KR100899934B1

KR100899934B1 - 구동파 발생 회로

Info

Publication number: KR100899934B1
Application number: KR1020070074673A
Authority: KR
Inventors: 다까아끼 이시이; 야스유끼 우에시마
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤; 산요 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-05-28
Also published as: TW200820578A; US20080048523A1; US7687972B2; TWI360286B; KR20080010342A

Abstract

시리얼 I/F로부터 전송되어 오는 기본 파형 데이터를 레지스터에 저장하고, 이 데이터를 이용하여 기본 파형 발생 회로가 기본 파형을 발생한다. 셀렉터는 시리얼 I/F로부터의 기본 파형 데이터 대신에, 고정 메모리의 기본 파형 데이터를 레지스터에 공급할 수 있다. 초기 카운터는, 카운트 값이 제1 소정 값에 이르기까지 XOR 게이트에 L 레벨을 공급한다. 이 XOR 게이트에는, 외부로부터의 방향 제어 신호 M/I가 공급되고 있기 때문에, 그 방향 제어 신호 M/I의 H 또는 L 레벨에 의해, 방향 셀렉터(22)에 공급되는 방향 제어 신호가 반전된다.

기본 파형 발생 회로, 초기 카운터, 방향 셀렉터, 시리얼 I/F, XOR 게이트

Description

구동파 발생 회로{DRIVE WAVE GENERATING CIRCUIT}

피에조 액튜에이터를 구동하기 위한 구동파를 발생하는 구동파 발생 회로에 관한 것이다.

종래부터, 피에조 소자의 신축을 이용하는 피에조 액튜에이터가 제안되고, 초소형의 액튜에이터로서, 기대되고 있다(KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL 1(2004), p.23-26). 이 피에조 액튜에이터는, 예를 들면 휴대 전화기 등 소형의 카메라에서 촬상 소자를 구동하여 손떨림 보정을 행하는 기구나 렌즈를 이동하는 핀트 맞춤 등에 채용되고 있다.

이 피에조 액튜에이터는, 피에조 소자(압전 소자)에 전압을 인가함으로써, 신축시켜 구동축을 왕복 이동시킨다. 그리고, 구동축의 한 방향의 이동 속도와, 역방향의 이동 속도를 서로 다르게 함으로써(천천히 늘리고 급히 당김, 또는 그 반대), 구동축에 마찰 접촉하고 있는 이동체를 이동시킨다. 이와 같이, 구동력으로서 피에조 소자의 신축을 이용하고 있고, 직선 이동이 가능하고 또한 코일 등이 불필요하며, 액튜에이터를 소형화할 수 있다.

여기서, 구동축의 왕복 이동의 속도를 변경하기 위해서는, 피에조 소자에 인 가하는 전압 파형을 변경하여야 한다. 예를 들면, 천천히 늘리고, 급히 줄이기 위해서는, 피에조 소자에 제1 방향의 전압을 천천히 인가하고, 급격하게 반대 방향의 전압을 인가한다는 패턴의 전압을 인가할 필요가 있다.

이와 같은 전압 인가 패턴에 대해, 듀티비나 타이밍을 가변하기 위해서는, 레지스터에 설정 데이터를 기입하는 것이 고려된다. 이 경우에는, 예를 들면 I2C 버스 등의 시리얼 버스를 이용하여 전송되어 온 데이터가 레지스터에 설정된다. 여기서, 이 레지스터는, 전원 온 등의 초기화 시에는,「0」이 설정된다. 이 데이터가「0」인 경우 구동파는 발생되지 않고, 시리얼 버스에 의해 소정의 데이터를 설정할 때까지는 구동파가 출력되지 않아, 초기 설정의 동작에 시간이 걸리게 된다.

또한, 카메라의 핀트 맞춤의 경우에는, 통상 무한대 방향을 초기 위치로 설정한다. 따라서, 초기화 시에는 일정한 방향으로 구동하기 위한 구동파를 소정수만큼 출력하도록 구성하면 된다. 그러나, 사용 시의 상태에서는, 초기 설정으로서 렌즈를 매크로 방향으로 이동하고자 하는 경우도 생긴다.

본 발명에서는, 시리얼 버스로부터 전송되어 오는 기본 파형 데이터와, 메모리 수단으로부터의 기본 파형 데이터 중 어느 하나를 레지스터에 공급할지를 절환하여 이용할 수 있다. 초기화 시 등에 메모리 수단으로부터의 기본 파형 데이터를 이용함으로써, 구동파를 조기에 출력하는 것이 가능해진다.

또한, 외부 방향 제어 신호에 따라서, 초기 카운터에 따라서 발생하는 구동파의 방향을 반전할 수 있다. 따라서, 초기 위치를 무한대 방향이나 매크로 방향 중 어디로도 설정할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 실시 형태에 따른 구동파 발생 회로의 전체 구성을 도시하는 도면으로, 이 구동파 발생 회로는, 1개의 반도체 집적 회로(IC)로 구성된다. 입력 단자로서, 기본 클럭 CLK, 방향 제어 신호 M/I, 드라이브 펄스 DRIVE, 인에이블 신호 ENB용의 단자 4개와, 시리얼 전송용의 I2C 버스 SDA, SCL용의 단자가 2개가 준비된다. 또한 출력 단자로서는, GATE_A, GATE_B, BUSY의 3개의 단자가 준비된다.

