JP2009089467A - 駆動波発生回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾ素子の駆動波を効果的に発生する。
【解決手段】ピエゾアクチュエータを駆動するための駆動波を発生する。シリアルバスにより供給される発生駆動波数に関するドライブデータを記憶するドライブデータ記憶手段５４に記憶する。このドライブデータで示される数の駆動波が発生したかを比較回路７６で検出し、検出するまで駆動波を発生させる。
【選択図】図７

Description

ピエゾアクチュエータを駆動するための駆動波を発生する駆動波発生回路に関する。

従来より、ピエゾ素子の伸び縮みを利用するピエゾアクチュエータが提案され、超小型のアクチュエータとして、期待されている。このピエゾアクチュエータは、例えば、携帯電話機など小型のカメラおいて撮像素子を駆動して手ぶれ補正を行う機構やレンズを移動するピント合わせなどに採用されている。

このピエゾアクチュエータは、ピエゾ素子（圧電素子）に電圧を印加することで、伸縮させ、駆動軸を往復動させる。そして、駆動軸の一方向の移動速度と、逆方向の移動速度を異ならせること（ゆっくり伸ばし急に引く、またはその反対）で、駆動軸に摩擦接触している移動体を移動させる。このように、駆動力としてピエゾ素子の伸び縮みを利用しており、直線移動が可能でありまたコイル等が不要であり、アクチュエータを小型化することができる。

ここで、駆動軸の往復移動の速度を変更するためには、ピエゾ素子に印加する電圧波形を変更しなければならない。例えば、ゆっくり伸ばし、急に縮めるためには、ピエゾ素子に第１の方向の電圧をゆっくり印加し、急激に反対方向の電圧を印加するというパターンの電圧印加する必要がある。

これを実現するために、基本クロックに従って一定の基本周期デューティー比が互いに異なる２種類の基本波形を発生させ、入力された駆動用のドライブパルスをカウントし、１ドライブパルスについて所定数の基本波形を発生させる駆動波発生回路が特許文献１に示されている。

特開２００６−３２０１０７号公報

ここで、上記先出願では、基本波形のデューティー比やタイミングは駆動回路において固定となっている。このため、ドライブするピエゾ素子が変わると、駆動回路を変更する必要がある。

一方、デューティー比やタイミングを可変とするためには、レジスタに設定データを書き込むこともなどが考えられる。その場合には、端子数をなるべく少なくしたいという要求からシリアルバスを利用したデータ転送が考えられるが、このようなデータの転送および実際の動作の制御について、なるべく効率的に行いたいという要求がある。

本発明は、ピエゾアクチュエータを駆動するための駆動波を発生する駆動波発生回路であって、シリアルバスにより供給される発生駆動波数に関するドライブデータを記憶するドライブデータ記憶手段と、このドライブデータ記憶手段に記憶されたドライブデータの数に対応する数の駆動波を発生させる駆動波発生手段と、を有することを特徴とする。

また、前記駆動波発生手段は、基本クロックに従って、一定の基本周期を有する基本波形を発生する基本波形発生回路と、基本波形の１周期をカウントし、カウント値が所定のユニット数に至った時にユニット検出パルスを出力するユニットカウンタと、前記ユニットカウンタからのユニット検出パルスによりカウントし、前記ドライブデータによって特定されるカウント値だけカウントするまで出力イネーブル信号を出力する出力イネーブル回路と、この出力イネーブル回路から出力イネーブル信号が出力されているときに、基本波形からなる駆動波を出力する出力ゲートと、を含み、入力するドライブデータの数に１ユニットにおける基本周期の数を乗算した数の基本波形からなる駆動波を出力することが好適である。

また、前記駆動波発生手段は、前記イネーブル回路からイネーブル信号を出力しているときに、ドライブデータ記憶手段のドライブデータが書き換えられたときには、前のドライブデータの数に新しいドライブデータを数を加算して、加算された数に対応する数の駆動波を発生させることが好適である。

本発明によれば、シリアルバスによってドライブデータを転送することで、駆動波の出力の数を制御することができる。従って、ドライブパルスなどを転送することを不要として駆動波を発生することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る駆動波発生回路の全体構成を示す図であり、この駆動波発生回路は、１つの半導体集積回路（ＩＣ）として、構成される。入力端子として、基本クロックＣＬＫ、イネーブル信号ＥＮＢの２つと、シリアル転送用のＩ２ＣバスＳＤＡ、ＳＣＬ用の端子が２つが用意される。また出力端子としては、ＧＡＴＥ＿Ａ、ＧＡＴＥ＿Ｂ、ＢＵＳＹの３つの端子が用意される。

