KR100998131B1

KR100998131B1 - 구동파 발생 회로

Info

Publication number: KR100998131B1
Application number: KR1020080093698A
Authority: KR
Inventors: 다까아끼 이시이; 야스유끼 우에시마
Original assignee: 산요 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드; 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-12-02
Also published as: JP2009089467A; US20090085434A1; TWI373207B; TW200922142A; KR20090033030A; US7936107B2; CN101399506A; JP5044351B2; CN101399506B

Abstract

피에조 소자의 구동파를 효과적으로 발생한다. 피에조 액튜에이터를 구동하기 위한 구동파를 발생한다. 시리얼 버스에 의해 공급되는 발생 구동파수에 관한 드라이브 데이터를 기억하는 드라이브 데이터 기억 수단(54)에 기억한다. 이 드라이브 데이터에 의해 나타내어지는 수의 구동파가 발생하였는지를 비교 회로(76)에서 검출하고, 검출할 때까지 구동파를 발생시킨다.

피에조 소자, 구동파, 드라이브 데이터, 액튜에이터, 기본 파형

Description

구동파 발생 회로{DRIVING WAVE GENERATION CIRCUIT}

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

종래부터, 피에조 소자의 신축을 이용하는 피에조 액튜에이터가 제안되고, 초소형의 액튜에이터로서, 기대되고 있다. 이 피에조 액튜에이터는, 예를 들면, 휴대 전화기 등 소형의 카메라에서 촬상 소자를 구동하여 손떨림 보정을 행하는 기구나 렌즈를 이동하는 핀트 맞춤 등에 채용되어 있다.

이 피에조 액튜에이터는, 피에조 소자(압전 소자)에 전압을 인가함으로써, 신축시키고, 구동축을 왕복 운동시킨다. 그리고，구동축의 한 방향의 이동 속도와, 역방향의 이동 속도를 서로 다르게 함(천천히 늘리고 급히 당기거나, 또는 그 반대)으로써, 구동축에 마찰 접촉하고 있는 이동체를 이동시킨다. 이와 같이, 구동력으로서 피에조 소자의 신축을 이용하고 있어, 직선 이동이 가능하며 또한 코일 등이 불필요하여, 액튜에이터를 소형화할 수 있다.

여기서, 구동축의 왕복 이동의 속도를 변경하기 위해서는, 피에조 소자에 인가하는 전압 파형을 변경해야만 한다. 예를 들면, 천천히 늘리고, 급히 줄이기 위 해서는, 피에조 소자에 제1 방향의 전압을 천천히 인가하고, 급격히 반대 방향의 전압을 인가한다고 하는 패턴의 전압을 인가할 필요가 있다.

이것을 실현하기 위해서, 기본 클럭에 따라서 일정한 기본 주기 듀티비가 서로 다른 2종류의 기본 파형을 발생시키고, 입력된 구동용의 드라이브 펄스를 카운트하여, 1 드라이브 펄스에 대하여 소정수의 기본 파형을 발생시키는 구동파 발생 회로가 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-320107호 공보

여기에서, 상기 선출원에서는, 기본 파형의 듀티비나 타이밍은 구동 회로에서 고정으로 되어 있다. 이 때문에, 드라이브하는 피에조 소자가 변하면, 구동 회로를 변경할 필요가 있다.

한편，듀티비나 타이밍을 가변으로 하기 위해서는, 레지스터에 설정 데이터를 기입하는 것 등도 고려된다. 그 경우에는, 단자수를 되도록 적게 하고자 하는 요구로부터 시리얼 버스를 이용한 데이터 전송이 고려되지만, 이와 같은 데이터의 전송 및 실제 동작의 제어에 대하여, 되도록 효율적으로 행하고자 하는 요구가 있다.

본 발명은, 피에조 액튜에이터를 구동하기 위한 구동파를 발생하는 구동파 발생 회로로서, 시리얼 버스에 의해 공급되는 발생 구동파수에 관한 드라이브 데이 터를 기억하는 드라이브 데이터 기억 수단과, 이 드라이브 데이터 기억 수단에 기억된 드라이브 데이터의 수에 대응하는 수의 구동파를 발생시키는 구동파 발생 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한，상기 구동파 발생 수단은, 기본 클럭에 따라서, 일정한 기본 주기를 갖는 기본 파형을 발생하는 기본 파형 발생 회로와, 기본 파형의 1주기를 카운트하고, 카운트 값이 소정의 유닛수에 이르렀을 때에 유닛 검출 펄스를 출력하는 유닛 카운터와, 상기 유닛 카운터로부터의 유닛 검출 펄스에 의해 카운트하고, 상기 드라이브 데이터에 의해 특정되는 카운트 값만큼 카운트할 때까지 출력 인에이블 신호를 출력하는 출력 인에이블 회로와, 이 출력 인에이블 회로로부터 출력 인에이블 신호가 출력되어 있을 때에, 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하는 출력 게이트를 포함하며，입력하는 드라이브 데이터의 수에 1 유닛에서의 기본 주기의 수를 승산한 수의 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하는 것이 바람직하다.

