モータ駆動回路
【課題】 アクチュエータの共振周波数によらず、振動の収束時間を短縮する。
【解決手段】 アクチュエータを駆動するボイスコイルモータに供給される駆動電流の目標値を示すデジタル信号である目標電流信号のうち、アクチュエータの共振周波数を含む周波数帯域を減衰させるフィルタ回路と、フィルタ回路の出力信号をアナログ信号に変換して電流制御信号として出力するデジタル・アナログ変換器と、電流制御信号に応じてボイスコイルモータに駆動電流を供給する駆動回路と、を有し、フィルタ回路は、入力信号のうち、共振周波数を中心とする周波数帯域を減衰させるデジタルノッチフィルタと、入力信号のうち、共振周波数より低い所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるデジタルローパスフィルタと、を含み、一方のデジタルフィルタには、目標電流信号が入力され、他方のデジタルフィルタには、一方のデジタルフィルタの出力信号が入力される。
【解決手段】 アクチュエータを駆動するボイスコイルモータに供給される駆動電流の目標値を示すデジタル信号である目標電流信号のうち、アクチュエータの共振周波数を含む周波数帯域を減衰させるフィルタ回路と、フィルタ回路の出力信号をアナログ信号に変換して電流制御信号として出力するデジタル・アナログ変換器と、電流制御信号に応じてボイスコイルモータに駆動電流を供給する駆動回路と、を有し、フィルタ回路は、入力信号のうち、共振周波数を中心とする周波数帯域を減衰させるデジタルノッチフィルタと、入力信号のうち、共振周波数より低い所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるデジタルローパスフィルタと、を含み、一方のデジタルフィルタには、目標電流信号が入力され、他方のデジタルフィルタには、一方のデジタルフィルタの出力信号が入力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決めを行うアクチュエータを駆動するリニアモータとして、永久磁石の磁界中のコイルに電流を流すことによって推力を発生させるボイスコイルモータが一般に知られている。また、近年、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータなどの携帯端末にカメラモジュールが搭載され、モジュールの小型化のため、ボイスコイルモータを用いてオートフォーカス制御や光学ズーム制御などを行うものもある。
例えば、特許文献１では、可動部の固有振動周期の略自然数倍の期間にボイスコイルモータの駆動電流を一定の勾配で変化させることによって、可動部の振動を少なくすることができるアクチュエータ駆動装置が開示されている。
このようにして、ボイスコイルモータに一定の傾きで変化するランプ波形の駆動電流を供給することによって、アクチュエータの可動部の位置を速やかに安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７８２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アクチュエータの構成によって可動部の固有振動周期は異なり、特許文献１のアクチュエータ駆動装置では、固有振動数（共振周波数）が低いほど、駆動電流を傾斜させる期間を長くする必要がある。
そのため、アクチュエータの振動が収束し、可動部の位置が安定するまでの収束時間が長くなり、用いられるモジュールに要求される応答速度を満たすことができない場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、アクチュエータを駆動するボイスコイルモータに供給される駆動電流の目標値を示すデジタル信号である目標電流信号のうち、前記アクチュエータの共振周波数を含む周波数帯域を減衰させるフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力信号をアナログ信号に変換して電流制御信号として出力するデジタル・アナログ変換器と、前記電流制御信号に応じて前記ボイスコイルモータに前記駆動電流を供給する駆動回路と、を有し、前記フィルタ回路は、入力信号のうち、前記共振周波数を中心とする周波数帯域を減衰させるデジタルノッチフィルタと、入力信号のうち、前記共振周波数より低い所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるデジタルローパスフィルタと、を含み、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの一方には、前記目標電流信号が入力され、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの他方には、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記一方の出力信号が入力されることを特徴とするモータ駆動回路である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクチュエータの共振周波数によらず、振動が収束するまでの収束時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータ駆動回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】フィルタ回路の具体的な構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】測定モードにおける駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図４】制御モードにおいてデジタルフィルタ１３１に用いられるノッチフィルタの一例を示す模式図である。
【図５】制御モードにおいてデジタルフィルタ１３２に用いられるローパスフィルタの一例を示す模式図である。
【図６】図４に示したノッチフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図７】図５に示したローパスフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図８】制御モードにおいて、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図９】ノッチフィルタとしてベッセルフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１０】ノッチフィルタとしてチェビシェフフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１１】ローパスフィルタとしてチェビシェフフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１２】ローパスフィルタとしてバターワースフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１３】モータ駆動回路の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図１４】フィルタ回路の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＝＝＝モータ駆動回路の構成＝＝＝
以下、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態におけるモータ駆動回路の構成について説明する。
【００１１】
