JP2019013117A

JP2019013117A - 駆動装置および駆動システム

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Publication number: JP2019013117A
Application number: JP2017129809A
Authority: JP
Inventors: 直樹尾辻; Naoki Otsuji
Original assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP6956542B2

Abstract

【課題】制御装置と駆動装置との間の通信時間を低減する。【解決手段】アクチュエータを駆動する駆動装置であって、複数の軸方向のうち当該駆動装置に割り当てられた軸方向を示す割当情報を取得する取得部と、複数の軸方向のそれぞれに対応して目標位置を示す目標位置データを有する目標位置データ列を受信する受信部と、目標位置データ列に含まれる複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データに応じてアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と、を備える駆動装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置および駆動システムに関する。

従来、デジタルカメラ、携帯電話、小型ＰＣ等に搭載されるレンズを有する光学モジュールは、当該レンズの位置をアクチュエータ等で移動させて制御し、手振れ補正機能（ＯＩＳ：ＯｐｔｉｃａｌＩｍａｇｅＳｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を実行するものがある。このようなアクチュエータ等を駆動する駆動装置は、プロセッサ等の制御装置から当該駆動装置に対するスレーブＩＤ（スレーブ識別子）を受信してレンズの目標位置の情報を受け取り、アクチュエータを駆動する。特許文献１および２には、制御装置と複数のスレーブ装置との間のＩ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）通信が記載され、各スレーブ装置が、個別のスレーブＩＤを有し、対応するスレーブＩＤの受信に応じてデータを受信することが記載されている。
特許文献１特表２００４−５１０２２８号公報
特許文献２国際公開第２０１４／０８３７０７号パンフレット

プロセッサ等の制御装置は、ＯＩＳ以外の様々なアプリケーションを制御するため、駆動装置との間の通信は、可能な限り少ない通信時間とすることが求められる。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、アクチュエータを駆動する駆動装置であって、複数の軸方向のうち当該駆動装置に割り当てられた軸方向を示す割当情報を取得する取得部と、複数の軸方向のそれぞれに対応して目標位置を示す目標位置データを有する目標位置データ列を受信する受信部と、目標位置データ列に含まれる複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データに応じてアクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と、を備える駆動装置を提供する。

本発明の第２の態様においては、複数の軸方向のうち第１軸方向が割り当てられた第１の態様の駆動装置である第１駆動装置と、複数の軸方向のうち第２軸方向が割り当てられた第１の態様の駆動装置である第２駆動装置と、第１駆動装置および第２駆動装置に目標位置データ列を送信する制御装置と、制御装置と第１駆動装置の受信部および第２駆動装置の受信部との間を接続する通信路と、を備える駆動システムを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る駆動システムの構成例を示す。本実施形態に係る駆動装置の構成例を示す。本実施形態の駆動システムにおいて、第１駆動装置および第２駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートの第１の例を示す。本実施形態の駆動システムにおいて、第１駆動装置および第２駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートの第１の例を示す。本実施形態の駆動システムにおいて、第１駆動装置および第２駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートの第２の例を示す本実施形態の駆動システムにおいて、第１駆動装置および第２駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートの第２の例を示す。本実施形態の駆動システムにおいて、第１駆動装置および第２駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートの第２の例を示す。本実施形態の駆動システムにおいて、第１駆動装置および第２駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートの第２の例を示す。第１の比較例の駆動システムの構成を示す。第２の比較例の駆動システムの構成を示す。第２の比較例の駆動システムにおいて、２つの駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートを示す。第２の比較例の駆動システムにおいて、２つの駆動装置がデータを受信して、目標位置レジスタに格納するタイミングチャートを示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図９は、第１の比較例の駆動システム７００の構成を示す。第１の比較例は、ＯＩＳアルゴリズム７６５を有する機器（例えば、カメラ、スマートフォン、ＰＣ等）全体を制御するアプリケーションプロセッサ等の制御装置７７０に対して接続され、ＯＩＳアルゴリズム７６５の駆動制御全体を司る駆動装置７６０を設けた駆動システム７００を示す。第１の比較例の駆動システム７００は、検出器７８０と、制御装置７７０と、Ｘ軸方向の第１センサ７２０と、Ｙ軸方向の第２センサ７４０と、駆動装置７６０と、Ｘ軸方向の第１アクチュエータ７１０と、Ｙ軸方向の第２アクチュエータ７３０とを備える。

駆動対象物７５０は、カメラレンズ、プリズム、ミラー、またはグレーティング等の光学部品であってよい。検出器７８０は、制御装置７７０に接続され、駆動対象物７５０または駆動対象物７５０が搭載される機器等の動きを検出して、ＳＰＩ（ＳｅｒｉａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）通信で検出結果を制御装置７７０に送信する。検出器７８０は、例えば、ジャイロセンサ等を有し、駆動対象物７５０の角速度ωを検出し、角速度信号を送信する。

制御装置７７０は、Ｉ２Ｃ通信路を介して駆動装置７６０に接続される。制御装置７７０は、種々のコマンドを駆動装置７６０に送信する。

第１センサ７２０は、駆動装置７６０に接続され、駆動対象物７５０における第１軸方向（一例としてＸ軸方向）の位置情報を検出して、当該位置情報を示す信号を駆動装置７６０に出力する。第２センサ７４０は、駆動装置７６０に接続され、駆動対象物７５０における第２軸方向（一例としてＹ軸方向）の位置情報を検出して、当該位置情報を示す信号を駆動装置７６０に出力する。第１センサ７２０および第２センサ７４０は、一例として磁気センサであってよい。

