５が動いた距離を計測する。動いた距離は電圧に変換される。なお、変位計測器１８０は、共振周波数ｆＲの計測に用いることができる。しかし、本発明の実施の形態では信号処理部１５０、共振周波数検出部１６０で、共振周波数ｆＲを自動的に測定、算出するので変位計測器１８０を共振周波数ｆＲの測定に用いなくてもよい。

図３は本発明にかかるアクチュエータ１７０自体の周波数特性、すなわち、周波数の変化に対する振幅の変化を示す。周波数特性はアクチュエータの種類によって異なるが、本発明のＶＣＭを用いたアクチュエータの共振周波数ｆＲは５０Ｈｚ〜１５０Ｈｚであった。通常アクチュエータは共振点を有し、その共振周波数で振動することが知られている。言い換えれば、アクチュエータの共振周波数を測定、算出するにはアクチュエータ自体を振動させることにほかならない。なお、図３に示した周波数特性は、図２において、変位計測器（レーザー変位計）１８０で検出した変位量（距離）を周波数毎に電圧に換算し、それらをプロットすることで得られる。

図４は、フィルタ１３０自体の周波数特性を示す。符号Ｘ１はフィルタ１３０が共振周波数ｆＲの信号であっても利得はその他の周波数と同等の利得が得られる状態を示す。こうした特性は共振周波数ｆＲ近傍の周波数の信号をそのまま伝達させるいわゆるバンドパスフィルタ（第１フィルタ）を用いることで得られる。また、バンドパスフィルタではなく、ほぼ全帯域型のフィルタであってもよい。最も簡便なフィルタ構成は、抵抗成分、容量成分、インダクタ成分の極めて小さな導電体そのものである。

図４での符号Ｘ２は、フィルタ１３０にノッチフィルタ（第２フィルタ）を用いた場合の周波数特性を示す。ノッチフィルタは信号の阻止帯域が狭く、特定の周波数の信号の伝達を阻止する。本発明ではアクチュエータ１７０の共振周波数ｆＲ及びその近傍の信号を阻止、または減衰させる。本発明での共振周波数ｆＲはたとえば５０Ｈｚ〜１５０Ｈｚである。

本発明で用いるノッチフィルタは、量子化及び標本化してＡＤ変換した信号をデジタル信号処理するデジタルフィルタである。なお、アクチュエータにデジタルフィルタを用いることは特許文献４に開示されている。

図５は、本発明にかかるアクチュエータ１７０の振動特性を模式的に示す。符号Ｘ３は図４、符号１で示した、いわゆるバンドパスフィルタを用いてアクチュエータ１７０を振動させた場合である。符号Ｘ３で示す振動特性は本発明の実施の形態ではアクチュエータ１７０の共振周波数ｆＲを測定、算出するときに利用される。アクチュエータ１７０をオンさせると時間の経過とともに変位量すなわちアクチュエータ１７０の動く量は減衰する。なお、変位量は図２に示した変位計測器（レーザー変位計）１８０で検出、観察することができる。

図５での符号Ｘ４で示した振動特性は、図４、符号Ｘ２で示した、いわゆるノッチフィルタを用いてアクチュエータ１７０を振動させた場合である。アクチュエータ１７０をオンさせる、時間が経過しても変位量すなわちアクチュエータ１７０の動く量はほぼ一定であることが分かる。なお、変位量は図２に示した変位計測器（レーザー変位計）１８０で検出、観察することができる。

図６は図２においての主な回路部の出力信号波形を模式的に示す。図６（ａ）は、制御部１２０の出力信号すなわちフィルタ１３０に入力される制御信号を示す。制御信号はパルス信号である。

図６（ｂ）はフィルタ１３０の出力信号すなわちドライバ１４０に入力される駆動信号を示す。駆動信号はノッチフィルタで共振周波数及びその近傍の周波数の利得が阻止または減衰されるので、図６（ｂ）に示すように信号レベルがローレベルからハイレベルに遷移した後に振幅が極端に減衰し、その後徐々に元の振幅の大きさに向かって変化していく。

図６（ｃ）は、フィルタ１３０がノッチフィルタに設定されたときに演算増幅器１５４の出力すなわちコンパレータ１５６の非反転入力端子に入力される信号を示す。

図６（ｄ）は、フィルタ１３０がノッチフィルタに設定されたときに変位計測器１８０で検出、観察される信号波形を示す。変位計測器１８０では図６（ｃ）に示した演算増幅器１５４の出力信号とほぼ同じものを検出、観察することができる。