図１に示されているモータ駆動回路１ａは、マイクロコンピュータ５の制御に従って、アクチュエータを駆動するボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給する回路であり、端子２１ないし２３を備えた集積回路として構成されている。また、モータ駆動回路１ａは、制御回路１１、選択回路１２、フィルタ回路１３ａ、ＤＡＣ（Digital-Analog Converter：デジタル・アナログ変換器）１４、駆動回路１５ａ、および抵抗１６を含んで構成されている。なお、抵抗１６は、端子２３に外部接続されていてもよい。好ましくは、モータ駆動回路１ａは、一つの半導体基板上に集積化して形成される。
【００１２】
制御回路１１には、端子２１を介して、マイクロコンピュータ５から制御情報ＩＮＦｃｎが入力されている。また、制御回路１１からは、目標電流信号ＴＧｉ、モード選択信号ＳＬｍ、およびフィルタ設定情報ＳＴｆ１、ＳＴｆ２が出力されている。
【００１３】
選択回路１２は、１入力２出力のマルチプレクサとして構成されており、選択制御入力には、モード選択信号ＳＬｍが入力されている。また、データ入力には、目標電流信号ＴＧｉが入力されている。そして、当該目標電流信号ＴＧｉは、ＳＬｍ＝０および１に対応する出力から、それぞれＤＡＣ１４およびフィルタ回路１３ａに入力されている。
【００１４】
図２に示すように、フィルタ回路１３ａは、デジタルフィルタ１３１および１３２を含んで構成されている。なお、図２においては、一例として、公知の２次ＩＩＲ（Infinite Impulse Response：無限インパルス応答）フィルタとして構成されたデジタルフィルタ１３１および１３２を示している。
【００１５】
デジタルフィルタ１３１には、目標電流信号ＴＧｉおよびフィルタ設定情報ＳＴｆ１が入力されている。また、デジタルフィルタ１３２には、デジタルフィルタ１３１の出力信号およびフィルタ設定情報ＳＴｆ２が入力され、デジタルフィルタ１３２からは、（フィルタリングされた）目標電流信号ＴＧｆが出力されている。そして、ＤＡＣ１４には、目標電流信号ＴＧｉおよびＴＧｆが入力され、ＤＡＣ１４からは、電流制御信号ＣＮｉが出力されている。
【００１６】
駆動回路１５ａは、例えばオペアンプ（演算増幅器）１５１およびＮＭＯＳ（N-channel Metal-Oxide Semiconductor：Ｎチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ１５２を含んで構成されている。また、オペアンプ１５１の非反転入力には、電流制御信号ＣＮｉが入力され、反転入力は、ＮＭＯＳトランジスタ１５２のソースに接続されている。さらに、ＮＭＯＳトランジスタ１５２のドレインは、端子２２に接続され、ソースは、抵抗１６を介して端子２３に接続され、ゲートには、オペアンプ１５１の出力信号が入力されている。そして、端子２２には、一端が電源電位ＶＣＣに接続されたボイスコイルモータ３が接続され、端子２３は、グランド電位に接続されている。
【００１７】
＝＝＝モータ駆動回路の動作＝＝＝
次に、本実施形態におけるモータ駆動回路の動作について説明する。
制御回路１１は、マイクロコンピュータ５から入力される制御情報ＩＮＦｃｎに基づいて、目標電流信号ＴＧｉ、モード選択信号ＳＬｍ、およびフィルタ設定情報ＳＴｆ１、ＳＴｆ２を出力する。
【００１８】
ここで、目標電流信号ＴＧｉは、ボイスコイルモータ３に供給される駆動電流Ｉｖｃｍの目標値を示すデジタル信号である。また、モード選択信号ＳＬｍは、後述する測定モード（第１のモード）または制御モード（第２のモード）を選択する信号である。なお、モード選択信号ＳＬｍは、ＳＬｍ＝０の場合に測定モードを示し、ＳＬｍ＝１の場合に制御モードを示すこととする。
【００１９】
さらに、フィルタ設定情報ＳＴｆ１およびＳＴｆ２は、それぞれデジタルフィルタ１３１および１３２の特性を設定するための情報である。具体的には、フィルタ設定情報ＳＴｆ１は、デジタルフィルタ１３１をノッチフィルタとして機能させるための係数を設定するための情報である。一方、フィルタ設定情報ＳＴｆ２は、デジタルフィルタ１３２をローパスフィルタとして機能させるための係数を設定するための情報である。なお、フィルタ設定情報ＳＴｆ１およびＳＴｆ２は、それぞれデジタルフィルタ１３１および１３２のサンプリング周波数など、他の特性を設定するための情報を含んでいてもよい。
【００２０】
選択回路１２は、制御回路１１から入力された目標電流信号ＴＧｉを、ＳＬｍ＝０（測定モード）の場合には、ＤＡＣ１４に供給し、ＳＬｍ＝１（制御モード）の場合には、フィルタ回路１３ａに供給する。
【００２１】
フィルタ回路１３ａのデジタルフィルタ１３１は、目標電流信号ＴＧｉのうち、フィルタ設定情報ＳＴｆ１によって設定された係数に応じて定まる周波数帯域を減衰させる。より具体的には、デジタルフィルタ１３１は、ノッチフィルタとして機能し、周波数ｆｃ１（中心周波数）を中心とする周波数帯域を減衰させる。また、デジタルフィルタ１３２は、デジタルフィルタ１３１の出力信号のうち、フィルタ設定情報ＳＴｆ２によって設定された係数に応じて定まる周波数帯域を減衰させる。より具体的には、デジタルフィルタ１３２は、ローパスフィルタとして機能し、周波数ｆｃ２（遮断周波数）以上の周波数帯域を減衰させ、（フィルタリングされた）目標電流信号ＴＧｆを出力する。
【００２２】
ＤＡＣ１４は、目標電流信号ＴＧｉ（ＳＬｍ＝０の場合）またはＴＧｆ（ＳＬｍ＝１の場合）をアナログ信号に変換して、電流制御信号ＣＮｉを生成する。また、オペアンプ１５１は、電流制御信号ＣＮｉの電圧と、ＮＭＯＳトランジスタ１５２および抵抗１６の接続点の電圧Ｖｖｃｍとを比較し、さらに、ＮＭＯＳトランジスタ１５２のゲート電圧は、当該比較結果に応じて変化する。
【００２３】
ここで、抵抗１６の抵抗値をＲとすると、駆動電流Ｉｖｃｍは、電圧Ｖｖｃｍ＝Ｉｖｃｍ×Ｒとして検出される。したがって、駆動回路１５ａは、電圧Ｖｖｃｍを電流制御信号ＣＮｉの電圧と等しくなるように制御し、駆動電流Ｉｖｃｍの電流値は、電流制御信号ＣＮｉによって示される電流値となるように制御される。
【００２４】
このようにして、モータ駆動回路１ａは、測定モードにおいては目標電流信号ＴＧｉを、制御モードにおいては目標電流信号ＴＧｆを、それぞれアナログ信号に変換して電流制御信号ＣＮｉを生成する。そして、当該電流制御信号ＣＮｉに応じてボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給する。
【００２５】
＝＝＝モータ駆動回路およびアクチュエータの動作の具体例＝＝＝
ここで、測定モードおよび制御モードにおけるモータ駆動回路およびアクチュエータの動作の具体例について説明する。
【００２６】
まず、図３を参照して、測定モードにおける動作について説明する。なお、測定モードは、ボイスコイルモータ３が駆動するアクチュエータの共振周波数ｆｒを測定するためのモードである。
【００２７】
測定モードにおいて、制御回路１１は、制御情報ＩＮＦｃｎに基づいて、目標電流信号ＴＧｉとしてステップ信号を出力する。また、当該目標電流信号ＴＧｉは、選択回路１２を介してＤＡＣ１４に供給され、アナログ信号である電流制御信号ＣＮｉに変換される。そして、駆動電流Ｉｖｃｍは、当該電流制御信号ＣＮｉに基づいて制御される。したがって、図３に示すように、駆動電流Ｉｖｃｍの電流値は、ステップ状に変化する。
【００２８】