駆動装置７６０は、第１アクチュエータ７１０と第２アクチュエータ７３０とに接続される。駆動装置７６０は、ＯＩＳアルゴリズム７６５により、検出器７８０からの検出結果に応じて駆動対象物７５０の複数の軸方向での目標位置を算出する。駆動装置７６０は、当該目標位置と第１センサ７２０および第２センサ７４０からの位置情報とが一致するように、第１アクチュエータ７１０および第２アクチュエータ７３０をそれぞれ駆動して、駆動対象物７５０の移動を制御する。

第１アクチュエータ７１０は、駆動装置７６０からの信号に応じて駆動対象物７５０をＸ軸方向に移動させる。第２アクチュエータ７３０は、駆動装置７６０からの信号に応じて駆動対象物７５０をＹ軸方向に移動させる。第１アクチュエータ７１０および第２アクチュエータ７３０は、コイルであってよく、駆動装置７６０により流される電流に応じて磁場を発生して、駆動対象物７５０に接続された磁石との間で生じる引力または斥力によって、駆動対象物７５０の移動を制御する。

このような第１の比較例における駆動装置７６０は、目標位置のデータの送受信を制御装置７７０との間で行う必要が無いが、制御装置７７０とは別個のマイクロコントローラを含みうる駆動装置７６０を用いてＯＩＳアルゴリズム７６５を実行するので駆動装置７６０のチップサイズが大きくなり、また、部品点数が多く、コストが高くなる可能性がある。

図１０は、第２の比較例の駆動システム８１０の構成を示す。第２の比較例の駆動システム８１０は、第１の比較例の駆動システム７００とは異なり、制御装置８４０がＯＩＳアルゴリズム８４５を実行し、制御装置８４０のＯＩＳアルゴリズム８４５が算出した目標位置のデータを２つの駆動装置８５０ａ、８５０ｂに送信して、第１アクチュエータ８６０ａと、第２アクチュエータ８６０ｂとをそれぞれ駆動する。これにより、駆動装置側でＯＩＳアルゴリズム８４５を実行する必要を無くし、駆動装置８５０ａ、８５０ｂを簡素化することができる。駆動システム８１０は、駆動対象物８２０または駆動対象物８２０が搭載される機器等の動きに応じて、当該駆動対象物８２０等の移動を制御する。駆動システム８１０は、検出器８３０と、制御装置８４０と、第１駆動装置８５０ａと、第２駆動装置８５０ｂと、第１アクチュエータ８６０ａと、第２アクチュエータ８６０ｂと、通信路８８０とを備える。

第２の比較例の駆動システム８１０の駆動対象物８２０、検出器８３０、第１アクチュエータ８６０ａ、および第２アクチュエータ８６０ｂは、それぞれ、第１の比較例の駆動システム７００の駆動対象物７５０、検出器７８０、第１アクチュエータ７１０、第２アクチュエータ７３０と同様のものであってよい。

制御装置８４０は、第１駆動装置８５０ａおよび第２駆動装置８５０ｂに通信路８８０を介して接続される。制御装置８４０は、ＯＩＳアルゴリズム８４５により、検出器８３０の検出結果に基づき駆動対象物８２０の目標位置を複数の軸方向のそれぞれに対応して算出し、当該目標位置を示す目標位置データを、第１駆動装置８５０ａおよび第２駆動装置８５０ｂに送信する。制御装置８４０は、ＯＩＳアルゴリズム８４５を実行するアプリケーションプロセッサであってよく、駆動システム８１０および駆動対象物８２０を搭載する機器における駆動システム８１０以外の部分の制御および情報処理にも用いられてよい。

第１駆動装置８５０ａは、第１アクチュエータ８６０ａに接続され、受信した目標位置データに基づき第１アクチュエータ８６０ａを駆動して、駆動対象物８２０の移動を制御する。第１駆動装置８５０ａは、駆動対象物８２０がＸ軸方向での目標位置データが示す目標位置に移動するように、第１アクチュエータ８６０ａを駆動する。

第２駆動装置８５０ｂは、第２アクチュエータ８６０ｂに接続され、受信した目標位置データに基づき第２アクチュエータ８６０ｂを駆動して、駆動対象物８２０の移動を制御する。第２駆動装置８５０ｂは、駆動対象物８２０がＹ軸方向での目標位置データが示す目標位置に移動するように、第２アクチュエータ８６０ｂを駆動する。

通信路８８０は、駆動装置８５０ａ、８５０ｂと制御装置８４０との間に接続され、駆動装置８５０ａ、８５０ｂと制御装置８４０との間での目標位置データ等の種々のデータの通信を可能にする。通信路８８０は、一例として、Ｉ２Ｃ通信路であり、制御装置８４０と駆動装置８５０ａおよび８５０ｂとの間でバス接続されてよい。