図６（ｅ）は、フィルタ１３０がノッチフィルタに設定されたときに、コイル１７１の一端に生じる磁気誘導信号を示す。磁気誘導信号の振幅は時間の経過とともに徐々に減衰する。

図６（ｆ）は、コンパレータ１５６の出力信号すなわち共振周波数検出部１６０の入力を示す。コンパレータ１５６の出力はパルス信号Ｐｒであり、演算増幅器１５４の非反転入力端子（＋）と反転入力端子（−）にそれぞれ入力された信号が比較され両者信号のレベル差に応じてハイレベル及びローレベルを有するパルス信号が出力される。

図７は、共振周波数検出部１６０からのフィルタ選択信号Ｓｆｒに応じて制御部１２０で設定されるノッチフィルタの状態を模式的に示す。

いま、共振周波数検出部１６０から、フィルタ選択信号ＳｆｒがＳｆｒ１からＳｆｒｎまで出力されたとすると、それらを便宜的に、Ｓｆｒ１〜Ｓｆｒ５、Ｓｆｒ６〜Ｓｆｒ１０、Ｓｆｒ１１〜Ｓｆｒ１５、及びＳｆｒｎ-５〜Ｓｆｒｎまでグルーピングする状態を示す。理想的には共振周波数ｆＲ毎に、すなわちフィルタ選択信号Ｓｆｒ毎に制御部１２０にノッチフィルタを用意しておくのが好ましい。しかし、こうした構成では制御部１２０の規模が大きくなりアクチュエータ１７０の応答性及びコスト的にみて不合理であるので、本発明では、たとえばフィルタ選択信号がＳｆｒ１〜Ｓｆｒ５の範囲のときは、共振周波数ｆＲがｆＲ１に設定されたノッチフィルタフィルタを選択するようにしたものである。同様に、フィルタ選択信号がＳｆｒ６〜Ｓｆｒ１０の範囲のときは、共振周波数ｆＲがｆＲ２に、フィルタ選択信号がＳｆｒ１１〜Ｓｆｒ１５の範囲のときは、共振周波数ｆＲがｆＲ３に、また、フィルタ選択信号がＳｆｒｎ-５〜Ｓｆｒｎの範囲のときは、共振周波数ｆＲがｆＲｎに、それぞれ設定されたノッチフィルタフィルタを選択するようにするものを示す。こうした構成によれば、制御部１２０に用意すべきノッチフィルタの数を少なく抑えることができるので実用上アクチュエータの性能を損ねることなくかつコストの廉価化を図ることができる。

図８は、本発明にかかるアクチュエータ１７０の駆動方法を示す流れ図である。図２〜図７を用いてアクチュエータ１７０の駆動手順を説明する。まず、ステップ８１０で第１の周波数特性を有する第１フィルタをアクチュエータの駆動回路装置１００Ａに一時的に設定する。ここで第１の周波数特性とは、アクチュエータ１７０の共振周波数ｆＲ及びその近傍での信号の利得が阻止、減衰しない特性を指す。したがって、第１フィルタは共振周波数ｆＲの信号を伝達するバンドパスフィルタかまたは全帯域に対して利得がほぼ一定な全帯域型フィルタまたはロスの少ない導電体そのものである。したがって、第１フィルタはアクチュエータ１７０の振動を抑制しないものであれば十分である。極論すれば振動を妨げないものであればノッチフィルタであってもかまわない。ステップ８１０では図２に示した駆動回路装置１００Ａを図４、符号Ｘ１で示した特性を有するフィルタ１３０を用いる。

ステップ８２０は、ステップ８１０で設定した第１フィルタを用いてアクチュエータ１７０を振動させる。第１フィルタは共振周波数ｆＲでの信号を十分に伝達できるので駆動回路装置１００Ａをオンさせると、アクチュエータ１７０は振動する。なお、駆動回路装置１００Ａのオンオフ制御は、たとえば制御部１２０で行う。ステップ８２０では図４、符号Ｘ１で示した周波数特性を有するフィルタを用い、図５、参照符号Ｘ３で示した振動を生じさせる。ステップ８２０を１回だけではなく数回行うならば、次のステップ８３０と組み合わせることで共振周波数ｆＲを測定し、算出し、確定する精度を高めることができる。