この場合、駆動回路１５ａは、電圧Ｖｖｃｍを電流制御信号ＣＮｉのステップ電圧と等しくなるように制御する。また、可動部の変位ｘは、アクチュエータの可動部の慣性力とばねの復元力とによって振動し、目標電流信号ＴＧｉに対応する目標位置に次第に収束する。そして、変位ｘを測定し、当該測定データをスペクトル解析することによって、共振周波数ｆｒを求めることができる。
【００２９】
次に、図４ないし図１２を適宜参照して、制御モードにおける動作について説明する。なお、制御モードは、マイクロコンピュータ５の制御に従ってアクチュエータを駆動するためのモードである。
【００３０】
制御モードにおいて、制御回路１１は、制御情報ＩＮＦｃｎに基づいて、アクチュエータの可動部の目標位置に応じてステップ状に変化する目標電流信号ＴＧｉを出力する。なお、以下においては、測定モードにおける動作との比較のため、目標電流信号ＴＧｉとして、測定モードと同一のステップ信号を出力した場合について説明する。
【００３１】
また、当該目標電流信号ＴＧｉは、選択回路１２およびフィルタ回路１３ａを介して、目標電流信号ＴＧｆとしてＤＡＣ１４に供給され、アナログ信号に変換される。したがって、制御モードにおいては、駆動回路１５ａは、フィルタ回路１３ａによってフィルタリングされた電流制御信号ＣＮｉに応じて、ボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給することとなる。
【００３２】
前述したように、フィルタ回路１３ａのデジタルフィルタ１３１および１３２が減衰させる周波数帯域は、それぞれフィルタ設定情報ＳＴｆ１およびＳＴｆ２によって設定される係数に応じて定まる。
【００３３】
図４は、ノッチフィルタとして機能するように係数が設定されたデジタルフィルタ１３１の周波数特性の一例を示している。ここで、ノッチフィルタの中心周波数ｆｃ１は、測定モードにおいて予め測定された共振周波数ｆｒに等しい周波数に設定されている。したがって、当該ノッチフィルタは、入力信号のうち共振周波数ｆｒを中心とする周波数帯域を減衰させる。
【００３４】
一方、図５は、ローパスフィルタとして機能するように係数が設定されたデジタルフィルタ１３２の周波数特性の一例を示している。ここで、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｃ２は、ノッチフィルタの中心周波数ｆｃ１（＝ｆｒ）より低い周波数に設定されている。したがって、当該ローパスフィルタは、入力信号のうち共振周波数ｆｒより低い所定の周波数ｆｃ２以上の周波数帯域を減衰させる。
【００３５】
ここで、図６は、図４に示したノッチフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示している。図６に示されているように、ノッチフィルタを用いて、ステップ信号（目標電流信号ＴＧｉ）のうち共振周波数ｆｒを含む周波数帯域を減衰させることによって、図３に示した測定モード（フィルタなし）の場合に比べて、速やかに変位ｘを収束させることができる。しかしながら、変位ｘは、駆動電流Ｉｖｃｍの変化時に目標位置からオーバーシュートし、当該オーバーシュートによって発生する小さな振動が残存してしまう。
【００３６】
一方、図７は、図５に示したローパスフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示している。図７に示されているように、ローパスフィルタを用いた場合には、図６に示したようなオーバーシュートは発生していない。しかしながら、変位ｘには、ノッチフィルタを用いた場合より大きな振動が残存してしまう。
【００３７】
これらに対して、本実施形態のモータ駆動回路１ａでは、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を縦続（カスケード）接続することによってフィルタ回路１３ａを構成している。図８は、制御モードにおいて、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示している。図８に示されているように、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を用いることによって、オーバーシュートが抑制され、可動部の位置（変位ｘ）を速やかに収束・安定させることができる。この場合、駆動電流Ｉｖｃｍは、立ち上がり時（または立ち下がり時）にはランプ波形となり、その後、可動部の固有振動を打ち消すような波形となる。
【００３８】
なお、本実施形態において、好ましくは、ノッチフィルタとしてバターワースフィルタを用い、ローパスフィルタとしてベッセルフィルタを用いる。
【００３９】
例えば、ノッチフィルタとしてベッセルフィルタまたはチェビシェフフィルタを用いた場合には、それぞれ図９または図１０に示すように、変位ｘには、若干のリップルが残存してしまう。当該リップルは、できるだけ通過帯域のリップルを少なくすることによって、すなわち、ノッチフィルタとして、通過帯域の周波数特性が最大限平坦なバターワースフィルタを用いることによって、抑制することができる。
【００４０】
また、例えば、ローパスフィルタとしてチェビシェフフィルタまたはバターワースフィルタを用いた場合にも、それぞれ図１１または図１２に示すように、変位ｘには、若干のリップルが残存してしまう。当該リップルは、できるだけ通過帯域でのステップ応答のオーバーシュートやリンギングを少なくすることによって、すなわち、ローパスフィルタとして、通過帯域で群遅延（グループ遅延）が最大限平坦なベッセルフィルタを用いることによって、抑制することができる。
【００４１】
＝＝＝モータ駆動回路の他の構成例＝＝＝
上記実施形態では、モータ駆動回路１ａの駆動回路１５ａは、ＮＭＯＳトランジスタ１５２によって駆動電流Ｉｖｃｍを制御しているが、これに限定されるものではない。例えば図１３に示すように、ＰＭＯＳ（P-channel MOS：Ｐチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ１５３を用い、電源電位ＶＣＣおよびグランド電位の極性を反転させた構成とすることもできる。
【００４２】
モータ駆動回路１ａでは、ボイスコイルモータ３がグランド電位に短絡されると大電流が流れることとなるが、図１３に示したモータ駆動回路１ｂでは、当該グランド電位への短絡時に大電流が流れない構成となっている。また、モータ駆動回路１ｂにおいて、ボイスコイルモータ３が電源電位ＶＣＣに短絡されると大電流が流れるものの、電源電位ＶＣＣの端子や配線などは、通常ボイスコイルモータ３の周囲に配置されないため、当該電源電位ＶＣＣへの短絡は起こりにくい。さらに、モータ駆動回路１ｂの端子２３とボイスコイルモータ３の一端とを共通のグランド電位とすることによって、配線を簡略化することもできる。
【００４３】
一方、モータ駆動回路１ａでは、ＮＭＯＳトランジスタ１５２を用いることによって、ＰＭＯＳトランジスタ１５３よりトランジスタのサイズを小さくすることができる。
【００４４】
＝＝＝フィルタ回路の他の構成例＝＝＝
上記実施形態では、フィルタ回路１３ａは、縦続接続された２つのデジタルフィルタ１３１および１３２を用いて構成されているが、これに限定されるものではない。例えば図１４に示すように、時分割制御される１つのデジタルフィルタ１３３を用いて構成することもできる。
【００４５】
図１４に示されているフィルタ回路１３ｂは、デジタルフィルタ１３３、フィルタ制御回路１３４、メモリ１３５、およびマルチプレクサ（選択回路）１３６、１３７を含んで構成されている。また、マルチプレクサ１３６は、フィルタ制御回路１３４から出力されるフィルタ選択信号ＳＬｆに応じて、フィルタ設定情報ＳＴｆ１またはＳＴｆ２を時分割で選択する。さらに、マルチプレクサ１３７は、フィルタ選択信号ＳＬｆに応じて、目標電流信号ＴＧｉ、またはメモリ１３５に記憶されたデジタルフィルタ１３３の出力信号を時分割で選択する。
