CN100476563C - 快门致动器驱动电路及快门致动器装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以精确操作致动器的快门致动器驱动电路，快门致动器驱动电路(1)包括：计数器(12，22)，所述计数器响应致动信号开始对分频时钟进行计数，其中通过对参考时钟进行分频获得所述分频时钟；D/A转换器(13)，所述D/A转换器响应所述计数器的输出，提供以阶梯形式逐渐增加或减少的转换电压；线圈电流控制放大器(15，25)，在致动之后，所述线圈电流控制放大器立即将对应于快门致动器线圈电流值的线圈电流检测电压与所述D/A转换器的转换电压相比较，并且在所述D/A转换器的转换电压与对应于线圈电流上限值的线圈电流极限参考电压匹配后，将所述线圈电流检测电压与所述线圈电流极限参考电压相比较，并提供通过放大比较电压之间的差获得的放大输出电压；以及驱动电流输出电路(16)，所述驱动电流输出电路根据所述线圈电流控制放大器的放大输出电压提供快门致动器的驱动电流。

Description

快门致动器驱动电路及快门致动器装置
技术领域
本发明涉及一种用于驱动数码相机等的快门的致动器的快门致动器驱动电路以及快门致动器装置，即，用于使用该电路的快门致动器装置。
背景技术
例如，已经在日本专利公开号No.2003-043554(专利文献1)公开的结构中获知了与从上述类型的快门致动器装置同样的结构，图4显示了与公开的装置相类似的快门致动器装置。此快门致动器装置包括快门致动器驱动电路101、通过快门致动器驱动电路101驱动以操作快门(未示出)的快门致动器8，以及检测快门致动器8的线圈电流IL的线圈电流检测元件9，并将对应线圈电流IL的值的线圈电流检测电压VDET提供到快门致动器驱动电路101的线圈电流检测端DET。
快门致动器驱动电路101包括齐纳(稳压)二极管131、具有分别连接到齐纳二极管131和内部电源电压VCC的相对端的恒电流源132、在接地电势点以及齐纳二极管131和恒电流源132之间的连接点之间串联设置的电阻133和134、以及平行于电阻134设置的电容器135。快门致动器驱动电路101还包括：NPN双极晶体管136，所述NPN双极晶体管具有连接到电阻133和134之间的连接点(节点N)的集电极、接收来自致动信号输入端ST的致动信号的基极和接地发射极；线圈电流控制放大器115，所述线圈电流控制放大器在其非反相输入端上接收节点N的电压、并在其反相输入端接收来自线圈电流检测端DET的线圈电流检测电压VDET，用于放大其间的差；以及NPN双极晶体管119，其具有接收线圈电流控制放大器115的输出电压的基极、连接到线圈电流检测端DET的发射极、以及通过输出端OUT2连接到快门致动器8的另一端的集电极。
电阻133和134以及电容器135形成CR积分器。用于驱动致动器的电源电压VM通过输出端OUT1连接到快门致动器8的一端。
快门致动器驱动电路101如下操作。
当致动信号输入端ST上的致动信号达到低电平时(即，当快门致动器装置变为激活时)，恒电流源132的电流流进由电容器135以及电阻133和134形成的CR积分器。CR积分器逐渐升高节点N的电压，并在电压变为等于通过电阻133和134分压由齐纳二极管131产生的恒定电压而获得的电压后，保持升高的电压。线圈电流检测电压VDET跟随节点N上的电压，因此，流过线圈电流检测元件9的电流，即同样跟随其的线圈电流IL升高到上限值IMAX并将其保持。
由于其介电特性，快门致动器8的线圈电流IL不会快速升高。如果不使用CR积分器控制线圈电流IL的升高，则使线圈电流IL升高到上限值IMAX所需的时间将根据由图5中的波形A和B所示的致动器驱动电源电压VM的变化而变化。
当致动器驱动电源电压VM取最大值时出现波形A。当致动器驱动电源电压VM取最小值时出现波形B。在快门致动器驱动电路101中，调节CR积分器的恒量、以随着轻微延迟波形B而增加线圈电流IL，以便前述时间不受到致动器驱动电源电压VM变化的影响。
