KR20110088413A

KR20110088413A - 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로

Info

Publication number: KR20110088413A
Application number: KR1020110007227A
Authority: KR
Inventors: 쯔또무 무라따
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤; 산요 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2011-08-03
Also published as: TWI455477B; US20110181211A1; US20130334990A1; CN102142807A; US9252696B2; JP2011155815A; US8519645B2; KR101172618B1; JP5601845B2; CN102142807B; TW201203832A

Abstract

본 발명의 과제는, 리니어 진동 모터의 구동 개시시에 있어서의 진동의 상승 시간을 단축하는 것이다.
구동 신호 생성부(10)는, 코일 L1에 플러스 전류와 마이너스 전류를 교대로 흘리기 위한 구동 신호이며, 플러스 전류 통전 기간 및 마이너스 전류 통전 기간의 각각의 전후에 비통전 기간이 설정되는 구동 신호를 생성한다. 구동부(20)는, 구동 신호 생성부(10)에 의해 생성된 구동 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 코일 L1에 공급한다. 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시 후, 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭을, 리니어 진동 모터(200)의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭보다 짧게 설정한다.

Description

리니어 진동 모터의 구동 제어 회로{LINEAR VIBRATION MOTOR DRIVE CONTROLLING CIRCUIT}

본 발명은, 진동자가 고정자에 대해 직선 형상으로 왕복 진동하는 리니어 진동 모터를 구동 제어하기 위한 구동 제어 회로에 관한 것이다.

종래, 리니어 진동 모터는 전기 면도기 등 특정한 용도로 사용되어 왔지만, 최근, 그 용도가 확대되고 있다. 예를 들어, 터치 패널을 눌렀을 때의 조작 감각을 유저에게 피드백시키기 위한 진동을 만들어 내는 소자에 채용되고 있다. 이러한 햅틱스 용도의 확대에 수반하여, 금후, 리니어 진동 모터의 출하수가 늘어 간다고 예상된다.

일본 특허 공개 제2001-16892호 공보

리니어 진동 모터의 구동 제어에서는, 구동 개시시에 있어서의 진동의 상승 시간의 단축이 요구된다. 특히, 상술한 햅틱스 용도에서는, 가능한 한 빠른 반응 속도가 요구되기 때문에, 상승 시간이 빠른 리니어 진동 모터가 요구된다.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 리니어 진동 모터의 구동 개시시에 있어서의 진동의 상승 시간을 단축하는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 임의의 형태의 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로는, 고정자와 진동자를 갖고, 양자 중 적어도 한쪽은 전자석으로 구성되고, 이 전자석의 코일에 구동 전류를 공급하여 진동자를 고정자에 대해 진동시키는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로이며, 코일에 플러스 전류와 마이너스 전류를 교대로 흘리기 위한 구동 신호이며, 플러스 전류 통전 기간 및 마이너스 전류 통전 기간의 각각의 전후에 비통전 기간이 설정되는 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부와, 구동 신호 생성부에 의해 생성된 구동 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 코일에 공급하는 구동부를 구비한다. 구동 신호 생성부는, 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭을, 리니어 진동 모터의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭보다 짧게 설정한다.

본 발명의 다른 형태도 또한, 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로이다. 이 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로는, 고정자와 진동자를 갖고, 양자 중 적어도 한쪽은 전자석으로 구성되고, 이 전자석의 코일에 구동 전류를 공급하여 진동자를 고정자에 대해 진동시키는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로이며, 코일에 플러스 전류와 마이너스 전류를 교대로 흘리기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부와, 구동 신호 생성부에 의해 생성된 구동 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 코일에 공급하는 구동부를 구비한다. 구동 신호 생성부는, 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성하고, 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를, 리니어 진동 모터의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비보다 높게 설정한다.

또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 변환한 것도 또한, 본 발명의 형태로서 유효하다.

본 발명에 따르면, 리니어 진동 모터의 구동 개시시에 있어서의 진동의 상승 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 구동부, 유기 전압 검출부 및 비교기의 구성예를 나타내는 도면.
도 3은 실시 형태에 관한 구동 제어 회로의 동작예를 나타내는 타이밍 차트.
도 4는 에지 신호, 제1 클록 신호, 제2 클록 신호 및 제3 클록 신호의 일례를 나타내는 타이밍 차트.
도 5는 디코더의 구성예를 나타내는 도면.
도 6은 구동 신호의 1주기의 파형을 도시하는 도면.
도 7은 구동 신호의 통전 기간 폭의 제어를 설명하기 위한 도면.
도 8은 구동 신호의 위상 제어를 설명하기 위한 도면.
도 9는 상승 제어 기능이 추가된 디코더의 구성예를 나타내는 도면.
도 10은 제1 상승 제어를 설명하기 위한 도면으로, 도 10의 (a)는 제1 상승 제어가 실행되지 않은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터의 진동의 추이를 도시하는 도면이고, 도 10의 (b)는 제1 상승 제어가 실행된 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터의 진동의 추이를 도시하는 도면.
도 11은 제2 상승 제어를 설명하기 위한 도면으로, 도 11의 (a)는 제2 상승 제어가 실행되지 않은 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 11의 (b)는 제2 상승 제어가 실행된 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면.
도 12는 정지 제어 기능이 추가된 디코더의 구성예를 나타내는 도면.
도 13은 상기 정지 제어의 기본 개념을 설명하기 위한 도면으로, 도 13의 (a)는 정지 제어가 실행되지 않은 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 13의 (b)는 정지 제어가 실행된 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 13의 (c)는 정지 제어가 PWM 신호에 의해 실행된 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면.
도 14는 상기 정지 제어에 있어서 역 위상의 구동 신호의 주기 횟수가 고정인 예를 설명하기 위한 도면으로, 도 14의 (a)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 많은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터의 진동의 추이를 도시하는 도면이고, 도 14의 (b)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 적은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터의 진동의 추이를 도시하는 도면.
도 15는 상기 정지 제어에 있어서 역 위상의 구동 신호의 주기 횟수가 가변하는 예를 설명하기 위한 도면으로, 도 15의 (a)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 많은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터의 진동의 추이를 도시하는 도면이고, 도 15의 (b)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 적은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터의 진동의 추이를 도시하는 도면.
도 16은 검출창 설정 기능을 갖는 제로 크로스 검출부의 구성을 도시하는 도면.
도 17은 검출창 신호 1, 검출창 신호 2 및 검출창 개시 신호를 설명하기 위한 도면.
도 18은 출력 제어부의 구성예를 나타내는 도면.
도 19는 검출창 신호 1을 사용하는 제로 크로스 검출부(검출창 개시 신호 미사용)의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 도 19의 (a)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에 발생한 경우의 코일의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하고, 도 19의 (b)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수<공진 주파수)의 코일의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하고, 도 19의 (c)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수>공진 주파수)의 코일의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하는 도면.
도 20은 검출창 신호 2 및 검출창 개시 신호를 사용하는 제로 크로스 검출부의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 도 20의 (a)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수<공진 주파수)의 코일의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하고, 도 20의 (b)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수>공진 주파수)의 코일의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하는 도면.

(기본 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 리니어 진동 모터(200)의 구동 제어 회로(100)의 구성을 도시하는 도면이다. 우선, 리니어 진동 모터(200)는 고정자(210)와 진동자(220)를 갖고, 양자 중 적어도 한쪽은 전자석으로 구성된다. 본 실시 형태에서는, 고정자(210)가 전자석으로 구성된다. 고정자(210)는, 자성 재료의 코어(211)에 코일 L1이 권취되어 형성되고, 코일 L1에 통전되면 자석으로서 작용한다. 진동자(220)는 영구 자석(221)을 포함하고, 영구 자석(221)의 양단부(S극측과 N극측)는, 각각 스프링(222a, 222b)을 개재하여 프레임(223)에 고정된다. 고정자(210)와 진동자(220)는 소정의 간극을 두고 나란히 배치된다. 또한, 도 1의 예와 반대로, 진동자(220)가 전자석으로 구성되고, 고정자(210)가 영구 자석으로 구성되어도 좋다.

구동 제어 회로(100)는, 상기 코일 L1에 구동 전류를 공급하여 진동자(220)를 고정자(210)에 대해 직선 형상으로 왕복 진동시킨다. 구동 제어 회로(100)는, 구동 신호 생성부(10), 구동부(20), 유기 전압 검출부(30) 및 제로 크로스 검출부(40)를 구비한다.

구동 신호 생성부(10)는, 코일 L1에 플러스 전류와 마이너스 전류를 비통전 기간을 사이에 두고 교대로 흘리기 위한 구동 신호를 생성한다. 구동부(20)는, 구동 신호 생성부(10)에 의해 생성된 구동 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 코일 L1에 공급한다. 유기 전압 검출부(30)는, 코일 L1의 양단부에 접속되고, 코일 L1의 양단부 전위차를 검출한다. 주로, 비통전 기간에 있어서, 코일 L1에 발생하는 유기 전압을 검출한다. 제로 크로스 검출부(40)는, 유기 전압 검출부(30)에 의해 검출된 유기 전압의 제로 크로스를 검출한다.

구동 신호 생성부(10)는, 제로 크로스 검출부(40)에 의해 검출된 유기 전압의 제로 크로스의 검출 위치로부터 리니어 진동 모터(200)의 고유 진동수를 추정하여, 상기 구동 신호의 주파수를 당해 고유 진동수에 가능한 한 근접시킨다. 즉, 상기 구동 신호의 주파수가 당해 고유 진동수에 일치하도록 상기 구동 신호의 주파수를 적절히 변화시킨다.