図１１および図１２は、第２の比較例の駆動システム８１０において、２つの駆動装置８５０ａ、８５０ｂが目標位置データを受信して、駆動装置８５０ａ、８５０ｂ内の目標位置レジスタに格納するタイミングチャートを示す。第２の比較例の駆動システム８１０は、第１駆動装置８５０ａと第２駆動装置８５０ｂとが互いに異なるスレーブＩＤを有し、制御装置８４０は、各軸方向の目標位置データを個別のスレーブＩＤとともに送信する。

なお、図１１および図１２は、縦方向にＩ２Ｃ通信の「ＳＣＬ」および「ＳＤＡ」、Ｉ２Ｃ通信により伝送される受信内容、受信内容が示す動作指示、Ｘ軸ＩＣ、Ｙ軸ＩＣを示し、横方向にこれらの信号等の時間変化を示す。図１１および図１２において、「ＳＣＬ」は、第１駆動装置８５０ａおよび第２駆動装置８５０ｂの端子ＳＣＬに入力されるクロック信号を示し、「ＳＤＡ」は、第１駆動装置８５０ａおよび第２駆動装置８５０ｂの端子ＳＤＡに入力されるデータ信号を示す。「受信内容」は、データ信号の内容を示し、「受信内容が示す動作指示」は、当該データ信号の内容による動作指示を示す。「Ｘ軸ＩＣ」は、Ｘ軸方向が割り当てられた第１駆動装置８５０ａにおける目標位置を記憶する目標位置レジスタの内容を示す。「Ｙ軸ＩＣ」は、Ｙ軸方向が割り当てられた第２駆動装置８５０ｂにおける目標位置を記憶する目標位置レジスタ内のデータの内容を示す。また、各データの内容は、１６進法で表される。

制御装置８４０は、ｔ０−ｔ３の間で、スレーブＩＤ（１８Ｈ）を有する第１駆動装置８５０ａに対して、目標位置レジスタ（アドレス００Ｈ）にＸ軸方向の目標位置（１ＥＨ）を書き込む目標位置書込コマンドを送信する。

図１１のｔ０−ｔ１の間で、第１駆動装置８５０ａおよび第２駆動装置８５０ｂはスレーブＩＤ（１８Ｈ）を受信する。スレーブＩＤ（１８Ｈ）は、第１駆動装置８５０ａのスレーブＩＤと一致し、第１駆動装置８５０ａはｔ１以降も自らを宛先とするものとしてデータを受信する。一方、第２駆動装置８５０ｂは、スレーブＩＤが一致せず、ｔ１以降に受信するデータをレジスタに格納しない。

ｔ１−ｔ２の間で、第１駆動装置８５０ａは、レジスタアドレス（００Ｈ）を受信する。ｔ２−ｔ３の間で、第１駆動装置８５０ａは、目標位置データ（１ＥＨ）を受信し、目標位置レジスタのアドレス（００Ｈ）に格納する。

制御装置８４０は、ｔ３−ｔ６の間で、スレーブＩＤ（Ｅ８Ｈ）を有する第２駆動装置８５０ｂに対して、目標位置レジスタ（アドレス００Ｈ）にＹ軸方向の目標位置（４７Ｈ）を書き込む目標位置書込コマンドを送信する。

図１２のｔ３−ｔ４の間で、第１駆動装置８５０ａおよび第２駆動装置８５０ｂはスレーブＩＤ（Ｅ８Ｈ）を受信する。スレーブＩＤ（Ｅ８Ｈ）は、第２駆動装置８５０ｂのスレーブＩＤと一致し、第２駆動装置８５０ｂはｔ４以降も自らを宛先とするものとしてデータを受信する。一方、第１駆動装置８５０ａは、スレーブＩＤが一致せず、ｔ４以降に受信するデータをレジスタに格納しない。

ｔ４−ｔ５の間で、第２駆動装置８５０ｂは、レジスタアドレス（００Ｈ）を受信する。ｔ５−ｔ６の間で、第２駆動装置８５０ｂは、目標位置データ（４７Ｈ）を受信し、レジスタアドレス（００Ｈ）に格納する。

以上のように、第２の比較例の駆動システム８１０は、第１の比較例の駆動システム７００に対して、駆動装置８５０ａおよび８５０ｂを簡素化できるが、各駆動装置８５０ａ、８５０ｂに個別のスレーブＩＤを用いるため、２つの駆動装置８５０ａ、８５０ｂのそれぞれに１つの目標位置を示す目標位置データを渡すために、６バイトの通信が必要となる。従って、第２の比較例では、制御装置８４０と駆動装置８５０との間の通信時間が長くなる。

図１は、本実施形態に係る駆動システムの構成例を示す。本実施形態においては、図９に示した第１の比較例に対して、制御装置４０がＯＩＳアルゴリズム４５を有し、制御装置４０のＯＩＳアルゴリズム４５が算出した目標位置データを２つの駆動装置５０ａ、５０ｂに送信して、第１アクチュエータ６０ａと、第２アクチュエータ６０ｂとをそれぞれ駆動する点で相違する。さらに、駆動装置５０ａおよび５０ｂを同一スレーブＩＤで動作させることにより、１つの目標位置書込コマンドを用いて複数の駆動装置５０ａおよび５０ｂの目標位置レジスタ１４０を書込可能とし、通信路８０を介した通信時間を削減する。駆動システム１０は、駆動対象物２０または駆動対象物２０が搭載される機器（例えば、カメラ、スマートフォン、ＰＣ等）等の動きに応じて、当該駆動対象物２０等の移動を制御する。駆動システム１０は、検出器３０と、制御装置４０と、第１駆動装置５０ａと、第２駆動装置５０ｂと、第１アクチュエータ６０ａと、第２アクチュエータ６０ｂと、通信路８０とを備える。