专利文献1：日本专利公开No.2003-043554
发明内容
本发明解决的问题
在数码相机等中，致动器驱动电源电压VM根据充电电池的充电程度而变化。然而，在使用上述快门致动器驱动电路101的快门致动器装置中，致动器驱动电源电压VM的变化不影响线圈电流IL达到上限值IMAX之前所需的时间。
因此，此情况下可以防止致动器驱动电源电压VM的变化影响用于快门操作所需的时间，包括用于将线圈电流IL升高到其上限值IMAX以及快门速度所需的时间。
然而，在实际中，由于温度和老化变坏的原因，CR积分器的恒量易于改变。因此，在实际中，用于将线圈电流IL升高到上限值IMAX所需的时间在使用设置有CR积分器的快门致动器驱动电路101的快门致动器装置中类似地变化。
在具有集成在其中的快门致动器驱动电路101的半导体集成器件中，CR积分器的一部分或全部设置在外部，使得半导体集成器件和具有半导体集成器件的印刷电路板具有较大的尺寸。
本发明针对以上问题而被提出，本发明的目的之一在于提供一种快门致动器驱动电路，即，通过不使用CR积分器而减少将线圈电流升高到上限值所需的时间、而能够更精确地操作快门致动器的一种用于快门的致动器驱动电路，以及使用快门致动器驱动电路的快门致动器装置。
解决此问题的方式
为了达到以上目的，根据本发明的快门致动器驱动电路包括：计数器，所述计数器响应致动信号开始对分频时钟进行计数，其中通过对参考时钟进行分频获得所述分频时钟；D/A转换器，所述D/A转换器响应所述计数器的输出，提供以阶梯形式逐渐增加或减少的转换电压；线圈电流控制放大器，在致动之后，所述线圈电流控制放大器立即将对应于快门致动器线圈电流值的线圈电流检测电压与所述D/A转换器的转换电压相比较，并且在所述D/A转换器的转换电压与对应于线圈电流上限值的线圈电流极限参考电压匹配后，将所述线圈电流检测电压与所述线圈电流极限参考电压相比较，并提供通过放大比较电压之间的差获得的放大输出电压；以及驱动电流输出电路，所述驱动电流输出电路根据所述线圈电流控制放大器的放大输出电压提供快门致动器的驱动电流。
优选地，快门致动器驱动电路的线圈电流控制放大器接收线圈电流检测电压、线圈电流极限参考电压以及D/A转换器的转换电压，并将线圈电流极限参考电压和D/A转换器的转换电压之一与线圈电流检测电压相比较。
优选地，当快门致动器驱动电路的计数器达到与线圈电流极限参考电压相对应的值时，计数器保持达到的值，以使用D/A转换器的转换电压作为线圈电流极限参考电压，线圈电流控制放大器将线圈电流检测电压与D/A转换器的转换电压相比较。
优选地，快门致动器驱动电路还包括选择设置到计数器的分频时钟的分频比的分频比选择电路。
快门致动器装置包括一个上述快门致动器驱动电路；通过快门致动器驱动电路驱动以操作快门的快门致动器；以及检测快门致动器的线圈电流、以将线圈电流检测电压提供到快门致动器驱动电路的线圈电流检测元件。
本发明的效果
根据本发明的快门致动器驱动电路和使用该电路的快门致动器装置，由于在致动之后使用D/A转换器的转换电压控制线圈电流，所以可以减少线圈电流达到上限值之前所需时间的变化，从而可以更精确地操作快门致动器。
附图说明
图1示出根据本发明实施方式的快门致动器装置；
图2是说明快门致动器驱动电路1的操作的波形图；
图3示出根据本发明另一实施方式的快门致动器装置；
图4示出传统快门致动器装置；
图5示出用于将线圈电流IL升高到其上限值IMAX所需的时间根据致动器驱动电源电压VM的变化而变化的情况。
标号说明
1，2，101：快门致动器驱动电路，8：快门致动器，9：线圈电流检测元件，11：分频器电路，12和22：计数器，13：DAC，14：线圈电流极限参考电压发生器，15和25：线圈电流控制放大器，16：驱动电流输出电路，17：分频比选择电路，19和119：晶体管，131：齐纳二极管，132：恒电流源，133和134：电阻，135：电容器