基本波形発生回路１０は、外部から入力されてくる基本クロックＣＬＫに基づいて２つの基本波形（基本波形１、基本波形２）を出力する。基本波形発生回路１０は、例えば基本クロックを基本波形の１周期分カウントするカウンタを有し、カウンタを構成する複数のフリップフロップの出力の論理演算によって、Ｈレベル、Ｌレベルを発生して、２種類の基本波形１，２を発生するとよい。２つの基本波形１，２のメモリを有し、ここから基本波形１，２を読み出し出力してもよい。

図２に、基本波形１、基本波形２の例を示す。例えば、基本クロックＣＬＫが９．７５ＭＨｚの場合に、基本波形１、２の１周期を１３４クロック（＝１３．７４μｓｅｃ）とし、基本波形１は、２２クロックのＬレベル期間の後、Ｈレベルとなる。一方、基本波形２は、２６クロックのＨレベル期間、４６クロックのＬベル期間の後、Ｈレベルとなる。従って、基本波形１のＬレベルが終了した後、基本波形２がＬレベルになるまで、４クロックの期間がある。

基本波形発生回路１０からは、基本波形の１周期毎に１周期パルスが出力される。例えば、基本クロックをカウントするカウンタの１３４カウントの出力を１周期パルスとすればよい。この１周期パルスは、２００周期カウンタ１２に供給され、２００周期カウンタ１２は、１周期パルス（１ユニット）を２００カウントしたときに、２００周期パルス（ユニット検出パルス）を出力する。

この２００周期パルスは、出力イネーブル回路１４の加算入力端子に入力される。

ここで、この出力イネーブル回路１４の構成について、図７に基づいて説明する。まず、後述するシリアル転送によって、駆動波の出力数についてのデジタルデータであるドライブデータが外部から供給され、レジスタ５４に記憶される。レジスタ５４に記憶されているドライブデータは、パラレルバスにより加算器７０に入力される。この加算器７０には、加算器７０の出力をラッチするラッチ回路７２の出力が入力されている。そこで、加算器７０は、レジスタ５４の出力であるドライブデータと、その時ラッチ回路７２にラッチされている値を加算する。そして、ラッチ回路７２は、ラッチクロックが入力されたときに、加算器７０の出力を取り込む。

一方、２００周期カウンタの出力は、ドライブカウンタ７４の加算端子に供給される。従って、ドライブカウンタ７４は、２００周期カウンタの出力を１つずつカウントアップしていく。

そして、ドライブカウンタ７４の出力と、ラッチ回路７２の出力は比較回路７６に入力され、比較回路７６はドライブカウンタ７４の出力がラッチ回路７２より小さいときに出力イネーブル信号として、Ｈレベル（イネーブル）を出力する。また、ドライブカウンタ７４の出力がラッチ回路７２の出力以上のときには、出力イネーブル信号として、Ｌレベル（ディスエーブル）を出力する。そして、この出力イネーブル信号は、ドライブカウンタ７４およびラッチ回路７２のリセット端子に反転供給されている。そこで、出力イネーブル信号がＬレベルの時には、ドライブカウンタ７４、ラッチ回路７２ともに、リセット状態「０」になっている。

この状態において、シリアルインタフェース５０を介し、ドライブデータが入力されてくると、そのデータは、レジスタ５４に取り込まれる。そして、取り込みが終了した場合には、シリアルインタフェース５０は、ラッチクロックをラッチ回路７２に供給する。この場合、ラッチ回路７２に入っていたデータは「０」であり、レジスタ５４に取り込んだドライブデータがそのままラッチ回路７２にセットされる。

ドライブデータは駆動波を２００を１ユニットとして、これをいくつ出力するかを示す正の整数である。従って、ドライブデータがラッチ回路７２にセットされると、比較回路７６の出力は、Ｈレベルになる。従って、ドライブカウンタ７４は、２００周期カウンタ１２の出力パルスをカウントアップしていく。そして、ドライブカウンタ７４のカウント値がドライブデータと同じ値になったときに比較回路７６の出力は、Ｌレベルとなり、ドライブカウンタ７４およびラッチ回路７２がリセットされる。