駆動対象物２０は、カメラレンズ、プリズム、ミラー、またはグレーティング等の光学部品であってよい。また、本実施形態に係る駆動システム１０の駆動対象は、光学部品に限定されることはなく、駆動対象物２０は、駆動システム１０による駆動対象となる各種の部品等であってよい。

検出器３０は、制御装置４０に接続され、駆動対象物２０または駆動対象物２０が搭載される機器等の動きを検出して、検出結果を制御装置４０に送信する。検出器３０は、例えばＳＰＩ通信で、検出結果を制御装置４０に送信してよい。検出器３０は、例えば、ジャイロセンサ等を有し、駆動対象物２０等の角速度ωを検出し、角速度信号を送信する。

制御装置４０は、第１駆動装置５０ａの受信部および第２駆動装置５０ｂの受信部に通信路８０を介して接続される。制御装置４０は、検出器３０の検出結果に基づき駆動対象物２０の目標位置を算出し、当該目標位置を示す目標位置データを有する目標位置データ列を、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂに送信する。例えば、制御装置４０は、機器の移動、ぶれに伴うイメージの移動、ぶれを抑えるように、複数の軸方向のそれぞれに対応して目標位置を算出し、各軸方向についての目標位置を示す目標位置データを生成する。制御装置４０は、例えばＩ２Ｃ通信で第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂに目標位置データ列を送信する。制御装置４０は、例えばＯＩＳアルゴリズム４５を実行するアプリケーションプロセッサであってよく、駆動システム１０および駆動対象物２０を搭載する機器における駆動システム１０以外の部分の制御および情報処理にも用いられてよい。ＯＩＳアルゴリズム４５は、駆動対象物２０の目標位置を算出して目標位置データを生成してよい。

なお、目標位置データは、駆動対象物２０の目標位置（例えば座標等）、移動量、および移動方向のうちの少なくとも１つを示すデータであってよい。

第１駆動装置５０ａは、第１アクチュエータ６０ａに接続され、受信した目標位置データに基づき第１アクチュエータ６０ａを駆動して、駆動対象物２０の移動を制御する。第１駆動装置５０ａは、複数の軸方向のうち第１軸方向（例えば、図１ではＸ軸方向）が割り当てられる。第１駆動装置５０ａは、駆動対象物２０が第１軸方向での目標位置データが示す目標位置に移動するように、第１アクチュエータ６０ａを駆動する。第１駆動装置５０ａは、１チップドライバＩＣであってよい。

第２駆動装置５０ｂは、第２アクチュエータ６０ｂに接続され、受信した目標位置データに基づき第２アクチュエータ６０ｂを駆動して、駆動対象物２０の移動を制御する。第２駆動装置５０ｂは、複数の軸方向のうち第２軸方向（例えば、図１ではＹ軸方向）が割り当てられる。第２駆動装置５０ｂは、駆動対象物２０が第２軸方向での目標位置データが示す目標位置に移動するように、第２アクチュエータ６０ｂを駆動する。第２駆動装置５０ｂは、第１駆動装置５０ａとは別の１チップドライバＩＣであってよい。

第１アクチュエータ６０ａは、第１駆動装置５０ａからの信号に応じて駆動対象物２０を第１軸方向に移動させる。第１アクチュエータ６０ａは、コイルであってよい。第１アクチュエータ６０ａは、例えば、第１駆動装置５０ａにより流される電流により磁場を発生し、第１アクチュエータ６０ａと駆動対象物２０に接続された磁石７０ａとの間で生じる引力または斥力によって、駆動対象物２０の移動を制御する。

第２アクチュエータ６０ｂは、第２駆動装置５０ｂからの信号に応じて駆動対象物２０を第２軸方向に移動させる。第２アクチュエータ６０ｂは、コイルであってよい。第２アクチュエータ６０ｂは、例えば、第２駆動装置５０ｂにより流される電流により磁場を発生し、第２アクチュエータ６０ｂと駆動対象物２０に接続された磁石７０ｂとの間で生じる引力または斥力によって、駆動対象物２０の移動を制御する。

通信路８０は、制御装置４０と駆動装置５０との間に接続され、制御装置４０と駆動装置５０との間での目標位置データ等の種々のデータの通信を可能にする。通信路８０は、一例として、Ｉ２Ｃ通信路であり、制御装置４０と駆動装置５０ａおよび５０ｂとの間でバス接続されてよい。

図２は、本実施形態に係る駆動装置５０の構成例を示す。なお、駆動システム１０における第１駆動装置５０ａと第２駆動装置５０ｂとは、図２の駆動装置５０と同様の構成をそれぞれ有することができる。

駆動装置５０は、不揮発性メモリ１００と、取得部１１０と、動作モード設定部１２０と、受信部１３０と、目標位置レジスタ１４０と、センサ１５０と、増幅器１６０と、アナログデジタル変換器１７０と、アクチュエータ駆動部１８０とを備える。

