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JP2013081294A - Drive circuit and drive method of voice coil motor with spring return mechanism and lens module using them and electronic apparatus - Google Patents

Drive circuit and drive method of voice coil motor with spring return mechanism and lens module using them and electronic apparatus Download PDF

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JP2013081294A
JP2013081294A JP2011219517A JP2011219517A JP2013081294A JP 2013081294 A JP2013081294 A JP 2013081294A JP 2011219517 A JP2011219517 A JP 2011219517A JP 2011219517 A JP2011219517 A JP 2011219517A JP 2013081294 A JP2013081294 A JP 2013081294A
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Japan
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voice coil
coil motor
control signal
drive circuit
transition time
Prior art date
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Application number
JP2011219517A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Tanimukai
広通 谷向
Shigeo Tsuchiya
繁夫 土谷
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress vibration of VCM with a spring return mechanism.SOLUTION: A control unit 30 receives a command value designating the target stroke volume of a voice coil motor 110, and generates a control signal V2. A control signal S2 changes linearly from an initial value corresponding to the stroke volume before movement toward a target value corresponding to the target stroke volume, over a transition time that is equal to an integer times of the reciprocal of resonance frequency of the voice coil motor 110. A drive current generation unit 10 supplies a drive current Idrv corresponding to the control signal S2 to the coil of the voice coil motor 110.

Description

本発明は、スプリングリターン機構付きボイスコイルモータの制御技術に関する。   The present invention relates to a control technique for a voice coil motor with a spring return mechanism.

デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラあるいは撮像機能付きの電子機器(たとえば携帯電話)には、フォーカシングレンズを位置決めするためのアクチュエータが設けられる。アクチュエータとしてはステッピングモータ方式、ピエゾ方式、ボイスコイルモータ(VCM)方式等が採用される。   An actuator for positioning a focusing lens is provided in a digital still camera, a digital video camera, or an electronic device (for example, a mobile phone) with an imaging function. As the actuator, a stepping motor method, a piezo method, a voice coil motor (VCM) method, or the like is employed.

VCMは、そのコイルに流れる電流の向きに応じた直線方向に推進力を発生させることができる。たとえばVCMにHブリッジ回路を接続した場合、コイル電流の向きを切りかえることができ、正方向と負方向に推進力を得ることができる。   The VCM can generate a propulsive force in a linear direction corresponding to the direction of the current flowing through the coil. For example, when an H bridge circuit is connected to the VCM, the direction of the coil current can be switched, and a driving force can be obtained in the positive direction and the negative direction.

これに対して、スプリングリターン機構付きのVCMが利用される場合がある。スプリングリターン機構付きVCMは、第1の方向への推進力をコイルに駆動電流を供給することで発生し、それと反対の第2の方向への推進力を可動子に取り付けられたばね(スプリング)の力を利用して発生させる構造となっている。つまり電気的な駆動と力学的な駆動が併用されている。スプリングリターン機構付きVCMを駆動する場合、そのコイルの一方向にのみ駆動電流を供給すればよく、駆動回路が簡素化できる。   On the other hand, a VCM with a spring return mechanism may be used. A VCM with a spring return mechanism generates a propulsive force in a first direction by supplying a drive current to a coil, and a propulsive force in a second direction opposite to that of a spring (spring) attached to the mover. It has a structure that uses force to generate. That is, electric drive and dynamic drive are used together. When driving a VCM with a spring return mechanism, it is sufficient to supply a drive current only in one direction of the coil, and the drive circuit can be simplified.

特開2004−12492号公報JP 2004-12492 A 特開平9−298430号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-298430 特開2008−113506号公報JP 2008-113506 A 特開2008−043171号公報JP 2008-043171 A

ばねを有する振動系は、ばね定数Kと、質量Mで定まる共振周波数frを有する。
fr=√(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。
The vibration system having a spring has a spring constant K and a resonance frequency fr determined by the mass M.
fr = √ (K / M) / 2π (1)
Along with the downsizing of electronic equipment, downsizing of a VCM with a spring return mechanism is required. When the VCM is reduced in size, the inductance of the coil is reduced and the weight of the mover is reduced, which causes a problem that the mover, that is, the lens vibrates due to the force of the spring.