【００４６】
このようにして、ＳＬｆ＝０となる第１の期間には、デジタルフィルタ１３３を、目標電流信号ＴＧｉが入力されるデジタルフィルタ１３１と同様のノッチフィルタとして機能させることができる。一方、ＳＬｆ＝１となる第２の期間には、デジタルフィルタ１３３を、ノッチフィルタの出力信号が入力されるデジタルフィルタ１３２と同様のローパスフィルタとして機能させることができる。
【００４７】
また、フィルタ回路１３ａおよび１３ｂは、ノッチフィルタの出力信号がローパスフィルタに入力されるような縦続接続で構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、デジタルフィルタ１３１および１３２をそれぞれローパスフィルタおよびノッチフィルタとして機能させることによって、ローパスフィルタの出力信号がノッチフィルタに入力されるような縦続接続でフィルタ回路を構成することもできる。また、例えば、デジタルフィルタ１３３を第１および第２の期間にそれぞれローパスフィルタおよびノッチフィルタとして機能させることによっても、同様の縦続接続でフィルタ回路を構成することができる。
【００４８】
前述したように、モータ駆動回路１ａにおいて、中心周波数ｆｃ１のデジタル（ノッチ）フィルタ１３１によって目標電流信号ＴＧｉのうちアクチュエータの共振周波数ｆｒを中心とする周波数帯域を減衰させ、さらに遮断周波数ｆｃ２（＜ｆｃ１）のデジタル（ローパス）フィルタ１３２によって所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させ、フィルタリングされた電流制御信号ＣＮｉに応じて、ボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給することによって、アクチュエータの共振周波数によらず、振動が収束するまでの収束時間を短縮することができる。
【００４９】
また、デジタル（ノッチ）フィルタ１３１を、通過帯域の周波数特性が平坦なバターワースフィルタとすることによって、ベッセルフィルタやチェビシェフフィルタとした場合に比べて、出力リップルを抑制することができる。
【００５０】
また、デジタル（ローパス）フィルタ１３２を、通過帯域で群遅延（グループ遅延）が略一定となるベッセルフィルタとすることによって、チェビシェフフィルタやバターワースフィルタとした場合に比べて、出力リップルを抑制することができる。
【００５１】
また、測定モードにおいて、目標電流信号ＴＧｉとしてステップ信号をＤＡＣ１４に供給して、当該ステップ応答における振動の共振周波数ｆｒを予め測定しておくことによって、制御モードにおいて、当該測定された共振周波数ｆｒに応じて、フィルタ回路１３ａが減衰させる周波数帯域を設定することができる。
【００５２】
また、デジタルフィルタ１３３を時分割制御して用いることによって、縦続接続されたノッチフィルタおよびローパスフィルタの機能を１つのデジタルフィルタで実現することができ、回路規模を抑えることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５４】
上記実施形態では、測定モードによってボイスコイルモータ３が駆動するアクチュエータの共振周波数ｆｒを測定していたが、本発明はこれに限定されず、測定モードを有さなくてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ、１ｂ モータ駆動回路
３ ボイスコイルモータ
５ マイクロコンピュータ
１１ 制御回路
１２ 選択回路
１３ａ、１３ｂ フィルタ回路
１４ ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）
１５ａ、１５ｂ 駆動回路
１６ 抵抗
２１〜２４ 端子
１３１〜１３３ デジタルフィルタ
１３４ フィルタ制御回路
１３５ メモリ
１３６、１３７ マルチプレクサ（選択回路）
１５１ オペアンプ（演算増幅器）
１５２ ＮＭＯＳ（Ｎチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ
１５３ ＰＭＯＳ（Ｐチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決めを行うアクチュエータを駆動するリニアモータとして、永久磁石の磁界中のコイルに電流を流すことによって推力を発生させるボイスコイルモータが一般に知られている。また、近年、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータなどの携帯端末にカメラモジュールが搭載され、モジュールの小型化のため、ボイスコイルモータを用いてオートフォーカス制御や光学ズーム制御などを行うものもある。
例えば、特許文献１では、可動部の固有振動周期の略自然数倍の期間にボイスコイルモータの駆動電流を一定の勾配で変化させることによって、可動部の振動を少なくすることができるアクチュエータ駆動装置が開示されている。
このようにして、ボイスコイルモータに一定の傾きで変化するランプ波形の駆動電流を供給することによって、アクチュエータの可動部の位置を速やかに安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７８２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アクチュエータの構成によって可動部の固有振動周期は異なり、特許文献１のアクチュエータ駆動装置では、固有振動数（共振周波数）が低いほど、駆動電流を傾斜させる期間を長くする必要がある。
そのため、アクチュエータの振動が収束し、可動部の位置が安定するまでの収束時間が長くなり、用いられるモジュールに要求される応答速度を満たすことができない場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、アクチュエータを駆動するボイスコイルモータに供給される駆動電流の目標値を示すデジタル信号である目標電流信号のうち、前記アクチュエータの共振周波数を含む周波数帯域を減衰させるフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力信号をアナログ信号に変換して電流制御信号として出力するデジタル・アナログ変換器と、前記電流制御信号に応じて前記ボイスコイルモータに前記駆動電流を供給する駆動回路と、を有し、前記フィルタ回路は、入力信号のうち、前記共振周波数を中心とする周波数帯域を減衰させるデジタルノッチフィルタと、入力信号のうち、前記共振周波数より低い所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるデジタルローパスフィルタと、を含み、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの一方には、前記目標電流信号が入力され、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの他方には、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記一方の出力信号が入力されることを特徴とするモータ駆動回路である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクチュエータの共振周波数によらず、振動が収束するまでの収束時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態におけるモータ駆動回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】フィルタ回路の具体的な構成の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】測定モードにおける駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図４】制御モードにおいてデジタルフィルタ１３１に用いられるノッチフィルタの一例を示す模式図である。