보다 구체적으로는, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 신호의 1주기의 종료 위치와, 그 종료 위치에 대응해야 할 제로 크로스의 검출 위치와의 차분을 산출하고, 그 차분을 현재의 구동 신호의 주기 폭에 가산하여 상기 구동 신호의 주기 폭을 적절히 제어한다. 상기 구동 신호의 1주기가 통상의 위상(제로→플러스 전압→제로→마이너스 전압→제로)으로 형성되는 경우, 상기 종료 위치에 대응해야 할 제로 크로스의 검출 위치는, 상기 유기 전압의 마이너스 전압으로부터 플러스 전압으로 제로 크로스하는 위치로 된다. 반대로, 상기 구동 신호의 1주기가 역 위상(제로→마이너스 전압→제로→플러스 전압→제로)으로 형성되는 경우, 상기 종료 위치에 대응해야 할 제로 크로스의 검출 위치는, 상기 유기 전압의 플러스 전압으로부터 마이너스 전압으로 제로 크로스하는 위치로 된다.

이하, 구동 제어 회로(100)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 우선, 구동부(20), 유기 전압 검출부(30), 제로 크로스 검출부(40)의 구성에 대해 설명한다. 제로 크로스 검출부(40)는, 비교기(41) 및 에지 검출부(42)를 포함한다. 비교기(41)는, 유기 전압 검출부(30)에 의해 검출된 유기 전압과, 제로 크로스를 검출하기 위한 기준 전압을 비교한다. 비교기(41)는, 당해 유기 전압이 당해 기준 전압을 크로스하는 타이밍에서 출력을 반전시킨다. 예를 들어, 로우 레벨 신호로부터 하이 레벨 신호로 반전시킨다. 에지 검출부(42)는, 비교기(41)의 출력이 반전한 위치를 에지로서 검출한다.

도 2는, 구동부(20), 유기 전압 검출부(30) 및 비교기(41)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 2에서는, 구동부(20)를 H 브리지 회로로, 및 유기 전압 검출부(30)를 차동 증폭 회로로 구성하는 예를 나타내고 있다.

당해 H 브리지 회로는, 제1 트랜지스터 M1, 제2 트랜지스터 M2, 제3 트랜지스터 M3 및 제4 트랜지스터 M4를 포함한다. 또한, 도 2에서는 설명의 편의상, 리니어 진동 모터(200)의 코일 L1도 구동부(20)의 범위 내에 도시하고 있다. 제1 트랜지스터 M1과 제3 트랜지스터 M3과의 제1 직렬 회로, 및 제2 트랜지스터 M2와 제4 트랜지스터 M4와의 제2 직렬 회로가, 각각 전원 전위 Vdd와 접지 전위 사이에 접속된다. 제1 트랜지스터 M1과 제3 트랜지스터 M3과의 접속점(이하, A점이라 함)과, 제2 트랜지스터 M2와 제4 트랜지스터 M4와의 접속점(이하, B점이라 함) 사이에 코일 L1이 접속된다.

도 2에서는, 제1 트랜지스터 M1 및 제2 트랜지스터 M2는 P 채널 MOSFET로 구성되고, 각각의 소스 드레인 사이에 보디 다이오드로서 제1 다이오드 D1 및 제2 다이오드 D2가 접속되어 있다. 제3 트랜지스터 M3 및 제4 트랜지스터 M4는 N 채널 MOSFET로 구성되고, 각각의 소스 드레인 사이에 보디 다이오드로서 제3 다이오드 D3 및 제4 다이오드 D4가 접속되어 있다.

제1 트랜지스터 M1, 제2 트랜지스터 M2, 제3 트랜지스터 M3 및 제4 트랜지스터 M4의 게이트에는, 구동 신호 생성부(10)(보다 엄밀하게는, 후술하는 디코더(14))로부터 상기 구동 신호가 입력된다. 당해 구동 신호에 의해, 제1 트랜지스터 M1과 제4 트랜지스터 M4가 온, 및 제2 트랜지스터 M2와 제3 트랜지스터 M3이 오프로 제어되면 코일 L1에 플러스 전류가 흐르고, 제1 트랜지스터 M1과 제4 트랜지스터 M4가 오프, 및 제2 트랜지스터 M2와 제3 트랜지스터 M3이 온으로 제어되면 코일 L1에 마이너스 전류가 흐른다.

상기 차동 증폭 회로는, 연산 증폭기 OP1, 제1 저항 R1, 제2 저항 R2, 제3 저항 R3 및 제4 저항 R4를 포함한다. 연산 증폭기 OP1의 반전 입력 단자는 제1 저항 R1을 통해 B점과 접속되고, 비반전 입력 단자는 제2 저항 R2를 통해 A점과 접속된다. 연산 증폭기 OP1의 반전 입력 단자와 출력 단자는 제3 저항 R3을 통해 접속된다. 연산 증폭기 OP1의 비반전 입력 단자에는, 제4 저항 R4를 통해 기준 전압 Vref가 오프셋 전압으로서 인가된다.

제1 저항 R1과 제2 저항 R2의 저항값을 동일한 값으로 설정하고, 제3 저항 R3과 제4 저항 R4의 저항값을 동일한 값으로 설정한다. 이 조건에서는, 상기 차동 증폭 회로의 증폭률은 R3/R1로 된다. 예를 들어, 제1 저항 R1과 제2 저항 R2의 저항값을 10kΩ, 및 제3 저항 R3과 제4 저항 R4의 저항값을 20kΩ로 설정하여, 코일 L1의 양단부 전압(A-B간 전압)을 2배로 증폭한다.

비교기(41)(오픈 루프의 연산 증폭기로 구성됨)의 반전 입력 단자에는 기준 전압 Vref가 인가된다. 비교기(41)의 비반전 입력 단자는 연산 증폭기 OP1의 출력 단자와 접속되고, 당해 비반전 입력 단자에는 연산 증폭기 OP1의 출력 전압이 인가된다. 상기 차동 증폭 회로에 기준 전압 Vref가 오프셋 전압(예를 들어, 1/2Vdd)으로서 인가되는 경우, 연산 증폭기 OP1과 비교기(41)의 레인지를 맞추기 위해, 비교기(41)의 참조 전압으로서 기준 전압 Vref가 사용된다. 또한, 상기 차동 증폭 회로에 오프셋 전압이 인가되지 않는 경우, 비교기(41)의 참조 전압으로서 접지 전압이 사용된다.

이와 같이, 코일 L1의 양단부 전압(A-B간 전압)을 상기 차동 증폭 회로에 의해 증폭한 후 비교기(41)에 입력함으로써, 코일 L1에 발생하는 유기 전압의 제로 크로스의 검출 정밀도를 높일 수 있다.

도 3은, 실시 형태에 관한 구동 제어 회로(100)의 동작예를 나타내는 타이밍 차트이다. 이 동작예는, 단상 전파(全波)로 리니어 진동 모터(200)를 구동하는 예이다. 그때, 비통전 기간을 설정한다. 비통전 기간은, 플러스 전류 통전 기간 및 마이너스 전류 통전 기간의 각각의 전후에 설정된다. 즉, 전체 주기 중, 제1 반주기는 비통전 기간, 플러스 전류 통전 기간 및 비통전 기간으로 구성되고, 제2 반주기는 비통전 기간, 마이너스 전류 통전 기간 및 비통전 기간으로 구성된다. 이하의 예에서는, 반주기의 180°중 비통전 기간에 40°, 플러스(마이너스) 전류 통전 기간에 100°및 비통전 기간에 40°를 할당한다. 따라서, 1주기 중 5/9가 통전 기간에 할당되고, 4/9가 비통전 기간에 할당된다. 이하, 본 명세서에서는, 이 비율에 따른 구동 방식을 100도 통전이라 칭한다.

도 3에서, 상기 H 브리지 회로의 온-1 상태(M1, M4가 온, M2, M3이 오프)에서는 코일 L1에 플러스 전류가 흐른다. 상기 H 브리지 회로의 오프 상태(M1 내지 M4가 오프)에서는 코일 L1에 구동 전류는 흐르지 않는다. 상기 H 브리지 회로의 온-2 상태(M1, M4가 오프, M2, M3이 온)에서는 코일 L1에 마이너스 전류가 흐른다.

코일 L1에 플러스 전류가 흐르고 있는 상태에서는 고정자(210)가 N극에 여자되고, 그 자기력에 의해, 진동자(220)는 영구 자석(221)의 S극측으로의 힘을 받는다. 그 힘에 의해, 진동자(220)는 스프링(222a)에 저항하여 영구 자석(221)의 S극측으로 이동하고, 스프링(222a)의 수축 한계까지 이동한다. 코일 L1에 구동 전류가 흐르고 있지 않은 상태에서는 고정자(210)가 여자되지 않고, 자기력은 발생하지 않는다. 진동자(220)는, 스프링(222a)의 복원력에 의해 중심 위치를 향해 이동한다. 코일 L1에 마이너스 전류가 흐르고 있는 상태에서는 고정자(210)가 S극에 여자되고, 그 자기력에 의해, 진동자(220)는 영구 자석(221)의 N극측으로의 힘을 받는다. 그 힘에 의해, 진동자(220)는 스프링(222b)에 저항하여 영구 자석(221)의 N극측으로 이동하고, 스프링(222b)의 수축 한계까지 이동한다.

이와 같이, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 H 브리지 회로를 오프 상태→온-1 상태→오프 상태→온-2 상태→오프 상태라고 하는 사이클로 제어함으로써, 리니어 진동 모터(200)를 왕복 운동시킬 수 있다.

상기 H 브리지 회로가 온-1 상태로부터 오프 상태로 천이하여, 제1 트랜지스터 M1 내지 제4 트랜지스터 M4가 모두 오프로 전환되면, 상기 보디 다이오드를 통해 회생 전류가 흐른다. 상기 H 브리지 회로가 온-2 상태로부터 오프 상태로 천이할 때에도 마찬가지이다. 이 회생 전류를 활용함으로써, 에너지 효율을 높여, 구동 제어 회로(100)의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

상기 회생 전류는, 코일 L1에 그때까지 흐르고 있었던 전류와 역 방향으로 흐른다. 상기 회생 전류가 다 흐르면, 코일 L1에, 진동자(220)의 이동에 의해 유기되는 유기 전류가 흐른다. 진동자(220)가 정지하고 있는 상태에서는 이 유기 전류는 흐르지 않는다. 진동자(220)가 정지하고 있는 상태는, 진동자(220)의 진동 레인지의 양단부에 진동자(220)가 도달한 순간에 발생한다.

