CN1862939B

CN1862939B - 驱动波发生电路

Info

Publication number: CN1862939B
Application number: CN2006100550952A
Authority: CN
Inventors: 吉冨哲也; 冈田宪明; 石井孝明; 上岛康之; 铃木亮
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: KR20060117228A; CN1862939A; JP2006314922A; TWI305700B; JP4836489B2; KR100750483B1; US7288914B2; TW200640116A; US20060255685A1

Abstract

一种驱动波发生电路，有效地发生压电元件的驱动波。由方向选择器(22)切换来自基本波形发生电路(10)的两个基本波并经由输出门(20)输出。通过方向控制信号(M/I)来控制方向选择器(22)的切换。由200周期计数器(12)对基本波形的200周期进行计数，每200周期对驱动计数器(14)倒计数。根据驱动脉冲(DRIVE)的脉冲数对驱动计数器(14)进行正计数。然后，通过驱动计数器(14)的计数值变为0，从而停止输出门(20)的输出。

Description

驱动波发生电路

技术领域

本发明涉及发生用于驱动压电驱动器的两种驱动波的驱动波发生电路。

背景技术

以往，提出一种利用压电元件的伸缩的压电驱动器，被期待作为超小型的驱动器(参照非专利文献1)。该压电驱动器例如在驱动照相机的摄像元件来进行手晃校正的机构和驱动透镜的对焦等中采用。

该压电驱动器通过对压电元件施加电压而使其伸缩并沿驱动轴往复运动。而且，通过使驱动轴的一个方向的移动速度和反方向的移动速度不同(慢伸快拉或与其相反)，从而移动与驱动轴摩擦接触的移动体。这样，利用压电元件的伸缩作为驱动力，可以直线移动而不需要线圈等，并可以使驱动器小型化。

这里，为了变更驱动轴的移动速度，必需变更对压电元件施加的电压波形。例如，为了慢伸快缩，需要对压电元件缓慢施加第一方向的电压，并急剧地施加反方向电压的方式的电压施加。

[非专利文献1]KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL1(2004)，p.23-26

这里，如上所述，在由压电驱动器移动透镜等的情况下，使其沿驱动轴往复并相对于驱动轴滑动透镜等移动体。从而，如果不设置透镜位置的检测器，则不能掌握透镜的绝对值。另一方面，在便携电话等中装载的照相机等中具有尽可能缩小，同时抑制成本的要求。

发明内容

本发明的驱动波发生电路发生用于驱动压电驱动器的第一驱动波、第二驱动波，其特征在于，在输入的启动信号为动作状态时发生驱动波，为非动作状态时禁止驱动波的发生，同时具有：初始计数器，在所述启动信号从非动作状态向动作状态变化时，对规定的时钟进行计数；以及初始控制部件，进行控制，以使在该初始计数器的计数值达到第一规定值之前，输出第一驱动波，然后在计数值达到第二规定值之前输出第二驱动波。

此外，优选具有：基本波形发生电路，发生两种基本波形，这两种基本波形按照基本时钟，具有一定的基本周期，在一基本周期中处于特定电平的比例的占空比互相不同，同时处于特定电平的定时不同；单元计数器，对基本波形的一基本周期进行计数，在该单元计数器的计数值达到规定的单元数时，输出单元检测脉冲；以及方向选择器，接受来自所述基本波形发生电路的两种基本波形，根据方向控制信号来切换从两个输出端的哪一个输出接受的两种基本波形；所述初始计数器对来自单元计数器的单元检测脉冲进行计数，初始设定部件根据初始计数器对单元检测脉冲的计数值生成所述方向控制信号，并控制方向选择器。

此外，所述初始控制部件优选进行控制，以便在初始计数器达到第一规定值之后，立即禁止第一以及第二驱动波双方的输出，然后在初始计数器达到第二规定值之前，输出第二驱动波。