【図５】制御モードにおいてデジタルフィルタ１３２に用いられるローパスフィルタの一例を示す模式図である。
【図６】図４に示したノッチフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図７】図５に示したローパスフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図８】制御モードにおいて、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図９】ノッチフィルタとしてベッセルフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１０】ノッチフィルタとしてチェビシェフフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１１】ローパスフィルタとしてチェビシェフフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１２】ローパスフィルタとしてバターワースフィルタを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示す図である。
【図１３】モータ駆動回路の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【図１４】フィルタ回路の他の構成例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＝＝＝モータ駆動回路の構成＝＝＝
以下、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態におけるモータ駆動回路の構成について説明する。
【００１１】
図１に示されているモータ駆動回路１ａは、マイクロコンピュータ５の制御に従って、アクチュエータを駆動するボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給する回路であり、端子２１ないし２３を備えた集積回路として構成されている。また、モータ駆動回路１ａは、制御回路１１、選択回路１２、フィルタ回路１３ａ、ＤＡＣ（Digital-Analog Converter：デジタル・アナログ変換器）１４、駆動回路１５ａ、および抵抗１６を含んで構成されている。なお、抵抗１６は、端子２３に外部接続されていてもよい。好ましくは、モータ駆動回路１ａは、一つの半導体基板上に集積化して形成される。
【００１２】
制御回路１１には、端子２１を介して、マイクロコンピュータ５から制御情報ＩＮＦｃｎが入力されている。また、制御回路１１からは、目標電流信号ＴＧｉ、モード選択信号ＳＬｍ、およびフィルタ設定情報ＳＴｆ１、ＳＴｆ２が出力されている。
【００１３】
選択回路１２は、１入力２出力のマルチプレクサとして構成されており、選択制御入力には、モード選択信号ＳＬｍが入力されている。また、データ入力には、目標電流信号ＴＧｉが入力されている。そして、当該目標電流信号ＴＧｉは、ＳＬｍ＝０および１に対応する出力から、それぞれＤＡＣ１４およびフィルタ回路１３ａに入力されている。
【００１４】
図２に示すように、フィルタ回路１３ａは、デジタルフィルタ１３１および１３２を含んで構成されている。なお、図２においては、一例として、公知の２次ＩＩＲ（Infinite Impulse Response：無限インパルス応答）フィルタとして構成されたデジタルフィルタ１３１および１３２を示している。
【００１５】
デジタルフィルタ１３１には、目標電流信号ＴＧｉおよびフィルタ設定情報ＳＴｆ１が入力されている。また、デジタルフィルタ１３２には、デジタルフィルタ１３１の出力信号およびフィルタ設定情報ＳＴｆ２が入力され、デジタルフィルタ１３２からは、（フィルタリングされた）目標電流信号ＴＧｆが出力されている。そして、ＤＡＣ１４には、目標電流信号ＴＧｉおよびＴＧｆが入力され、ＤＡＣ１４からは、電流制御信号ＣＮｉが出力されている。
【００１６】
駆動回路１５ａは、例えばオペアンプ（演算増幅器）１５１およびＮＭＯＳ（N-channel Metal-Oxide Semiconductor：Ｎチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ１５２を含んで構成されている。また、オペアンプ１５１の非反転入力には、電流制御信号ＣＮｉが入力され、反転入力は、ＮＭＯＳトランジスタ１５２のソースに接続されている。さらに、ＮＭＯＳトランジスタ１５２のドレインは、端子２２に接続され、ソースは、抵抗１６を介して端子２３に接続され、ゲートには、オペアンプ１５１の出力信号が入力されている。そして、端子２２には、一端が電源電位ＶＣＣに接続されたボイスコイルモータ３が接続され、端子２３は、グランド電位に接続されている。
【００１７】
＝＝＝モータ駆動回路の動作＝＝＝
次に、本実施形態におけるモータ駆動回路の動作について説明する。
制御回路１１は、マイクロコンピュータ５から入力される制御情報ＩＮＦｃｎに基づいて、目標電流信号ＴＧｉ、モード選択信号ＳＬｍ、およびフィルタ設定情報ＳＴｆ１、ＳＴｆ２を出力する。
【００１８】
ここで、目標電流信号ＴＧｉは、ボイスコイルモータ３に供給される駆動電流Ｉｖｃｍの目標値を示すデジタル信号である。また、モード選択信号ＳＬｍは、後述する測定モード（第１のモード）または制御モード（第２のモード）を選択する信号である。なお、モード選択信号ＳＬｍは、ＳＬｍ＝０の場合に測定モードを示し、ＳＬｍ＝１の場合に制御モードを示すこととする。
【００１９】
さらに、フィルタ設定情報ＳＴｆ１およびＳＴｆ２は、それぞれデジタルフィルタ１３１および１３２の特性を設定するための情報である。具体的には、フィルタ設定情報ＳＴｆ１は、デジタルフィルタ１３１をノッチフィルタとして機能させるための係数を設定するための情報である。一方、フィルタ設定情報ＳＴｆ２は、デジタルフィルタ１３２をローパスフィルタとして機能させるための係数を設定するための情報である。なお、フィルタ設定情報ＳＴｆ１およびＳＴｆ２は、それぞれデジタルフィルタ１３１および１３２のサンプリング周波数など、他の特性を設定するための情報を含んでいてもよい。
【００２０】
選択回路１２は、制御回路１１から入力された目標電流信号ＴＧｉを、ＳＬｍ＝０（測定モード）の場合には、ＤＡＣ１４に供給し、ＳＬｍ＝１（制御モード）の場合には、フィルタ回路１３ａに供給する。
【００２１】
フィルタ回路１３ａのデジタルフィルタ１３１は、目標電流信号ＴＧｉのうち、フィルタ設定情報ＳＴｆ１によって設定された係数に応じて定まる周波数帯域を減衰させる。より具体的には、デジタルフィルタ１３１は、ノッチフィルタとして機能し、周波数ｆｃ１（中心周波数）を中心とする周波数帯域を減衰させる。また、デジタルフィルタ１３２は、デジタルフィルタ１３１の出力信号のうち、フィルタ設定情報ＳＴｆ２によって設定された係数に応じて定まる周波数帯域を減衰させる。より具体的には、デジタルフィルタ１３２は、ローパスフィルタとして機能し、周波数ｆｃ２（遮断周波数）以上の周波数帯域を減衰させ、（フィルタリングされた）目標電流信号ＴＧｆを出力する。