レンズの振動を抑制するために、共振周波数frの周波数成分が除去されたスペクトルを有する駆動電流によって、VCMを駆動する方法が提案されている。具体的には、(1)ステップ波形を、共振周波数を除去する帯域除去フィルタBEFによって波形整形し、駆動電流を生成する手法や、(2)波形整形された駆動信号をあらかじめ演算により計算してそれをメモリに格納しておき、駆動時に読み出す、といった手法が提案されている。これらの方法では、フィルタやメモリなどが必要となるため、ハードウェアの規模が大きくなるという問題がある。   In order to suppress the vibration of the lens, a method of driving the VCM with a drive current having a spectrum from which the frequency component of the resonance frequency fr is removed has been proposed. Specifically, (1) a step waveform is shaped by a band elimination filter BEF that removes the resonance frequency to generate a drive current, or (2) a waveform shaped drive signal is calculated in advance by calculation. There has been proposed a method of storing it in a memory and reading it out during driving. These methods have a problem that the scale of hardware increases because a filter, a memory, and the like are required.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、スプリングリターン機構付きVCMの振動を抑制可能な制御技術の提供にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and one of the exemplary purposes of the certain aspect is to provide a control technique capable of suppressing the vibration of the VCM with a spring return mechanism.

本発明のある態様は、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に関する。この駆動回路は、ボイスコイルモータの目標ストローク量(スライド量ともいう)を指示する指令値を受けて制御信号を生成する制御部と、ボイスコイルモータのコイルに、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、を備える。制御部は、制御信号を、移動前のストローク量に対応する初期値から目標ストローク量に対応する目標値に向けて、ボイスコイルモータの共振周波数の逆数の整数倍の遷移時間にわたり直線的に変化させる。   One embodiment of the present invention relates to a drive circuit for a voice coil motor with a spring return mechanism. The drive circuit receives a command value indicating a target stroke amount (also referred to as a slide amount) of the voice coil motor, generates a control signal, and applies a drive current corresponding to the control signal to the coil of the voice coil motor. A drive current generation unit to be supplied. The control unit linearly changes the control signal from the initial value corresponding to the stroke amount before movement to the target value corresponding to the target stroke amount over a transition time that is an integral multiple of the reciprocal of the resonance frequency of the voice coil motor. Let

この態様によると、可動子の残留振幅を抑制でき、セトリング時間を短縮できる。   According to this aspect, the residual amplitude of the mover can be suppressed and the settling time can be shortened.

遷移時間は、共振周波数の逆数の1倍であってもよい。この場合、セトリング時間を最も短くできる。   The transition time may be 1 times the reciprocal of the resonance frequency. In this case, the settling time can be minimized.

制御部は、デジタルの制御信号を生成する演算部を含んでもよい。遷移時間をτ、制御信号のサンプリング周期をTs、ストローク量の初期値をx1、目標値をx2とするとき、演算部は、制御信号の値を、(x2−x1)×Ts/τずつ変化させてもよい。   The control unit may include a calculation unit that generates a digital control signal. When the transition time is τ, the control signal sampling period is Ts, the initial stroke amount is x1, and the target value is x2, the calculation unit changes the control signal value by (x2−x1) × Ts / τ. You may let them.

本発明の別の態様は、レンズモジュールに関する。レンズモジュールは、フォーカシングレンズと、その可動子が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、ボイスコイルモータを駆動する上述のいずれかの態様の駆動回路と、を備える。   Another aspect of the present invention relates to a lens module. The lens module includes a focusing lens, a voice coil motor with a return mechanism in which a movable element is coupled to the focusing lens, and a drive circuit according to any one of the above-described modes for driving the voice coil motor.

本発明の別の態様は、レンズモジュールに関する。レンズモジュールは、手ぶれ補正用レンズと、その可動子が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、ボイスコイルモータを駆動する上述のいずれかの態様の駆動回路と、を備える。   Another aspect of the present invention relates to a lens module. The lens module includes a camera shake correction lens, a voice coil motor with a return mechanism whose movable element is coupled to the camera shake correction lens, and a drive circuit according to any one of the above-described modes for driving the voice coil motor.

本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、上述のいずれかのレンズモジュールと、レンズモジュールを通った光を撮像する撮像デバイスと、を備える。   Another embodiment of the present invention relates to an electronic device. The electronic apparatus includes any one of the lens modules described above and an imaging device that images light that has passed through the lens module.

