TW201212525A - Control method for voice coil motor control method and lens focusing system - Google Patents

Description

201212525 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-種音圈馬達的控制方法，尤指—種應用在 - 鏡頭對焦系統的音圈馬達的控制方法。 〜 ^ 【先前技術】 如圖i所示，在鏡頭對焦系統中，控制電路1〇控制音圈 馬達12的線圈電流IL，以控制鏡頭14的位置。 12中，彈簧16的-端固定，另—端連接可移動的電磁鐵'18， • 在電磁鐵18的另一側有磁鐵20，線圈電流IL經過電磁鐵18 的線圈22產生磁力與磁鐵20交互作用，因此可藉控制線圈電 流IL的大小前後移動電磁鐵18。鏡頭14與電磁鐵18連動， 因此可藉移動電磁鐵18而調整鏡則4的位置。當要前後移動 鏡頭14時，控制電路10改變線圈電流IL的大小，因而改變 電磁鐵18的磁力大小，造成彈簧16瞬間受力，藉由磁力和彈 簧力畺的平衡來決定鏡頭14的位移心然而，參照圖丨及圖2, 當線圈電流IL瞬間變動大小A，彈菁16會產生大振幅的譜 • 振，此諧振的振幅隨時間逐漸變小，因而造成鏡頭14前後擺 動，直到經過一段時間後，彈簧16的諧振力量消逝，鏡頭14 才穩定下來。因此，每次移動鏡頭14 ,都需要等待一段很長 的對焦時間。 目前已知改善諧振的方法是減緩線圈電流IL的變動斜 率，以減少彈簧16瞬間受力的能量，縮減彈簣16諧振的振幅。 不過，由於線圈電流IL的變動斜率固定，當鏡頭14需要的位 移d較大時，線圈電流IL的變動時間也會相對較長。近來鏡 201212525 頭14的體積越來越小，重量也越來越輕，使得彈簧.16受到少 量的作用力便會有較大振幅的諧振現象產生，因此需要更緩和 的線圈電流IL的變動斜率以減少彈簧16的瞬間受力，導致音 圈馬達12需要更久的時間才能達到穩態。 因此’一種能有效抑制彈簧諧振’加快音圈馬達穩定的控 制方法，乃為所冀。 【發明内容】 本發明的目的之一，在於提出一種抑制音圈馬達的彈簧諧 振的控制方法。 ’ 本發明的目的之一，在於提出一種加快音圈馬達穩定的 制方法。 本發明的目的之-，在於提出—種魅對鱗間的鏡頭對 焦系統。 根據本發日月…種音圈馬達的控制方法係將該音圈馬達的 賴電流_魏量分f彳為乡次魏，每讀_時間為該音 圈馬達的彈簧諧振週期的二分之一。 根據本發明’-種鏡賴㈣統包括賴馬達及控制電 路。該控制f:職該音圈馬達的線圈電流的總魏量分割為多 次變動’每次變動的時間為該音圈馬達的彈簧麟週期的二分 之一 〇 藉由彈簣諧振的雜，本發明可大幅降娜簧的譜振程 度’使曰圈馬達快速穩定，進而縮短對焦時間。 【實施方式】 參照圖2 ’就-魏㈣音圈騎而言，其彈簧的譜振具 201212525 有特疋的諧振週期Tres，本發明將利用此特性抑制音圈馬達 彈簧諧振。 一圖3A係本發明改善音圈馬達的彈簧諧振的第一實施例的 示思圖參照圖1及圖3a ,當要移動鏡頭14時，所需要的線 圈電流IL的總變量為A，控制電路10會把A分成2n+l次變 動，η為正整數，每次變動的時間為彈簧16的諧振週期Tres 的二分之一。在此實施例中，第1次及第2n+l次變動的電流 變動量為A/4n，其餘變動的電流變動量皆為A/2n。例如，參 照圖3B，在n=1時，線圈電流IL的變動次數為3，第1次及 第3次變動的電流變動量為A/4，第2次變動的電流變動量為 A/2。若n=2，如圖3C所示，線圈電流jl分為5次變動，第 1次及第5次變動的電流變動量為，第2〜4次變動的每次 電流變動量為A/4。η的值由設計者決定，可以是固定的，也 可以是不固定的。 圖4說明圖3Α的控制方法抑制彈簧諧振的原理。以n=1 為例，在時間tl時，線圈電流il第1次變動，電流變動量為 A/4’如波形24所示’此次變動將使彈簧16產生振幅為 的譜振；在時間t2時，線圈電流il第2次變動，電流變動量 為A/2，如波形26所示，此次變動將使彈簧16產生振幅為 Ampl2的諧振；在時間t3時，線圈電流!l第3次變動，電流 變動量為A/4，如波形28所示，此次變動將使彈簧16產生振 幅為Ampl3的諧振。由於第1次及第3次變動的電流變動量 皆為A/4，第2次變動的電流變動量為a/2，因此振幅 Ampll=Ampl3=(Ampl2)/2。參照圖4，以T3期間為例，波形 5 201212525 24的振幅為+Ampll，波形26的振幅為___，波形的振 幅為+Ampl3，所有波形的振幅相互抵消，結果如圖5所示 - 彈簧16幾乎沒有振蓋，因此鏡頭Η在被移動至設定位置^ 幾乎是立即穩定。 