【００２２】
ＤＡＣ１４は、目標電流信号ＴＧｉ（ＳＬｍ＝０の場合）またはＴＧｆ（ＳＬｍ＝１の場合）をアナログ信号に変換して、電流制御信号ＣＮｉを生成する。また、オペアンプ１５１は、電流制御信号ＣＮｉの電圧と、ＮＭＯＳトランジスタ１５２および抵抗１６の接続点の電圧Ｖｖｃｍとを比較し、さらに、ＮＭＯＳトランジスタ１５２のゲート電圧は、当該比較結果に応じて変化する。
【００２３】
ここで、抵抗１６の抵抗値をＲとすると、駆動電流Ｉｖｃｍは、電圧Ｖｖｃｍ＝Ｉｖｃｍ×Ｒとして検出される。したがって、駆動回路１５ａは、電圧Ｖｖｃｍを電流制御信号ＣＮｉの電圧と等しくなるように制御し、駆動電流Ｉｖｃｍの電流値は、電流制御信号ＣＮｉによって示される電流値となるように制御される。
【００２４】
このようにして、モータ駆動回路１ａは、測定モードにおいては目標電流信号ＴＧｉを、制御モードにおいては目標電流信号ＴＧｆを、それぞれアナログ信号に変換して電流制御信号ＣＮｉを生成する。そして、当該電流制御信号ＣＮｉに応じてボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給する。
【００２５】
＝＝＝モータ駆動回路およびアクチュエータの動作の具体例＝＝＝
ここで、測定モードおよび制御モードにおけるモータ駆動回路およびアクチュエータの動作の具体例について説明する。
【００２６】
まず、図３を参照して、測定モードにおける動作について説明する。なお、測定モードは、ボイスコイルモータ３が駆動するアクチュエータの共振周波数ｆｒを測定するためのモードである。
【００２７】
測定モードにおいて、制御回路１１は、制御情報ＩＮＦｃｎに基づいて、目標電流信号ＴＧｉとしてステップ信号を出力する。また、当該目標電流信号ＴＧｉは、選択回路１２を介してＤＡＣ１４に供給され、アナログ信号である電流制御信号ＣＮｉに変換される。そして、駆動電流Ｉｖｃｍは、当該電流制御信号ＣＮｉに基づいて制御される。したがって、図３に示すように、駆動電流Ｉｖｃｍの電流値は、ステップ状に変化する。
【００２８】
この場合、駆動回路１５ａは、電圧Ｖｖｃｍを電流制御信号ＣＮｉのステップ電圧と等しくなるように制御する。また、可動部の変位ｘは、アクチュエータの可動部の慣性力とばねの復元力とによって振動し、目標電流信号ＴＧｉに対応する目標位置に次第に収束する。そして、変位ｘを測定し、当該測定データをスペクトル解析することによって、共振周波数ｆｒを求めることができる。
【００２９】
次に、図４ないし図１２を適宜参照して、制御モードにおける動作について説明する。なお、制御モードは、マイクロコンピュータ５の制御に従ってアクチュエータを駆動するためのモードである。
【００３０】
制御モードにおいて、制御回路１１は、制御情報ＩＮＦｃｎに基づいて、アクチュエータの可動部の目標位置に応じてステップ状に変化する目標電流信号ＴＧｉを出力する。なお、以下においては、測定モードにおける動作との比較のため、目標電流信号ＴＧｉとして、測定モードと同一のステップ信号を出力した場合について説明する。
【００３１】
また、当該目標電流信号ＴＧｉは、選択回路１２およびフィルタ回路１３ａを介して、目標電流信号ＴＧｆとしてＤＡＣ１４に供給され、アナログ信号に変換される。したがって、制御モードにおいては、駆動回路１５ａは、フィルタ回路１３ａによってフィルタリングされた電流制御信号ＣＮｉに応じて、ボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給することとなる。
【００３２】
前述したように、フィルタ回路１３ａのデジタルフィルタ１３１および１３２が減衰させる周波数帯域は、それぞれフィルタ設定情報ＳＴｆ１およびＳＴｆ２によって設定される係数に応じて定まる。
【００３３】
図４は、ノッチフィルタとして機能するように係数が設定されたデジタルフィルタ１３１の周波数特性の一例を示している。ここで、ノッチフィルタの中心周波数ｆｃ１は、測定モードにおいて予め測定された共振周波数ｆｒに等しい周波数に設定されている。したがって、当該ノッチフィルタは、入力信号のうち共振周波数ｆｒを中心とする周波数帯域を減衰させる。
【００３４】
一方、図５は、ローパスフィルタとして機能するように係数が設定されたデジタルフィルタ１３２の周波数特性の一例を示している。ここで、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｃ２は、ノッチフィルタの中心周波数ｆｃ１（＝ｆｒ）より低い周波数に設定されている。したがって、当該ローパスフィルタは、入力信号のうち共振周波数ｆｒより低い所定の周波数ｆｃ２以上の周波数帯域を減衰させる。
【００３５】
ここで、図６は、図４に示したノッチフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示している。図６に示されているように、ノッチフィルタを用いて、ステップ信号（目標電流信号ＴＧｉ）のうち共振周波数ｆｒを含む周波数帯域を減衰させることによって、図３に示した測定モード（フィルタなし）の場合に比べて、速やかに変位ｘを収束させることができる。しかしながら、変位ｘは、駆動電流Ｉｖｃｍの変化時に目標位置からオーバーシュートし、当該オーバーシュートによって発生する小さな振動が残存してしまう。
【００３６】
一方、図７は、図５に示したローパスフィルタのみを用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示している。図７に示されているように、ローパスフィルタを用いた場合には、図６に示したようなオーバーシュートは発生していない。しかしながら、変位ｘには、ノッチフィルタを用いた場合より大きな振動が残存してしまう。
【００３７】
これらに対して、本実施形態のモータ駆動回路１ａでは、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を縦続（カスケード）接続することによってフィルタ回路１３ａを構成している。図８は、制御モードにおいて、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を用いた場合における駆動電流Ｉｖｃｍおよび変位ｘの一例を示している。図８に示されているように、ノッチフィルタおよびローパスフィルタの両方を用いることによって、オーバーシュートが抑制され、可動部の位置（変位ｘ）を速やかに収束・安定させることができる。この場合、駆動電流Ｉｖｃｍは、立ち上がり時（または立ち下がり時）にはランプ波形となり、その後、可動部の固有振動を打ち消すような波形となる。
【００３８】
なお、本実施形態において、好ましくは、ノッチフィルタとしてバターワースフィルタを用い、ローパスフィルタとしてベッセルフィルタを用いる。
【００３９】
例えば、ノッチフィルタとしてベッセルフィルタまたはチェビシェフフィルタを用いた場合には、それぞれ図９または図１０に示すように、変位ｘには、若干のリップルが残存してしまう。当該リップルは、できるだけ通過帯域のリップルを少なくすることによって、すなわち、ノッチフィルタとして、通過帯域の周波数特性が最大限平坦なバターワースフィルタを用いることによって、抑制することができる。
【００４０】