不揮発性メモリ１００は、当該駆動装置５０に対して割り当てられた軸方向を示す割当情報と駆動装置５０のスレーブＩＤとを記憶してよい。不揮発性メモリ１００は、駆動システム１０において別の軸方向が割り当てられた他の駆動装置とは異なる値を割当情報として記憶してよい。例えば、第１駆動装置５０ａの不揮発性メモリ１００は割当情報として（第１軸方向を示す）０を記憶し、第２駆動装置５０ｂの不揮発性メモリ１００は割当情報として（第２軸方向を示す）１を記憶してよい。割当情報は、駆動装置５０の製造時または駆動システム１０の組み立て時等に、当該駆動装置５０に割り当てられた軸方向毎に違う値がプログラミングされてよい。不揮発性メモリ１００は、１つの駆動システム１０における複数の駆動装置で共通のスレーブＩＤを記憶してよい。不揮発性メモリ１００は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ヒューズ、またはフラッシュメモリ等であってよい。

取得部１１０は、不揮発性メモリ１００に接続され、複数の軸方向のうち当該駆動装置５０に割り当てられた軸方向を示す割当情報を、不揮発性メモリ１００から取得してよい。取得部１１０は、さらに、駆動装置５０のスレーブＩＤを不揮発性メモリ１００から取得してよい。取得部１１０は、受信部１３０およびアクチュエータ駆動部１８０に接続され、取得した割当情報またはスレーブＩＤを、受信部１３０またはアクチュエータ駆動部１８０に送信する。

動作モード設定部１２０は、受信部１３０とアクチュエータ駆動部１８０の制御部１８２とに接続される。動作モード設定部１２０は、動作モードレジスタ１２５を有し、当該動作モードレジスタ１２５に対するモード書込コマンドを受信部１３０が受信したことに応じて、駆動装置５０の動作モードを設定する。動作モードレジスタ１２５は、動作モードを格納する。動作モードレジスタ１２５は、動作モードレジスタ１２５に対するモード書込コマンドを受信部１３０が受信したことに応じて、動作モードを示すビット（例えば０または１）が書き込まれる。動作モード設定部１２０は、設定された動作モードを示す信号を、受信部１３０または制御部１８２に送信する。なお、駆動装置５０は、動作モード設定部１２０を有しない構成を取ってもよく、そのような構成における動作は、図３および図４に関連して後述する。

受信部１３０は、取得部１１０と、目標位置レジスタ１４０と、動作モード設定部１２０とに接続される。受信部１３０は、複数の軸方向のそれぞれに対応して目標位置を示す目標位置データを有する目標位置データ列を、制御装置４０から受信する。受信部１３０は、Ｉ２Ｃ通信により、端子ＳＣＬおよび端子ＳＤＡでのシリアル入力を介して、目標位置レジスタ１４０のアドレスを指定する、複数の軸方向に共通の目標位置レジスタアドレスと、目標位置データ列とを含む目標位置書込コマンドを制御装置４０から受信する。

受信部１３０は、駆動装置５０に対応するスレーブＩＤを含む目標位置書込コマンドを受信すると、当該目標位置書込コマンド内の目標位置データを目標位置レジスタ１４０に送信して格納する。この際、受信部１３０は、目標位置書込コマンドに含まれる目標位置レジスタアドレスと、取得部１１０からの割当情報と、モード設定部が示す動作モードとのうち少なくとも１つに応じて、割り当てられた軸方向に対応する目標位置データを目標位置レジスタ１４０に格納してよい。

目標位置レジスタ１４０は、アクチュエータ駆動部１８０の制御部１８２に接続される。目標位置レジスタ１４０は、目標位置データ列に含まれる複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データを、受信部１３０から受信して格納する。

センサ１５０は、増幅器１６０に接続され、駆動対象物２０の位置情報を検出して、当該位置情報を示す信号を増幅器１６０に出力する。センサ１５０は、ホール素子等の磁気センサであってよく、駆動対象物２０に接続された磁石７０の磁場を検知することで駆動対象物２０の位置を検出してよい。

増幅器１６０は、アナログデジタル変換器１７０に接続され、センサ１５０から出力された信号を増幅してアナログデジタル変換器１７０に出力する。アナログデジタル変換器１７０は、アクチュエータ駆動部１８０の制御部１８２に接続され、増幅器１６０からのアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部１８２に出力する。

アクチュエータ駆動部１８０は、目標位置データ列に含まれる複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データに応じてアクチュエータを駆動する。アクチュエータ駆動部１８０は、目標位置データと、センサ１５０からの位置情報とに応じてアクチュエータを駆動することで、クローズドループ制御を行ってよい。アクチュエータ駆動部１８０は、制御部１８２と、デジタルアナログ変換器１８４と、第１ドライバ１８６と、第２ドライバ１８８とを有する。

制御部１８２は、デジタルアナログ変換器１８４に接続される。制御部１８２は、目標位置レジスタ１４０から、割り当てられた軸方向に対応する目標位置データを受け取り、アナログデジタル変換器１７０から、駆動対象物２０の位置情報を受け取る。そして制御部１８２は、当該目標位置データと位置情報とを比較して、目標位置とセンサ１５０で検出した位置とが一致するように、デジタル信号をデジタルアナログ変換器１８４に出力する。このように、制御部１８２は、複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データと、センサ１５０からの位置情報とに基づいて、アクチュエータの駆動量を制御する。制御部１８２は、例えばＰＩＤ（ＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を行ってよい。