또한，상기 구동파 발생 수단은, 상기 인에이블 회로로부터 인에이블 신호를 출력하고 있을 때에, 드라이브 데이터 기억 수단의 드라이브 데이터가 재기입될 때에는, 전의 드라이브 데이터의 수에 새로운 드라이브 데이터의 수를 가산하여, 가산된 수에 대응하는 수의 구동파를 발생시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 시리얼 버스에 의해 드라이브 데이터를 전송함으로써, 구동파의 출력의 수를 제어할 수 있다. 따라서, 드라이브 펄스 등을 전송하는 것을 불필요로 하여 구동파를 발생할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 실시 형태에 따른 구동파 발생 회로의 전체 구성을 나타내는 도면이며, 이 구동파 발생 회로는, 1개의 반도체 집적 회로(IC)로서, 구성된다. 입력 단자로서, 기본 클럭 CLK, 인에이블 신호 ENB의 2개와, 시리얼 전송용의 I2C 버스 SDA, SCL용의 단자가 2개 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, L 레벨을 발생하여, 2종류의 기본 파형 1, 2를 발생하면 된다. 2개의 기본 파형 1, 2의 메모리를 갖고，여기로부터 기본 파형 1, 2를 읽어내어 출력하여도 된다.

도 2에, 기본 파형 1, 기본 파형 2의 예를 도시한다. 예를 들면, 기본 클럭 CLK가 9.75㎒인 경우에, 기본 파형 1, 2의 1주기를 134클럭(=13.74μsec)으로 하고, 기본 파형 1은, 22클럭의 L 레벨 기간의 뒤, H 레벨로 된다. 한편, 기본 파형 2는, 26클럭의 H 레벨 기간, 46 클럭의 L벨 기간의 후, H 레벨로 된다. 따라서, 기본 파형 1의 L 레벨이 종료한 후, 기본 파형 2가 L 레벨로 될 때까지, 4클럭의 기간이 있다.

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

이 200주기 펄스는, 출력 인에이블 회로(14)의 가산 입력 단자에 입력된다.

여기에서, 이 출력 인에이블 회로(14)의 구성에 대하여, 도 7에 기초하여 설명한다. 우선，후술하는 시리얼 전송에 의해, 구동파의 출력수에 대한 디지털 데이터인 드라이브 데이터가 외부로부터 공급되고, 레지스터(54)에 기억된다. 레지스터(54)에 기억되어 있는 드라이브 데이터는, 패러렐 버스에 의해 가산기(70)에 입력된다. 이 가산기(70)에는, 가산기(70)의 출력을 래치하는 래치 회로(72)의 출력이 입력되어 있다. 따라서，가산기(70)는, 레지스터(54)의 출력인 드라이브 데이터와, 그 때 래치 회로(72)에 래치되어 있는 값을 가산한다. 그리고，래치 회로(72)는, 래치 클럭이 입력되었을 때에, 가산기(70)의 출력을 취득한다.

한편，200주기 카운터의 출력은, 드라이브 카운터(74)의 가산 단자에 공급된다. 따라서, 드라이브 카운터(74)는, 200주기 카운터의 출력을 1개씩 카운트업해 간다.

그리고, 드라이브 카운터(74)의 출력과, 래치 회로(72)의 출력은 비교 회로(76)에 입력되고, 비교 회로(76)는 드라이브 카운터(74)의 출력이 래치 회로(72)보다 작을 때에 출력 인에이블 신호로서, H 레벨(인에이블)을 출력한다. 또한，드라이브 카운터(74)의 출력이 래치 회로(72)의 출력 이상일 때에는, 출력 인에이블 신호로서, L 레벨(디스에이블)을 출력한다. 그리고，이 출력 인에이블 신호는, 드라이브 카운터(74) 및 래치 회로(72)의 리세트 단자에 반전 공급되어 있다. 따라서，출력 인에이블 신호가 L 레벨일 때에는, 드라이브 카운터(74), 래치 회로(72) 모두, 리세트 상태 「0」으로 되어 있다.