기본 파형 발생 회로(10)는, 외부로부터 입력되어 오는 기본 클럭 CLK에 기초하여 2개의 기본 파형[기본 파형(1), 기본 파형(2)]을 출력한다. 기본 파형 발생 회로(10)는, 예를 들면 기본 클럭을 기본 파형의 1주기분 카운트하는 카운터를 갖고，카운터를 구성하는 복수의 플립플롭의 출력의 논리 연산에 의해, H 레벨 및 L 레벨을 발생하여, 2 종류의 기본 파형(1, 2)을 발생하면 된다. 2개의 기본 파형(1, 2)의 메모리를 갖고, 이로부터 기본 파형(1, 2)을 읽어내어 출력해도 된다.

도 2에, 기본 파형(1), 기본 파형(2)의 예를 나타낸다. 예를 들면, 기본 클럭 CLK이 9.75 ㎒인 경우에, 기본 파형(1, 2)의 1 주기를 134 클럭(= 13.74 μsec)로 하고, 기본 파형(1)은 22 클럭의 L 레벨 기간 후, H 레벨로 된다. 한편, 기본 파형(2)은 26 클럭의 H 레벨 기간, 46 클럭의 L 레벨 기간 후, H 레벨로 된다. 따라서, 기본 파형(1)의 L 레벨이 종료된 후, 기본 파형(2)이 L 레벨로 되기까지, 4 클럭의 기간이 있다.

기본 파형 발생 회로(10)로부터는, 기본 파형의 1 주기마다 1 주기 펄스가 출력된다. 예를 들면, 기본 클록을 카운트하는 카운터의 134 카운트의 출력을 1 주기 펄스로 하면 된다. 이 1 주기 펄스는, 200 주기 카운터(12)에 공급되고, 200 주기 카운터(12)는, 1 주기 펄스(1 유닛)를 200 카운트하였을 때에, 200 주기 펄스(유닛 검출 펄스)를 출력한다.

이 200 주기 펄스는, 드라이브 카운터(14)의 감산 입력 단자에 입력된다. 이 드라이브 카운터(14)의 가산 입력 단자에는, 드라이브 신호 DRIVE가 외부(외부의 마이크로컴퓨터)로부터 입력되고 있다.

드라이브 카운터(14)는, 초기 값「0」이외일 때에 H 레벨을 출력한다. 예를 들면, 카운터를 구성하는 플립플롭의 모든 출력을 OR 연산하여 출력하면 된다. 드라이브 펄스 DRIVE는, 200 주기 펄스에 비해 충분히 짧은 주기로 입력하는 것이 가능하다. 따라서, 드라이브 펄스 DRIVE를 n개 입력함으로써, 200 주기 펄스가 n개 입력하기까지의 기간에 드라이브 카운터(14)의 출력이 H 레벨로 된다.

드라이브 카운터(14)의 출력은, OR 게이트(30)를 통해, 신호 BUSY로서 출력됨과 함께, 출력 게이트(20)의 제어단에 입력되고 있다. 신호 BUSY는, 예를 들면 외부의 마이크로컴퓨터에 공급되고, 마이크로컴퓨터는 이 신호 BUSY에 의해, 구동 회로가 동작 중인 것을 인식한다.

기본 파형 발생 회로(10)에서 발생된 기본 파형(1, 2)은, 방향 셀렉터(22)에 입력된다. 이 방향 셀렉터(22)의 제어단에는, 외부로부터 입력되는 방향 제어 신호 M/I가 OR 게이트(34), 앤드 게이트(24), OR 게이트(32)를 통해 공급되고 있다. 앤드 게이트(24)에는, 초기 카운터(18)의 동작 중 신호가, 동작 시에서 L 레벨로 되도록 반전하여 공급되고 있다. 따라서, 초기 카운터(18)가 동작 중이 아니면, 방향 제어 신호 M/I가 그대로 방향 셀렉터(22)의 제어단에 공급된다.

(초기 이동)

한편, OR 게이트(32)에는, 초기 카운터(18)의 출력인 방향 제어 신호 M/I가, XOR(배타적 논리합) 게이트(62)를 통해 공급되고 있다. 이 XOR 게이트(62)에는, OR 게이트(34)로부터의 방향 제어 신호 M/I도 공급되고 있다. 이 때문에, 초기 카운터(18)가 동작 중이면, OR 게이트(34)로부터 출력되는 방향 제어 신호 M/I와 초기 카운터(18)로부터의 방향 제어 신호 M/I의 배타적 논리합에 의해 결정되는 방향 제어 신호가 방향 셀렉터(22)에 공급된다.

예를 들면, 외부로부터 입력되는 방향 제어 신호 M/I를 L 레벨로 하여, ∞ 방향으로 이동시키는 것을 지시하고 있었다고 하자. 초기 카운터(18)로부터의 방향 제어 신호 M/I는, 초기 카운터(18)의 카운트 값이 175, 176일 때에만 H 레벨로 되는 신호이며, XOR 게이트(62)의 출력은, 카운트 값이 174까지 L 레벨로 되고, 카운트 값이 175, 176일 때에만, H 레벨로 된다.

한편, 외부로부터 입력되는 방향 제어 신호 M/I를 H 레벨로 하여, 매크로 방향으로 이동시키는 것을 지시하고 있었다고 하자. 초기 카운터(18)의 카운트 값이 174까지는, 초기 카운터로부터의 방향 제어 신호 M/I가 L 레벨이므로，XOR 게이트(62)의 출력은, H 레벨로 되고, 카운트 값이 175, 176일 때에만, L 레벨로 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, OR 게이트(34)로부터의 출력이 L 레벨로 되도록 설정함으로써, 초기 동작 시에 ∞ 방향으로 렌즈가 이동되고, OR 게이트(34)로부터의 출력이 H 레벨로 되도록 설정함으로써, 초기 동작 시에 매크로 방향으로 렌즈가 이동된다.