デジタルアナログ変換器１８４は、第１ドライバ１８６および第２ドライバ１８８に接続され、制御部１８２から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、第１ドライバ１８６および第２ドライバ１８８に出力する。第１ドライバ１８６および第２ドライバ１８８は、デジタルアナログ変換器１８４からの信号に応じた電流を、出力端子ＯＵＴ１およびＯＵＴ２に接続されたアクチュエータ６０に流すことで、当該アクチュエータ６０を駆動する。

本実施形態の駆動システム１０は、各駆動装置５０が個別の割当情報を有するため、複数の駆動装置５０に共通のスレーブＩＤを用いて目標位置データを送信して、各駆動装置５０によりアクチュエータ６０を駆動させることができる。従って、本実施形態の駆動システム１０は、各駆動装置５０に固有のスレーブＩＤを含む一連の目標位置書込コマンドを個別に送信する必要が無いため、駆動装置５０と制御装置４０との間の通信時間を低減できる。また、ＯＩＳアルゴリズム４５を制御装置４０が有するため、当該ＯＩＳアルゴリズム４５のためのマイコンを駆動装置５０に搭載する必要が無い。従って、本実施形態の駆動装置５０は小型化が可能となる。駆動装置５０の小型化に伴って、駆動装置５０を、例えばアクチュエータ６０の内側に実装すれば、カメラモジュール等の更なる小型化を実現できる。また、駆動装置５０が搭載される機器の部品点数が、少なくなり、コスト削減も実現可能である。

図３および図４は、本実施形態の駆動システム１０において、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂが制御装置４０からのデータを受信して、目標位置レジスタ１４０に格納するタイミングチャートの第１の例を示す。本実施形態においては、図１０−１２に示した第２の比較例に対して、駆動装置５０が、複数の軸方向のうち当該駆動装置５０に割り当てられた軸方向を示す割当情報を有するため、制御装置４０は、複数の駆動装置に共通のスレーブＩＤで、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの両方に対するコマンドを送信可能となる点で相違する。図３および図４では、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、動作モード設定部１２０を有しない構成であってよく、動作モードによらず同一の動作を行う。また、図３および図４において、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、共通のスレーブＩＤとして１８Ｈを有するものとする。

なお、図３および図４においても、受信内容等を図１１および図１２と同様に示す。ただし、図３および図４における「ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝Ｌ（Ｘ軸ＩＣ）」は、Ｘ軸方向が割り当てられ、割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬとして値０を有する第１駆動装置５０ａにおける目標位置レジスタ１４０の内容を示す。「ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝Ｈ（Ｙ軸ＩＣ）」は、Ｙ軸方向が割り当てられ、割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬとして値１を有する第２駆動装置５０ｂにおける目標位置レジスタ１４０内のデータの内容を示す。

駆動装置５０の受信部１３０は、割当情報に応じて、基準アドレスからオフセットさせたアドレスを、当該駆動装置５０の目標位置レジスタ１４０のアドレスとして決定してよい。図３および図４では、第１駆動装置５０ａは、割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝０に応じて、目標位置レジスタ１４０のレジスタアドレスを、目標位置レジスタ１４０の基準アドレスである００Ｈとする。第２駆動装置５０ｂは、割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝１に応じて、目標位置レジスタ１４０のレジスタアドレスを、目標位置レジスタ１４０の基準アドレス００Ｈに１を加えたアドレス０１Ｈとする。

図３および図４において、制御装置４０は、スレーブＩＤ（１８Ｈ）の第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂに対し、アドレス００Ｈを開始アドレスとして４つのデータ（１ＥＨ，４７Ｈ，２ＡＨ、Ｅ３Ｈ）を書き込む目標位置書込コマンドを送信する。

図３のｔ０から、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置書込コマンドの受信を開始する。ｔ０−ｔ１の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置書込コマンドに含まれるスレーブＩＤ（１８Ｈ）を受信する。スレーブＩＤ（１８Ｈ）は、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの両方に対応するスレーブＩＤであるため、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、ｔ１以降も自らを宛先とするものとしてデータを受信する。

ｔ１−ｔ２の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置レジスタアドレス（００Ｈ）を受信する。ｔ２−ｔ３の間で、第１駆動装置５０ａは、目標位置データ（１ＥＨ）を受信し、目標位置レジスタ１４０のアドレス（００Ｈ）に格納する。

図４のｔ３−ｔ４の間で、第２駆動装置５０ｂは、目標位置データ（４７Ｈ）を受信し、目標位置レジスタ１４０のアドレス（０１Ｈ）に格納する。ｔ４以降も、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、受信したデータをレジスタに順次格納する。

図３および図４に示すように、目標位置データ列における複数の目標位置データのそれぞれは、互いに異なるタイミングで伝送される。従って、受信部１３０は、複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応するタイミングで伝送される目標位置データ（例えば、奇数番目または偶数番目の目標位置データ）を目標位置レジスタ１４０に格納してよい。例えば、第２駆動装置５０ｂの受信部１３０は、連続する目標位置データを受信した順に、目標位置レジスタアドレスが示す位置からレジスタに格納する。これにより、Ｘ軸方向の目標位置データがレジスタのアドレス００Ｈに格納された後に、Ｙ軸方向の目標位置データがアドレス０１Ｈに格納される。従って、第２駆動装置５０ｂは、対応する目標位置データを目標位置レジスタ１４０に格納できる。なお、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、割り当てられた軸方向に対応する目標位置データのみを目標位置レジスタ１４０に格納して、対応しない目標位置データは破棄等して、レジスタに格納しなくてもよい。