유기 전압 검출부(30)는, 비통전 기간에 있어서 코일 L1에 발생하는 역 기전압을 감시함으로써, 진동자(220)의 위치를 추정할 수 있다. 당해 역 기전압이 제로인 상태는, 진동자(220)가 정지하고 있는(즉, 진동 레인지의 S극측 최대 도달 지점 또는 N극측 최대 도달 지점에 위치함) 것을 나타내고 있다.

따라서, 제로 크로스 검출부(40)는, 코일 L1의 양단부 전압(A-B간 전압)이 제로 크로스(구동 전류 및 회생 전류에 의한 제로 크로스를 제외함)하는 타이밍을 검출하고, 검출한 제로 크로스 사이의 기간을 측정함으로써 리니어 진동 모터(200)의 고유 진동수를 구할 수 있다. 또한, 연속하는 제로 크로스 사이의 기간이 리니어 진동 모터(200)의 반진동 주기 폭을 나타내고, 하나 건너뛴 제로 크로스 사이의 기간이 그 전체 진동 주기 폭을 나타낸다.

본 실시 형태에서는, 제로 크로스 검출부(40)는 비통전 기간에서 코일 L1의 양단부 전압(A-B간 전압)이 마이너스로부터 플러스로 제로 크로스하는 타이밍만을 검출한다. 이 경우, 도 2에 도시한 비교기(41)는, 연산 증폭기 OP1의 출력 전압이 기준 전압 Vref보다 낮은 동안에 로우 레벨 신호를 출력하고, 연산 증폭기 OP1의 출력 전압이 기준 전압 Vref보다 높아지면 하이 레벨 신호를 출력하도록 설정된다.

구동 신호 생성부(10)는, 측정된 리니어 진동 모터(200)의 고유 진동수에 대응하는 주기 폭을 사용하여, 다음 구동 신호의 주기 폭을 조정한다. 이 측정과 조정이 반복됨으로써, 구동 제어 회로(100)는, 리니어 진동 모터(200)를 그 공진 주파수 또는 그 근방의 주파수로 계속적으로 구동할 수 있다.

도 1로 복귀하여, 구동 신호 생성부(10)를 보다 구체적으로 설명한다. 구동 신호 생성부(10)는 제1 래치 회로(11), 메인 카운터(12), 루프 카운터(13), 디코더(14), 제2 래치 회로(15), 차분 산출 회로(16), 제3 래치 회로(17), 가산 회로(18) 및 제4 래치 회로(19)를 포함한다.

제1 래치 회로(11)는, 상기 구동 신호의 1주기의 종료 위치에 대응해야 할 카운트 종료값을 래치하고, 제3 클록 신호 CLK3에 의해 지시된 타이밍에서 메인 카운터(12) 및 디코더(14)에 출력한다. 또한, 차분 산출 회로(16)에도 출력할 수 있다. 제1 래치 회로(11)에는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시시에는, 도시하지 않은 레지스터 등으로부터 상기 카운트 종료값의 초기값이 설정된다. 구동 개시 후에는, 제4 래치 회로(19)로부터 입력되는 값이 상기 카운트 종료값으로 된다.

메인 카운터(12)는, 제1 래치 회로(11)로부터 상기 카운트 종료값이 설정되고, 카운트 초기값으로부터 당해 카운트 종료값까지를 반복하여 카운트한다. 카운트 초기값에는, 통상 0이 설정된다. 예를 들어, 당해 카운트 종료값으로서 199가 설정된 경우, 메인 카운터(12)는 0 내지 199까지를 반복하여 카운트 업하는 200진 카운터로 된다. 메인 카운터(12)의 카운트값은, 루프 카운터(13), 디코더(14) 및 제2 래치 회로(15)에 출력된다.

루프 카운터(13)는, 메인 카운터(12)의 1 카운트 루프가 종료할 때마다 인크리먼트하여, 메인 카운터(12)의 카운트 루프 횟수를 유지한다. 여기서, 1 카운트 루프라 함은, 메인 카운터(12)의 상기 카운트 초기값으로부터 상기 카운트 종료값까지 카운트하는 것을 가리킨다. 1 카운트 루프는 1 구동 주기에 대응하기 때문에, 카운트 루프 횟수는 구동 주기 횟수에 대응한다.

디코더(14)는, 메인 카운터(12)로부터 공급되는 카운트값을 사용하여, 상기 카운트 종료값에 따른 주기 폭의 구동 신호를 생성한다. 디코더(14)의 상세한 구성은 후술한다. 제2 래치 회로(15)는, 메인 카운터(12)로부터 공급되는 카운트값을 순차 래치하고, 제로 크로스 검출부(40)에 의해 제로 크로스가 검출된 위치에서 래치한 카운트값을 차분 산출 회로(16)에 출력한다. 당해 제로 크로스가 검출된 위치는, 에지 검출부(42)로부터 입력되는 에지 신호에 의해 통지된다. 당해 제로 크로스가 검출된 위치가, 이상적으로 항상 동일한 타이밍에서 발생하면, 제2 래치 회로(15)의 출력은 항상 동일한 카운트값으로 된다.

차분 산출 회로(16)는, 제2 래치 회로(15)로부터 입력되는 카운트값과, 현재의 카운트 종료값과의 차분을 산출한다. 도 1에서는 현재의 카운트 종료값은 제1 래치 회로(11)로부터 입력되는 예를 도시하고 있다. 또한, 차분 산출 회로(16)가 현재의 카운트 종료값을 유지하는 구성이어도 좋고, 제4 래치 회로(19)로부터 공급되는 구성이어도 좋다.

제로 크로스가 검출된 위치의 카운트값(=제2 래치 회로(15)로부터 입력되는 카운트값)이, 현재의 카운트 종료값보다 작은 경우, 차분 산출 회로(16)는, 전자로부터 후자를 감산한다. 예를 들어, 제로 크로스가 검출된 위치의 카운트값이 197이고, 현재의 카운트 종료값이 199인 경우, 차분 산출 회로(16)는 -2를 출력한다.

제로 크로스가 검출된 위치의 카운트값이, 현재의 카운트 종료값보다 큰 경우, 제2 래치 회로(15)로부터 입력되는 카운트값은, 현재의 카운트 종료값에 대한 증분값으로 된다. 이 경우, 차분 산출 회로(16)는, 제2 래치 회로(15)로부터 입력되는 카운트값을 그대로 출력한다. 예를 들어, 제로 크로스가 검출된 위치의 본래의 카운트값이 201이고, 현재의 카운트 종료값이 199인 경우, 제2 래치 회로(15)로부터 입력되는 카운트값은 2로 되고, 차분 산출 회로(16)는 2를 그대로 출력한다. 당해 카운트값은 199로 리셋되기 때문에, 제2 래치 회로(15)로부터 입력되는 카운트값은 201이 아니라, 2로 된다.

제3 래치 회로(17)는, 차분 산출 회로(16)로부터 입력되는 차분값을 래치하고, 제1 클록 신호 CLK1에 의해 지시된 타이밍에서, 그 차분값을 가산 회로(18)에 출력한다. 가산 회로(18)는, 제3 래치 회로(17)로부터 입력되는 차분값을, 제4 래치 회로(19)로부터 입력되는 현재의 카운트 종료값에 가산한다. 제4 래치 회로(19)는, 가산 회로(18)로부터 입력되는 값을 래치하고, 제2 클록 신호 CLK2에 의해 지시된 타이밍에서 제1 래치 회로(11)에 출력한다. 제4 래치 회로(19)에도, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시시에는, 도시하지 않은 레지스터 등으로부터 상기 카운트 종료값의 초기값이 설정된다.

가산 회로(18)에 의해 생성된 값은 새로운 카운트 종료값으로서, 제4 래치 회로(19) 및 제1 래치 회로(11)를 통해 메인 카운터(12) 및 디코더(14)에 설정된다. 따라서, 메인 카운터(12) 및 디코더(14)에는, 직전의 제로 크로스의 검출 위치를 반영한 카운트 종료값이 항상 설정된다.

도 4는, 에지 신호, 제1 클록 신호 CLK1, 제2 클록 신호 CLK2 및 제3 클록 신호 CLK3의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 에지 신호는 에지 검출부(42)로부터 제2 래치 회로(15)에 설정된다. 제1 클록 신호 CLK1은, 에지 신호를 절반 클록 지연시킨 신호이다. 이 절반 클록의 지연은, 차분 산출 회로(16)에 의한 연산 처리를 고려한 것이다. 제2 클록 신호 CLK2는, 제1 클록 신호 CLK1을 절반 클록 지연시킨 신호이다. 이 절반 클록의 지연은, 가산 회로(18)에 의한 연산 처리를 고려한 것이다.

제3 클록 신호 CLK3은, 제2 클록 신호 CK2를 수개 클록 지연시킨 신호이다. 이 수개 클록의 지연은, 현재의 구동 주기의 카운트 종료 전에, 현재의 구동 주기의 카운트 종료값이 변경되는 것을 억제하기 위한 지연이다. 예를 들어, 제1 래치 회로(11)가 설치되지 않는 경우이며, 현재의 구동 주기에 있어서, 그 종료 위치보다 전에 제로 크로스가 검출된 경우, 그 제로 크로스 위치를 반영한 새로운 카운트 종료값이, 다음 번의 구동 주기부터가 아니라, 현재의 구동 주기부터 적용되어 버릴 가능성이 있다. 그 경우, 갱신 전의 카운트 종료값을 기준으로 통전 기간이 결정되기 때문에, 통전 기간과 비통전 기간의 비율을 유지할 수 없게 되어 버린다. 본 실시 형태에서는, 100도 통전을 유지할 수 없게 되어 버린다.