そして、出力イネーブル信号はオアゲート３０を介し、出力ゲート２０に供給される。従って、出力イネーブル信号としてＨレベルが出力されているときに、基本波形１，２がＧａｔｅ＿Ａ、Ｇａｔｅ＿Ｂに出力される。

さらに、比較回路７６の出力がＨレベルであるときに、シリアルインタフェース５０を介し、新しいドライブデータが入力されてくると、このドライブデータは、レジスタ４に記憶される。そして、この新しいドライブデータが加算器７０に入力される。この加算器７０には、ラッチ回路７０に記憶されているデータも供給され、両者が加算される。

従って、ラッチ回路７０には、積算されたドライブデータの値が記憶されることになる。そこで、加算されたドライブデータの値まで、ドライブカウンタ７４がカウントするまで、比較回路７６の出力である出力イネーブル信号がＨレベルになる。このように、本実施形態によれば、動作の途中でさらに追加されたドライブデータについては、前のドライブデータと加算して駆動波出力数を設定することができる。

出力イネーブル回路１４の比較回路７６の出力は、オアゲート３０を介し、信号ＢＵＳＹとして出力されると共に、出力ゲート２０の制御端に入力されている。信号ＢＵＳＹは、例えば外部のマイコンに供給され、マイコンはこの信号ＢＵＳＹによって、駆動回路が動作中であることを認識する。

基本波形発生回路１０において発生された基本波形１，２は、方向セレクタ２２に入力される。この方向セレクタ２２の制御端には、レジスタ５２に記憶されている外部から入力される方向制御信号Ｍ／Ｉがアンドゲート２４、オアゲート３２を介し供給されている。アンドゲート２４には、初期カウンタ１８の動作中信号が、動作時においてＬレベルとなるように反転して供給されている。従って、初期カウンタ１８が動作中でなければ、方向制御信号Ｍ／Ｉがそのまま方向セレクタ２２の制御端に供給される。

（初期移動）
一方、オアゲート３２には、初期カウンタ１８の出力である方向制御信号Ｍ／Ｉが、ＥＸオア（排他的論理和）ゲート６２を介し、供給されている。このＥＸオアゲート６２には、オアゲート３４からの方向制御信号Ｍ／Ｉも供給されている。このため、初期カウンタ１８が動作中であれば、オアゲート３４から出力される方向制御信号Ｍ／Ｉと初期カウンタ１８のからの方向制御信号Ｍ／Ｉの排他的論理和で決定される方向制御信号が方向セレクタ２２に供給される。

例えば、外部から入力する方向制御信号Ｍ／ＩをＬレベル「０」として、∞方向に移動させることを指示していたとする。初期カウンタ１８からの方向制御信号Ｍ／Ｉは、初期カウンタ１８のカウント値が１７５，１７６の時のみＨレベルとなる信号であり、ＥＸオアゲート６２の出力は、カウント値が１７４までＬレベルとなり、カウント値が１７５，１７６の時のみに、Ｈレベルになる。

一方、外部から入力する方向制御信号Ｍ／ＩをＨレベルとして、マクロ方向に移動させることを指示していたとする。初期カウンタ１８のカウント値が１７４までは、初期カウンタからの方向制御信号Ｍ／ＩがＬレベルであるため、ＥＸオアゲート６２の出力は、Ｈレベルになり、カウント値が１７５，１７６の時のみに、Ｌレベルになる。

このように、本実施形態においては、レジスタ５２からの出力がＬレベルになるように設定することで、初期動作時に∞方向にレンズが移動され、レジスタ５２からの出力がＨレベルになるように設定することで、初期動作時にマクロ方向にレンズが移動される。

方向セレクタ２２は、制御端に供給される方向制御信号Ｍ／Ｉに応じて基本波形１と基本波形２を２つの出力端に入れ替えて出力する。この例では、方向制御信号Ｍ／Ｉは、外部のマイコンから供給されるマクロ（Ｍ）方向へのレンズの移動または∞（Ｉ）方向へのレンズの移動を示す信号であり、方向セレクタ２２は方向制御信号Ｍ／ＩがＬレベルの場合に、基本波１，２をそのまま２つの出力端に出力する。これは、レンズを∞（Ｉ）方向に移動させる信号である。一方、方向制御信号Ｍ／ＩがＨレベルの場合に、方向セレクタ２２は、基本波１，２を入れ替えて２つの出力端に出力する。これは、レンズをマクロ（Ｍ）方向に移動させる信号である。そして、この方向セレクタ２２の２つの出力が出力ゲート２０を介し、信号ＧＡＴＥ＿Ａ、信号ＧＡＴＥ＿Ｂとして出力されることで、ピエゾ素子の伸縮が制御されて、レンズが∞方向またはマクロ方向に移動される。