방향 셀렉터(22)는, 제어단에 공급되는 방향 제어 신호 M/I에 따라서 기본 파형(1)과 기본 파형(2)을 2개의 출력단에 교체하여 출력한다. 이 예에서는, 방향 제어 신호 M/I는, 외부의 마이크로컴퓨터로부터 공급되는 매크로(M) 방향으로의 렌즈의 이동 또는 ∞(I) 방향으로의 렌즈의 이동을 나타내는 신호이며, 방향 셀렉터(22)는 방향 제어 신호 M/I가 L 레벨인 경우에, 기본 파형(1, 2)을 그대로 2개의 출력단에 출력한다. 이는, 렌즈를 ∞(I) 방향으로 이동시키는 신호이다. 한편, 방향 제어 신호 M/I가 H 레벨인 경우에, 방향 셀렉터(22)는, 기본 파형(1, 2)를 교체하여 2개의 출력단에 출력한다. 이는, 렌즈를 매크로(M) 방향으로 이동시키는 신호이다. 그리고, 이 방향 셀렉터(22)의 2개의 출력이 출력 게이트(20)를 통해, 신호 GATE_A, 신호 GATE_B로서 출력됨으로써, 피에조 소자의 신축이 제어되어, 렌즈가 ∞ 방향 또는 매크로 방향으로 이동된다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 방향 제어 신호 M/I가 L 레벨(∞ 방향으로 이동)일 때는, 기본 파형(1, 2)이 그대로 GATE_A, CATE_B로서 출력되고, 방향 제어 신호 M/I가 H 레벨(매크로 방향으로 이동)일 때는, 기본 파형(1)이 GATE_B, 기본 파형(2)이 GATE_A로서 출력된다.

또한, 방향 제어 신호 M/I는, 변화 검출 회로(26)에도 공급된다. 이 변화 검출 회로(26)는, 방향 제어 신호 M/I의 상승 및 하강을 검출하여, 변화 검출 펄스를 출력한다. 그리고，이 변화 검출 펄스는, OR 게이트(28)를 통해, 200 주기 카운터(12)의 리셋단에 공급되고 있다. OR 게이트(28)에는, 인에이블 신호 ENB도 공급되고 있고, 인에이블 신호 ENB가 L 레벨인 경우에도 OR 게이트(28)로부터 H 레벨이 출력된다.

OR 게이트(28)의 출력은, 200 주기 카운터(12) 및 드라이브 카운터(14)의 리셋단에 공급되고 있다. 따라서, 인에이블 신호 ENB가 L 레벨일 때, 및 방향 제어 신호 M/I의 상태가 절환되었을 때(변화 검출 펄스가 H 레벨인 기간)에, 200 주기 카운터(12), 및 드라이브 카운터(14)는 리셋 상태로 된다.

또한, 인에이블 신호 ENB는, 기본 파형 발생 회로(10)의 리셋 단자에 반전 입력되고 있고, 인에이블 신호 ENB가 L 레벨일 때에는, 기본 파형 발생 회로(10)의 출력도 금지된다.

또한, 초기 카운터(18)에는, 인에이블 신호 ENB도 입력되고 있고, 이 초기 카운터(18)는, 인에이블 신호 ENB가 상승할 때마다 1번만 200 주기 펄스를 176까지 카운트한다. 예를 들면, 176 카운트하였을 때에 완료 펄스를 발생하고, 이 완료 펄스에 의해 초기 카운터(18)를 리셋함과 함께, 인에이블 신호 ENB의 다음 상승까지 휴지한다. 이에 의해, 인에이블 신호 ENB가 상승할 때마다 1번만 176 카운트를 한다.

그리고, 이 초기 카운터(18)는, 카운트 값이 171 ∼ 174인 경우에 171 ∼ 174 단자로부터 H 레벨을 출력하고, 이 출력은 출력 게이트에 대기(출력 금지) 신호로서 공급된다. 또한，175 ∼ 176 단자로부터 카운트 값이 175 ∼ 176인 경우에 H 레벨, 그 밖의 카운트 값일 때에 L 레벨로 되는 방향 제어 신호 M/I로서 출력한다. 즉, 초기 카운터(18)로부터는, 카운트 값이 0 ∼ 174인 경우에는 ∞ 방향을 선택하고, 카운트 값이 175 ∼ 176인 경우에 매크로 방향을 선택하는 방향 제어 신호 M/I가 출력되고, 이 방향 제어 신호 M/I는, OR 게이트(32)를 통해 방향 셀렉터(22)에 공급된다.

또한, 초기 카운터(18)의 동작 중은, 앤드 게이트(24)에 의해, 드라이브 카운터(14)의 출력 및 방향 제어 신호 M/I의 출력이 금지되고, 초기 카운터(18)의 출력에 의해, 방향 셀렉터(22) 및 출력 게이트(20)가 동작된다.