本発明によれば、可動子の振動を抑制できる。   According to the present invention, vibration of the mover can be suppressed.

実施の形態に係る駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the drive circuit which concerns on embodiment. 図1の駆動回路の動作を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows operation | movement of the drive circuit of FIG. ストローク量を0から160に変化させるときの、ステップ量と、残留振幅および遷移時間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between step amount, a residual amplitude, and transition time when changing stroke amount from 0 to 160. FIG. 変形例に係る制御部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the control part which concerns on a modification.

図1は、実施の形態に係る駆動回路100の構成を示す回路図である。図1には、駆動回路100を備える電子機器2全体が示される。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a drive circuit 100 according to the embodiment. FIG. 1 shows the entire electronic device 2 including the drive circuit 100.

電子機器2は、撮像機能付きの携帯電話、あるいはデジタルカメラ、ビデオカメラなどであり、CPU(Central Processing Unit)3、レンズモジュール116および撮像デバイス118を備える。   The electronic device 2 is a mobile phone with an imaging function, a digital camera, a video camera, or the like, and includes a CPU (Central Processing Unit) 3, a lens module 116, and an imaging device 118.

レンズモジュール116は、いわゆるオートフォーカス機能を実現するために設けられ、フォーカシングレンズ114、ボイスコイルモータ110、駆動回路100を含む。   The lens module 116 is provided to realize a so-called autofocus function, and includes a focusing lens 114, a voice coil motor 110, and a drive circuit 100.

ボイスコイルモータ110は、フォーカシングレンズ114を位置決めするアクチュエータであり、その可動子は、フォーカシングレンズ114と連結されている。ボイスコイルモータ110は、リターンスプリング機構を備え、その可動子はスプリング112と連接されている。   The voice coil motor 110 is an actuator that positions the focusing lens 114, and the mover is coupled to the focusing lens 114. The voice coil motor 110 includes a return spring mechanism, and the mover is connected to the spring 112.

駆動回路100は、ボイスコイルモータ110のコイルL1に駆動電流Idrvを供給し、レンズ114の位置を制御する。具体的には、駆動回路100はコイルL1に駆動電流Idrvを流すことにより、可動子を第1の方向に変位させる。スプリング112は、可動子を第1の方向と反対の第2の方向に押し戻すように作用する。   The drive circuit 100 supplies a drive current Idrv to the coil L1 of the voice coil motor 110 and controls the position of the lens 114. Specifically, the drive circuit 100 displaces the mover in the first direction by causing the drive current Idrv to flow through the coil L1. The spring 112 acts to push the mover back in a second direction opposite to the first direction.

CPU3は、フォーカシングレンズ114を通過した像が、撮像デバイス118上で結像するように、フォーカシングレンズ114の目標位置を決定し、その目標位置に応じたボイスコイルモータ110のストローク量を指示する指令値S1を駆動回路100に出力する。   The CPU 3 determines a target position of the focusing lens 114 so that an image that has passed through the focusing lens 114 forms an image on the imaging device 118, and instructs the stroke amount of the voice coil motor 110 according to the target position. The value S1 is output to the drive circuit 100.

以上が電子機器2全体の構成である。続いて駆動回路100の構成を説明する。   The above is the configuration of the entire electronic device 2. Next, the configuration of the drive circuit 100 will be described.

駆動回路100は、駆動端子P1、駆動電流生成部10、制御部30を備える。   The drive circuit 100 includes a drive terminal P1, a drive current generation unit 10, and a control unit 30.

駆動端子P1は、コイルL1の一端と接続される。コイルL1の他端は、固定電圧端子(たとえば電源端子Vdd)と接続される。駆動回路100が負電源を受けて動作する場合、固定電圧端子は接地端子であってもよい。また図1の駆動回路100はコイルL1から駆動電流を吸い込むシンク型で構成されるが、当業者であれば、コイルL1に駆動電流Idrvを流し込むソース型としても構成できることが理解できよう。ソース型の場合、コイルL1の他端は接地端子と接続される。   The drive terminal P1 is connected to one end of the coil L1. The other end of coil L1 is connected to a fixed voltage terminal (for example, power supply terminal Vdd). When the drive circuit 100 operates by receiving a negative power supply, the fixed voltage terminal may be a ground terminal. 1 is configured as a sink type that sucks the drive current from the coil L1, but those skilled in the art will understand that it can also be configured as a source type that flows the drive current Idrv into the coil L1. In the case of the source type, the other end of the coil L1 is connected to a ground terminal.