便， 、利用HSPICE對同-音圈馬達施行圖2及圖3B的控制方 法的模擬’結果如圖6及圖7所示。參照圖6，習知的一-欠？ 變^電流的方法會產生振幅很A的諧振，且需魏長的時= φ 彈X才能穩定。參照圖7，本發明的控制方法在線圈電流分割 成3次變動至目標值後，彈簧幾乎沒有任何波動產生。比較圖 6及圖7可知，本發明的控制方法能有效抑制彈簧諧振，加快 音圈馬達穩定。 圖8A係本發明改善音圈馬達的彈簧諧振的第二實施例的 不思圖。參照圖1及圖8A，當要移動鏡頭14時，所需要的線 圈電流IL的總變量為A’控制電路1〇把A分成2(η+ι)次變動， 1 為正整數，每次變動的時間為彈簧16的諧振週期^的二 φ 刀之第1 -人及第2(n+1)次變動的電流變動量為a/2(2ii+1)， 其餘變動的電流變動量都為〜(211+1)。如圖8B所示，在n=1 時’線圈電流IL _動魏為4，第丨次及第4次變動的電 流變動量為A/6,第2次及第3次變動的電流變動量皆為^。 在圖8C中，n=2，線圈電流扎分為6次變動，第1次及第6 次變動的電流變動量為A/1()，第2〜5次變動的每次電流變動 量為A/5。 圖9係在圖8A的控制方法中各彈簧諧振彼此抵消的示意 圖以η 1為例’在時間tl時，線圈電流工l第工次變動，電 201212525 /’il變動里為Aye，如波形3〇所示，此次變動將使彈簧μ產生 振幅為Amp21的譜振；在時間口時，線圈電流正第2次變 動，電流變動夏為A/3，如波形32所示，此次變動將使彈簧 16產生振幅為Amp22的諧振；在時間t3時，線圈電流IL第 3次變動，電流變動量為a/3，如波形34所示，此次變動將使 彈簧16產生振幅為Ampu的諧振；在時間枓時，線圈電流 IL第4次變動，電流變動量為a/6，如波形36所示，此次變 動將使彈簧16產生振幅為Amp24的諧振。由於第1次及第4 次變動的電流變動量皆為A/6，第2次及第3次變動的電流變 動量皆為 A/3 ’ 因此振幅 Amp21=Amp24=(；Amp22y2= (AmP23)/2。以T4期間為例，波形30的振幅為_八叫21，波形 32的振幅為+Amp22，波形34的振幅為-Amp23，波形36的振 幅為+Amp24，所有波形的振幅相互抵消，因此彈簧16幾乎沒 有振盈。 圖10A係本發明改善音圈馬達的彈簧諧振的第三實施例 的示意圖。參照圖1及圖10A，當要移動鏡頭14時，所需要 的線圈電流IL的總變量為A，控制電路10把a分成2n次變 動，η為正整數，每次變動的時間為彈簧16的諧振週期Tres 的二分之一，每次變動的電流變動量皆為A/2n。在n=1時， 如圖10B所示，線圈電流EL的變動次數為2，每次變動的電 流變動量為A/2。在n=2時，如圖10C所示，線圈電流亿分 為4次變動，每次變動的電流變動量為α/4。 圖11係在圖10Α的控制方*中各彈簧譜振彼此抵消的示 意圖，以η=2為例，在時間tl時，線圈電流正第1次變動， 7 201212525 電流變動量為A/4，·如波形38所示，此次變動將使彈簧16產… 生振幅為Amp31的諧振；在時間t2時，線圈電流IL第2次 變動，電流變動量為A/4，如波形40所示，此次變動將使彈 簧16產生振幅為Amp32的諧振；在時間t3時，線圈電流IL 第3次變動，電流變動量為A/4，如波形42所示，此次變動 將使彈簧16產生振幅為Amp33的諧振；在時間t4時，線圈 電流IL第4次變動，電流變動量為A/4，如波形44所示，此 次變動將使彈簧16產生振幅為Amp34的譜振。由於每次變動 的電流變動量皆為A/4，因此振幅Amp31=Amp32=Amp33= Amp34。以T4期間為例，波形38的振幅為·Απιρ31，波形40 的振幅為+Amp32，波形42的振幅為-Amp33，波形44的振幅 為+Amp34 ’所有波形的振幅相互抵消，因此彈簧16幾乎沒有 振蘯。 上述的二種控制方法是本發明的較佳實施例，本發明並不 限於這三種控制方法，只要是將線圈電流的總變量分割為多次 變動，每次變動的時間為彈簣諧振週期的二分之一，都在本發 明的範疇内。 【圖式簡單說明】 圖1係鏡頭對焦系統的示意圖； 圖2係習知的音圈馬賴㈣方法及其產生的鏡頭位移 的示意圖； —圖3A係本發明改善音圈馬達的彈簧諧振的第一實施例的 不意圖； 圖3B係圖3A的控制方法在n=1時的示意圖； 201212525 圖3C係圖3A的控制方法在n=2時的示意圖； 圖4係圖3A的控制方法抑辦簧諧振的示意圖； 圖5係圖3A的控制方法得到的鏡頭位移的示意圖； 圖6是利用HSPICE模擬圖2的控制方法得到的結果； 圖7是利用HSPICE模擬圖3B的控制方法得到的結果； 圖8 A係本發财善音圈馬達的彈簧魏的第二實施例的 不意圖；