따라서, 인에이블 신호 ENB가 상승하는 초기 설정 시에는, 초기 카운터(18)가 동작되고, 방향 셀렉터(22) 및 출력 게이트(20)를 제어하여, 카운트 값 174까지는 ∞측, 카운트 값 175 ∼ 176의 기간은 예를 들면 매크로측으로 이동시키는 방향 제어 신호 M/I가 방향 셀렉터(22)에 공급되고, 그 후는 외부로부터 공급되는 방향 제어 신호 M/I가 그대로 방향 셀렉터(22)에 공급된다.

또한, 초기 카운터(18)의 동작 중 신호의 반전 신호와, 드라이브 카운터(14)의 출력과, 초기 카운터(18)의 동작 중 신호는, OR 게이트(30)에도 공급되고 있고, 이 OR 게이트(30)의 출력은, 상술한 바와 같이 출력 게이트(20)에 공급됨과 함께, 비지 신호 BUSY로서 외부에 출력된다. 따라서, 초기 카운터(18)가 동작하고 있을 때 및 드라이브 카운터(14)의 카운트 값이「0」이 아닐 때에，비지 신호 BUSY가 H 레벨로 된다.

(시리얼 버스)

또한, 본 실시 형태에서는，I2C에 기초하는 시리얼 인터페이스(I/F)(50)를 갖고 있고, 이 시리얼 I/F(50)에는 외부의 마이크로컴퓨터로부터의 SDA 버스 및 SCL 버스가 접속되어 있다. 그리고，이 시리얼 I/F(50)에는, 데이터 버스를 통해 레지스터(52, 54, 56)가 접속되어 있다. 따라서, 시리얼 I/F(50)는, SCL 버스에 공급되는 전송 클럭에 따라, SDA 버스에 공급되고 있는 데이터를 순차적으로 취입하고, 데이터에 의해 지정되는 어드레스의 레지스터(52, 54, 56) 중 어느 하나에 보내져 온 데이터를 기입한다.

시리얼 I/F(50)에 접속되어 있는 레지스터(52)에는 방향 제어 신호 DIR의 데이터가 기입되고, 레지스터(54)에는 출력 상태 신호 ACTIVE의 데이터가 기입되고, 레지스터(56)에는 기본 파형에 관한 데이터가 기입된다.

레지스터(52)로부터의 방향 제어 신호 DIR는, OR 게이트(30)에 입력된다. 따라서, 마이크로컴퓨터로부터 공급되는 방향 제어 신호 M/I를 L 레벨로 해 두면, 레지스터(52)에 기입하는 방향 제어 신호 DIR에 의해, 렌즈의 무한원 ∞측으로의 이동을 위한 구동파 출력 또는 매크로측으로의 이동을 위한 구동파 출력을 절환할 수 있다.

또한, 레지스터(54)로부터의 출력 상태 신호 ACTIVE는, OR 게이트(34)에 공급된다. 따라서, 이 출력 상태 신호 ACTIVE가 H 레벨이면, 출력 게이트(20)가 허가 상태로 되고, 방향 셀렉터(22)로부터 공급되는 기본 파형(1, 2)이 GATE_A 또는 GATE_B에 각각 출력된다.

또한, 레지스터(54)는 기본 파형 발생 회로(10)에 접속되어 있고, 기본 파형 발생 회로(10)는, 레지스터(54)에 기재되어 있는 데이터에 기초하여, 발생하는 기본 파형(1), 기본 파형(2)의 파형을 제어한다. 예를 들면, 듀티비, 타이밍, 주파수 등을 레지스터(54) 내에 기재되어 있는 데이터에 의해 결정한다. 예를 들면, 레지스터(54)에 기본 파형(1, 2)에 관한 데이터를 기재해 두고, 기본 파형 발생 회로(10)가 이를 읽어내어 기본 파형(1, 2)을 발생하면 된다.

또한, 시리얼 버스를 사용하지 않고, 마이크로컴퓨터로부터 방향 제어 신호 M/I, 드라이브 펄스 DRIVE를 공급하여, 구동파를 발생해도 되고, 시리얼 버스를 이용하여, 어느 것을 이용할지에 대한 데이터를 보내고, 이를 레지스터에 기억하여, 모드를 절환하면 된다.

또한, 시리얼 버스로부터 전송하는 데이터로서, 200 주기 카운터(12)의 카운트 값, 초기 카운터(18)에서의 설정 값을 설정하는 것도 바람직하다. 예를 들면, 200 주기 카운터(12)가 카운트 업하는 설정 값을 200이 아니라, 150이나 300 등 다른 값으로 함으로써, 1개의 드라이브 펄스에 의해 발생하는 기본 파형의 수를 200 이외로 설정할 수 있다. 또한, 초기 카운터(18)에서의 설정 값을 변경하면, 초기에서의 한 방향(무한대 방향)으로의 이동을 위한 구동파수나, 복귀용의 구동파수를 임의로 설정할 수 있다. 예를 들면, 1 ∼ 149를 무한대 방향으로의 이동, 150 ∼ 154를 대기, 155 ∼ 156을 매크로 방향으로의 이동 등 임의의 설정이 가능하다.

(고정 메모리의 이용)

본 실시 형태에서는, 시리얼 I/F(50)와, 레지스터(56) 사이에 셀렉터(58)가 배치되어 있고, 이 셀렉터(58)에는, 고정 메모리(60)가 접속되어 있다. 따라서, 셀렉터(58)에 의해, 레지스터(56)에 기억하는 데이터를 시리얼 I/F(50)로부터의 데이터로 하거나, 고정 메모리(60)로부터의 데이터로 할 것인지를 절환할 수 있다.