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施方式。在以下说明中，同样或相对应的部分采用同样的标号，且不再重复其说明。
下面将说明作为本发明实施方式的快门致动器驱动电路(即，用于快门的致动器的驱动电路)以及快门致动器装置，即用于快门的致动器装置。
图1是显示根据本发明实施方式的快门致动器装置。
参照图1，根据本发明实施方式的快门致动器装置包括：快门致动器驱动电路1；通过快门致动器驱动电路1驱动以操作快门(未示出)的快门致动器8；以及线圈电流检测元件9，所述线圈电流检测元件9检测快门致动器8的线圈电流IL，以将对应于线圈电流IL的值的线圈电流检测电压VDET提供到快门致动器驱动电路1的线圈电流检测端DET。更具体地说，线圈电流检测元件9为电阻。快门致动器可以为电动机，也可以为致动快门的柱塞等。
快门致动器驱动电路1具有三个输入端，即，时钟输入端CLK、致动信号输入端ST和分频信号输入端DL，还具有两个输出端OUT1和OUT2以及前述线圈电流检测端DET。
三个输入端CLK、ST和DL都连接到微型计算机等的一个或多个控制器(未示出)中，分别接收来自控制器的参考时钟、致动信号和分频信号。供给到时钟输入端CLK的参考时钟通过控制器中的如压电振动器等的振荡器电路产生，并用作系统时钟等。两个输出端OUT1和OUT2连接到快门致动器8，用于将驱动电流提供到快门致动器8。
时钟输入端CLK连接到通过分配参考时钟提供分频时钟的分频器电路11。计数器12连接到分频器电路11的下游端和致动信号输入端ST。计数器12响应由致动信号输入端ST提供的致动信号开始对分频时钟进行计数。
D/A转换器(DAC)13连接计数器12的下游端，用于响应计数器12的输出而提供步进增加的转换电压VDAC。D/A转换器13的下游端连接到线圈电流控制放大器15的非反相输入端之一。
线圈电流控制放大器15具有两个非反相输入端和一个反相输入端，而另一个非反相输入端连接到用于线圈电流极限的参考电压发生器14。反相输入端连接到线圈电流检测端DET。线圈电流极限参考电压发生器14产生用于对应于线圈电流IL的上限值IMAX的线圈电流极限的参考电压VREF。因此，线圈电流控制放大器15在各个非反相输入端接收转换电压VDAC和线圈电流极限参考电压VREF，并且在其反相输入端上接收线圈电流检测电压VDET。线圈电流控制放大器15将线圈电流极限参考电压VREF和转换电压VDAC之间较低的一个与线圈电流检测电压VDET进行比较，并放大其间的差以提供电压。
驱动电流输出电路16连接到线圈电流控制放大器15的下游端。从输出端OUT1和OUT2，驱动电流输出电路16根据线圈电流控制放大器15的放大输出电压提供驱动快门致动器8的驱动电流。在快门致动器驱动电路1中，分频信号输入端DI连接到分频比选择电路17，所述分频比选择电路选择由分频器电路11提供的分频时钟的分频比。
已经说明的驱动电流输出电路16包括作为主要元件的NPN双极晶体管19。晶体管19具有连接到输出端OUT2一端的集电极，而致动器驱动电源电压VM、输出端OUT1、快门致动器8和输出端OUT2以这样的顺序串联连接。此外，晶体管19具有连接到线圈电流检测端DET的发射极和连接到线圈电流控制放大器15的输出端的基极。驱动电流输出电路16控制驱动电流，即，在其基极上接收的线圈电流控制放大器15的放大输出电压的控制下的线圈电流IL，从而在一个方向驱动快门致动器8以关闭快门。
下面将参照图2的波形图说明快门致动器驱动电路1的操作。
参照图2，波形C表示当致动信号供给到致动信号输入端ST以致动快门致动器驱动电路1后流动的快门致动器8的线圈电流IL。当分频时钟的分频比为波形C的两倍时获得波形D。与图5中的波形A和B相同的、由虚线表示的波形A和B表示，在线圈电流控制放大器15一直在线圈电流极限参考电压VREF和线圈电流检测电压VDET之间做比较，而不采用致动后提供逐步增加的转换电压VDAC的D/A转换器13的情况下流动的线圈电流IL。波形A表示当致动器驱动电源电压VM取最大值时的波形，波形B示当致动器驱动电源电压VM取最小值时的波形。