제4 래치 회로(19)와 메인 카운터(12) 사이에 제1 래치 회로(11)를 설치함으로써, 메인 카운터(12)에 설정되어 있는 현재의 카운트 종료값을, 제로 크로스 위치를 반영한 새로운 카운트 종료값으로 갱신하는 타이밍을 늦출 수 있다.

(디코더 구성)

도 5는, 디코더(14)의 구성예를 나타내는 도면이다. 디코더(14)는, 상기 카운트 종료값에, 상기 구동 신호의 1주기에 대한 통전 기간의 비율을 일정하게 하기 위한 계수를 승산하여 얻어지는 값에 따라서, 상기 구동 신호의 통전 기간에 대응하는 카운트 폭을 결정한다. 상술한 바와 같이, 상기 구동 신호의 1주기에는, 플러스 전류 통전 기간과 마이너스 전류 통전 기간이 포함된다. 따라서, 상기 100도 통전의 경우, 상기 구동 신호의 1주기에 대한 각 통전 기간의 비율은 100°/360°(≒0.28)로 된다. 또한, 상기 구동 신호의 1주기에 대한 각 통전 기간의 절반 기간의 비율은 50°/360°(≒0.14)로 된다.

또한, 디코더(14)는, 상기 카운트 종료값에, 상기 구동 신호의 통전 기간의 중심 위치를 결정하기 위한 계수를 승산하여 얻어지는 값에 따라서, 상기 구동 신호의 통전 기간의 개시 위치 및 종료 위치에 대응하는 카운트값을 결정한다. 상술한 바와 같이, 상기 구동 신호의 1주기는, 전후에 비통전 기간이 설정된 플러스 전류 통전 기간 및 전후에 비통전 기간이 설정된 마이너스 전류 통전 기간에 의해 형성된다. 여기서, 플러스 전류 통전 기간의 길이 및 마이너스 전류 통전 기간의 길이는 동등하게 설정되고, 비통전 기간의 길이도 모두 동등하게 설정된다.

따라서, 상기 구동 신호의 플러스 전류 통전 기간의 중심 위치를 결정하기 위한 계수는 0.25로 설정되고, 상기 구동 신호의 마이너스 전류 통전 기간의 중심 위치를 결정하기 위한 계수는 0.75로 설정된다. 또한, 상기 구동 신호의 위상이 반대인 경우, 마이너스 전류 통전 기간의 중심 위치를 결정하기 위한 계수는 0.25로 설정되고, 플러스 전류 통전 기간의 중심 위치를 결정하기 위한 계수는 0.75로 설정된다.

이와 같이, 디코더(14)는, 각 통전 기간에 대응하는 카운트 폭, 및 각 통전 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값을 산출할 수 있다. 그리고, 당해 중심 위치에 대응하는 카운트값으로부터 상기 카운트 폭의 절반의 값을 감산함으로써, 각 통전 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값을 산출할 수 있다. 또한, 당해 중심 위치에 대응하는 카운트값에 상기 카운트 폭의 절반의 값을 가산함으로써, 각 통전 기간의 종료 위치에 대응하는 카운트값을 산출할 수 있다.

이하, 보다 구체적으로 설명한다. 디코더(14)는, 구동 폭 산출부(51), 플러스 구동 중심값 산출부(52), 마이너스 구동 중심값 산출부(53), 플러스측 감산부(54), 플러스측 가산부(55), 마이너스측 감산부(56), 마이너스측 가산부(57), 플러스 구동 신호 생성부(58) 및 마이너스 구동 신호 생성부(59)를 포함한다.

구동 폭 산출부(51)는, 상기 구동 신호의 1주기에 대한 각 통전 기간(이하 적절히, 구동 기간이라고도 함)의 절반 기간의 비율을 계수로서 유지한다. 상기 100도 통전의 경우, 0.14를 유지한다. 구동 폭 산출부(51)는, 제1 래치 회로(11)로부터 카운트 종료값이 공급된다. 구동 폭 산출부(51)는, 그 카운트 종료값에 당해 계수를 승산한다. 이에 의해, 각 구동 기간의 절반 기간에 대응하는 카운트 폭을 산출할 수 있다.

플러스 구동 중심값 산출부(52)는, 상기 구동 신호의 플러스 전류 통전 기간(이하 적절히, 플러스 구동 기간이라고도 함)의 중심 위치를 결정하기 위한 계수를 유지한다. 본 실시 형태에서는, 0.25를 유지한다. 플러스 구동 중심값 산출부(52)는, 제1 래치 회로(11)로부터 카운트 종료값이 공급된다. 플러스 구동 중심값 산출부(52)는, 그 카운트 종료값에 당해 계수를 승산한다. 이에 의해, 각 플러스 구동 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값을 산출할 수 있다.

마이너스 구동 중심값 산출부(53)는, 상기 구동 신호의 마이너스 전류 통전 기간(이하 적절히, 마이너스 구동 기간이라고도 함)의 중심 위치를 결정하기 위한 계수를 유지한다. 본 실시 형태에서는, 0.75를 유지한다. 마이너스 구동 중심값 산출부(53)는, 제1 래치 회로(11)로부터 카운트 종료값이 공급된다. 마이너스 구동 중심값 산출부(53)는, 그 카운트 종료값에 당해 계수를 승산한다. 이에 의해, 각 마이너스 구동 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값을 산출할 수 있다.

플러스측 감산부(54)는, 플러스 구동 중심값 산출부(52)로부터 공급되는 플러스 구동 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값으로부터 구동 폭 산출부(51)로부터 공급되는 카운트 폭을 감산함으로써, 플러스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값을 산출한다. 플러스측 가산부(55)는, 플러스 구동 중심값 산출부(52)로부터 공급되는 플러스 구동 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값에 구동 폭 산출부(51)로부터 공급되는 카운트 폭을 가산함으로써, 플러스 구동 기간의 종료 위치에 대응하는 카운트값을 산출한다.

마이너스측 감산부(56)는, 마이너스 구동 중심값 산출부(53)로부터 공급되는 마이너스 구동 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값으로부터 구동 폭 산출부(51)로부터 공급되는 카운트 폭을 감산함으로써, 마이너스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값을 산출한다. 마이너스측 가산부(57)는, 마이너스 구동 중심값 산출부(53)로부터 공급되는 마이너스 구동 기간의 중심 위치에 대응하는 카운트값에 구동 폭 산출부(51)로부터 공급되는 카운트 폭을 가산함으로써, 마이너스 구동 기간의 종료 위치에 대응하는 카운트값을 산출한다.

플러스 구동 신호 생성부(58)는, 메인 카운터(12)로부터 동기 클록으로서의 카운트값, 플러스측 감산부(54)로부터 플러스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값, 및 플러스측 가산부(55)로부터 플러스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값이 공급된다. 플러스 구동 신호 생성부(58)는, 동기 클록으로서의 카운트값에 따라서, 플러스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값으로부터 플러스 구동 기간의 종료 위치에 대응하는 카운트값까지 유의 신호(예를 들어, 하이 레벨 신호)를 플러스 구동 신호로서 출력한다. 그것 이외의 기간은, 비유의 신호(예를 들어, 로우 레벨 신호)를 출력한다.

또한, 플러스 구동 신호 생성부(58)는, 당해 플러스 구동 신호를, 설정된 듀티비의 PWM 신호로 생성할 수 있다. 플러스 구동 신호 생성부(58)에 의해 생성된 플러스 구동 신호는, 구동부(20), 보다 구체적으로는 제1 트랜지스터 M1 및 제4 트랜지스터 M4의 게이트에 입력된다. 또한, 제1 트랜지스터 M1의 전단에는 도시하지 않은 인버터가 설치되고, 당해 플러스 구동 신호는 위상이 반전되어 제1 트랜지스터 M1의 게이트에 입력된다.

마이너스 구동 신호 생성부(59)는, 메인 카운터(12)로부터 동기 클록으로서의 카운트값, 마이너스측 감산부(56)로부터 마이너스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값, 및 마이너스측 가산부(57)로부터 마이너스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값이 공급된다. 마이너스 구동 신호 생성부(59)는, 동기 클록으로서의 카운트값에 따라서, 마이너스 구동 기간의 개시 위치에 대응하는 카운트값으로부터 마이너스 구동 기간의 종료 위치에 대응하는 카운트값까지 유의 신호(예를 들어, 하이 레벨 신호)를 마이너스 구동 신호로서 출력한다. 그것 이외의 기간은, 비유의 신호(예를 들어, 로우 레벨 신호)를 출력한다.

또한, 마이너스 구동 신호 생성부(59)는, 당해 마이너스 구동 신호를, 설정된 듀티비의 PWM 신호로 생성할 수 있다. 마이너스 구동 신호 생성부(59)에 의해 생성된 마이너스 구동 신호는, 구동부(20), 보다 구체적으로는 제2 트랜지스터 M2 및 제3 트랜지스터 M3의 게이트에 입력된다. 또한, 제2 트랜지스터 M2의 전단에는 도시하지 않은 인버터가 설치되고, 당해 마이너스 구동 신호는 위상이 반전되어 제2 트랜지스터 M2의 게이트에 입력된다.

도 6은, 구동 신호의 1주기의 파형을 도시하는 도면이다. 도 6에서 망점 영역이, 플러스 구동 기간(전) 및 마이너스 구동 기간(후)을 나타내고 있다. 플러스 구동 개시값 a에 대응하는 카운트값은 플러스측 감산부(54)에 의해 생성되고, 플러스 구동 중심값 b에 대응하는 카운트값은 플러스 구동 중심값 산출부(52)에 의해 생성되고, 플러스 구동 종료값 c에 대응하는 카운트값은 플러스측 가산부(55)에 의해 생성된다. 마찬가지로, 마이너스 구동 개시값 d에 대응하는 카운트값은 마이너스측 감산부(56)에 의해 생성되고, 마이너스 구동 중심값 e에 대응하는 카운트값은 마이너스 구동 중심값 산출부(53)에 의해 생성되고, 마이너스 구동 종료값 f에 대응하는 카운트값은 마이너스측 가산부(57)에 의해 생성된다.