目標位置データを格納した後、第１駆動装置５０ａのアクチュエータ駆動部１８０は、目標位置レジスタ１４０のレジスタアドレス００Ｈから目標位置データを受け取り、第１アクチュエータ６０ａを制御する。一方、第２駆動装置５０ｂのアクチュエータ駆動部１８０は、目標位置レジスタ１４０のレジスタアドレス０１Ｈから目標位置データを受け取り、第２アクチュエータ６０ｂを制御する。

図５−８は、本実施形態の駆動システム１０において、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂが制御装置４０からのデータを受信して、目標位置レジスタ１４０に格納するタイミングチャートの第２の例を示す。第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂが動作モード設定部１２０を有し、本実施形態の駆動システム１０が第１動作モードおよび第２動作モードで動作する際の動作について図５−８を参照して説明する。図５−８において、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、共通のスレーブＩＤとして１８Ｈを有するものとする。図５−８において、受信内容等を図３および図４と同様に示す。

第２の例においては、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、割当情報によらず、目標位置レジスタ１４０のレジスタアドレスを、目標位置レジスタ１４０の基準アドレスである００Ｈとする。

図５および図６では、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、第１動作モード（例えば、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの動作モード設定部１２０の動作モードレジスタ１２５のビットが０）である。第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの目標位置レジスタ１４０は、第１動作モードにおいて、複数の目標位置データのうち、割当情報によらず予め定められた軸方向に対応する目標位置データを格納する。

図５および図６において、制御装置４０は、スレーブＩＤ（１８Ｈ）の第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂに対し、アドレス００Ｈを開始アドレスとして４つのデータ（１ＥＨ，４７Ｈ，２ＡＨ、Ｅ３Ｈ）を書き込む目標位置書込コマンドを送信する。

図５のｔ０から、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置書込コマンドの受信を開始する。ｔ０−ｔ１の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、スレーブＩＤ（１８Ｈ）を受信する。スレーブＩＤ（１８Ｈ）は、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの両方に対応するスレーブＩＤであるため、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、ｔ１以降も自らを宛先とするものとしてデータを受信する。

ｔ１−ｔ２の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置レジスタアドレス（００Ｈ）を受信する。ｔ２−ｔ３の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置データ（１ＥＨ）をそれぞれ受信し、目標位置レジスタ１４０のアドレス（００Ｈ）にそれぞれ格納する。すなわち、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの両方が、例えばＸ軸用の目標位置データを目標位置レジスタ１４０に格納する。

図６のｔ３以降も、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、受信したデータをレジスタに順次格納する。

図７および図８では、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、第２動作モード（例えば、動作モード設定部１２０の動作モードレジスタ１２５のビットが１）である。第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの目標位置レジスタ１４０は、第２動作モードにおいて、複数の目標位置データのうち、割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データを格納する。

図７および図８において、制御装置４０は、スレーブＩＤ（１８Ｈ）の第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂに対して、目標位置レジスタ１４０のアドレス００Ｈにそれぞれ書き込む４つのデータ（１ＥＨ，４７Ｈ，２ＡＨ、Ｅ３Ｈ）を配列した目標位置書込コマンドを送信する。

図７のｔ０の前に、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、制御装置４０から、動作モードレジスタ１２５に対するモード書込コマンドを受信して、動作モード設定部１２０の動作モードレジスタ１２５のビットを１に設定する。

図７のｔ０から、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置書込コマンドの受信を開始する。ｔ０−ｔ１の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂはスレーブアドレス（１８Ｈ）を受信する。スレーブＩＤ（１８Ｈ）は、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂの両方に対応するスレーブＩＤであるため、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、ｔ１以降も自らを宛先とするものとしてデータを受信する。

ｔ１−ｔ２の間で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、目標位置レジスタアドレス（００Ｈ）を受信する。ｔ２−ｔ３の間で、第１駆動装置５０ａの受信部１３０は、アドレス００Ｈに対するＸ軸用のデータである目標位置データ（１ＥＨ）を受信し、取得部１１０が取得した割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝０に応じて、目標位置データ（１ＥＨ）を目標位置レジスタ１４０のアドレス（００Ｈ）に格納する。第２駆動装置５０ｂの受信部１３０は、取得部１１０が取得した割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝１に応じて、目標位置データ（１ＥＨ）を目標位置レジスタ１４０に格納しない。

ｔ３−ｔ４の間で、第１駆動装置５０ａは、アドレス００Ｈに対するＹ軸用のデータである目標位置データ（４７Ｈ）を受信し、取得部１１０が取得した割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝０に応じて、目標位置データ（４７Ｈ）を目標位置レジスタ１４０に格納しない。第２駆動装置５０ｂは、取得部１１０が取得した割当情報ＰＯＳＩ＿ＣＴＲＬ＝１に応じて、目標位置データ（４７Ｈ）を目標位置レジスタ１４０のアドレス（００Ｈ）に格納する。