这样，根据本发明，使用初始计数器的计数值，可以输出规定数的两种驱动波。例如，在驱动透镜的情况下，通过向一个方向进行充分大的移动，可以将透镜移动到机械的极限点。而且，以该点作为基准，通过随后的移动，可以决定透镜的初始位置。从而，不使用检测透镜位置的传感器等就可以决定透镜的初始位置。此外，由于以控制电路的动作状态的启动信号作为触发来进行初始动作，因此不需要控制初始动作的信号，可以省略用于此的端子。

附图说明

图1是表示驱动波发生电路的整体结构的图。

图2是表示基本波的波形的图。

图3是表示驱动波的波形的图。

图4是表示压电元件的驱动电路的图。

图5是表示压电元件的驱动波形的图。

符号说明

10基本波发生电路，12 200周期计数器，14驱动计数器，16、24“与”门，18初始计数器，20输出门，22方向选择器，26变化检测电路，28、30、32“或”门，40压电元件。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

图1是表示实施方式的驱动波发生电路的整体结构的图。该驱动波发生电路被构成为一个半导体集成电路。从而，作为输入端子，准备基本时钟CLK、方向控制信号M/I、驱动脉冲DRIVE、启动信号ENB这四个，作为输出端子，准备GATE A、GATE B、BUSY这三个端子。

基本波形发生电路10基于从外部输入的基本时钟CLK输出两个基本波形(基本波形1、基本波形2)。基本波形发生电路10最好具有例如对基本时钟进行基本波形的一周期计数的计数器，通过构成计数器的多个触发器的输出的逻辑运算，发生H电平、L电平，从而发生两种基本波形1、2。具有两个基本波形1、2的存储器，从其中读出基本波形1、2并输出也可以。

图2表示基本波形1、基本波形2的例子。例如，在基本时钟CLK为9.75MHz的情况下，将基本波形1、2的一周期设为134时钟(＝13.74μsec)，基本波形1在22时钟的L电平期间之后成为H电平。另一方面，基本波形2在26时钟的H电平期间、46时钟的L电平期间之后，成为H电平。从而，在基本波形1的L电平结束后到基本波形2成为L电平为止，有4时钟的期间。

从基本波形发生电路10在基本波形的每一周期输出一周期脉冲。例如，将对基本时钟进行计数的计数器的134计数的输出作为一周期脉冲即可。该一周期脉冲被供给到200周期计数器12，200周期计数器12在将一周期脉冲(一单元)计数了200时，输出200周期脉冲(单元检测脉冲)。

该200周期脉冲被输入驱动计数器14的减法输入端子。该驱动计数器14中，加法输入端子被从外部输入驱动信号DRIVE。

驱动计数器14在初始值‘0’以外时输出H电平。例如，对构成计数器的触发器的所有输出进行“或”运算即可。驱动脉冲DRIVE可以设为比200周期脉冲充分大的频率，驱动计数器14的输出通过输入n个驱动脉冲DRIVE，从而在输入n个200周期脉冲为止的期间成为H电平。

驱动计数器14的输出被输入“与”门16。来自初始计数器18的动作中信号被反相输入该“与”门16。从而，只要初始计数器18不在动作中，则“与”门16原样输出驱动计数器14的输出。“与”门16的输出被输入输出门20的控制端。

这里，在基本波形发生电路10中发生的基本波形1、2被输入方向选择器22。从外部输入的方向控制信号M/I经由“与”门24、“或”门32被供给到该方向选择器22的控制端。初始计数器18的动作中信号被供给到“与”门24。从而，只要初始计数器18不在动作中，则方向控制信号M/I被原样供给到方向选择器22的控制端，只要初始计数器18在动作中，则作为初始计数器18的输出的方向控制信号M/I被供给到方向选择器22。

