JP6018403B2 - スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの駆動回路、それを用いたレンズモジュールおよび電子機器 - Google Patents
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Description
fRES=√(K/M)/2π …(1)
電子機器の小型化にともない、スプリングリターン機構付きVCMの小型化が要求されている。VCMが小型化すると、コイルのインダクタンスが小さくなり、また可動子の重量も小さくなることから、スプリングの力によって可動子、つまりレンズが振動するという問題が発生する。
Y1(t)=YINIT+K×(YFIN−YINIT)×X(t) …(1)
Y2(t−T0/2)=YMID+(1−K)×(YFIN−YINIT)×X(t−T0/2) …(2)
YMID=Y1(T0/2) …(3)
この場合、共振周波数のバラツキに対する安定性を高めることができる。
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。
レンズモジュール502は、ボイスコイルモータ(VCM)200、スプリング202、駆動回路100を備える。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体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半導体基板の外部に設けられていてもよい。
トランジスタ18および抵抗R2は、駆動端子102と固定電圧端子(接地端子)の間に、つまりコイルL1に流れる駆動電流IDRVの経路上に直列に設けられる。制御信号V2は、演算増幅器16の非反転入力端子へと入力される。トランジスタ18と抵抗R2の接続点の電圧は、演算増幅器16の反転入力端子にフィードバックされる。電流ドライバ14により生成される駆動電流IDRVは、以下で与えられる。
IDRV=V2/R2
fRES=√(K/M)/2π …(2)
制御信号生成部20は、波形メモリ22、係数設定部24、演算部26を備える。
本実施の形態において、第1波形と第2波形は、振幅方向に相似である。波形メモリ22には、第1波形および第2波形の基準となる遷移関数X(t)を記述するデジタルデータが格納される。
駆動開始を時刻t=0とするとき、X(0)=0であり、X(T0/2)=FSである。FSは正規化された振幅を表す。
Y1(t)=YINIT+K×(YFIN−YINIT)×X(t) …(3)
Y2(t)=YMID+(1−K)×(YFIN−YINIT)×X(t−T0/2) …(4)
YMID=Y1(T0/2) …(5)
第1乗算器40は、波形メモリ22から読み出される遷移関数X(t)に、係数選択部42の出力値を乗算する。具体的には第1乗算器40は、第1期間T1において、波形メモリ22から読み出される遷移関数X(t)に係数Kを乗算する。また第1乗算器40は、第2期間T2において、波形メモリ22から読み出される遷移関数X(t)に係数(1−K)を乗算する。
図8は、ボイスコイルモータ200および駆動回路100を含む系全体の周波数特性を示す図である。この周波数特性は、図7(a)の周波数特性と図7(b)の周波数特性を掛け合わせたものである。
Claims (10)
- スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの駆動回路であって、
前記ボイスコイルモータの目標ストローク量を指示する指令値を受け、制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記ボイスコイルモータのコイルに、前記制御信号に応じた駆動電流を供給する駆動電流生成部と、
を備え、
前記ボイスコイルモータの共振周波数fRESの逆数を共振周期T0とするとき、前記制御信号は、駆動開始から第1期間T0/2の間、現在のストローク量に対応する初期値YINITから中間値YMIDに向かって遷移し、続く第2期間T0/2の間、前記中間値YMIDから前記目標ストローク量に対応する最終値YFINに向かって遷移し、
前記初期値YINITと前記最終値YFINの差分(YFIN−YINIT)と前記初期値YINITと前記中間値YMIDの差分(YMID−YINIT)との比(YMID−YINIT)/(YFIN−YINIT)である係数Kが可変であり、
前記第1期間と前記第2期間それぞれの前記制御信号の波形は、共通の遷移波形X(t)にしたがっており、振幅方向に相似であり、
前記遷移関数X(t)は、ステップ波形をバンド除去フィルタによりフィルタリングした波形であり、
前記バンド除去フィルタは、前記共振周波数f RES の成分を1〜5dBの範囲で減衰させ、その除去帯域の中心周波数が前記共振周波数f RES よりも高いノッチフィルタであることを特徴とする駆動回路。 - 前記係数Kは、前記ボイスコイルモータのQ値に応じて定められることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
- 前記係数Kは、前記ボイスコイルモータのQ値が大きいほど小さいことを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
- 駆動開始時の時刻tを0、振幅が正規化された所定の遷移関数をX(t)とするとき、
前記第1期間の制御信号Y1(t)および前記第2期間の制御信号Y2(t)は、それぞれ式(1)〜(3)
Y1(t)=YINIT+K×(YFIN−YINIT)×X(t) …(1)
Y2(t−T0/2)=YMID+(1−K)×(YFIN−YINIT)×X(t−T0/2) …(2)
YMID=Y1(T0/2) …(3)
にしたがって遷移することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の駆動回路。 - 前記制御信号生成部は、
前記遷移関数X(t)を示す波形データを格納するメモリと、
前記係数Kを設定する係数設定部と、
前記初期値YINIT、前記最終値YFIN、前記遷移関数X(t)、前記係数Kにもとづいて、前記第1、第2期間の前記制御信号を生成する波形演算部と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の駆動回路。 - 外部のプロセッサから、前記係数Kを指示するデータを受信するインタフェース回路と、
前記係数Kを指示するデータを保持するレジスタと、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の駆動回路。 - 一つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の駆動回路。
- フォーカシングレンズと、
その可動子が前記フォーカシングレンズに連結されたリターン機構付き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から7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レンズモジュール。 - 手ぶれ補正用レンズと、
その可動子が前記手ぶれ補正用レンズに連結されたリターン機構付き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から7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レンズモジュール。 - 請求項8または9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素子と、
を備えることを特徴とする電子機器。
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JP2012097641A JP6018403B2 (ja) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの駆動回路、それを用いたレンズモジュールおよび電子機器 |
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