ｔ４以降で、第１駆動装置５０ａおよび第２駆動装置５０ｂは、同様に目標位置レジスタ１４０のアドレス（００Ｈ）に、受信したデータを順次格納する。

目標位置データを格納した後、第１駆動装置５０ａのアクチュエータ駆動部１８０は、目標位置レジスタアドレス００Ｈに位置する目標位置データを受け取る。また、第２駆動装置５０ｂのアクチュエータ駆動部１８０は、目標位置レジスタアドレス００Ｈに位置する目標位置データを受け取る。

このように、本実施形態の駆動システム１０により、例えば４バイトの通信で、２つの駆動装置５０ａ、５０ｂのそれぞれに１つの目標位置を示す目標位置データを渡すことができ、制御装置４０と駆動装置５０ａ、５０ｂとの間の通信時間を低減できる。

なお、本実施形態の駆動装置５０において、割当情報は、不揮発性メモリ１００に代えて、各駆動装置５０の外部ピンに接続された電位によって設定されてもよい。例えば、第１駆動装置５０ａは低電位側電源に接続され、第２駆動装置５０ｂは高電位側電源に接続されることで、各駆動装置５０の取得部１１０は、当該接続された電源の電位によって割当情報を取得してよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０駆動システム、２０駆動対象物、３０検出器、４０制御装置、４５ＯＩＳアルゴリズム、５０ａ第１駆動装置、５０ｂ第２駆動装置、５０駆動装置、６０アクチュエータ、６０ａ第１アクチュエータ、６０ｂ第２アクチュエータ、７０磁石、７０ａ磁石、７０ｂ磁石、８０通信路、１００不揮発性メモリ、１１０取得部、１２０動作モード設定部、１２５動作モードレジスタ、１３０受信部、１４０目標位置レジスタ、１５０センサ、１６０増幅器、１７０アナログデジタル変換器、１８０アクチュエータ駆動部、１８２制御部、１８４デジタルアナログ変換器、１８６第１ドライバ、１８８第２ドライバ、７００駆動システム、７１０第１アクチュエータ、７２０第１センサ、７３０第２アクチュエータ、７４０第２センサ、７５０駆動対象物、７６０駆動装置、７６５ＯＩＳアルゴリズム、７７０制御装置、７８０検出器、８１０駆動システム、８２０駆動対象物、８３０検出器、８４０制御装置、８４５ＯＩＳアルゴリズム、８５０ａ第１駆動装置、８５０ｂ第２駆動装置、８５０駆動装置、８６０ａ第１アクチュエータ、８６０ｂ第２アクチュエータ、８８０通信路

Claims

アクチュエータを駆動する駆動装置であって、
複数の軸方向のうち当該駆動装置に割り当てられた軸方向を示す割当情報を取得する取得部と、
複数の軸方向のそれぞれに対応して目標位置を示す目標位置データを有する目標位置データ列を受信する受信部と、
前記目標位置データ列に含まれる複数の前記目標位置データのうち、前記割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データに応じて前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動部と、
を備える駆動装置。
前記目標位置データ列に含まれる複数の前記目標位置データのうち、前記割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データを格納する目標位置レジスタを更に備える請求項１に記載の駆動装置。
前記受信部は、前記目標位置レジスタのアドレスを指定する、前記複数の軸方向に共通の目標位置レジスタドレスと、前記目標位置データ列とを含む目標位置書込コマンドを受信する請求項２に記載の駆動装置。
前記目標位置データ列における前記複数の目標位置データのそれぞれは、互いに異なるタイミングで伝送され、
前記目標位置レジスタは、前記複数の目標位置データのうち、前記割当情報により指定される軸方向に対応するタイミングで伝送される目標位置データを格納する請求項３に記載の駆動装置。
当該駆動装置の動作モードを設定する動作モード設定部を更に備え、
前記目標位置レジスタは、
第１動作モードにおいて、前記複数の目標位置データのうち、前記割当情報によらず予め定められた軸方向に対応する目標位置データを格納し、
第２動作モードにおいて、前記複数の目標位置データのうち、前記割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データを格納する
請求項２から４のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記動作モード設定部は、動作モードを格納する動作モードレジスタを有し、
前記動作モードレジスタは、動作モードレジスタに対するモード書込コマンドを前記受信部が受信したことに応じて書き込まれる
請求項５に記載の駆動装置。
前記割当情報を記憶する不揮発性メモリを更に備え、
前記取得部は、前記不揮発性メモリから前記割当情報を取得する請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動装置。
駆動対象物の位置情報を検出するセンサを更に備え、
前記アクチュエータ駆動部は、前記複数の目標位置データのうち、前記割当情報により指定される軸方向に対応する目標位置データと前記位置情報とに基づいて、前記アクチュエータの駆動量を制御する
請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記センサは、磁気センサである請求項８に記載の駆動装置。
前記アクチュエータは、カメラレンズを駆動する請求項１から９のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記複数の軸方向のうち第１軸方向が割り当てられた請求項１から１０のいずれか一項に記載の駆動装置である第１駆動装置と、
前記複数の軸方向のうち第２軸方向が割り当てられた請求項１から１０のいずれか一項に記載の駆動装置である第２駆動装置と、
前記第１駆動装置および前記第２駆動装置に前記目標位置データ列を送信する制御装置と、
前記制御装置と前記第１駆動装置の前記受信部および前記第２駆動装置の前記受信部との間を接続する通信路と、
を備える駆動システム。