在快门致动器驱动电路1变为激活之前，即，在致动信号输入端ST接收致动信号之前，计数器12在初始状态，且D/A转换器13的转换电压VDAC为零。
因此，流过线圈电流检测元件9的电流，即，快门致动器8的线圈电流IL为零。当控制器(未示出)将致动信号提供到致动信号输入端ST以操作快门时，计数器12开始计数。D/A转换器13响应计数器12的输出提供逐步地、步进地增加的转换电压VDAC。在此致动之后，由于转换电压VDAC低于线圈电流极限参考电压VREF，因此线圈电流控制放大器15立即将转换电压VDAC与线圈电流检测电压VDET进行比较。因此，线圈电流检测电压VDET随着转换电压VDAC增加，从而线圈电流如波形C所示步进增加。
当D/A转换器13的转换电压VDAC进一步增加并与线圈电流极限参考电压VREF匹配后，线圈电流极限参考电压VREF低于转换电压VDAC，因此，线圈电流极限参考电压VREF与线圈电流检测电压VDET相比较。结果，流过线圈电流检测元件9的电流，即，快门致动器8的线圈电流IL保持上限值IMAX。
如果不使用D/A转换器13，则用于将线圈电流IL增加到上限值IMAX所需的时间根据波形A和B所示的致动器驱动电源电压VM的变化而变化。快门致动器驱动电路1增加D/A转换器13的转换电压VDAC，以便线圈电流IL稍微延迟于波形B地增加，如波形C所示。因此，波形C不会受到致动器驱动电源电压VM变化的影响。
如果转换电压VDAC早于波形B增加，则当致动器驱动电源电压VM取最小值时，线圈电流IL不能立即跟随转换电压VDAC。因此，用于将线圈电流IL增加到上限值IMAX所需的时间随着致动器驱动电源电压VM的变化而变化。
当需要时，D/A转换器13的转换电压VDAC的增加比通过选择由分频器电路11提供的分频时钟的分频比而被调节。例如，当分频比改变、使得分频时钟的周期为波形C的周期的两倍时，线圈电流IL的增加比降低为波形D所示的一半。当分频比为1时，参考时钟为分频时钟。在此情况下，计数器12接收参考时钟。
由于接收的参考时钟通过如前所述压电振动器等的振荡电路产生，所以，其具有高精度，且抑制了由于温度和老化变坏等原因造成的该精度的变化。因此，致动器驱动电源电压的变化不影响用于将线圈电流IL增加到上限值IMAX所需的时间，且温度和老化变坏等的影响很小，以便可以精确地操作快门致动器，从而可以精确地操作快门。
下面将说明本发明另一实施方式的快门致动器驱动电路以及使用其的快门致动器装置。
图3是显示根据本发明该实施方式的快门致动器装置。
参照图3，根据本发明该实施方式的快门致动器装置包括代替快门致动器驱动电路1的快门致动器驱动电路2。快门致动器驱动电路2包括代替快门致动器驱动电路1中的计数器12和线圈电流控制放大器15的计数器22和线圈电流控制放大器25。当计数器22的计数与对应于线圈电流极限参考电压VREF的值(数字值)相匹配时，计数器22保持其计数，以便D/A转换器13的转换电压VDAC用作线圈电流极限参考电压VREF。线圈电流控制放大器25接收线圈电流检测电压VDET和转换电压VDAC，并将其彼此比较。由于采用此结构，线圈电流控制放大器25在致动之后，立即将线圈电流检测电压VDET与转换电压VDAC相比较，并在转换电压VDAC与线圈电流极限参考电压VREF匹配后，将线圈电流检测电压VDET与线圈电流极限参考电压VREF相比较。
快门致动器驱动电路2不需要产生模拟量的线圈电流极限参考电压VREF的线圈电流极限参考电压发生器14，且线圈电流控制放大器25只具有一个非反相输入端，以便使电路规模很小。