方向选择器22根据被供给到控制端的方向控制信号M/I，切换对两个输出端输出基本波形1和基本波形2。在本例中，方向控制信号M/I是从外部的微型计算机供给的表示透镜向微距(M)方向的移动或透镜向∞(I)方向的移动的信号，在方向控制信号M/I为L电平的情况下，方向选择器22将基本波1、2原样输出到两个输出端。这是使透镜向∞(I)方向移动的信号。另一方面，在方向控制信号M/I为H电平的情况下，方向选择器22将基本波1、2切换输出到两个输出端。这是使透镜向微距(M)方向移动的信号。而且，该方向选择器22的两个输出经由输出门20作为信号GATE_A、信号GATE_B被输出，从而透镜被向∞方向或微距方向移动。

即，如图3所示，在方向控制信号M/I为L电平(向∞方向移动)时，基本波形1、2原样作为GATE_A、GATE_B被输出，在方向控制信号M/I为H电平(向微距方向移动)时，基本波形1作为GATE_B被输出，基本波形2作为GATE_A被输出。

进而，方向控制信号M/I也被供给到变化检测电路26。该变化检测电路26检测方向控制信号M/I的上升沿和下降沿，输出变化检测脉冲。而且，该变化检测脉冲经由“或”门28被供给到200周期计数器12的重置端。启动信号ENB也被供给到“或”门28，在启动信号ENB为L电平的情况下，也从“或”门28输出H电平。

“或”门28的输出被供给到200周期计数器12以及驱动计数器14的重置端。从而，在启动信号ENB为L电平时，以及方向控制信号M/I的状态切换时，200周期计数器12以及驱动计数器14成为重置状态。

另外，启动信号ENB被反相输入基本波形发生电路10的重置端子，在启动信号ENB为L电平时，基本波形发生电路10的输出也被禁止。

此外，启动信号ENB也被输入初始计数器18，该初始计数器18从启动信号ENB的上升沿开始仅一次将200周期脉冲计数到176。例如，在计数了176时发生完毕脉冲，通过由该完毕脉冲将初始计数器18重置，同时中止到启动信号ENB的下一个上升沿。由此，在每次启动信号ENB的上升时，176计数一次。

然后，该初始计数器18在计数值为171～174的情况下从171～174端子输出H电平，该输出作为待机(禁止输出)信号被供给到输出门。在计数值为175～176的情况下，从175～176端子作为成为H电平的方向控制信号M/I输出，在计数值为其它的计数值时，从175～176端子作为成为L电平的方向控制信号M/I输出。即，从初始计数器18输出在计数值为0～174的情况下选择∞方向，在计数值为175～176的情况下选择微距方向的方向控制信号M/I，该方向控制信号M/I经由“或”门32被供给到方向选择器22。

此外，在初始计数器18动作中，通过“与”门16、24，驱动计数器14的输出以及方向控制信号M/I的输出被禁止，通过初始计数器18的输出，方向选择器22以及输出门20动作。

从而，在启动信号ENB上升的初始设定时，初始计数器18动作，从而控制方向选择器22以及输出门20，到计数值174为止向∞侧移动、在计数值175～176的期间向微距侧移动的方向控制信号M/I被供给到方向选择器22，然后从外部供给的方向控制信号M/I原样被供给到方向选择器22。

进而，初始计数器18的动作中信号的反相信号、供给驱动计数器14的输出的“与”门16的输出、初始计数器18的动作中信号也被供给到“或”门30，该“或”门30的输出作为占用信号BUSY被输出到外部。从而，在初始计数器18动作时以及驱动计数器14的计数值不是‘0’时，占用信号BUSY为H电平。

接着，说明这样的驱动波发生电路的动作。

‘初始设定动作’

首先，为了使用照相机，在照相机电源打开的情况下，用于照相机的动作控制的微型计算机开始动作，将启动信号ENB设定为当初L电平。在启动信号ENB为L电平时，对基本波形发生电路10、200周期计数器12、驱动计数器14、初始计数器18供给重置信号，内部的计数器被重置，该驱动波发生电路成为中止状态。此外，从外部(微型计算机)供给基本时钟CLK。另外，方向控制信号M/I、驱动脉冲DRIVE在该阶段不需要，但优选驱动计数器14被重置。