また、例えば、ローパスフィルタとしてチェビシェフフィルタまたはバターワースフィルタを用いた場合にも、それぞれ図１１または図１２に示すように、変位ｘには、若干のリップルが残存してしまう。当該リップルは、できるだけ通過帯域でのステップ応答のオーバーシュートやリンギングを少なくすることによって、すなわち、ローパスフィルタとして、通過帯域で群遅延（グループ遅延）が最大限平坦なベッセルフィルタを用いることによって、抑制することができる。
【００４１】
＝＝＝モータ駆動回路の他の構成例＝＝＝
上記実施形態では、モータ駆動回路１ａの駆動回路１５ａは、ＮＭＯＳトランジスタ１５２によって駆動電流Ｉｖｃｍを制御しているが、これに限定されるものではない。例えば図１３に示すように、ＰＭＯＳ（P-channel MOS：Ｐチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ１５３を用い、電源電位ＶＣＣおよびグランド電位の極性を反転させた構成とすることもできる。
【００４２】
モータ駆動回路１ａでは、ボイスコイルモータ３がグランド電位に短絡されると大電流が流れることとなるが、図１３に示したモータ駆動回路１ｂでは、当該グランド電位への短絡時に大電流が流れない構成となっている。また、モータ駆動回路１ｂにおいて、ボイスコイルモータ３が電源電位ＶＣＣに短絡されると大電流が流れるものの、電源電位ＶＣＣの端子や配線などは、通常ボイスコイルモータ３の周囲に配置されないため、当該電源電位ＶＣＣへの短絡は起こりにくい。さらに、モータ駆動回路１ｂの端子２３とボイスコイルモータ３の一端とを共通のグランド電位とすることによって、配線を簡略化することもできる。
【００４３】
一方、モータ駆動回路１ａでは、ＮＭＯＳトランジスタ１５２を用いることによって、ＰＭＯＳトランジスタ１５３よりトランジスタのサイズを小さくすることができる。
【００４４】
＝＝＝フィルタ回路の他の構成例＝＝＝
上記実施形態では、フィルタ回路１３ａは、縦続接続された２つのデジタルフィルタ１３１および１３２を用いて構成されているが、これに限定されるものではない。例えば図１４に示すように、時分割制御される１つのデジタルフィルタ１３３を用いて構成することもできる。
【００４５】
図１４に示されているフィルタ回路１３ｂは、デジタルフィルタ１３３、フィルタ制御回路１３４、メモリ１３５、およびマルチプレクサ（選択回路）１３６、１３７を含んで構成されている。また、マルチプレクサ１３６は、フィルタ制御回路１３４から出力されるフィルタ選択信号ＳＬｆに応じて、フィルタ設定情報ＳＴｆ１またはＳＴｆ２を時分割で選択する。さらに、マルチプレクサ１３７は、フィルタ選択信号ＳＬｆに応じて、目標電流信号ＴＧｉ、またはメモリ１３５に記憶されたデジタルフィルタ１３３の出力信号を時分割で選択する。
【００４６】
このようにして、ＳＬｆ＝０となる第１の期間には、デジタルフィルタ１３３を、目標電流信号ＴＧｉが入力されるデジタルフィルタ１３１と同様のノッチフィルタとして機能させることができる。一方、ＳＬｆ＝１となる第２の期間には、デジタルフィルタ１３３を、ノッチフィルタの出力信号が入力されるデジタルフィルタ１３２と同様のローパスフィルタとして機能させることができる。
【００４７】
また、フィルタ回路１３ａおよび１３ｂは、ノッチフィルタの出力信号がローパスフィルタに入力されるような縦続接続で構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、デジタルフィルタ１３１および１３２をそれぞれローパスフィルタおよびノッチフィルタとして機能させることによって、ローパスフィルタの出力信号がノッチフィルタに入力されるような縦続接続でフィルタ回路を構成することもできる。また、例えば、デジタルフィルタ１３３を第１および第２の期間にそれぞれローパスフィルタおよびノッチフィルタとして機能させることによっても、同様の縦続接続でフィルタ回路を構成することができる。
【００４８】
前述したように、モータ駆動回路１ａにおいて、中心周波数ｆｃ１のデジタル（ノッチ）フィルタ１３１によって目標電流信号ＴＧｉのうちアクチュエータの共振周波数ｆｒを中心とする周波数帯域を減衰させ、さらに遮断周波数ｆｃ２（＜ｆｃ１）のデジタル（ローパス）フィルタ１３２によって所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させ、フィルタリングされた電流制御信号ＣＮｉに応じて、ボイスコイルモータ３に駆動電流Ｉｖｃｍを供給することによって、アクチュエータの共振周波数によらず、振動が収束するまでの収束時間を短縮することができる。
【００４９】
また、デジタル（ノッチ）フィルタ１３１を、通過帯域の周波数特性が平坦なバターワースフィルタとすることによって、ベッセルフィルタやチェビシェフフィルタとした場合に比べて、出力リップルを抑制することができる。
【００５０】
また、デジタル（ローパス）フィルタ１３２を、通過帯域で群遅延（グループ遅延）が略一定となるベッセルフィルタとすることによって、チェビシェフフィルタやバターワースフィルタとした場合に比べて、出力リップルを抑制することができる。
【００５１】
また、測定モードにおいて、目標電流信号ＴＧｉとしてステップ信号をＤＡＣ１４に供給して、当該ステップ応答における振動の共振周波数ｆｒを予め測定しておくことによって、制御モードにおいて、当該測定された共振周波数ｆｒに応じて、フィルタ回路１３ａが減衰させる周波数帯域を設定することができる。
【００５２】
また、デジタルフィルタ１３３を時分割制御して用いることによって、縦続接続されたノッチフィルタおよびローパスフィルタの機能を１つのデジタルフィルタで実現することができ、回路規模を抑えることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５４】
上記実施形態では、測定モードによってボイスコイルモータ３が駆動するアクチュエータの共振周波数ｆｒを測定していたが、本発明はこれに限定されず、測定モードを有さなくてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ、１ｂ モータ駆動回路
３ ボイスコイルモータ
５ マイクロコンピュータ
１１ 制御回路
１２ 選択回路
１３ａ、１３ｂ フィルタ回路
１４ ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）
１５ａ、１５ｂ 駆動回路
１６ 抵抗
２１〜２４ 端子
１３１〜１３３ デジタルフィルタ
１３４ フィルタ制御回路
１３５ メモリ
１３６、１３７ マルチプレクサ（選択回路）
１５１ オペアンプ（演算増幅器）
１５２ ＮＭＯＳ（Ｎチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ
１５３ ＰＭＯＳ（Ｐチャネル金属酸化膜半導体）トランジスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータを駆動するボイスコイルモータに供給される駆動電流の目標値を示すデジタル信号である目標電流信号のうち、前記アクチュエータの共振周波数を含む周波数帯域を減衰させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力信号をアナログ信号に変換して電流制御信号として出力するデジタル・アナログ変換器と、
前記電流制御信号に応じて前記ボイスコイルモータに前記駆動電流を供給する駆動回路と、
を有し、
前記フィルタ回路は、
入力信号のうち、前記共振周波数を中心とする周波数帯域を減衰させるデジタルノッチフィルタと、