すなわち、図３に示すように、方向制御信号Ｍ／ＩがＬレベル（∞方向へ移動）の際には、基本波形１，２がそのままＧＡＴＥ＿Ａ、ＧＡＴＥ＿Ｂとして出力され、方向制御信号Ｍ／ＩがＨレベル（マクロ方向へ移動）の際には、基本波形１がＧＡＴＥ＿Ｂ、基本波形２がＧＡＴＥ＿Ａとして出力される。

さらに、方向制御信号Ｍ／Ｉは、変化検出回路２６にも供給される。この変化検出回路２６は、方向制御信号Ｍ／Ｉの立ち上がりおよび立ち下がりを検出し、変化検出パルスを出力する。そして、この変化検出パルスは、オアゲート２８を介し、２００周期カウンタ１２のリセット端に供給されている。オアゲート２８には、イネーブル信号ＥＮＢも供給されており、イネーブル信号ＥＮＢがＬレベルの場合にもオアゲート２８からＨレベルが出力される。

オアゲート２８の出力は、２００周期カウンタ１２およびドライブカウンタ１４のリセット端に供給されている。従って、イネーブル信号ＥＮＢがＬレベルのとき、および方向制御信号Ｍ／Ｉの状態が切り替わったとき（変化検出パルスがＨレベルの期間）に、２００周期カウンタ１２、およびドライブカウンタ１４はリセット状態になる。

なお、イネーブル信号ＥＮＢは、基本波形発生回路１０のリセット端子に反転入力されており、イネーブル信号ＥＮＢがＬレベルの時には、基本波形発生回路１０の出力も禁止される。

また、初期カウンタ１８には、イネーブル信号ＥＮＢも入力されており、この初期カウンタ１８は、イネーブル信号ＥＮＢの立ち上がりから１度だけ２００周期パルスを１７６までカウントする。例えば、１７６カウントしたときに完了パルスを発生し、この完了パルスによって初期カウンタ１８をリセットするとともに、イネーブル信号ＥＮＢの次の立ち上がりまで休止する。これによって、イネーブル信号ＥＮＢの立ち上がり度に一度だけ１７６カウントをする。

そして、この初期カウンタ１８は、カウント値が１７１〜１７４の場合に１７１〜１７４端子からＨレベルを出力し、この出力は、出力ゲートに待機（出力禁止）信号として供給される。また、１７５〜１７６端子からカウント値が１７５〜１７６の場合にＨレベル、その他のカウント値の時にＬレベルとなる方向制御信号Ｍ／Ｉとして出力する。すなわち、初期カウンタ１８からは、カウント値が０〜１７４の場合には∞方向を選択し、カウント値が１７５〜１７６の場合にマクロ方向を選択する方向制御信号Ｍ／Ｉが出力され、この方向制御信号Ｍ／Ｉは、オアゲート３２を介し方向セレクタ２２に供給される。

また、初期カウンタ１８の動作中は、アンドゲート２４によって、ドライブカウンタ１４の出力および方向制御信号Ｍ／Ｉの出力が禁止され、初期カウンタ１８の出力によって、方向セレクタ２２および出力ゲート２０が動作する。

従って、イネーブル信号ＥＮＢが立ち上がる初期設定時には、初期カウンタ１８が動作して、方向セレクタ２２および出力ゲート２０を制御して、カウント値１７４までは∞側、カウント値１７５〜１７６の期間は例えばマクロ側へ移動させる方向制御信号Ｍ／Ｉが方向セレクタ２２に供給され、その後は外部から供給される方向制御信号Ｍ／Ｉがそのまま方向セレクタ２２に供給される。

さらに、初期カウンタ１８の動作中信号の反転信号と、ドライブカウンタ１４の出力と、初期カウンタ１８の動作中信号は、オアゲート３０にも供給されており、このオアゲート３０の出力は、上述のように出力ゲート２０に供給されると共に、ビジー信号ＢＵＳＹとして外部に出力される。従って、初期カウンタ１８が動作しているときおよびドライブカウンタ１４のカウント値が「０」でないときにおいて、ビジー信号ＢＵＳＹがＨレベルとなる。