도 5에 도시한 바와 같이 디코더(14)를 구성함으로써, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 신호의 주파수의 변경에 의해 그 주기 폭이 변경되어도, 상기 구동 신호의 통전 기간과 비통전 기간의 비가 유지되도록 상기 구동 신호를 조정할 수 있다. 또한, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 신호의 주기 폭이 변경되어도, 1주기에 있어서의 통전 기간의 신호 위상의 상대적 위치 관계가 유지되도록 상기 구동 신호를 조정할 수 있다.

도 7은, 구동 신호의 통전 기간 폭의 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 (a)는 구동 주기가 디폴트 상태에 있어서의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 7의 (b)는 구동 주기가 디폴트 상태로부터 길게 조정된 후의 코일 구동 전압(통전 기간 폭의 조정 없음)의 추이를 도시하는 도면이고, 도 7의 (c)는 구동 주기가 디폴트 상태로부터 길게 조정된 후의 코일 구동 전압(통전 기간 폭의 조정 있음)의 추이를 도시하는 도면이다.

도 7의 (a)에서는, 상기 100도 통전으로 설정되어 있다. 즉, 1 구동 주기에 있어서의 통전 기간과 비통전 기간의 비가 5:4로 설정되어 있다. 도 7의 (b)에서는, 구동 주기가 디폴트 상태로부터 길게 조정된 후에도, 디폴트 상태에 있어서의 통전 기간 폭이 유지되는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 리니어 진동 모터(200)에 대한 구동력이 저하되어, 리니어 진동 모터(200)의 진동이 약해질 가능성이 있다.

도 7의 (c)에서는, 구동 주기가 디폴트 상태로부터 길게 조정된 후에도, 1 구동 주기에 있어서의 통전 기간과 비통전 기간의 비가 유지되도록 제어된다. 본 실시 형태에서는, 상기 100도 통전이 유지되도록 제어된다. 이 제어는, 디코더(14) 내의 구동 폭 산출부(51)의 작용에 의해 실현된다.

여기에서는, 구동 주기가 디폴트 상태로부터 길게 조정되는 예를 설명했지만, 디폴트 상태로부터 짧게 조정되는 예도 마찬가지이다. 구동 주기가 디폴트 상태로부터 짧게 조정된 후에도, 디폴트 상태에 있어서의 통전 기간 폭이 유지되면, 리니어 진동 모터(200)에 대한 구동력이 상승하여, 리니어 진동 모터(200)의 진동이 약해질 가능성이 있다. 이 점, 본 실시 형태에서는, 구동 주기가 디폴트 상태로부터 짧게 조정된 후에도, 100도 통전이 유지되도록 제어된다.

도 8은, 구동 신호의 위상 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은, 리니어 진동 모터(200)의 공진 주파수에 조정된 후의 코일 L1의 양단부 전압의 추이를 도시하고 있다. 또한, 설명을 단순화하기 위해 회생 전압은 생략하여 도시하고 있다. 1단째의 파형은, 구동 신호의 위상이 최적인 상태에서 리니어 진동 모터(200)가 구동되고 있는 상태를 나타내고 있다.

2단째의 파형은, 그 2주기째부터 구동 신호의 위상이 위상 지연 상태에서 리니어 진동 모터(200)가 구동되고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 상태는, 구동 주기가 그때까지보다 짧게 조정된 경우이며, 그 조정 후에도, 각 통전 기간의 개시 위치 및 종료 위치가, 그 조정 전의 위치를 유지하고 있는 경우에 발생한다.

3단째의 파형은, 그 2주기째부터 구동 신호의 위상이 위상 진상 상태에서 리니어 진동 모터(200)가 구동되고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 상태는, 구동 주기가 그때까지보다 길게 조정된 경우이며, 그 조정 후에도, 각 통전 기간의 개시 위치 및 종료 위치가, 그 조정 전의 위치를 유지하고 있는 경우에 발생한다.

즉, 각 통전 기간의 개시 위치 및 종료 위치가 고정인 경우에, 구동 주기 폭이 변경되면, 구동 신호의 위상에 지연이나 진상이 발생한다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는 구동 주기가 변경되면, 각 통전 기간의 개시 위치 및 종료 위치가 적절히 조정되기 때문에, 구동 신호의 위상을 최적으로 유지할 수 있다. 이 개시 위치 및 종료 위치의 조정은, 디코더(14) 내의 주로 플러스 구동 중심값 산출부(52) 및 마이너스 구동 중심값 산출부(53)의 작용에 의해 실현된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 구동 제어 회로(100)에 따르면, 측정된 리니어 진동 모터(200)의 고유 진동수에 대응하는 주기 폭을 사용하여, 다음 구동 신호의 주기 폭을 조정함으로써, 리니어 진동 모터(200)가 어떠한 상태이어도, 그 고유 진동수에 가능한 한 가까운 주파수로 계속적으로 구동할 수 있다.

따라서, 리니어 진동 모터(200)의 제품간에 의한 고유 진동수의 편차를 흡수할 수 있어, 모터를 양산하는 경우의 수율의 저감을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 스프링(222a, 220b) 등이 경시 변화되어도, 경시 변화 후의 고유 진동수에 대응한 구동 주파수로 구동되기 때문에, 진동이 약해지는 것을 억제할 수 있다.

또한 리니어 진동 모터(200)의 고유 진동수와 구동 신호의 주파수가 일치하도록 구동 신호의 주기 폭을 적절히 제어할 때, 그 주기 폭 변경에 의한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다. 구체적으로는, 구동 신호의 주기 폭이 변경되어도, 1주기에 있어서의 통전 기간과 비통전 기간의 비율을 유지하도록 통전 기간 폭을 조정함으로써, 리니어 진동 모터(200)에 대한 구동력을 유지할 수 있다. 따라서, 구동력의 변동에 의해, 리니어 진동 모터(200)의 움직임이 약해지는 것을 억제할 수 있다.

또한, 구동 신호의 주기 폭이 변경되어도, 1주기에 있어서의 통전 기간의 상대적 위치 관계가 유지되도록 각 통전 기간의 개시 위치 및 종료 위치를 최적의 위치로 조정함으로써, 구동 효율의 저하를 억제할 수 있다. 즉, 구동 신호의 위상이 어긋나면, 진동자(220)의 위치와, 구동력의 공급 위치에 어긋남이 발생하여 구동 효율이 저하되어 버린다. 이 점, 구동 신호의 위상을 최적의 위치로 유지함으로써, 동일한 소비 전력으로 최대한의 진동을 얻을 수 있다.

(상승 제어)

이하, 본 실시 형태에 관한 구동 제어 회로(100)에 의한, 상술한 구동 제어에 추가하는 것이 가능한 제1 상승 제어에 대해 설명한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 구동 신호의 1주기는, 전후에 비통전 기간이 설정된 플러스 전류 통전 기간 및 전후에 비통전 기간이 설정된 마이너스 전류 통전 기간에 의해 형성된다. 이에 의해, 도 3에 도시한 바와 같이 유기 전압의 제로 크로스를 고정밀도로 검출할 수 있음과 함께, 도 8에 도시한 바와 같이 구동 효율을 높일 수 있다.

따라서, 상기 구동 신호에 있어서의 최초의 주기의 플러스 전류 통전 기간(역 위상인 경우, 마이너스 전류 통전 기간) 전에도, 비통전 기간이 설정되는 것이 원칙이다. 단, 이 비통전 기간은, 리니어 진동 모터(200)의 상승 시간을 느리게 하는 방향으로 작용한다. 따라서, 이것을 개선하기 위해, 구동 신호 생성부(10)는 이하와 같은 상승 제어를 실행할 수 있다.

즉, 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭을, 리니어 진동 모터(200)의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭보다 짧게 설정한다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭을 제로로 설정해도 좋다.

정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭보다, 짧은 비통전 기간 폭을 전에 설정해야 할 통전 기간은 최초의 통전 기간만이어도 좋고, 최초의 통전 기간으로부터 n(n은 자연수)번째까지의 통전 기간이어도 좋다. 후자의 경우, 최초의 통전 기간으로부터 n번째의 통전 기간에 근접함에 따라서, 각각의 전에 설정해야 할 비통전 기간 폭을 점점 길게 해도 좋다.

또한, 통전 기간 전에, 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭보다 짧은 비통전 기간 폭이 설정되어 있는 동안, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 신호의 주기 폭의 조정 처리를 정지해도 좋다. 그 경우, 유기 전압 검출부(30) 및 제로 크로스 검출부(40)에 의한 상기 유기 전압의 제로 크로스 검출 처리도 정지해도 좋다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 구동 제어 회로(100)에 의한, 상술한 구동 제어에 추가하는 것이 가능한 제2 상승 제어에 대해 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 구동 신호 생성부(10)는, 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성할 수 있다. 이에 의해, 리니어 진동 모터(200)의 성능에 맞추어 구동 능력을 조정할 수 있다.

제2 상승 제어는, 각 통전 기간의 신호가 PWM 신호로 생성되는 것을 전제로 한다. 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를, 리니어 진동 모터(200)의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비보다 높게 설정한다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를 1로 설정해도 좋다.

정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성되는 PWM 신호의 듀티비보다, 높은 듀티비의 PWM 신호가 생성되는 통전 기간은 최초의 통전 기간만이어도 좋고, 최초의 통전 기간으로부터 m(m은 자연수)번째까지의 통전 기간이어도 좋다. 후자의 경우, 최초의 통전 기간으로부터 m번째의 통전 기간에 근접함에 따라서, 각 통전 기간에 생성되는 PWM 신호의 듀티비를 점점 낮추어도 좋다.

또한, 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성되는 PWM 신호의 듀티비보다, 높은 듀티비의 PWM 신호가 생성되는 기간, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 신호의 주기 폭의 조정 처리를 정지해도 좋다. 그 경우, 유기 전압 검출부(30) 및 제로 크로스 검출부(40)에 의한 상기 유기 전압의 제로 크로스 검출 처리도 정지해도 좋다.