圖犯侧8A的控制方法在㈣時的示意圖； 圖8C係圖8A的控制方法在n=2時的示意圖； 圖9係圖8A的控制方法抑鄉菁諸振的示意圖； 圖10A係本發明改善音圈馬達的彈簧諧振的第三實施例 圖10B侧10A的控制奴在㈣時的示意圖； 圖10C侧10A的控制方法在㈣時的示意圖；以及 圖11_胤的_梅_彈簧諧振的示 【主要元件符號說明】 10控制電路 12音圈馬達 14鏡頭 16彈簧 18電磁鐵 2〇磁鐵 22線圈 24彈簧的諧振波形 26彈簧的諧振波形 28彈簧的諧振波形 201212525 30彈簧的諧振波形 32彈簧的諧振波形 34彈簧的諧振波形 36彈簧的諧振波形 38彈簧的諧振波形 40 彈簧的諧振波形 42 彈簣的諧振波形 44彈簧的諧振波形

Claims (1)

1. 201212525 七、申請專利範圍： 1. 一種音圈馬達的控制方法，包括下列步驟： (A)得知該音圈馬達的線圈電流的總變動量；以及 ' (B)將該總變動量分割為2n+l次變動，每次變動的時間為 該音圈馬達的彈簧諧振週期的二分之一，η為正整 數，第1次及第2η+1次變動的電流變動量為該總變量 的1/4η，其餘變動的電流變動量為該總變量的1/2η。 2. —種音圈馬達的控制方法，包括下列步驟： 鲁 （Α)得知該音圈馬達的線圈電流的總變動量；以及 (Β)將該總變動量分割為2(η+1)次變動，每次變動的時間 為該音圈馬達的彈簧諧振週期的二分之一，η為正整 數，第1次及第2(η+1)次變動的電流變動量為該總變 量的1/2(2η+1)，其餘變動的電流變動量為該總變量的 1/(2η+1)。 3. —種音圈馬達的控制方法，包括下列步驟： (Α)得知該音圈馬達的線圈電流的總變動量；以及 • (Β)將該總變動量分割為2η次變動，每次變動的時間為該 音圈馬達的彈簧諧振週期的二分之一，η為正整數， 每次變動的電流變動量為該總變量的1/2η。 4. 一種鏡頭對焦系統，包括： 音圈馬達；以及 控制電路連接該音圈馬達，以控制該音圈馬達的線圈電 流， 其中，要使該線圈電流產生一總變動量時，該控制電路將 11 201212525 該總變動量分割為多次變動，每次變動的時間為該音圈 馬達的彈簧諧振週期的二分之一。

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