도 6에는, 구체적인 구성을 도시하고 있다. 고정 메모리(60)로부터의 각 비트의 고정치 데이터와, 시리얼 I/F(50)로부터의 각 비트의 설정 데이터는 비트마다의 셀렉터(58)에 각각 입력된다. 그리고, 이 각 비트마다의 셀렉터(58)의 출력이 레지스터(56)의 각 비트에 접속되어 있다. 셀렉터(58)는, 선택 신호 SELECT에 의해, 어느 하나를 선택할 것인지가 결정된다. 이 선택 신호 SELECT는, 마이크로컴퓨터로부터 시리얼 전송하고, 별도로 설치된 레지스터에 설정하면 된다. 예를 들면, 선택 신호 SELECT를 디폴트로 고정 메모리(60)측을 선택하도록 설정해 두면 된다.

또한, 래치 신호 및 리셋 신호가 OR 게이트(70)에 입력되고, 이 OR 게이트(70)의 출력은, 각 비트마다의 레지스터(56)의 제어 단자에 공급되고 있다. 레지스터(56)는, 제어 단자에의 입력이 H 레벨일 때에 입력 신호를 그대로 출력하고, 제어 단자에의 입력이 L 레벨로 됨으로써, 그 때의 값을 유지한다.

시스템의 기동 시에는, 리셋 신호가 일시적으로 H 레벨로 되고, 그 때에 셀렉터(58)는 고정 메모리(60)를 선택한다. 따라서, 리셋 신호가 L 레벨로 되돌아갔 을 때에 레지스터(56)에는, 고정 메모리(60) 내의 데이터가 유지되게 된다. 한편, 시리얼 전송에 의해 데이터를 설정하는 경우에는, 선택 신호 SELECT를 H 레벨로서, 시리얼 I/F(50)를 선택한 상태에서, 래치 신호가 H 레벨로 된다. 이에 의해 외부로부터 보내져 오는 시리얼 데이터가 패러렐 데이터로서 레지스터(56)에 공급되고, 래치 신호가 L 레벨로 되돌아간 시점에서, 레지스터(56)에 세트된다.

다음에, 이와 같은 구동파 발생 회로의 동작에 대해 설명한다.

「초기 설정 동작」

우선, 카메라를 사용하기 위해, 카메라 전원이 온 되었을 경우에는, 카메라의 동작 제어용의 마이크로컴퓨터가 동작을 개시하고, 인에이블 신호 ENB를 당초 L 레벨로 설정한다. 인에이블 신호 ENB가 L 레벨이면, 기본 파형 발생 회로(10), 200 주기 카운터(12), 드라이브 카운터(14), 초기 카운터(18)에 리셋 신호가 공급되어, 내부의 카운터가 리셋되고, 이 구동파 발생 회로는 휴지 상태로 된다. 또한, 외부(마이크로컴퓨터)로부터, 기본 클럭 CLK이 공급되어 온다. 또한, 방향 제어 신호 M/I, 드라이브 펄스 DRIVE는, 이 단계에서는 불필요하지만, 드라이브 카운터(14)는 리셋해 두는 것이 바람직하다. 또한, 리셋 신호는 인에이블 신호의 반전 신호로 해도 된다.

다음에, 마이크로컴퓨터는 인에이블 신호 ENB를 L 레벨로부터 H 레벨로 변경한다. 이 상승에 의해, 기본 파형 발생 회로(10), 200 주기 카운터(12), 드라이브 카운터(14), 초기 카운터(18)가 동작을 개시한다. 여기서, 초기 카운터(18)로부터의, 동작 중 신호가 H 레벨로 변경되므로, BUSY 신호가 H 레벨로 되고, 출력 게이 트(20)에 출력 허가의 제어 신호가 공급된다.

또한, 앤드 게이트(24)에는, 초기 카운터(18)의 동작 중 신호가 반전하여 공급되므로, 앤드 게이트(24)의 출력은 L 레벨로 되고, 이것이 OR 게이트(32)를 통해, 방향 셀렉터(22)에 공급되므로, 방향 셀렉터(22)는 무한대 ∞ 방향으로의 이동용의 한 쌍의 기본 파형(1, 2)의 세트를 출력한다.

그리고, 200 주기 카운터(12)로부터의 200 주기 펄스를 초기 카운터(18)가 카운트 업해 간다. 초기 카운터(18)의 카운트 값이 171로 되면, 출력 게이트(20)에 대기 신호가 공급되고, 여기서부터의 신호 출력이 금지된다. 초기 카운터(18)의 카운트 값이 175, 176일 때에는, 초기 카운터(18)로부터 방향 제어 신호 M/I로서, H 레벨이 출력되고, 따라서 방향 셀렉터(22)에서 매크로 방향으로 이동시키는 기본 파형(1, 2)의 교체가 행해지고, 이것이 출력 게이트(20)로부터 출력된다.

177개째의 카운트에 의해 오버플로우 신호가 출력되고, 초기 카운터(18)는 그 동작을 정지하고, 동작 중 신호는 L 레벨로 된다. 이에 의해, 초기 설정 동작이 종료된다.