制御部30は、電子機器2からボイスコイルモータ110の目標ストローク量を指示する指令値S1を受け、アナログの制御信号V2を生成する。ボイスコイルモータ110およびスプリング112、フォーカシングレンズ114からなる振動系は、ばね定数Kと、質量Mで定まる共振周波数frを有する。
fr=√(K/M)/2π …(1)
The control unit 30 receives an instruction value S1 instructing a target stroke amount of the voice coil motor 110 from the electronic device 2, and generates an analog control signal V2. The vibration system including the voice coil motor 110, the spring 112, and the focusing lens 114 has a spring constant K and a resonance frequency fr determined by the mass M.
fr = √ (K / M) / 2π (1)

駆動回路100には、共振周波数frもしくはその逆数1/frに対応するデータが予め格納されており、あるいは、そのデータをCPU3から受信可能となっている。制御部30は、制御信号V2を、移動前のストローク量に対応する初期値x1から目標ストローク量に対応する目標値x2に向けて、ある遷移時間τをかけて直線的に変化させる。遷移時間τは、整数nと、共振周波数frの逆数1/frで表される式(2)に従って設定される。
τ=n/fr …(2)
本実施の形態においてn=1である。つまり、遷移時間τは、共振周波数frの逆数に等しい。
Data corresponding to the resonance frequency fr or its reciprocal 1 / fr is stored in the drive circuit 100 in advance, or the data can be received from the CPU 3. The control unit 30 linearly changes the control signal V2 over a certain transition time τ from the initial value x1 corresponding to the stroke amount before movement to the target value x2 corresponding to the target stroke amount. The transition time τ is set according to the equation (2) represented by the integer n and the reciprocal 1 / fr of the resonance frequency fr.
τ = n / fr (2)
In this embodiment, n = 1. That is, the transition time τ is equal to the reciprocal of the resonance frequency fr.

制御部30は、演算部32およびD/Aコンバータ34を含む。演算部32は、デジタルの制御信号S2を生成する。D/Aコンバータ34は、デジタルの制御信号S2をアナログの制御信号V2に変換する。
制御信号S2のサンプリング周期がTsであるとき、演算部32は、制御信号S2の値を、式(3)のステップ量Δxずつ変化させる。
Δx=(x2−x1)×Ts/τ …(3)
このような演算部32は、カウンタを用いて簡易に生成することができ、具体的な生成アルゴリズムは特に限定されない。
The control unit 30 includes a calculation unit 32 and a D / A converter 34. The calculation unit 32 generates a digital control signal S2. The D / A converter 34 converts the digital control signal S2 into an analog control signal V2.
When the sampling period of the control signal S2 is Ts, the calculation unit 32 changes the value of the control signal S2 by the step amount Δx of Expression (3).
Δx = (x2−x1) × Ts / τ (3)
Such a calculation unit 32 can be easily generated using a counter, and a specific generation algorithm is not particularly limited.

駆動電流生成部10は、ボイスコイルモータ110のコイルL1に、制御信号V2に応じた駆動電流Idrvを供給する。たとえば駆動電流生成部10は、演算増幅器12、トランジスタ14、抵抗R2を含む。   The drive current generator 10 supplies the drive current Idrv corresponding to the control signal V2 to the coil L1 of the voice coil motor 110. For example, the drive current generation unit 10 includes an operational amplifier 12, a transistor 14, and a resistor R2.

トランジスタ14および抵抗R2は、駆動端子P1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12の非反転入力端子へと入力される。トランジスタ14と抵抗R2の接続点の電圧は、演算増幅器12の反転入力端子にフィードバックされる。駆動電流生成部10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
The transistor 14 and the resistor R2 are provided in series between the drive terminal P1 and the fixed voltage terminal (ground terminal), that is, on the path of the drive current Idrv flowing through the coil L1. The control signal V2 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 12. The voltage at the connection point between the transistor 14 and the resistor R2 is fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier 12. The drive current Idrv generated by the drive current generator 10 is given below.
Idrv = V2 / R2

なお駆動電流生成部10の構成は、図1のそれには限定されず、その他の形式の電流源あるいは電圧源を用いてもよい。   The configuration of the drive current generator 10 is not limited to that shown in FIG. 1, and other types of current sources or voltage sources may be used.