（シリアルバス）
さらに、本実施形態では、Ｉ２Ｃに基づくシリアルインタフェース（Ｉ／Ｆ）５０を有しており、このシリアルＩ／Ｆ５０には外部のマイコンからのＳＤＡバスおよびＳＣＬバスが接続されている。そして、このシリアルＩ／Ｆ５０には、データバスを介しレジスタ５２，５４，５６が接続されている。従って、シリアルＩ／Ｆ５０は、ＳＣＬバスに供給される転送クロックに従って、ＳＤＡバスに供給されているデータを順次取り込み、データによって指定されているアドレスのレジスタ５２，５４，５６のいずれかに送られてきたデータを書き込む。

シリアルＩ／Ｆ５０に接続されているレジスタ５２には方向制御信号Ｍ／Ｉのデータが書き込まれ、レジスタ５４にはドライブデータが書き込まれ、レジスタ５６には基本波形についてのデータが書き込まれる。

また、レジスタ５２に書き込む方向制御信号Ｍ／Ｉによって、レンズの無限遠∞側への移動のための駆動波出力またはマクロ側への移動のための駆動波出力を切り換えることができる。

さらに、レジスタ５６は基本波形発生回路１０に接続されており、基本波形発生回路１０は、レジスタ５６に書かれているデータに基づいて、発生する基本波形１，基本波形２の波形を制御する。例えば、デューティー比、タイミング、周波数などをレジスタ５４内に書かれてるデータによって決定する。例えば、レジスタ５６に基本波形１，２についてのデータを書いておき、基本波形発生回路１０がこれを読み出して基本波形１，２を発生すればよい。

また、シリアルバスから転送するデータとして、２００周期カウンタ１２のカウント値、初期カウンタ１８における設定値を設けることも好適である。たとえば、２００周期カウンタ１２がカウントアップする設定値を２００ではなく、１５０や３００など他の値とすることで、１つのドライブパルスによって発生する基本波形の数を２００以外に設定することができる。また、初期カウンタ１８における設定値を変更すれば、初期における一方向（無限大方向）への移動のための駆動波数や、戻り用の駆動波数を任意に設定することができる。例えば、１〜１４９を無限大方向への移動、１５０〜１５４を待機、１５５〜１５６をマクロ方向への移動、など任意の設定が可能である。

（固定メモリの利用）
本実施形態においては、シリアルＩ／Ｆ５０と、レジスタ５６との間にセレクタ５８が配置されており、このセレクタ５８には、固定メモリ６０が接続されている。従って、セレクタ５８により、レジスタ５６に記憶するデータをシリアルＩ／Ｆ５０からのデータとするか、固定メモリ６０からのデータとするかを切り換えることができる。

図６には、具体的な構成を示してある。固定メモリ６０からの各ビットの固定値データと、シリアルＩ／Ｆ５０からの各ビットの設定データはビット毎のセレクタ５８にそれぞれ入力される。そして、この各ビット毎のセレクタ５８の出力がレジスタ５６の各ビットに接続されている。セレクタ５８は、選択信号ＳＥＬＥＣＴによって、いずれを選択するかが決定される。この選択信号ＳＥＬＥＣＴは、マイコンからシリアル転送し、別に設けられたレジスタに設定するとよい。例えば、選択信号ＳＥＬＥＣＴをデフォルトで固定メモリ６０側を選択するように設定しておくとよい。

また、ラッチ信号およびリセット信号がオアゲート６４に入力され、このオアゲート６４の出力は、各ビット毎のレジスタ５６の制御端子に供給されている。レジスタ５６は、制御端子への入力がＨレベルの際に入力信号をそのまま出力し、制御端子への入力がＬレベルになることによって、その時の値を保持する。

システムの立ち上がり時には、リセット信号が一時的にＨレベルになり、そのときにセレクタ５８は固定メモリ６０を選択している。そこで、リセット信号がＬレベルに戻ったときにレジスタ５６には、固定メモリ６０内のデータが保持されることになる。一方、シリアル転送によりデータを設定する場合には、選択信号ＳＥＬＥＣＴをＨレベルとして、シリアルＩ／Ｆ５０を選択した状態で、ラッチ信号がＨレベルになる。これによって外部から送られてくるシリアルデータがパラレルデータとしてレジスタ５６に供給され、ラッチ信号がＬレベルに戻った時点で、レジスタ５６にセットされる。