예를 들면, 인에이블 신호 ENB의 상승에 의해 세트되는 플립플롭을 설치하고 이 플립플롭의 출력에 의해 초기 카운터(18)의 동작을 가능하게 하고, 오버플로우 신호에 의해, 플립플롭을 리셋함으로써 초기 카운터(18)를 리셋 상태로 할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 구동파 발생 회로를 동작 상태로 할 것인지의 여부를 나타내는 인에이블 신호 ENB를 이용하여, 초기 설정 동작을 행한다. 따 라서, 초기 설정 동작을 실행시키기 위한 특별한 제어 신호를 입력할 필요가 없어, 구동파 발생 회로에서의 단자의 수를 적게 할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 리셋 신호가 일시적으로 H 레벨로 됨으로써, 레지스터(56) 내에, 고정 메모리(60)의 데이터가 세트되므로, 고정 메모리(60)에 설정된 데이터에 기초하는 기본 파형(1, 2)이 기본 파형 발생 회로(10)로부터 출력된다. 이와 같이, 고정 메모리(60)를 이용하므로, 레지스터(56)의 내용을 재기입 가능하게 해도 조기에 그 내용 확정할 수 있어, 조기에 구동파를 발생할 수 있다. 또한, 고정 메모리(60)는, 메탈 접속이나, 마스크 ROM, 플래시 메모리 등의 재기입 가능한 불휘발성 메모리로 할 수 있다.

여기서, 본 실시 형태에서, ∞ 방향으로 200 주기 펄스 170개분의 이동은, 렌즈가 어디에 있어도, ∞ 방향의 한계점에까지 이동되어 기계적으로 이동이 정지되는 이동량이다. 따라서, 이 이동에 의해 렌즈는, ∞ 위치를 초과한 위치에 유지된다. 그리고, 약간 대기한 후, 200 주기 펄스 2개분 매크로 방향으로 이동함으로써, 렌즈는 확실하게 ∞ 위치에 유지된다. 또한, 렌즈의 초기 위치는 반대 방향의 매크로 위치로 해도 되고, 또한 대기 후의 이동량을 변경함으로써, 임의의 위치에 렌즈를 초기 설정할 수 있다. 따라서, 렌즈의 위치를 검출하는 센서 등을 이용하는 일 없이, 렌즈의 초기 위치를 결정할 수 있다.

(초기 위치의 변경)

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는，XOR 게이트(62)를 설치하고, 초기 카운터(18)의 출력을 반전시킬 수 있다. 레지스터(52)에는, 시리얼 전송되어 오는 데이터에 의해 이동 방향을 결정하는 데이터가 기입된다. 이 시리얼 전송에 의해, 초기 동작의 방향을 결정하는 것은 그다지 바람직하지 않고, 마이크로컴퓨터가 출력하는 방향 제어 신호 M/I에 의해, 초기 카운터(18)의 카운트 값에 따른 동작 제어를 행하는 것이 바람직하지만, 반드시 방향 제어 신호 M/I에 의해 결정할 필요는 없다.

OR 게이트(34)의 출력이 H 레벨이면, 방향 셀렉터(22)에서, 기본 파형(1, 2)의 출력 포트가 반전되고, 따라서 초기 동작으로서 매크로측으로 이동하는 구동파가 출력된다. 즉, 마이크로컴퓨터로부터, H 레벨의 방향 제어 신호 M/I 또는 방향 제어 신호 DIR을 H 레벨로 하는 신호를 출력함으로써, 초기 카운터(18)의 출력에 따른 방향 셀렉터(22)의 동작이 반전되고, 초기 동작으로서 렌즈를 매크로측으로 이동할 수 있다.

「통상 동작」

통상 동작 시에는, 기본 클럭 CLK는 통상대로 공급되고, 또한 인에이블 신호 ENB는 H 레벨이다. 이 상태에서, 마이크로컴퓨터는 핀트 맞춤 정보에 기초하여, 렌즈의 이동 방향 및 이동량을 결정하고, 그에 따른 방향 제어 신호 M/I 및 드라이브 펄스 DRIVE를 구동파 발생 회로에 공급한다. 매크로 방향으로의 이동이면, 방향 제어 신호 M/I를 H 레벨, ∞ 방향으로의 이동이면 방향 제어 신호 M/I는 L 레벨로 설정된다. 그리고, 렌즈 이동량에 따른 수의 드라이브 펄스 DRIVE를 드라이브 카운터(14)에 공급한다. 본 실시 형태의 경우, 피에조 소자를 이용한 이동이며, 기본 파형(1, 2)을 200회째에서 렌즈가 5 ㎛ 정도 이동한다. 따라서，50 ㎛의 이 동이 필요하다고 판단되면, 10개의 드라이브 펄스를 송신해 두고, 드라이브 카운터(14)에 카운트 값으로서 10이 세트된다. 그리고，200 주기 카운터(12)의 출력에 의해, 이 드라이브 카운터(14)의 값이 0으로 되면, 드라이브 카운터(14)로부터의 출력이, 출력 게이트(20)의 제어단에 공급되어, 출력 게이트(20)로부터의 구동파의 출력이 금지된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는，1개의 드라이브 펄스를, 기본 파형(1, 2)의 200 주기분에 대응시켰다. 이에 의해, 마이크로컴퓨터가 발생하는 드라이브 펄스는, 기본 파형에 비해 충분히 작은 주파수로 할 수 있어, 마이크로컴퓨터에서의 처리 부담이 작아진다. 또한, 기본 파형 자체는 마이크로컴퓨터에서 발생할 필요가 없으므로, 마이크로컴퓨터의 처리 부담이 경감된다.