以上が駆動回路100の全体構成である。続いてその動作の概略を説明する。
図2は、図1の駆動回路100の動作を示す波形図である。実線(i)は制御信号S2(すなわち駆動電流生成部10が生成する駆動電流Idrv)を、破線(ii)は、その制御信号S2を与えたときの実際のストローク量を示す。
The above is the overall configuration of the drive circuit 100. Next, an outline of the operation will be described.
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the drive circuit 100 of FIG. The solid line (i) indicates the control signal S2 (that is, the drive current Idrv generated by the drive current generator 10), and the broken line (ii) indicates the actual stroke amount when the control signal S2 is applied.

共振周波数frが85.333Hzであるとき、遷移時間τは、τ=1/85.333=11.7(msec)に設定される。たとえばストローク量の初期値x1=0であり、CPU3から、目標値x2=160を指示する指令値S1が入力されるとする。制御信号S2のサンプリング時間Ts=0.98ms(サンプリング周波数fs=1024Hz)とすると、ステップ量Δxは式(3)に従い、
Δx=(x2−x1)×Ts/τ
=(160−0)/11.7×0.98=13.4
で与えられる。
When the resonance frequency fr is 85.333 Hz, the transition time τ is set to τ = 1 / 85.333 = 11.7 (msec). For example, it is assumed that an initial value x1 = 0 of the stroke amount and a command value S1 instructing a target value x2 = 160 is input from the CPU 3. If the sampling time Ts of the control signal S2 is 0.98 ms (sampling frequency fs = 1024 Hz), the step amount Δx is in accordance with the equation (3):
Δx = (x2−x1) × Ts / τ
= (160-0) /11.7*0.98=13.4
Given in.

制御部30は、1サンプリングごとに、制御信号S2の値をΔx=13.4ずつインクリメントしていく。その結果、駆動電流生成部10が生成する駆動電流Idrvは、初期値x1に対応する電流値から、目標値x2に対応する電流値まで、遷移時間τにわたり直線的に変化する。   The control unit 30 increments the value of the control signal S2 by Δx = 13.4 every sampling. As a result, the drive current Idrv generated by the drive current generator 10 changes linearly over the transition time τ from the current value corresponding to the initial value x1 to the current value corresponding to the target value x2.

破線(ii)で示すように、遷移時間τの途中では、振動によって制御信号S2と実際のストローク量に誤差δが生ずるが、遷移途中の振動は、実際の用途においては特に問題とならない。そして、遷移時間τ経過後においては、ストローク量は目標値付近に安定化する。遷移時間τ経過後の振動(残留振幅という)は、実際の用途においては、十分に許容される範囲に収まっており、遷移時間τでセトリングしていると考えてよい。すなわち、遷移時間τとセトリング時間は等しくなっている。   As indicated by the broken line (ii), in the middle of the transition time τ, an error δ occurs in the control signal S2 and the actual stroke amount due to the vibration. Then, after the transition time τ has elapsed, the stroke amount is stabilized near the target value. The vibration after the transition time τ (referred to as residual amplitude) falls within a sufficiently allowable range in actual use, and may be considered to be settled at the transition time τ. That is, the transition time τ and the settling time are equal.

このように、実施の形態に係る駆動回路100によれば、11.7msと十分に短い遷移時間τで、ストローク量を目標値に安定化させることができる。さまざまなレンズモジュールにおいて、共振周波数frは数十Hz〜百数十Hz程度であるため、仮にfr=30Hzであったとしても、遷移時間τは33ms程度であるから、十分に高速な制御が可能である。   As described above, according to the drive circuit 100 according to the embodiment, the stroke amount can be stabilized at the target value in the sufficiently short transition time τ of 11.7 ms. In various lens modules, since the resonance frequency fr is about several tens Hz to several hundreds of Hz, even if fr = 30 Hz, the transition time τ is about 33 ms, so that sufficiently high-speed control is possible. It is.