在使用快门致动器驱动电路1或2的快门致动器装置中，线圈电流检测元件9设置在接地电势侧，但其也可以设置在致动器驱动电源电压VM侧，其中在快门致动器驱动电路1或2构成为晶体管19由PNP双极晶体管形成而不是由NPN双极晶体管形成的情况下，D/A转换器13在致动之后逐渐降低输出电压。
虽然已经说明了本发明实施方式的快门致动器驱动电路和快门致动器装置，但本发明不局限于前述实施方式，可以在权利要求的范围内做出各种改进方式。
例如，驱动电流输出电路16构成为在一个方向驱动快门致动器8以关闭快门，但也可以具有H桥结构，以便其可以在相对方向，即在关闭和开启方向驱动快门致动器8。另外，可以固定由分频器电路11提供的分频时钟的分频比，从而可以不采用分频信号输入端DI和分频比选择电路17。自然地，NPN双极晶体管也可以用NMOS晶体管代替，而PNP双极晶体管也可以用PMOS代替。
虽然已经具体说明和描述了本发明，但是可以清晰地理解，该说明和实例只是为了说明和理解本发明，而不是限制本发明，本发明的保护范围和主题精神由相应的权利要求限定。
工业应用
根据本发明的快门致动器驱动电路和快门致动器装置可以施用到数码相机以及其他装置中。

Claims (5)

1.一种快门致动器驱动电路，包括：
计数器，所述计数器响应致动信号开始对分频时钟进行计数，其中通过对参考时钟进行分频获得所述分频时钟；
D/A转换器，所述D/A转换器响应所述计数器的输出，提供以阶梯形式逐渐增加或减少的转换电压；
线圈电流控制放大器，在致动之后，所述线圈电流控制放大器立即将对应于快门致动器线圈电流值的线圈电流检测电压与所述D/A转换器的转换电压相比较，并且在所述D/A转换器的转换电压与对应于线圈电流上限值的线圈电流极限参考电压匹配后，将所述线圈电流检测电压与所述线圈电流极限参考电压相比较，并提供通过放大比较电压之间的差获得的放大输出电压；以及
驱动电流输出电路，所述驱动电流输出电路根据所述线圈电流控制放大器的放大输出电压提供快门致动器的驱动电流。
2.根据权利要求1所述的快门致动器驱动电路，其中，
所述线圈电流控制放大器接收所述线圈电流检测电压、所述线圈电流极限参考电压和所述D/A转换器的转换电压，并将所述线圈电流极限参考电压和所述D/A转换器的转换电压之一与所述线圈电流检测电压进行比较。
3.根据权利要求1所述的快门致动器驱动电路，其中，
当所述计数器达到与所述线圈电流极限参考电压相对应的值时，所述计数器保持其计数，以使用所述D/A转换器的转换电压作为所述线圈电流极限参考电压，以及
所述线圈电流控制放大器将所述线圈电流检测电压与所述D/A转换器的转换电压进行比较。
4.根据权利要求1、2或3所述的快门致动器驱动电路，还包括：
分频比选择电路，所述分频比选择电路选择提供到所述计数器的分频时钟的分频比。
5.一种致动器驱动装置，包括：
快门致动器驱动电路；
快门致动器，通过所述快门致动器驱动电路驱动所述快门致动器、以操作快门；以及
线圈电流检测元件，所述线圈电流检测元件检测所述快门致动器的线圈电流，以将所述线圈电流检测电压提供到所述快门致动器驱动电路，其中，
所述快门致动器驱动电路包括：
计数器，所述计数器响应致动信号开始对分频时钟进行计数，其中通过对参考时钟进行分频获得所述分频时钟；
D/A转换器，所述D/A转换器响应所述计数器的输出，提供以阶梯形式逐渐增加或减少的转换电压；
线圈电流控制放大器，在致动之后，所述线圈电流控制放大器立即将对应于快门致动器线圈电流值的线圈电流检测电压与所述D/A转换器的转换电压相比较，并且在所述D/A转换器的转换电压与对应于线圈电流上限值的线圈电流极限参考电压匹配后，将所述线圈电流检测电压与所述线圈电流极限参考电压相比较，并提供通过放大比较电压之间的差获得的放大输出电压；以及
驱动电流输出电路，所述驱动电流输出电路根据所述线圈电流控制放大器的放大输出电压提供快门致动器的驱动电流。
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