ステップ８３０は、ステップ８２０で振動させたアクチュエータ１７０の共振周波数を測定、算出する。共振周波数の測定、算出は信号処理部１５０及び共振周波数検出部１６０で行う。信号処理部１５０はコイル１７１に生じた磁気誘導信号を増幅する作用を有し、共振周波数検出部１６０はおもに共振周波数ｆＲの測定、算出を行う。なお、共振周波数ｆＲの測定は信号測定部１５０から出力されたパルス信号Ｐｒのハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の数をカウントし周期を求め、最終的には周期の大きさから共振周波数ｆＲを求める。ステップ８３０は、ステップ８２０とともに数回行うならば、共振周波数ｆｒを算出し、確定する精度を高めることができる。測定、算出する回数は、ステップ８２０，８３０の実行回数に応じて数回に及び、それらのデータは逐次変わるが、確定されるデータ、情報は原則的には１つである。ステップ８３０では、図６（ｅ）に示したコンパレータ１５６のパルス信号Ｐｒが測定の対象となる。

ステップ８２０及びステップ８３０の処理を数回行い共振周波数を求めるときには、それらの実行回数分の平均値を求める他に測定値、算出値の最大値と最小値を除外し、残った測定値、算出値の平均値を求めるようにしてもよい。

ステップ８４０はステップ８３０で測定、算出した結果から最終的にアクチュエータ１７０の共振周波数ｆＲを確定する。確定するにあたっては前に述べたように測定回数分の平均値をベースにしたり、最大値と最小値を除外した平均値をベースにしたりして決定する。確定されるデータ、情報は数値で表すかコードで表しフィルタ選択信号Ｓｆｒとして制御部１２０に入力される。

ステップ８５０ではステップ８４０で共振周波数ｆＲを確定した後、その情報、データをたとえば制御部１２０に設けた、たとえばＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶させる。このようにするならば、次回以降のアクチュエータの起動時にはそれらのデータ、情報を不揮発性メモリから読み出すことで、共振周波数ｆＲを再度測定、算出する操作が不要となり、フィルタ１３０に所定のフィルタを設定することができ、アクチュエータ１７０を含めたレンズモジュール１７７の調整が簡易になる。すなわち、共振周波数ｆＲの確定はアクチュエータ１７０を含めたレンズモジュール１７７の出荷時のみで済むので電子機器１００，２００に搭載するときの共振周波数ｆＲの調整、設定が不要となり、製造工程の簡素化、コストの廉価化が実現できる。

ステップ８６０では、ステップ８４０，８５０で確定したフィルタ選択信号Ｓｆｒを受けると、制御部１２０から第２の周波数特性を有する第２フィルタが選択されフィルタ１３０として設定する。第２の周波数特性は共振周波数ｆＲの信号が阻止または減衰する特性であり、図２に示した駆動回路装置１００Ａは図４、符号Ｘ２で示した特性を示す。

ステップ８７０は、選択された第２フィルタをアクチュエータの駆動回路装置１００Ａのフィルタ１３０の箇所に設定する。これによって、アクチュエータ１７０の共振周波数のばらつきに応じたノッチフィルタが固定される。

ステップ８８０で、アクチュエータ１７０は本格的に駆動される。

ステップ８２０及びステップ８３０は繰り返し数回行うことが好ましい。これによって共振周波数の算出、確定の精度を高めることができる。

本発明のアクチュエータの駆動回路装置及び駆動方法並びにそれらを用いたレンズモジュール及び電子機器は、共振周波数がアクチュエータの製造上ばらついてもその共振周波数に合ったノッチフィルタを自動的に選択し、自動的に設定するので共振周波数を測定する計測器は不要になるので産業上の利用可能性は極めて高い。

１００，２００ 電子機器
１００Ａ アクチュエータの駆動回路装置
１１０ ＣＰＵ
１２０ 制御部
１３０ フィルタ
１４０ ドライバ
１５０ 信号処理部
１５２ レベル調整回路
１５４ 演算増幅器
１５６ コンパレータ
１６０ 共振周波数検出部
１７０ アクチュエータ
１７１ コイル
１７２ ばね
１７３ ばね支持部
１７４ レンズ支持体
１７５ フォーカシングレンズ
１７６ 磁石
１７７ レンズモジュール
１７８ 撮像デバイス
１８０ 変位計測器（レーザー変位計）
Ｃ１,Ｃ２ キャパシタ
ＯＡ 演算増幅器
Ｒ，Ｒ１,Ｒ２ 抵抗
ＴＲ トランジスタ

Claims (18)