また、この駆動回路100では、従来の駆動電流のスペクトルから共振周波数を除去するためのフィルタや、共振周波数が除去された制御信号を格納するメモリが不要となるため、ハードウェア規模を小さくすることができる。   Further, the drive circuit 100 does not require a conventional filter for removing the resonance frequency from the spectrum of the drive current and a memory for storing the control signal from which the resonance frequency has been removed, so that the hardware scale can be reduced. Can do.

図3は、ストローク量を0から160に変化させるときの、ステップ量Δxと、残留振幅および遷移時間の関係を示す図である。なお、図3の関係を、当業者の一般的な技術常識と捉えてはならず、本発明者らが初めて見いだしたものである。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the step amount Δx, the residual amplitude, and the transition time when the stroke amount is changed from 0 to 160. It should be noted that the relationship shown in FIG. 3 should not be regarded as general technical common knowledge of those skilled in the art, but was first found by the present inventors.

一般的に知られた傾向として、ステップ量Δxを小さくするほど、遷移中の振幅ならびに残留振幅を小さくできる。しかしながら、ステップ量Δxを小さくすれば、遷移時間τが長くなる。反対に、ステップ量Δxを大きくすれば、遷移時間τは短くできるが、残留振幅は大きくなり、結果としてセトリング時間が長くなってしまう。   As a generally known tendency, the smaller the step amount Δx, the smaller the amplitude during transition and the residual amplitude. However, if the step amount Δx is reduced, the transition time τ becomes longer. On the other hand, if the step amount Δx is increased, the transition time τ can be shortened, but the residual amplitude is increased, resulting in an increase in the settling time.

本発明者らはさらに詳細にステップ量Δxと残留振幅の関係について検討し、図3に示すように、ステップ量が離散的なある値をとるときに、残留振幅が小さくなることを見いだした。残留振幅が最小となるステップ量は、共振周波数frの逆数1/frの整数倍となる遷移時間τを与える。言い換えれば、遷移時間τを共振周波数frの逆数1/frの整数倍とすることにより、ステップ量Δxを大きくしても、残留振幅を小さくすることができる。   The present inventors examined the relationship between the step amount Δx and the residual amplitude in more detail, and found that the residual amplitude becomes small when the step amount takes a discrete value as shown in FIG. The step amount that minimizes the residual amplitude gives a transition time τ that is an integral multiple of the reciprocal 1 / fr of the resonance frequency fr. In other words, by setting the transition time τ to an integral multiple of the reciprocal 1 / fr of the resonance frequency fr, the residual amplitude can be reduced even if the step amount Δx is increased.

実施の形態では、n=1の場合を説明したが、nは2以上であってもよい。ただし、nを大きくするほど遷移時間(セトリング時間)τは長くなるため、n=1の場合が最も好ましい。   In the embodiment, the case where n = 1 has been described, but n may be 2 or more. However, since the transition time (settling time) τ becomes longer as n is increased, the case where n = 1 is most preferable.

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

実施の形態では、演算部32およびD/Aコンバータ34を含む制御部30を説明したが、制御信号V2の生成手段はこれには限定されない。図4は、変形例に係る制御部30aの構成を示す回路図である。   In the embodiment, the control unit 30 including the calculation unit 32 and the D / A converter 34 has been described, but the means for generating the control signal V2 is not limited to this. FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a control unit 30a according to a modification.

制御部30は、キャパシタC1、第1電流源CS1、第2電流源CS2、演算部32を備える。第1電流源CS1、第2電流源CS2は、可変電流源であり、指定された電流量を、指定された期間、生成可能に構成される。キャパシタC1が、第1電流源CS1が生成した電流Ic1によって充電されると、アナログの制御信号V2は、一定の傾きで上昇する。キャパシタC1が、第2電流源CS2が生成した電流Ic2によって放電されると、アナログの制御信号V2は、一定の傾きで下降する。   The control unit 30 includes a capacitor C1, a first current source CS1, a second current source CS2, and a calculation unit 32. The first current source CS1 and the second current source CS2 are variable current sources, and are configured to be able to generate a specified current amount for a specified period. When the capacitor C1 is charged with the current Ic1 generated by the first current source CS1, the analog control signal V2 rises with a certain slope. When the capacitor C1 is discharged by the current Ic2 generated by the second current source CS2, the analog control signal V2 falls with a constant slope.