또한, 핀트 맞춤의 정보는, 예를 들면 수광한 화상의 휘도 정보 등으로부터 얻는다. 즉, 핀트가 맞은 상태에서, 얻어지는 화상 휘도의 총합이 커진다. 따라서，한 방향의 렌즈를 이동시킨 상태에서, 휘도의 변화를 검출하고, 그 변화 상태로부터 핀트 맞춤 정보를 얻을 수 있다. 이 경우, 렌즈를 일단 지나치게 이동시킨 후, 반대 방향으로 되돌리어 최적 위치로 하는 것이 바람직한 경우도 많다.

본 실시 형태에서는, 변화 검출 회로(26)에서, 방향 제어 신호 M/I의 상태 변화를 검출하였을 때에, 200 주기 카운터(12) 및 드라이브 카운터(14)가 0으로 리셋된다. 따라서, 마이크로컴퓨터는, 예를 들면 100개의 드라이브 펄스를 출력하고, 렌즈를 한 방향으로 이동시키고, 그 상태에서 핀트 위치를 검출하고, 렌즈가 초점 위치를 지나쳤을 때에, 초점 위치까지의 복귀 이동량을 계산하고, 그 수의 드 라이브 펄스를 출력함으로써 핀트 맞춤을 행할 수 있다. 또한, 렌즈의 당초 이동 방향이 반대였던 경우라도, 방향 제어 신호 M/I를 절환함으로써, 바로 이동 방향을 반전할 수 있다.

이와 같이 방향 제어 신호 M/I의 상태 변화에 의해 드라이브 카운터(14)를 리셋함으로써, 핀트 맞춤 동작에서의 마이크로컴퓨터의 처리 시퀀스의 자유도가 상승하여, 적절한 핀트 맞춤 동작을 달성할 수 있다.

또한，200 주기 카운터(12)는 리셋하지 않고, 드라이브 카운터(14)만 리셋해도 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 방향 제어 신호 M/I, 드라이브 펄스 DRIVE의 2개의 신호의 조합에 의해, 효과적으로 구동파 발생을 행할 수 있다.

도 4에, 피에조 소자의 구동 회로의 일례를 나타낸다. 피에조 소자(40)는 전기적으로는 용량으로 간주할 수 있기 때문에, 도면에서 용량으로서 기재하고 있다.

전원에는, 2개의 p 채널 트랜지스터(42a, 42b)의 소스가 접속되고, 이들 트랜지스터(42a, 42b)의 드레인에는, n 채널 트랜지스터(44a, 44b)의 드레인이 각각 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(44a, 44b)의 소스는, 저항(46)을 통해 그라운드에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(42a, 44a)의 게이트에는 신호 GATE_A가, 트랜지스터(42b, 44b)의 게이트에는 신호 GATE_B가 입력된다. 또한, 트랜지스터(42a, 44a)의 접속점과, 트랜지스터(42b, 44b)의 접속점의 사이에 피에조 소자(40)가 접속되어 있다.

트랜지스터(42a, 44a)는, 인버터를 형성하고 있고, 피에조 소자(40)의 일단부에는, GATE_A가 반전하여 공급되고, 트랜지스터(42b, 44b)는 인버터를 형성하고 있고, 피에조 소자(40)의 타단부에는 GATE_B가 반전하여 공급된다.

따라서, 도 2에서의 기본 파형(1, 2)이 각각 GATE_A, GATE_B로서 구동 회로에 공급된 경우, 피에조 소자(40)의 일단부(40A)의 전압 OUT_A와, 타단부(40B)의 전압 OUT_B는, 도 5에 도시한 바와 같이 변화하려고 한다. 여기서, 트랜지스터(42a, 42b)가 온 하였을 때에 피에조 소자(40)에는 전원 전압이 바로 인가되지만, 트랜지스터(44a, 44b)가 온 하였을 때는 저항(46)이 있기 때문에, 피에조 소자(40)의 일단부(40A)의 전압은, 타단부(40B)의 전압을 기준으로 하여, 도 5에 도시한 바와 같이 변화한다. 이에 의해, 도면에서 파선으로 나타낸 바와 같이, 피에조 소자(40)에 대해, 한 방향으로 급격하게 전압을 인가하고, 반대 방향으로 서서히 전압을 변화시키는 톱날 형상의 전압 인가를 행할 수 있다. 따라서, 피에조 소자(40)는 천천히 늘리고, 급히 줄인다(또는 이 반대)는 동작을 행하고, 이 신축의 스피이드 차이에 의해, 렌즈를 이동할 수 있다.

(시리얼 데이터에 의한 동작)

또한, 통상 동작 시에서, 시리얼 데이터로서, 레지스터(54)에 H 레벨을 기입함과 함께, 레지스터(52)에 방향 제어 신호 DIR를 기입하면, 방향 제어 신호 DIR에서 결정된 방향으로 구동파의 출력이 개시된다. 그리고，이 구동파의 출력은, 레지스터(54)에 H 레벨을 기입되어, 출력 상태 신호 ACTIVE가 H 레벨인 기간 연속하여 출력된다. 따라서, 시리얼 버스를 이용하여, 레지스터(52, 54)에 데이터를 기 입함으로써, 원하는 기간 및 원하는 방향의 구동파를 출력할 수 있다.

도 1은 구동파 발생 회로의 전체 구성을 도시하는 도면.

도 2는 기본파의 파형을 도시하는 도면.

도 3은 구동파의 파형을 도시하는 도면.

도 4는 피에조 소자의 구동 회로를 도시하는 도면.

도 5는 피에조 소자의 구동 파형을 도시하는 도면.

