JP2018143961A - 振動モータの駆動回路、そのキャリブレーション方法、振動装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御部210は、駆動対象の振動モータ102に印加すべき駆動信号S2の指令値S3を発生する。信号発生器220は、周波数可変の周期信号S4を発生する。駆動部230は、指令値S3と周期信号S4を乗算して得られる制御信号S5に応じた駆動信号S2を振動モータ102に印加する。
【選択図】図1
Description
この態様によると、駆動回路をキャリブレーションモードにセットすることで、周期信号の周波数を自動的に最適化できる。
従来の駆動回路は振動モータをオープンループ制御していたところ、フィードバック制御を導入することで、振動特性のばらつきをさらに抑制できる。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが基板の外部に設けられていてもよい。回路を1つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
図1は、第1の実施の形態に係る駆動回路200を備える振動装置100のブロック図である。振動装置100は、振動モータ102および駆動回路200を備える。振動モータ102はたとえばリニア型である。
図3は、第2の実施の形態に係る駆動回路200Aを備える振動装置100Aのブロック図である。振動装置100Aは、図1の振動装置100に加えて、位置検出素子108をさらに備える。位置検出素子108は、振動モータ102の可動子の位置を検出する。位置検出素子108はその限りではないがホールセンサを用いることができる。
図5は、第3の実施の形態に係る駆動回路200Bを備える振動装置100Bのブロック図である。駆動回路200Bは、第2の実施の形態の駆動回路200Aから、周波数キャリブレータ240を省略したものであり、周期信号S4の周波数の調節機能は省略されている。
図9は、振動装置100を備える電子機器を示す図である。電子機器300は振動機能を有するデバイスであり、たとえば携帯電話端末、スマートフォン、タブレットPC、携帯ゲーム機器、ゲームコンソールのコントローラなどが例示される。
図1、図3、図5において、波形テーブル242には複数の波形データが格納されてもよい。この場合、入力信号S1が波形データを含む必要は無く、複数の波形データのひとつを指定する情報を含んでもよい。
制御部210を含むいくつかの回路ブロックを、アナログ回路で実装してもよい。この場合、PIコントローラに代えて、エラーアンプを含むフィードバック系を構築すればよい。
図3、図5において、振動モータ102の可動子の振動の包絡線をフィードバック制御することとしたが、周期信号S4の周波数が低い場合には、包絡線ではなく、振動波形そのものをフィードバック制御してもよい。
図1の駆動回路200において、周波数キャリブレータ240を省略してもよい。キャリブレーション工程において、周波数キャリブレータ240の機能を、振動装置100を検査する試験装置(テスター)に委ね、決定した周期信号S4の周波数情報を、振動装置100のROMやFeRAMなどの不揮発性メモリに格納しておけばよい。
図3や図5の位置検出素子108は、駆動回路200に集積化してもよい。反対に、駆動部230の出力段234の一部(たとえばブリッジ回路)は、駆動回路200に外付けしてもよい。
図3や図5の位置検出素子108に代えて、振動センサを用いてもよい。
信号発生器220が生成する周期信号S4は、単一周波数に限定されず、複数の周波数を含んでよい。すなわち周期信号S4は、周波数の異なる複数の正弦波を重ね合わせたマルチトーン信号であってもよい。
実施の形態ではリニア型の振動モータを駆動対象としたが、本発明はロータリ型の振動モータの駆動にも適用可能である。
Claims (21)
- 駆動対象の振動モータに印加すべき駆動信号の指令値を発生する制御部と、
周波数可変の周期信号を発生する信号発生器と、
前記指令値と前記周期信号を乗算して得られる制御信号に応じた駆動信号を前記振動モータに印加する駆動部と、
を備えることを特徴とする駆動回路。 - キャリブレーションモードにおいてアクティブとなり、前記周期信号の周波数を変化させながら、前記振動モータが発生する振動を監視し、最大のまたは基準を満たす振動を与える前記周期信号の周波数を検出し、通常動作時の前記周期信号の周波数に設定する周波数キャリブレータをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
- 前記振動モータが発生する振動は、慣性センサによって検出されることを特徴とする請求項2に記載の駆動回路。
- 前記制御部は、前記振動モータの可動子の位置に応じた検出値と、その目標値が一致するように、前記指令値をフィードバック制御することを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
- 前記検出値は前記可動子の位置の包絡線に応じていることを特徴とする請求項4に記載の駆動回路。
- 前記検出値は、位置検出素子の出力にもとづくことを特徴とする請求項4または5に記載の駆動回路。
- 前記制御部は、
前記目標値と前記検出値の誤差を生成する減算器と、
前記誤差にもとづいて前記指令値を生成するフィードバックコントローラと、
を含むことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の駆動回路。 - 前記フィードバックコントローラはPI(比例・積分)制御器を含むことを特徴とする請求項7に記載の駆動回路。
- 前記制御部は、そのゲインが可変に構成されたゲインキャリブレータをさらに含むことを特徴とする請求項7または8に記載の駆動回路。
- 前記周期信号は、単一周波数の正弦波、または、周波数の異なる複数の正弦波を合成した信号であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の駆動回路。
- 前記信号発生器は、
矩形波または三角波の発振信号を発生するオシレータと、
前記発振信号を受け、正弦波の前記周期信号を生成するフィルタと、
を含むことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の駆動回路。 - 前記駆動部は、
前記指令値に応じたデューティ比を有するPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成するパルス幅変調器と、
前記PWM信号に応じて前記振動モータを駆動するブリッジ回路と、
を含むことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の駆動回路。 - 駆動対象の振動モータの可動子の位置に応じた検出値と、その目標値が一致するように、フィードバックにより指令値を生成する制御部と、
周期信号を発生する信号発生器と、
前記指令値と前記周期信号を乗算して得られる制御信号に応じた駆動信号を前記振動モータに印加する駆動部と、
を備えることを特徴とする駆動回路。 - 前記検出値は前記可動子の位置の包絡線に応じていることを特徴とする請求項13に記載の駆動回路。
- 前記検出値は、位置検出素子の出力に応じていることを特徴とする請求項13または14に記載の駆動回路。
- 前記制御部は、
前記目標値と前記検出値の誤差を生成する減算器と、
前記誤差にもとづいて前記指令値を生成するフィードバックコントローラと、
を含むことを特徴とする請求項13から15のいずれかに記載の駆動回路。 - 前記フィードバックコントローラはPI(比例・積分)制御器を含むことを特徴とする請求項16に記載の駆動回路。
- ひとつの基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の駆動回路。
- 振動モータと、
前記振動モータを駆動する請求項1から18のいずれかに記載の駆動回路と、
を備えることを特徴とする振動装置。 - 請求項19に記載の振動装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 振動モータの駆動回路のキャリブレーション方法であって、
前記駆動回路は、
駆動対象の振動モータに印加すべき駆動信号の指令値を発生する制御部と、
周波数可変の周期信号を発生する信号発生器と、
前記指令値と前記周期信号を乗算して得られる制御信号を前記振動モータに印加する駆動部と、
を備え、
前記キャリブレーション方法は、
前記周期信号の周波数を変化させながら、前記振動モータが発生する振動を監視するステップと、
最大のまたは基準を満たす振動を与える前記周期信号の周波数を決定するステップと、
決定した周波数を、通常動作時の前記周期信号の周波数に設定するステップと、
を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。
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