演算部32は、アナログの制御信号V2が、移動前のストローク量に対応する初期値x1から目標ストローク量に対応する目標値x2に向けて、共振周波数frの逆数(1/fr)の整数倍の遷移時間τにわたり直線的に変化するように、第1電流源CS1、第2電流源CS2を制御する。遷移時間τは、上述した式(2)で与えられる。   The arithmetic unit 32 determines that the analog control signal V2 is an integer multiple of the reciprocal (1 / fr) of the resonance frequency fr from the initial value x1 corresponding to the stroke amount before movement to the target value x2 corresponding to the target stroke amount. The first current source CS1 and the second current source CS2 are controlled so as to change linearly over the transition time τ. The transition time τ is given by the above-described equation (2).

ストローク量を増加させる際には、演算部32は、第2電流源CS2を非アクティブとし、第1電流源CS1を遷移時間τの期間、アクティブとする。このとき第1電流源CS1が生成すべき電流Ic1は、式(4)で与えられる。
Ic1=C1×(x2−x1)/τ …(4)
When increasing the stroke amount, the computing unit 32 deactivates the second current source CS2 and activates the first current source CS1 during the transition time τ. At this time, the current Ic1 to be generated by the first current source CS1 is given by Expression (4).
Ic1 = C1 × (x2−x1) / τ (4)

ストローク量を減少させる際には、演算部32は、第1電流源CS1を非アクティブとし、第2電流源CS2を遷移時間τの期間、アクティブとする。このとき第2電流源CS2が生成すべき電流Ic2は、式(5)で与えられる。
Ic2=−C1×(x2−x1)/τ …(5)
When reducing the stroke amount, the calculation unit 32 deactivates the first current source CS1 and activates the second current source CS2 during the transition time τ. At this time, the current Ic2 to be generated by the second current source CS2 is given by Expression (5).
Ic2 = −C1 × (x2−x1) / τ (5)

この構成によれば、図1の制御部30およびD/Aコンバータ34のセットと同様に、アナログの制御信号V2を生成することができる。   According to this configuration, the analog control signal V2 can be generated in the same manner as the set of the control unit 30 and the D / A converter 34 in FIG.

当業者であれば、図1あるいは図4の構成の他にも、制御信号S2あるいはV2を生成する回路を設計することができ、こうした回路も本発明の範囲に含まれる。   A person skilled in the art can design a circuit for generating the control signal S2 or V2 in addition to the configuration of FIG. 1 or FIG. 4, and such a circuit is also included in the scope of the present invention.

実施の形態では、フォーカシング用のレンズモジュールを説明したが、駆動回路100の用途はそれには限定されない。たとえばボイスコイルモータ110は、手ぶれ補正用のレンズを駆動してもよい。   In the embodiment, the lens module for focusing has been described, but the application of the drive circuit 100 is not limited thereto. For example, the voice coil motor 110 may drive a camera shake correction lens.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many modifications and arrangements can be made without departing from the spirit of the present invention.

L1…コイル、P1…駆動端子、2…電子機器、10…駆動電流生成部、R2…抵抗、12…演算増幅器、14…トランジスタ、30…制御部、32…演算部、34…D/Aコンバータ、100…駆動回路、110…ボイスコイルモータ、112…スプリング、114…フォーカシングレンズ、116…レンズモジュール、118…撮像デバイス。 L1 ... Coil, P1 ... Drive terminal, 2 ... Electronic device, 10 ... Drive current generator, R2 ... Resistance, 12 ... Operational amplifier, 14 ... Transistor, 30 ... Control part, 32 ... Calculation part, 34 ... D / A converter DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Drive circuit 110 ... Voice coil motor 112 ... Spring 114 ... Focusing lens 116 ... Lens module 118 ... Imaging device

Claims (8)