도 6은 셀렉터 및 레지스터의 구성을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 기본 파형

10 : 기본 파형 발생 회로

12 : 200 주기 카운터

14 : 드라이브 카운터

18 : 초기 카운터

20 : 출력 게이트

22 : 방향 셀렉터

24 : 앤드 게이트

26 : 변화 검출 회로

28, 30, 32, 34 : OR 게이트

50 : 시리얼 I/F

52, 54, 56 : 레지스터

60 : 고정 메모리

62 : XOR 게이트

Claims

삭제
피에조 액튜에이터를 구동하기 위한 구동파를 발생하는 구동파 발생 회로로서,

시리얼 버스에 의해 전송되어 오는 제1 기본 파형 데이터를 저장하는 레지스터와,

미리 설정되어 있는 제2 기본 파형 데이터를 기억하는 메모리 수단과,

시리얼 버스로부터 전송되어 오는 제1 기본 파형 데이터와, 메모리 수단으로부터의 제2 기본 파형 데이터 중 어느 하나를 레지스터에 공급할 것인지를 절환하는 절환 수단

을 구비하여

레지스터에 기억되어 있는 기본 파형 데이터에 기초하여 구동파를 발생하고,

상기 레지스터에 저장되어 있는 기본 파형 데이터에 따라서, 일정한 기본 주기를 갖는 기본 파형을 발생하는 기본 파형 발생 회로와,

기본 파형의 1 주기를 카운트하고, 카운트 값이 소정의 유닛 수에 이르렀을 때에 유닛 검출 펄스를 출력하는 유닛 카운터와,

입력되어 오는 드라이브 펄스를 초기 값으로부터 가산하는 방향으로 카운트함과 함께, 상기 유닛 카운터로부터의 유닛 검출 펄스에 의해 카운터 값을 초기 값으로의 감산하는 방향으로 카운트하는 드라이브 카운터와,

드라이브 카운터가 가산하는 방향으로 카운트한 후 상기 초기 값에 이르기까지, 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하는 출력 게이트

를 더 포함하여,

입력하는 드라이브 펄스의 수에 1 유닛에서의 기본 주기의 수를 승산한 수의 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하는 구동파 발생 회로.
제2항에 있어서,

상기 기본 파형 발생 회로는, 2 종류의 기본파를 발생하고,

상기 기본 파형 발생 회로로부터의 2 종류의 기본 파형을 수취하고, 수취한 2 종류의 기본 파형을 2개의 출력단 중 어느 것으로부터 출력할 것인지를, 방향 제어 신호에 따라서 절환하는 방향 셀렉터를 갖고,

상기 출력 게이트는, 방향 셀렉터의 출력을 수취하고, 드라이브 카운터가 가산하는 방향으로 카운트한 후 상기 초기 값에 이르기까지, 상기 방향 셀렉터의 출력을 허가함으로써, 한 쌍의 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하는 구동파 발생 회로.
피에조 액튜에이터를 구동하기 위한 2 종류의 구동파를 발생하는 구동파 발생 회로로서,

입력되어 오는 인에이블 신호가 동작 상태일 때에 구동파를 발생하고, 비동 작 상태일 때에 구동파의 발생을 금지함과 함께,

상기 인에이블 신호가 비동작 상태로부터 동작 상태로 변화되었을 때에, 소정의 클럭을 카운트하는 초기 카운터와,

상기 초기 카운터의 카운트 값이 제1 소정 값에 이르기까지, 제1 구동파를 출력하고, 그 후 카운트 값이 제2 소정 값에 이르기까지 제2 구동파를 출력하도록 제어하는 초기 제어 수단

을 갖고,

상기 초기 제어 수단은, 외부로부터 공급되는 외부 방향 제어 신호에 따라서, 초기 카운터의 카운트 값이 제1 소정 값에 이르기까지, 제2 구동파를 출력하고, 그 후 카운트 값이 제2 소정 값에 이르기까지 제1 구동파를 출력하도록 절환 가능한 구동파 발생 회로.
제4항에 있어서,

기본 클럭에 따라서, 일정한 기본 주기를 갖고，1 주기 중에서 특정 레벨에 있는 비율인 듀티비가 서로 다름과 함께, 특정 레벨에 있는 타이밍이 서로 다른 2 종류의 기본 파형을 발생하는 기본 파형 발생 회로와,

기본 파형의 1 주기를 카운트하고, 카운트 값이 소정의 유닛 수에 이르렀을 때에 유닛 검출 펄스를 출력하는 유닛 카운터와,

상기 기본 파형 발생 회로로부터의 2 종류의 기본 파형을 수취하고, 수취한 2 종류의 기본 파형을 2개의 출력단 중 어느 것으로부터 출력할 것인지를, 방향 제 어 신호에 따라서 절환하는 방향 셀렉터

를 갖고,

상기 초기 카운터는, 유닛 카운터로부터의 유닛 검출 펄스를 카운트하고, 상기 초기 제어 수단은, 초기 카운터의 카운트 값 및 외부 방향 제어 신호에 따라서 상기 방향 제어 신호를 생성하고, 방향 셀렉터를 제어하는 구동파 발생 회로.
제4항에 있어서,

상기 초기 제어 수단은, 초기 카운터의 카운트 값에 따라서 발생하는 방향 제어 신호와 외부 방향 제어 수단과의 배타적 논리합을 취함으로써 방향 셀렉터에 공급하는 방향 제어 신호를 생성하는 구동파 발생 회로.