次に、このような駆動波発生回路の動作について説明する。

「初期設定動作」
まず、カメラを使用するために、カメラ電源がオンされた場合には、カメラの動作制御用のマイコンが動作を開始し、イネーブル信号ＥＮＢを当初Ｌレベルに設定する。イネーブル信号ＥＮＢがＬレベルであると、基本波形発生回路１０、２００周期カウンタ１２、ドライブカウンタ１４、初期カウンタ１８にリセット信号が供給され、内部のカウンタがリセットされ、この駆動波発生回路は休止状態になる。また、外部（マイコン）から、基本クロックＣＬＫが供給されてくる。なお、方向制御信号Ｍ／Ｉは、この段階では、不要であるが、出力イネーブル回路１４内のドライブカウンタ７４、ラッチ回路７２はリセットしておくことが好ましい。なお、リセット信号は、イネーブル信号ＥＮＢの反転信号としてもよい。

次に、マイコンはイネーブル信号ＥＮＢをＬレベルからＨレベル変更する。この立ち上がりによって、基本波形発生回路１０、２００周期カウンタ１２、ドライブカウンタ１４、初期カウンタ１８が動作を開始する。ここで、初期カウンタ１８からの、動作中信号がＨレベルに変更されるため、ＢＵＳＹ信号がＨレベルになり、出力ゲート２０へ出力許可の制御信号が供給される。

また、アンドゲート２４には、初期カウンタ１８の動作中信号が反転して供給されるため、アンドゲート２４の出力はＬレベルとなり、これがオアゲート３２を介し、方向セレクタ２２に供給されるため、方向セレクタ２２は無限大∞方向への移動用の一対の基本波形１，２の組を出力する。

そして、２００周期カウンタ１２からの２００周期パルスを初期カウンタ１８がカウントアップしていく。初期カウンタ１８のカウント値が１７１になると、出力ゲート２０に待機信号が供給され、ここからの信号出力が禁止される。初期カウンタ１８のカウント値が１７５，１７６の時には、初期カウンタ１８から方向制御信号Ｍ／Ｉとして、Ｈレベルが出力され、従って方向セレクタ２２においてマクロ方向へ移動させる基本波形１，２の入れ替えが行われ、これが出力ゲート２０から出力される。

１７７個目のカウントによってオーバーフロー信号が出力され、初期カウンタ１８はその動作を停止し、動作中信号はＬレベルになる。これによって、初期設定動作が終了する。

例えば、イネーブル信号ＥＮＢの立ち上がりによってセットされるフリップフロップを設けこのフリップフロップの出力によって初期カウンタ１８の動作を可能にし、オーバーフロー信号によって、フリップフロップをリセットすることで初期カウンタ１８をリセット状態にすることができる。

このように、本実施形態においては、駆動波発生回路を動作状態にするか否かを示すイネーブル信号ＥＮＢを用いて、初期設定動作を行う。従って、初期設定動作をさせるための特別な制御信号を入力する必要がなく、駆動波発生回路における端子の数を少なくすることができる。

また、上述のように、リセット信号が一時的にＨレベルとなることによって、レジスタ５６内に、固定メモリ６０のデータがセットされるため、固定メモリ６０に設定されたデータに基づく基本波形１，２が基本波形発生回路１０から出力される。このように、固定メモリ６０を用いるため、レジスタ５６の内容を書き換え可能としても早期にその内容確定でき、早期に駆動波を発生することができる。なお、固定メモリ６０は、メタル接続や、マスクＲＯＭ、フラッシュメモリーなどの書き換え可能な不揮発性メモリとすることができる。

ここで、本実施形態において、∞方向に２００周期パルス１７０個分の移動は、レンズがどこにあっても、∞方向の限界点にまで移動され機械的に移動が停止される移動量である。従って、この移動によってレンズは、∞位置を超えた位置に保持される。そして、若干待機した後、２００周期パルス２個分マクロ方向に移動することで、レンズは確実に∞位置に保持される。なお、レンズの初期位置は反対方向のマクロ位置にしてもよく、また待機後の移動量を変更することで、任意の位置にレンズを初期設定することができる。従って、レンズの位置を検出するセンサなどを用いることなく、レンズの初期位置を決定することができる。

（初期位置の変更）
また、上述のように、本実施形態では、ＥＸオアゲート６２を設け、初期カウンタ１８の出力を反転可能である。レジスタ５２には、シリアル転送されてくるデータによって移動方向を決定するデータが書き込まれる。