接着，微型计算机将启动信号ENB从L电平变更为H电平。通过其上升沿，基本波形发生电路10、200周期计数器12、驱动计数器14、初始计数器18开始动作。这里，由于来自初始计数器18的动作中信号被变更为H电平，因此BUSY信号成为H电平，同时从驱动计数器14对输出门20的控制信号的供给停止。此外，通过“与”门24也停止方向控制信号M/I对方向选择器22的供给。然后，由初始计数器18对来自200周期计数器12的200周期脉冲进行累加(count up)。此时，作为方向控制信号M/I，指示∞方向的移动的L电平被供给到方向选择器22。在初始计数器18的计数值达到171时，对输出门20供给待机信号，禁止来自其的信号输出。然后，初始计数器18的计数值为175、176时，从初始计数器18作为方向控制信号M/I输出H电平，从而，在方向选择器22进行向微距方向移动的基本波形1、2的切换，其被从输出门20输出。

然后，通过第177个的计数，溢出信号被输出，初始计数器18停止其动作，动作中信号成为L电平。由此，初始设定动作结束。

例如，设置由启动信号ENB的上升沿设置的触发器，并可以通过该触发器的输出进行初始计数器18的动作，通过溢出信号将触发器重置，从而可以使初始计数器18成为重置状态。

这样，在本实施方式中，使用表示是否将驱动波发生电路设为动作状态的启动信号ENB进行初始设定动作。从而，不必输入用于进行初期设定动作的特别的控制信号，可以减少驱动波发生电路中的端子数。

这里，在本实施方式中，不论透镜位于何处，200周期脉冲向∞方向的170个的移动都是移动到∞方向的极限点而机械地停止移动的移动量。从而，通过该移动，透镜被保持在超过∞位置的位置。然后，在稍作待机之后，通过200周期脉冲向微距方向移动2个，透镜被可靠地保持在∞位置。另外，透镜的初始位置也可以是相反方向的微距位置，此外，通过变更待机后的移动量，可以将透镜初始设定在任意的位置。从而，不使用检测透镜的位置的传感器等就可以决定透镜的初始位置。

‘通常动作’

在通常动作时，如通常那样供给基本时钟CLK，而且启动信号ENB为H电平。在该状态下，微型计算机基于对焦信息，决定透镜的移动方向以及移动量，将与此对应的方向控制信号M/I以及驱动脉冲DRIVE供给到驱动波发生电路。如果是向微距方向的移动，则将方向控制信号M/I设定为H电平，如果是向∞方向的移动，则方向控制信号M/I被设定为L电平。而且，将与透镜移动量对应的数的驱动脉冲DRIVE供给到驱动计数器14。本实施方式的情况下，是利用压电元件的移动，使基本波形1、2为200次时，透镜移动5μm左右。因此，如果判断为需要50μm的移动，则发送10个驱动脉冲，作为计数值，对驱动计数器14设置10。然后，通过200周期计数器12的输出，该驱动计数器14的值成为0时，来自驱动计数器14的输出经由“与”门16被供给到输出门20的控制端，来自输出门20的驱动波的输出被禁止。

这样，在本实施方式中，使一个驱动脉冲与基本波形1、2的200周期对应。由此，微型计算机发生的驱动脉冲可以为比基本波形充分小的频率，微型计算机中的处理负担减小。进而，基本波形自身没必要由微型计算机发生，因此微型计算机的处理负担减轻。

此外，对焦的信息例如从接受的图像的亮度信息等得到。即，在对焦的状态下，得到的图像亮度的总和增大。因此，在移动一个方向的透镜的状态下，可以检测亮度的变化，并根据该变化状态得到对焦信息。在该情况下，优选为透镜临时过度移动之后向反方向返回而成为最佳位置的情况也较多。