1. 共振周波数を有するアクチュエータの駆動回路装置であって、前記駆動回路装置は前記共振周波数の信号に対して第１の周波数特性を有する第１フィルタと、前記共振周波数に対して第２の周波数特性を有する第２フィルタを有し、前記第１フィルタを介して伝達される駆動信号によって前記アクチュエータを振動させ、前記振動したときの前記共振周波数を測定、算出し、前記算出したデータに基づき前記第１フィルタを前記第２フィルタに切り替えることを特徴とするアクチュエータの駆動回路装置。
2. 前記第１フィルタは前記共振周波数の信号を伝達させ、前記第２フィルタは前記共振周波数を阻止または減衰させることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
3. 前記第１フィルタは前記共振周波数の信号を伝達させるバンドパスフィルタであり、前記第２フィルタは前記共振周波数の信号を阻止または減衰させるノッチフィルタであることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
4. 前記第２フィルタはデジタルフィルタであることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
5. 前記アクチュエータはボイスコイルモータを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
6. 前記アクチュエータの駆動回路装置は、前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生成するために、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタを有する制御部と、前記制御部からの制御信号に応じて前記アクチュエータを構成するコイルに駆動電流を供給するドライバと、前記コイルの一端に生じた磁気誘導信号を増幅してパルス信号を生成する信号処理部と、前記信号処理部から出力された前記パルス信号の周波数を測定、算出し、算出したデータに基づき前記制御部にフィルタ選択信号を入力する共振周波数検出部を有していることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
7. 前記信号処理部は、前記コイルに誘起された磁気誘導信号を増幅する演算増幅器と、前記演算増幅器の入力信号と前記増幅器の出力信号を比較するコンパレータを有することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
8. 前記演算増幅器の他方の入力端と接地端子との間に接続された第１抵抗と第１キャパシタの直列接続体と、前記増幅手段の出力端と前記第１抵抗と前記第１キャパシタとの共通接続点に接続された第２抵抗と第２キャパシタとの並列接続体を有する請求項７に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
9. 前記共振周波数検出部は、前記コンパレータから出力されるパルス信号のハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の数をカウントし、前記パルス信号の周期、周波数を算出したデータを確定し、前記確定したデータに基づき前記制御部より前記第２フィルタを選択することを請求項７に記載のアクチュエータの駆動回路装置。
10. 共振周波数を有するアクチュエータの駆動方法であって、第１の周波数特性を有する第１フィルタをアクチュエータの駆動回路装置に設定するステップと、前記駆動回路装置をオンさせて前記アクチュエータを振動させるステップと、前記アクチュエータが振動したときの共振周波数を測定、算出するステップと、前記測定、算出した後に前記共振周波数を確定するステップと、前記確定した共振周波数のデータに基づき、前記第１の周波数特性とは異なる第２フィルタを選択するステップと、前記選択した第２フィルタを前記駆動回路装置に設定するステップと、前記アクチュエータを駆動するステップを有するアクチュエータの駆動方法。
11. 確定された前記共振周波数のデータ、情報は不揮発性メモリに記憶され、前記不揮発性メモリから読み出された前記データ、情報に基づき前記第２フィルタが選択されることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータの駆動方法。
12. 前記第１フィルタは前記共振周波数の信号を抑制させるものではなく、前記第２フィルタは前記共振周波数の信号を阻止または減衰させるものであることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータの駆動方法。
13. 前記第１フィルタは前記共振周波数の信号を抑制させないバンドパスフィルタであり、前記第２フィルタは、前記共振周波数の信号を阻止または減衰させるノッチフィルタであることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータの駆動方法。
14. 前記駆動回路装置をオンさせて前記アクチュエータを振動させるステップと、前記アクチュエータが振動したときの共振周波数を測定、算出するステップは少なくとも２回行うことを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータの駆動方法。
15. 前記駆動回路装置をオンさせて前記アクチュエータを振動させるステップと、前記アクチュエータが振動したときの共振周波数を測定、算出するステップが実行されたとき、前記共振周波数の算出は前記実行の回数の平均値または、前記測定、算出した値の最大値及び最小値を除いた平均値で求めることを特徴とする請求項１４に記載のアクチュエータの駆動方法。
16. フォーカシングレンズと、その支持体が前記フォーカシングレンズに連結されたボイスコイルモータと、前記ボイスコイルモータを駆動する請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動回路装置とを備えることを特徴とするレンズモジュール。
17. 手ぶれ補正用レンズと、その支持体が前記手ぶれ補正用レンズに連結されたボイスコイルモータと、前記ボイスコイルモータを駆動する請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動回路装置とを備えることを特徴とするレンズモジュール。
18. 請求項１６または１７に記載のレンズモジュールと、前記レンズモジュールを通った光を撮像する撮像デバイスを備えることを特徴とする電子機器。

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