レジスタ５２の出力がＨレベルであれば、方向セレクタ２２において、基本波形１，２の出力ポートが反転され、従って初期動作としてマクロ側に移動する駆動波が出力される。すなわち、マイコンより、方向制御信号Ｍ／ＩをＨレベルにする信号を出力することで、初期カウンタ１８の出力に応じた方向セレクタ２２の動作が反転され、初期動作としてレンズをマクロ側に移動することができる。

「通常動作」
通常動作時には、基本クロックＣＬＫは通常通り供給され、またイネーブル信号ＥＮＢはＨレベルである。この状態で、マイコンは、ピント合わせ情報に基づいて、レンズの移動方向および移動量を決定し、それに応じた方向制御信号Ｍ／Ｉおよびドライブデータを駆動波発生回路に供給する。マクロ方向への移動であれば、方向制御信号Ｍ／ＩをＨレベル、∞方向への移動であれば方向制御信号Ｍ／ＩはＬレベルに設定される。そして、レジスタ５４に記憶されたドライブデータをラッチ回路７２に供給する。本実施形態の場合、ピエゾ素子を利用した移動であり、基本波形１，２を２００回でレンズが５μｍ程度移動する。そこで、５０μｍの移動が必要と判断されれば、ドライブデータとして、「１０」という数値を送信しておき、これがラッチ回路７２にセットされる。そして、２００周期カウンタ１２の出力によって、ドライブカウンタ７４の値が１０になると、比較回路７６からの出力が、出力ゲート２０の制御端に供給され、出力ゲート２０からの駆動波の出力が禁止される。

このように、本実施形態では、ドライブデータの「１」を、基本波形１，２の２００周期分に対応させた。これによって、マイコンが発生するドライブパルスは、基本波形に比べ十分小さな周波数とでき、マイコンにおける処理負担が小さくなる。さらに、基本波形自体はマイコンで発生する必要がないので、マイコンの処理負担が軽減される。

また、ピント合わせの情報は、例えば受光した画像の輝度情報などから得る。すなわち、ピントが合っている状態において、得られる画像輝度の総和が大きくなる。そこで、一方向のレンズを移動させた状態で、輝度の変化を検出し、その変化状態からピント合わせ情報を得ることができる。この場合、レンズが一旦移動させすぎてから、反対方向に戻って最適位置とすることが好適である場合も多い。

本実施形態では、変化検出回路２６において、方向制御信号Ｍ／Ｉの状態変化を検出したときに、２００周期カウンタ１２およびドライブカウンタ１４が０にリセットされる。従って、マイコンは、例えば１００個のドライブパルスを出力し、レンズを一方向に移動させ、その状態で、ピント位置を検出し、レンズが合焦位置をいきすぎたときに、合焦位置までの戻り移動量を計算し、その数のドライブパルスを出力することでピント合わせを行うことができる。また、レンズの当初移動方向が反対であった場合であっても、方向制御信号Ｍ／Ｉを切り替えることで、すぐに移動方向を反転することができる。

このように方向制御信号Ｍ／Ｉの状態変化によってドライブカウンタ７４およびラッチ回路７２をリセットすることで、ピント合わせ動作におけるマイコンの処理シーケンスの自由度が上昇し、適切なピント合わせ動作を達成することができる。

なお、２００周期カウンタ１２はリセットせずに、ドライブカウンタ７４およびラッチ回路７２のみリセットしてもよい。

このように、本実施形態によれば、方向制御信号Ｍ／Ｉ、ドライブデータの２つの信号の組み合わせによって、効果的に駆動波発生を行うことができる。

図４に、ピエゾ素子の駆動回路の一例を示す。ピエゾ素子４０は電気的には容量と見なせるため、図において容量として記載している。

電源には、２つのｐチャネルトランジスタ４２ａ，４２ｂのソースが接続され、これらトランジスタ４２ａ，４２ｂのドレインには、ｎチャネルトランジスタ４４ａ，４４ｂのドレインがそれぞれ接続されている。そして、トランジスタ４４ａ，４４ｂのソースは、抵抗４６を介しグランドに接続されている。また、トランジスタ４２ａ，４４ａのゲートには信号ＧＡＴＥ＿Ａが、トランジスタ４２ｂ，４４ｂのゲートには信号ＧＡＴＥ＿Ｂが入力される。さらに、トランジスタ４２ａ，４４ａの接続点と、トランジスタ４２ｂ，４４ｂの接続点の間にピエゾ素子４０が接続されている。