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部であって、前記制御信号は、移動前のストローク量に対応する初期値から前記目標ストローク量に対応する目標値に向けて、前記ボイスコイルモータの共振周波数の逆数の整数倍の遷移時間にわたり直線的に変化する制御部と、
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、
を備えることを特徴とする駆動回路。
A drive circuit for a voice coil motor with a spring return mechanism,
A control unit that receives a command value instructing a target stroke amount of the voice coil motor and generates a control signal, the control signal corresponding to the target stroke amount from an initial value corresponding to a stroke amount before movement. A control unit that changes linearly over a transition time that is an integral multiple of the reciprocal of the resonance frequency of the voice coil motor toward the target value;
A drive current generator for supplying a drive current according to the control signal to the coil of the voice coil motor;
A drive circuit comprising:
前記遷移時間は、前記共振周波数の逆数の1倍であることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。   The drive circuit according to claim 1, wherein the transition time is one time the inverse of the resonance frequency. 前記制御部は、デジタルの制御信号を生成する演算部を含み、
前記遷移時間をτ、前記制御信号のサンプリング周期をTs、前記ストローク量の初期値をx1、目標値をx2とするとき、前記演算部は、前記制御信号の値を、(x2−x1)×Ts/τずつ変化させることを特徴とする請求項2に記載の駆動回路。
The control unit includes a calculation unit that generates a digital control signal,
When the transition time is τ, the sampling period of the control signal is Ts, the initial value of the stroke amount is x1, and the target value is x2, the calculation unit sets the value of the control signal to (x2−x1) × The drive circuit according to claim 2, wherein the drive circuit is changed by Ts / τ.
前記制御部は、
キャパシタと、
前記キャパシタを充電する第1電流源と、
前記キャパシタを放電する第2電流源と、
前記第1電流源および前記第2電流源を制御する演算部と、
を備え、
前記キャパシタに生ずる電圧を、前記制御信号として出力し、
前記演算部は、前記制御信号を増大させるとき、前記第1電流源を前記遷移時間の間アクティブとし、前記制御信号を減少させるとき、前記第2電流源を前記遷移時間の間アクティブとすることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動回路。
The controller is
A capacitor;
A first current source for charging the capacitor;
A second current source for discharging the capacitor;
An arithmetic unit for controlling the first current source and the second current source;
With
The voltage generated in the capacitor is output as the control signal,
The arithmetic unit activates the first current source during the transition time when increasing the control signal, and activates the second current source during the transition time when decreasing the control signal. The drive circuit according to claim 1, wherein:
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3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。
Focusing lens,
A voice coil motor with a return mechanism in which the mover is connected to the focusing lens;
The drive circuit according to any one of claims 1 to 3, which drives the voice coil motor;
A lens module comprising:
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3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。
An image stabilization lens,
A voice coil motor with a return mechanism in which the mover is connected to the camera shake correction lens;
The drive circuit according to any one of claims 1 to 3, which drives the voice coil motor;
A lens module comprising:
請求項5または6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デバイスと、
を備えることを特徴とする電子機器。
The lens module according to claim 5 or 6,
An imaging device for imaging light passing through the lens module;
An electronic device comprising:
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方法であって、
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生成するステップと、
前記ボイスコイルモータの共振周波数の逆数の整数倍の遷移時間にわたり、移動前のストローク量に対応する初期値から前記目標ストローク量に対応する最終値に向けて直線的に変化する制御信号を生成するステップと、
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ステップと、
を備えることを特徴とする方法。
A method for driving a voice coil motor with a spring return mechanism,
Generating a command value indicating a target stroke amount of the voice coil motor;
A control signal that linearly changes from an initial value corresponding to the stroke amount before movement to a final value corresponding to the target stroke amount over a transition time that is an integral multiple of the reciprocal of the resonance frequency of the voice coil motor. Steps,
Supplying a drive current corresponding to the control signal to the coil of the voice coil motor;
A method comprising the steps of:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015085278A (en) * 2013-10-31 2015-05-07 ローム株式会社 Actuator drive circuit device and drive method, and lens module and electronic apparatus using the same
KR101812281B1 (en) 2016-06-30 2017-12-26 주식회사 동운아나텍 Apparatus and method for control driving of a vcm
CN115765538A (en) * 2022-12-08 2023-03-07 基合半导体(宁波)有限公司 Drive circuit, chip and electronic equipment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015085278A (en) * 2013-10-31 2015-05-07 ローム株式会社 Actuator drive circuit device and drive method, and lens module and electronic apparatus using the same
KR101812281B1 (en) 2016-06-30 2017-12-26 주식회사 동운아나텍 Apparatus and method for control driving of a vcm
WO2018004037A3 (en) * 2016-06-30 2018-03-08 주식회사 동운아나텍 Apparatus for controlling operation of voice coil motor and method thereof
CN115765538A (en) * 2022-12-08 2023-03-07 基合半导体(宁波)有限公司 Drive circuit, chip and electronic equipment

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