제1 상승 제어 및 제2 상승 제어는 각각 단독으로 사용되어도 좋고, 병용되어도 좋다. 이하, 제1 상승 제어 및 제2 상승 제어 중 적어도 한쪽이 채용되는 경우의 디코더(14)의 구성예를 설명한다.

도 9는, 상승 제어 기능이 추가된 디코더(14)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 9에 도시한 디코더(14)는, 도 5에 도시한 디코더(14)에 상승 제어부(60)가 추가된 구성이다. 제1 상승 제어를 실행하는 경우, 상승 제어부(60)는, 메인 카운터(12)로부터 플러스 구동 신호 생성부(58) 및 마이너스 구동 신호 생성부(59)에 입력되는 카운트값을 보정한다.

예를 들어, 통전 기간 전에 설정해야 할 비통전 기간 폭을 제로로 설정하는 경우, 상승 제어부(60)는, 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭에 대응하는 카운트 폭을, 메인 카운터(12)로부터 입력되는 카운트값에 가산한다. 이에 의해, 플러스 구동 신호 생성부(58) 및 마이너스 구동 신호 생성부(59)는, 플러스 전류 통전 기간 및 마이너스 전류 통전 기간의 각각의 전에 설정해야 할 비통전 기간을 생략할 수 있다.

또한, 마찬가지의 처리는, 통전 기간 전에 설정해야 할 비통전 기간 폭을 제로로 설정하는 기간, 메인 카운터(12)의 카운트 초기값을, 정상 동작 기간의 카운트 초기값에 상기 카운트 폭을 가산한 값으로 설정하는 것에 의해서도 실행할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 메인 카운터(12)의 카운트 초기값을, 상기 100도 통전 개시시의 카운트값으로 설정한다. 이 처리는, 디코더(14) 외의 도시하지 않은 별도의 상승 제어부에 의해 실행되어도 좋다.

제2 상승 제어를 실행하는 경우, 상승 제어부(60)는, 플러스 구동 신호 생성부(58) 및 마이너스 구동 신호 생성부(59)에, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를 설정한다. 그때, 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비보다 높은 듀티비를 설정한다.

도 10은, 제1 상승 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 10의 (a)는 제1 상승 제어가 실행되지 않은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터(200)의 진동의 추이를 도시하는 도면이고, 도 10의 (b)는 제1 상승 제어가 실행된 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터(200)의 진동의 추이를 도시하는 도면이다.

도 10의 (a), 도 10의 (b)에서는, 구동 신호의 2주기째에서 리니어 진동 모터(200)의 진동이 원하는 레벨(즉, 정상 동작시의 레벨)에 도달하는 예를 도시하고 있다. 도 10의 (b)에서는, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 신호의 최초의 통전 기간 전에 설정해야 할 비통전 기간 폭을 제로로 설정하고 있다.

도 10의 (a) 내의 기간 t1은, 제1 상승 제어가 실행되지 않은 경우의 구동 개시시로부터 진동이 원하는 레벨에 도달할 때까지의 기간을 나타내고, 도 10의 (b) 내의 기간 t2는, 제1 상승 제어가 실행된 경우의 구동 개시시로부터 진동이 원하는 레벨에 도달할 때까지의 기간을 나타낸다. 기간 t1과 기간 t2를 비교하면, 기간 t2의 쪽이 짧아, 제1 상승 제어가 실행됨으로써, 구동 개시시로부터 진동이 원하는 레벨에 도달할 때까지의 기간이 단축되는 것을 알 수 있다.

도 11은, 제2 상승 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 (a)는 제2 상승 제어가 실행되지 않은 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 11의 (b)는 제2 상승 제어가 실행된 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이다. 도 11의 (a)에서는, 구동 신호 생성부(10)는, 구동 개시 후, 최초의 통전 기간의 신호로부터 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성하고 있다. 도 11의 (b)에서는, 구동 신호 생성부(10)는, 구동 개시 후, 최초의 통전 기간의 신호를 비PWM 신호로 생성하고, 2주기째 이후의 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성하고 있다.

이상 설명한 바와 같이 제1 상승 제어를 채용하면, 구동 개시로부터 코일 L1에 통전될 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 리니어 진동 모터(200)의 구동 개시시로부터 원하는 진동이 얻어질 때까지의 상승 시간을 단축할 수 있다. 또한, 제2 상승 제어를 채용하면, 상승시의 구동력을 정상 동작시의 구동력보다 높일 수 있어, 당해 상승 시간을 단축할 수 있다.

(정지 제어)

이하, 본 실시 형태에 관한 구동 제어 회로(100)에 의한, 상술한 구동 제어에 추가하는 것이 가능한 정지 제어에 대해 설명한다. 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후, 그 구동시에 생성하고 있었던 구동 신호의 위상에 대해 역 위상의 구동 신호를 생성한다. 구동부(20)는, 구동 신호 생성부(10)에 의해 생성된 역 위상의 구동 신호에 따른 역 위상의 구동 전류를 코일 L1에 공급함으로써, 리니어 진동 모터(200)의 정지를 빠르게 한다. 코일 L1에 당해 역 위상의 구동 전류가 공급되면, 고정자(210)는 진동자(220)의 움직임을 멈추기 위한 브레이크 작용을 발휘한다. 본 명세서에서는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료시라 함은, 정지 제어를 위한 역 구동 기간을 포함하지 않는 정규의 구동 종료시를 의미하는 것으로 한다.

구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후에 생성하는 역 위상의 구동 신호의, 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성해도 좋다. 이 PWM 신호의 듀티비를 조정함으로써 브레이크력을 유연하게 조정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 구동 신호 생성부(10)는, 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성할 수 있다. 각 통전 기간의 신호가 PWM 신호로 생성되는 것을 전제로 하는 경우, 구동 신호 생성부(10)는, 이하의 정지 제어를 채용할 수 있다. 즉, 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후에 있어서의 역 위상의 구동 신호의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를, 리니어 진동 모터(200)의 구동시에 있어서의 구동 신호의 각 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비보다 낮게 설정해도 좋다.

또한, 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후에 있어서의 역 위상의 구동 신호의 공급 기간을, 리니어 진동 모터(200)의 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 따라서 조정해도 좋다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(10)는, 상기 구동 종료 후에 있어서의 역 위상의 구동 신호의 공급 기간을, 상기 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간이 짧을수록 짧게 설정한다. 예를 들어, 상기 역 위상의 구동 신호의 공급 기간을, 상기 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 비례시킨다. 또한, 상기 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간이 소정의 기준 기간을 초과한 영역에서는, 상기 역 위상의 구동 신호의 공급 기간이 고정이어도 좋다. 상기 구동 신호의 공급 기간은, 구동 주기 횟수에 의해 특정되는 것이 가능하다.

또한, 구동 신호 생성부(10)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후에 있어서의 역 위상의 구동 신호의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를, 리니어 진동 모터(200)의 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 따라서 조정해도 좋다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(10)는, 당해 PWM 신호의 듀티비를, 상기 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간이 짧을수록 낮게 설정한다. 예를 들어, 당해 PWM 신호의 듀티비를, 상기 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 비례시킨다. 또한, 상기 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간이 소정의 기준 기간을 초과한 영역에서는, 상기 PWM 신호의 듀티비가 고정이어도 좋다.

도 12는, 정지 제어 기능이 추가된 디코더(14)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 12에 도시한 디코더(14)는, 도 5에 도시한 디코더(14)에 정지 제어부(61)가 추가된 구성이다. 정지 제어부(61)는, 리니어 진동 모터(200)의 구동이 종료하면, 그 구동시에 생성하고 있었던 구동 신호의 위상에 대해 역 위상의 구동 신호를 생성하도록 플러스 구동 신호 생성부(58) 및 마이너스 구동 신호 생성부(59)에 지시한다. 그때, 당해 역 위상의 구동 신호의, 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성하도록 지시해도 좋다.

또한 리니어 진동 모터(200)의 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 따라서, 상기 역 위상의 구동 신호의 공급 기간을 조정하는 경우, 정지 제어부(61)는, 루프 카운터(13)로부터 카운트 루프 횟수(즉, 구동 주기 횟수)의 공급을 받는다. 정지 제어부(61)는, 이 구동 주기 횟수를 반영한, 상기 역 위상의 구동 신호를 생성하도록 플러스 구동 신호 생성부(58) 및 마이너스 구동 신호 생성부(59)에 지시한다. 리니어 진동 모터(200)의 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 따라서, 상기 PWM 신호의 듀티비를 조정하는 경우도 마찬가지이다.

도 13은, 상기 정지 제어의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 13의 (a)는 정지 제어가 실행되지 않은 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 13의 (b)는 정지 제어가 실행된 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이고, 도 13의 (c)는 정지 제어가 PWM 신호에 의해 실행된 경우의 코일 구동 전압의 추이를 도시하는 도면이다.

도 13의 (b), 도 13의 (c)에서는, 구동 종료 후의 역 위상의 구동 신호의 주기가 1회인 예를 도시하고 있지만, 복수회이어도 좋다. 복수회의 경우이며, 당해 구동 신호의 통전 기간의 신호가 PWM 신호로 생성되는 경우, 당해 역 위상의 구동 신호의 주기가 진행함에 따라서, 당해 PWM 신호의 듀티비를 점점 낮추어도 좋다.

도 14는, 상기 정지 제어에 있어서 역 위상의 구동 신호의 주기 횟수가 고정인 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 (a)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 많은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터(200)의 진동의 추이를 도시하는 도면이고, 도 14의 (b)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 적은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터(200)의 진동의 추이를 도시하는 도면이다.