トランジスタ４２ａ，４４ａは、インバータを形成しており、ピエゾ素子４０の一端には、ＧＡＴＥ＿Ａが反転して供給され、トランジスタ４２ｂ，４４ｂは、インバータを形成しており、ピエゾ素子４０の他端には、ＧＡＴＥ＿Ｂが反転して供給される。

従って、図２における基本波形１，２がそれぞれＧＡＴＥ＿Ａ，ＧＡＴＥ＿Ｂとして駆動回路に供給された場合、ピエゾ素子４０の一端４０Ａの電圧ＯＵＴ＿Ａと、他端４０Ｂの電圧ＯＵＴ＿Ｂは、図５に示すように変化しようとする。ここで、トランジスタ４２ａ，４２ｂがオンした際にピエゾ素子４０には電源電圧がすぐに印加されるが、トランジスタ４４ａ，４４ｂがオンした際には抵抗４６があるため、ピエゾ素子４０の一端４０Ａの電圧は、他端４０Ｂの電圧を基準として、図５に示すように変化する。これによって、図において破線で示したように、ピエゾ素子４０に対し、一方向に急激に電圧を印加し、反対方向に徐々に電圧を変化させるのこぎり刃状の電圧印加が行える。従って、ピエゾ素子４０はゆっくり伸び、急に縮む（またはこの反対）という動作を行い、この伸縮のスピードを差により、レンズを移動することができる。

（シリアルデータによる動作）
また、通常動作時において、シリアルデータとして、レジスタ５４にドライブデータを書き込むと共に、レジスタ５２に方向制御信号Ｍ／Ｉを書き込むと、方向制御信号Ｍ／Ｉで決定された方向に駆動波の出力が開始される。そして、この駆動波の出力は、レジスタ５４にドライブデータが書き込まれて、これがラッチ回路７２に書き込まれる。そこで、シリアルバスを利用して、レジスタ５２，５４にデータを書き込むことで、所望の期間、所望の方向の駆動波を出力することができる。

駆動波発生回路の全体構成を示す図である。 基本波の波形を示す図である。 駆動波の波形を示す図である。 ピエゾ素子の駆動回路を示す図である。 ピエゾ素子の駆動波形を示す図である。 セレクタおよびレジスタの構成を示す図である。 出力イネーブル回路の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 基本波形発生回路、１２ ２００周期カウンタ、１４ 出力イネーブル回路、２４ アンドゲート、１８ 初期カウンタ、２０ 出力ゲート、２２ 方向セレクタ、２６ 変化検出回路、２８，３０，３２，６４ オアゲート、４０ ピエゾ素子、５２，５４，５６ レジスタ、５８ セレクタ、６０ 固定メモリ、６２ ＥＸオアゲート、７０ 加算器、７２ ラッチ回路、７４ ドライブカウンタ、７６ 比較回路。

Claims (3)

1. ピエゾアクチュエータを駆動するための駆動波を発生する駆動波発生回路であって、
   シリアルバスにより供給される発生駆動波数に関するドライブデータを記憶するドライブデータ記憶手段と、
   このドライブデータ記憶手段に記憶されたドライブデータの数に対応する数の駆動波を発生させる駆動波発生手段と、
   を有することを特徴とする駆動波発生回路。
2. 請求項１に記載の駆動波発生回路において、
   前記駆動波発生手段は、
   基本クロックに従って、一定の基本周期を有する基本波形を発生する基本波形発生回路と、
   基本波形の１周期をカウントし、カウント値が所定のユニット数に至った時にユニット検出パルスを出力するユニットカウンタと、
   前記ユニットカウンタからのユニット検出パルスによりカウントし、前記ドライブデータによって特定されるカウント値だけカウントするまで出力イネーブル信号を出力する出力イネーブル回路と、
   この出力イネーブル回路から出力イネーブル信号が出力されているときに、基本波形からなる駆動波を出力する出力ゲートと、
   を含み、
   入力するドライブデータの数に１ユニットにおける基本周期の数を乗算した数の基本波形からなる駆動波を出力することを特徴とする駆動波発生回路。
3. 請求項２に記載の駆動波発生回路において、
   前記駆動波発生手段は、
   前記イネーブル回路からイネーブル信号を出力しているときに、ドライブデータ記憶手段のドライブデータが書き換えられたときには、前のドライブデータの数に新しいドライブデータを数を加算して、加算された数に対応する数の駆動波を発生させることを特徴とする駆動波発生回路。

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