在本实施方式中，在变化检测电路26中，在检测出方向控制信号M/I的状态变化时，200周期计数器12以及驱动计数器14被重置为0。从而，微型计算机例如输出100个驱动脉冲，使透镜向一个方向移动，在该状态下，检测焦点位置，在透镜超过聚焦位置时，计算到聚焦位置的返回移动量，并输出这个数的驱动脉冲，从而可以进行对焦。此外，即使在透镜的当初移动方向为相反的情况下，通过切换方向控制信号M/I，可以立即反转移动方向。

这样，通过方向控制信号M/I的状态变化将驱动计数器14重置，从而对焦动作中的微型计算机的处理顺序的自由度上升，可以实现适当的对焦动作。

另外，200周期计数器12不被重置，仅驱动计数器14被重置也可以。

这样，根据本实施方式，通过方向控制信号M/I、驱动脉冲DRIVE的两个信号的组合，可以有效地进行驱动波发生。

图4表示压电元件的驱动电路的一例。压电元件40在电气上可以视为电容，因此在图中记载为电容。

电源上连接两个p沟道晶体管42a、42b的源极，这些晶体管42a、42b的漏极上分别连接有n沟道晶体管44a、44b的漏极。而且，晶体管44a、44b的源极经由电阻46接地。此外，在晶体管42a、44a的栅极上被输入信号GATE A，在晶体管42b、44b的栅极上被输入信号GATE B。进而，在晶体管42a、44a的连接点和晶体管42b、44b的连接点之间连接有压电元件40。

晶体管42a、44a形成反相器，GATE A被反相供给到压电元件40的一端，晶体管42b、44b形成反相器，GATE B被反相供给到压电元件40的另一端。

从而，在图2中的基本波形1、2分别作为GATE A、GATE B被供给到驱动电路的情况下，压电元件40的一端40A的电压OUT A和另一端40B的电压OUT B如图5所示地变化。这里，在晶体管42a、42b导通时，立即对压电元件40施加电源电压，但在晶体管44a、44b导通时由于存在电阻46，因此压电元件40的一端40A的电压以另一端40B的电压作为基准如图5所示地变化。由此，如在图中以虚线表示那样，对于压电元件40可以进行向一个方向急剧地施加电压、向相反方向进行缓慢地变化电压的锯齿刀状的电压施加。从而，可以进行压电元件40慢伸快缩(或其相反)的动作，并以该伸缩速度为差，移动透镜。

Claims

1.一种驱动波发生电路，发生用于驱动压电驱动器的第一驱动波和第二驱动波，其特征在于，

在输入的启动信号为动作状态时发生驱动波，为非动作状态时禁止驱动波的发生，同时具有：

初始计数器，在所述启动信号从非动作状态向动作状态变化时，对规定的时钟进行计数；以及

初始控制部件，进行控制，以使在该初始计数器的计数值达到第一规定值之前，输出第一驱动波，然后在计数值达到第二规定值之前输出第二驱动波。

2.如权利要求1所述的驱动波发生电路，其特征在于，具有：

基本波形发生电路，发生两种基本波形，这两种基本波形按照基本时钟，具有一定的基本周期，在一基本周期中处于特定电平的比例的占空比互相不同，同时处于特定电平的定时不同；

单元计数器，对基本波形的一基本周期进行计数，在该单元计数器的计数值达到规定的单元数时，输出单元检测脉冲；以及

方向选择器，接受来自所述基本波形发生电路的两种基本波形，根据方向控制信号来切换从两个输出端的哪一个输出接受的两种基本波形，

所述初始计数器对来自单元计数器的单元检测脉冲进行计数，初始设定部件根据初始计数器对单元检测脉冲的计数值生成所述方向控制信号，并控制方向选择器。

3.如权利要求1或2所述的驱动波发生电路，其特征在于，

所述初始控制部件进行控制，以便在初始计数器达到第一规定值之后，立即禁止第一以及第二驱动波双方的输出，然后在初始计数器达到第二规定值之前，输出第二驱动波。