도 14에서는, 구동 종료 후에 생성되는 역 위상의 구동 신호의 주기 횟수가 2로 고정되어 있는 예를 도시하고 있다. 도 14의 (a)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 4인 예를 도시하고 있고, 도 14의 (b)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 2인 예를 도시하고 있다. 도 14의 (a)에서는, 역 위상의 구동 신호를 2주기분 코일 L1에 공급함으로써, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후, 리니어 진동 모터(200)의 진동이 빠르게 수렴해 가는 것을 알 수 있다.

한편, 도 14의 (b)에서는, 역 위상의 구동 신호를 2주기분 코일 L1에 공급함으로써, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후, 리니어 진동 모터(200)의 진동이 빠르게 수렴하지만, 그 후, 역 위상의 진동이 발생하고 있다(타원으로 둘러싼 부분 참조). 이것은, 리니어 진동 모터(200)의 구동시의 진동에 대해, 과잉된 브레이크력을 부여하고 있는 것을 의미한다.

도 15는, 상기 정지 제어에 있어서 역 위상의 구동 신호의 주기 횟수가 가변하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 15의 (a)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 많은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터(200)의 진동의 추이를 도시하는 도면이고, 도 15의 (b)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 적은 경우의 코일 구동 전압 및 리니어 진동 모터(200)의 진동의 추이를 도시하는 도면이다.

도 15의 (a)는 도 14의 (a)와 동일한 도면이다. 도 15의 (b)는 구동시의 구동 신호의 주기 횟수가 2이고, 구동 종료 후에 생성되는 역 위상의 구동 신호의 주기 횟수가 1인 예를 도시하고 있다. 도 15의 (b)에서는, 역 위상의 구동 신호를 1주기분 코일 L1에 공급함으로써, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 후, 리니어 진동 모터(200)의 진동이 빠르게 수렴해 가는 것을 알 수 있다. 도 14의 (b)와 비교하여, 도 15의 (b)에서는, 리니어 진동 모터(200)에 역 위상의 진동이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

도 14에서는, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료 전의, 리니어 진동 모터(200)의 진동의 강도가 고려되지 않고, 고정된 브레이크력이 공급되고 있었다. 따라서, 그 브레이크력이 과잉되거나, 과소인 경우가 발생한다. 이에 반해, 도 15에서는, 리니어 진동 모터(200)의 진동의 강도를 반영한 브레이크력을 공급함으로써 최적의 정지 제어를 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 상술한 정지 제어를 채용하면, 리니어 진동 모터(200)의 구동 종료시에 있어서의 진동 정지 시간을 단축할 수 있다. 또한, 상기 역 위상의 구동 신호의, 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성함으로써 브레이크력을 유연하게 설정할 수 있다. 또한, 상기 역 위상의 구동 신호의 공급 기간을, 리니어 진동 모터(200)의 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간에 따라서 조정함으로써, 당해 구동시에 있어서의 구동 신호의 공급 기간의 장단에 관계없이 최적의 정지 제어를 실현할 수 있다. 햅틱스 용도에 있어서, 진동을 급준하게 변화시킴으로써, 유저는 접촉에 의한 진동을 체감하기 쉽다. 상술한 정지 제어를 채용함으로써, 진동을 급준하게 변화시킬 수 있다.

(검출창 설정)

다음에, 제로 크로스 검출부(40)가, 상기 유기 전압 이외의 전압의 제로 크로스의 검출을 피하기 위한 검출창을 설정하는 예에 대해 설명한다. 제로 크로스 검출부(40)는, 당해 검출창 내에서 검출된 제로 크로스를 유효로 하고, 당해 검출창 밖에서 검출된 제로 크로스를 무효로 한다. 여기서, 상기 유기 전압 이외의 전압의 제로 크로스라 함은, 주로, 구동 신호 생성부(10)로부터 통전되는 구동 전압의 제로 크로스, 및 회생 전압의 제로 크로스이다(도 3 참조). 따라서, 당해 검출창은 원칙적으로, 플러스(마이너스) 전류 통전 기간과 마이너스(플러스) 전류 통전 기간 사이에 설정된 비통전 기간을 내측으로 좁게 한 기간으로 설정된다.

그때, 당해 비통전 기간으로부터 적어도 회생 전류가 흐르는 기간이 제외될 필요가 있다. 단, 상기 검출창을 지나치게 좁게 설정하면, 정규의 유기 전압의 제로 크로스를 검출할 수 없을 가능성이 높아진다. 따라서, 상기 유기 전압 이외의 전압의 제로 크로스를 검출할 가능성과, 정규의 유기 전압의 제로 크로스를 검출할 수 없을 가능성과의 상반 관계를 고려하여, 상기 검출창의 기간이 결정된다.

다음에, 상기 검출창 내에서 제로 크로스가 검출되지 않았던 경우에 대해 설명한다. 이 경우에 있어서, 제로 크로스 검출부(40)는, 상기 검출창의 개시 위치에서 상기 유기 전압의 제로 크로스가 이미 종료하고 있는 경우, 상기 검출창의 개시 위치 근방에 제로 크로스가 검출되었다고 가정하고, 가정한 제로 크로스의 검출 위치를 구동 신호 생성부(10)에 공급한다. 상기 검출창의 개시 위치에서 이미 상기 유기 전압의 제로 크로스가 종료하고 있는 경우라 함은, 상기 검출창의 개시 위치에서 코일 L1의 양단부 전압이 제로 크로스 후의 극성에 있는 경우이다. 도 3에 도시한 예에서는, 상기 검출창의 개시 위치에서 코일 L1의 양단부 전압이 플러스인 경우이다.

또한, 제로 크로스 검출부(40)는, 상기 검출창 내에서 제로 크로스가 검출되지 않았던 경우이며, 상기 검출창의 종료 위치에서 상기 유기 전압의 제로 크로스가 종료하고 있지 않은 경우, 상기 검출창의 종료 위치 근방에 제로 크로스가 검출되었다고 가정하고, 가정한 제로 크로스의 검출 위치를 구동 신호 생성부(10)에 공급한다. 상기 검출창의 종료 위치에서 상기 유기 전압의 제로 크로스가 종료하고 있지 않은 경우라 함은, 상기 검출창의 종료 위치에서 코일 L1의 양단부 전압이 제로 크로스 전의 극성에 있는 경우이다. 이하, 이들의 처리를 실현하기 위한 제로 크로스 검출부(40)의 구성예를 설명한다.

도 16은, 검출창 설정 기능을 갖는 제로 크로스 검출부(40)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 16에 도시한 제로 크로스 검출부(40)는, 도 1에 도시한 제로 크로스 검출부(40)에 검출창 설정부(43) 및 출력 제어부(44)가 추가된 구성이다. 검출창 설정부(43)는, 출력 제어부(44)에 검출창을 설정하기 위한 신호를 공급한다. 보다 구체적으로는, 검출창 신호 2 및 검출창 개시 신호를 공급한다.

도 17은, 검출창 신호 1, 검출창 신호 2 및 검출창 개시 신호를 설명하기 위한 도면이다. 검출창 신호 1은, 상술한 사실에 기초하여 생성된 신호이다. 즉, 비통전 기간을 내측으로 좁힌 검출창이 설정된 신호이다. 검출창 신호 2는, 검출창 신호 1과 비교하여, 검출창의 종료 위치가, 후속하는 통전 기간의 개시 위치를 포함하는 위치까지 연신된 신호이다. 이에 의해, 비교기(41)는, 상기 유기 전압의 제로 크로스뿐만 아니라, 당해 통전 기간에 공급되는 구동 전압의 제로 크로스에 의해서도 출력을 반전시킨다. 검출창 개시 신호는, 검출창의 개시 위치를 나타내는 신호이다. 보다 구체적으로는, 당해 검출창의 개시 위치에 에지가 상승하고 있는 신호이다.

도 16으로 복귀하여, 출력 제어부(44)는, 상기 검출창의 개시 위치에서 비교기(41)의 출력이 반전하고 있지 않은 경우, 에지 검출부(42)에 의해 검출된 에지 위치를 제로 크로스의 검출 위치로서 구동 신호 생성부(10)(보다 엄밀하게는 제2 래치 회로(15))에 공급한다. 출력 제어부(44)는, 상기 검출창의 개시 위치에서 비교기(41)의 출력이 이미 반전하고 있는 경우, 상기 검출창의 개시 위치를 제로 크로스의 검출 위치로서 구동 신호 생성부(10)(보다 엄밀하게는 제2 래치 회로(15))에 공급한다. 이하, 이들의 처리를 실현하기 위한 출력 제어부(44)의 구성예를 설명한다.

도 18은, 출력 제어부(44)의 구성예를 나타내는 도면이다. 당해 출력 제어부(44)는, 제1 AND 게이트(71), 제2 AND 게이트(72) 및 OR 게이트(73)를 포함한다. 제1 AND 게이트(71)에는, 상기 검출창 개시 신호 및 비교기(41)의 출력 신호가 입력된다. 제1 AND 게이트(71)는, 양자가 하이 레벨 신호일 때 하이 레벨 신호를 출력하고, 적어도 한쪽이 로우 레벨 신호일 때 로우 레벨 신호를 출력한다. 보다 구체적으로는, 제1 AND 게이트(71)는, 상기 검출창의 개시 위치에서, 비교기(41)의 출력이 이미 반전하고 있는 경우, 하이 레벨 신호를 출력한다.

제2 AND 게이트(72)에는, 상기 검출창 신호 2 및 에지 검출부(42)의 출력 신호가 입력된다. 제2 AND 게이트(72)는, 양자가 하이 레벨 신호일 때 하이 레벨 신호를 출력하고, 적어도 한쪽이 로우 레벨 신호일 때 로우 레벨 신호를 출력한다. 보다 구체적으로는, 제2 AND 게이트(72)는, 상기 검출창 내에서, 에지 검출부(42)의 출력 신호에 에지가 상승했을 때 하이 레벨 신호를 출력한다.