入力信号のうち、前記共振周波数より低い所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるデジタルローパスフィルタと、
を含み、
前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの一方には、前記目標電流信号が入力され、
前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの他方には、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記一方の出力信号が入力されることを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記デジタルノッチフィルタは、バターワースフィルタであることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記デジタルローパスフィルタは、ベッセルフィルタであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
モード選択信号に応じて、前記目標電流信号としてステップ信号が入力され、当該ステップ信号を前記デジタル・アナログ変換器に供給する第１のモード、または入力された前記目標電流信号を前記フィルタ回路に供給する第２のモードを選択する選択回路をさらに有し、
前記デジタル・アナログ変換器は、前記第１のモードにおいては、前記ステップ信号をアナログ信号に変換して前記電流制御信号として出力し、
前記フィルタ回路は、前記第２のモードにおいては、前記第１のモードにおいて予め測定された前記共振周波数に応じて前記減衰させる周波数帯域が設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記フィルタ回路は、
前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタとして機能するデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタの係数および入力信号を時分割で選択する選択回路と、
前記デジタルフィルタの出力信号を記憶するメモリと、
を含み、
前記選択回路は、
第１の期間には、前記デジタルフィルタを前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記一方として機能させるための係数を選択するとともに、前記目標電流信号を前記デジタルフィルタに供給し、
第２の期間には、前記デジタルフィルタを前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記他方として機能させるための係数を選択するとともに、前記第１の期間に前記メモリに記憶された信号を前記デジタルフィルタに供給することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のモータ駆動回路。
【請求項１】
アクチュエータを駆動するボイスコイルモータに供給される駆動電流の目標値を示すデジタル信号である目標電流信号のうち、前記アクチュエータの共振周波数を含む周波数帯域を減衰させるフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力信号をアナログ信号に変換して電流制御信号として出力するデジタル・アナログ変換器と、
前記電流制御信号に応じて前記ボイスコイルモータに前記駆動電流を供給する駆動回路と、
を有し、
前記フィルタ回路は、
入力信号のうち、前記共振周波数を中心とする周波数帯域を減衰させるデジタルノッチフィルタと、
入力信号のうち、前記共振周波数より低い所定の周波数以上の周波数帯域を減衰させるデジタルローパスフィルタと、
を含み、
前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの一方には、前記目標電流信号が入力され、
前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの他方には、前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記一方の出力信号が入力されることを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記デジタルノッチフィルタは、バターワースフィルタであることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記デジタルローパスフィルタは、ベッセルフィルタであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
モード選択信号に応じて、前記目標電流信号としてステップ信号が入力され、当該ステップ信号を前記デジタル・アナログ変換器に供給する第１のモード、または入力された前記目標電流信号を前記フィルタ回路に供給する第２のモードを選択する選択回路をさらに有し、
前記デジタル・アナログ変換器は、前記第１のモードにおいては、前記ステップ信号をアナログ信号に変換して前記電流制御信号として出力し、
前記フィルタ回路は、前記第２のモードにおいては、前記第１のモードにおいて予め測定された前記共振周波数に応じて前記減衰させる周波数帯域が設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記フィルタ回路は、
前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタとして機能するデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタの係数および入力信号を時分割で選択する選択回路と、
前記デジタルフィルタの出力信号を記憶するメモリと、
を含み、
前記選択回路は、
第１の期間には、前記デジタルフィルタを前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記一方として機能させるための係数を選択するとともに、前記目標電流信号を前記デジタルフィルタに供給し、
第２の期間には、前記デジタルフィルタを前記デジタルノッチフィルタまたは前記デジタルローパスフィルタの前記他方として機能させるための係数を選択するとともに、前記第１の期間に前記メモリに記憶された信号を前記デジタルフィルタに供給することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のモータ駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３８９９７（Ｐ２０１２−１３８９９７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８３９７（Ｐ２０１０−２８８３９７）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（３１１００３７４３）オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド (166)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（３１１００３７４３）オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド (166)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]