OR 게이트(73)에는, 제1 AND 게이트(71)의 출력 신호 및 제2 AND 게이트(72)의 출력 신호가 입력된다. OR 게이트(73)는, 양자의 출력 신호를 바탕으로 에지 신호를 출력한다. OR 게이트(73)는, 양자의 출력 신호 중 어느 한쪽이 하이 레벨 신호일 때 하이 레벨 신호를 출력하고, 양자의 출력 신호가 모두 로우 레벨 신호일 때 로우 레벨 신호를 출력한다. 보다 구체적으로는, OR 게이트(73)는, 상기 검출창의 개시 위치에서, 비교기(41)의 출력이 이미 반전하고 있는 경우, 하이 레벨 신호를 출력한다. 상기 검출창의 개시 위치에서, 비교기(41)의 출력이 반전하고 있지 않은 경우, 상기 검출창 내에서, 에지 검출부(42)의 출력 신호에 에지가 상승했을 때 하이 레벨 신호를 출력한다.

도 19는, 검출창 신호 1을 사용하는 제로 크로스 검출부(40)(검출창 개시 신호 미사용)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 19의 (a)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에 발생한 경우의 코일 L1의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하고, 도 19의 (b)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수<공진 주파수)의 코일 L1의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하고, 도 19의 (c)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수>공진 주파수)의 코일 L1의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하는 도면이다.

검출창 신호 1을 사용하는 제로 크로스 검출부(40)(검출창 개시 신호 미사용)에서는, 출력 제어부(44)가, 도 18에 도시한 제2 AND 게이트(72)만으로 구성된다. 그 제2 AND 게이트(72)에는, 검출창 신호 1과 에지 검출부(42)의 출력 신호가 입력된다.

도 19의 (a)에서는, 검출창 신호 1에 의해 설정되는 검출창 내에서 유기 전압의 제로 크로스가 발생하기 때문에, 그 제로 크로스가 발생한 위치에서 에지 신호에 에지가 상승한다. 또한, 당해 검출창이 설정되어 있기 때문에, 회생 전압의 제로 크로스가 발생한 위치에서는 당해 에지 신호에 에지가 상승하지 않는다.

도 19의 (b)에서는, 리니어 진동 모터(200)의 공진 주파수가 상기 구동 신호의 주파수보다 높고, 그 차가 비교적 큰 상태를 나타내고 있다. 따라서, 상기 검출창 내에서, 상기 유기 전압의 제로 크로스를 생성해야 할 리니어 진동 모터(200)의 정지 상태(즉, 진동 레인지의 S극측 최대 도달 지점 또는 N극측 최대 도달 지점에 위치함)가 발생하지 않는다. 상기 검출창에 들어간 시점에서, 그 정지 상태가 종료하고 있다. 이 경우, 검출창 신호 1을 사용하는 제로 크로스 검출부(40)(검출창 개시 신호 미사용)에서는 에지 신호에 에지가 상승하지 않는다(타원으로 둘러싼 부분 참조).

도 19의 (c)에서는, 리니어 진동 모터(200)의 공진 주파수가 상기 구동 신호의 주파수보다 낮고, 그 차가 비교적 큰 상태를 나타내고 있다. 따라서, 상기 검출창 내에서, 상기 유기 전압의 제로 크로스를 생성해야 할 리니어 진동 모터(200)의 정지 상태가 발생하지 않는다. 상기 검출창으로부터 나온 후에, 그 정지 상태가 발생하고 있다. 이 경우, 검출창 신호 1을 사용하는 제로 크로스 검출부(40)(검출창 개시 신호 미사용)에서는, 에지 신호에 에지가 상승하지 않는다(타원으로 둘러싼 부분 참조).

도 20은, 검출창 신호 2 및 검출창 개시 신호를 사용하는 제로 크로스 검출부(40)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 20의 (a)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수<공진 주파수)의 코일 L1의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하고, 도 20의 (b)는 유기 전압의 제로 크로스가 검출창 내에서 발생하지 않은 경우(구동 주파수>공진 주파수)의 코일 L1의 양단부 전압 및 에지 신호의 추이를 도시하는 도면이다.

검출창 신호 2 및 검출창 개시 신호를 사용하는 제로 크로스 검출부(40)에서는, 도 18에 도시한 출력 제어부(44)가 사용된다. 도 20의 (a)에 도시한 코일 L1의 양단부 전압의 추이는, 도 19의 (b)에 도시한 코일 L1의 양단부 전압의 추이와 마찬가지이다. 도 20의 (b)에 도시한 코일 L1의 양단부 전압의 추이는, 도 19의 (c)에 도시한 코일 L1의 양단부 전압의 추이와 마찬가지이다.

도 20의 (a)에서는, 도 18에 도시한 제1 AND 게이트(71) 및 OR 게이트(73)의 작용에 의해, 검출창의 개시 위치에서 에지 신호에 에지가 상승한다. 도 20의 (b)에서는, 검출창의 종료 위치를 연신한 작용에 의해, 플러스 전류 통전 개시 위치에서 에지 신호에 에지가 상승한다.

이상 설명한 바와 같이 상기 검출창을 설정함으로써, 리니어 진동 모터의 고유 진동수와 구동 신호의 주파수가 일치하도록 구동 신호의 주기 폭을 적절히 제어할 때, 코일 L1에 발생하는 유기 전압의 제로 크로스의 검출 정밀도를 높일 수 있다. 즉, 구동 전압이나 회생 전압의 제로 크로스를 잘못 검출하는 것을 억제할 수 있다.

검출창을 설정한 경우에, 리니어 진동 모터(200)의 공진 주파수와 구동 신호의 주파수에 큰 어긋남이 발생하면, 유기 전압의 제로 크로스가 검출창으로부터 벗어나 버리는 일이 있다. 본 실시 형태에서는, 검출창의 개시 위치 근방 또는 종료 위치 근방에 임시의 에지를 상승시킴으로써, 상기 구동 신호의 주기 폭의 적응 제어를, 도중에 끊어지지 않고 계속할 수 있다. 리니어 진동 모터(200)의 공진 주파수와 구동 신호의 주파수가 크게 이격되어 있어도, 그 임시의 에지에 의해 양자를 서서히 근접시킬 수 있다.

이와 같이, 리니어 진동 모터(200)의 공진 주파수와 구동 신호의 주파수가 일치하도록 항상 적응 제어가 실행됨으로써, 구동 제어 회로(100) 내의 기본 클록을 생성하는 내장 발진자의 정밀도가 저하되어도, 내장 발진자의 주파수를 트리밍 할 필요가 없어, 드라이버 IC(구동 제어 회로(100))의 제조 원가 저감에 크게 기여한다.

또한, 검출창의 종료 위치 근방에 상승시키는 임시의 에지를, 비통전 기간에 후속하는 통전 기간의 상승을 이용함으로써, 신호 제어를 간소화할 수 있다. 상기 검출창 개시 위치 신호 등 검출창 신호 이외의 신호를 사용할 필요가 없다.

이상, 본 발명을 실시 형태를 바탕으로 설명했다. 이 실시 형태는 예시이며, 그들의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 다양한 변형예가 가능한 것, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다.

상술한 제2 상승 제어는, 비통전 기간이 포함되지 않는 구동 신호에 의해, 리니어 진동 모터(200)를 구동하는 구동 제어 회로에도 적용 가능하다. 당해 구동 신호는, 플러스 전류 통전 기간과 마이너스 전류 통전 기간이 비통전 기간을 사이에 두지 않고 교대로 설정되는 신호이다. 즉, 상술한 제2 상승 제어는, 상술한 구동 신호의 주기 폭의 적응 제어를 실행하지 않는 구동 제어 회로에도 적용 가능하다. 상술한 정지 제어도, 마찬가지로, 비통전 기간이 포함되지 않는 구동 신호에 의해, 리니어 진동 모터(200)를 구동하는 구동 제어 회로에도 적용 가능하다. 즉, 상술한 구동 신호의 주기 폭의 적응 제어를 실행하지 않는 구동 제어 회로에도 적용 가능하다.

10: 구동 신호 생성부
14: 디코더
16: 차분 산출 회로
18: 가산 회로
20: 구동부
30: 유기 전압 검출부
40: 제로 크로스 검출부
100: 구동 제어 회로
200: 리니어 진동 모터
210: 고정자
220: 진동자
L1: 코일

Claims

고정자와 진동자를 갖고, 양자 중 적어도 한쪽은 전자석으로 구성되고, 이 전자석의 코일에 구동 전류를 공급하여 진동자를 고정자에 대해 진동시키는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로이며,
상기 코일에 플러스 전류와 마이너스 전류를 교대로 흘리기 위한 구동 신호이며, 플러스 전류 통전 기간 및 마이너스 전류 통전 기간의 각각의 전후에 비통전 기간이 설정되는 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부와,
상기 구동 신호 생성부에 의해 생성된 구동 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 상기 코일에 공급하는 구동부를 구비하고,
상기 구동 신호 생성부는, 상기 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭을, 상기 리니어 진동 모터의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭보다 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로.
제1항에 있어서, 상기 구동 신호 생성부는, 상기 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간 전에 설정되어야 할 비통전 기간 폭을 제로로 설정하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 신호 생성부는, 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성하고, 상기 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를, 상기 리니어 진동 모터의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로.
고정자와 진동자를 갖고, 양자 중 적어도 한쪽은 전자석으로 구성되고, 이 전자석의 코일에 구동 전류를 공급하여 진동자를 고정자에 대해 진동시키는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로이며,
상기 코일에 플러스 전류와 마이너스 전류를 교대로 흘리기 위한 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부와,
상기 구동 신호 생성부에 의해 생성된 구동 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 상기 코일에 공급하는 구동부를 구비하고,
상기 구동 신호 생성부는, 각 통전 기간의 신호를 PWM 신호로 생성하고, 상기 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를, 상기 리니어 진동 모터의 정상 동작시에 있어서 각 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 구동 신호 생성부는, 상기 리니어 진동 모터의 구동 개시 후, 상기 구동 신호의 적어도 최초의 통전 기간에 생성하는 PWM 신호의 듀티비를 1로 설정하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터의 구동 제어 회로.