이 상태에서, 시리얼 인터페이스(50)를 통하여, 드라이브 데이터가 입력되어 오면, 그 데이터는, 레지스터(54)에 공급된다. 그리고，공급이 종료된 경우에는, 시리얼 인터페이스(50)는, 래치 클럭을 래치 회로(72)에 공급한다. 이 경우, 래치 회로(72)에 들어가 있는 데이터는 「0」이며, 레지스터(54)에 공급된 드라이브 데이터가 그대로 래치 회로(72)에 세트된다.

드라이브 데이터는 구동파를 200을 1유닛으로 하여, 이것을 몇 개 출력할지를 나타내는 플러스의 정수이다. 따라서, 드라이브 데이터가 래치 회로(72)에 세트되면，비교 회로(76)의 출력은, H 레벨로 된다. 따라서, 드라이브 카운터(74)는, 200주기 카운터(12)의 출력 펄스를 카운트업해 간다. 그리고，드라이브 카운터(74)의 카운트 값이 드라이브 데이터와 동일한 값으로 되었을 때에 비교 회로(76)의 출력은, L 레벨로 되어, 드라이브 카운터(74) 및 래치 회로(72)가 리세트된다.

그리고, 출력 인에이블 신호는 OR 게이트(30)를 통하여, 출력 게이트(20)에 공급된다. 따라서, 출력 인에이블 신호로서 H 레벨이 출력되어 있을 때에, 기본 파형 1, 2가 Gate_A, Gate_B에 출력된다.

또한，비교 회로(76)의 출력이 H 레벨일 때에, 시리얼 인터페이스(50)를 통 하여, 새로운 드라이브 데이터가 입력되어 오면, 이 드라이브 데이터는, 레지스터(4)에 기억된다. 그리고，이 새로운 드라이브 데이터가 가산기(70)에 입력된다. 이 가산기(70)에는, 래치 회로(70)에 기억되어 있는 데이터도 공급되어, 양자가 가산된다.

따라서, 래치 회로(70)에는, 적산된 드라이브 데이터의 값이 기억되게 된다. 따라서，가산된 드라이브 데이터의 값까지, 드라이브 카운터(74)가 카운트할 때까지, 비교 회로(76)의 출력인 출력 인에이블 신호가 H 레벨로 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 동작 도중에서 더욱 추가된 드라이브 데이터에 대해서는, 전의 드라이브 데이터와 가산하여 구동파 출력수를 설정할 수 있다.

출력 인에이블 회로(14)의 비교 회로(76)의 출력은, OR 게이트(30)를 통하여, 신호 BUSY로서 출력됨과 함께, 출력 게이트(20)의 제어단에 입력되어 있다. 신호 BUSY는, 예를 들면 외부의 마이크로컴퓨터에 공급되며, 마이크로컴퓨터는 이 신호 BUSY에 의해, 구동 회로가 동작중인 것을 인식한다.

기본 파형 발생 회로(10)에서 발생된 기본 파형 1, 2는, 방향 셀렉터(22)에 입력된다. 이 방향 셀렉터(22)의 제어단에는, 레지스터(52)에 기억되어 있는 외부로부터 입력되는 방향 제어 신호 M/I가 AND 게이트(24), OR 게이트(32)를 통해 공급되어 있다. AND 게이트(24)에는, 초기 카운터(18)의 동작중 신호가, 동작시에서 L 레벨로 되도록 반전하여 공급되어 있다. 따라서, 초기 카운터(18)가 동작중이 아니면, 방향 제어 신호 M/I가 그대로 방향 셀렉터(22)의 제어단에 공급된다.

<초기 이동>

한편，OR 게이트(32)에는, 초기 카운터18의 출력인 방향 제어 신호 M/I가, EX OR(배타적 논리합) 게이트(62)를 통하여, 공급되어 있다. 이 EX OR 게이트(62)에는, OR 게이트(34)로부터의 방향 제어 신호 M/I도 공급되어 있다. 이 때문에, 초기 카운터(18)가 동작중이면, 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 입력하는 방향 제어 신호 M/I를 L 레벨 「0」으로하여, ∞ 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, EX OR 게이트(62)의 출력은, 카운트 값이 174까지 L 레벨로 되고, 카운트 값이 175, 176일 때에만, H 레벨로 된다.

한편，외부로부터 입력하는 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 레벨이기 때문에，EX OR 게이트(62)의 출력은, H 레벨로 되고, 카운트 값이 175, 176일 때에만, L 레벨로 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는，레지스터(52)로부터의 출력이 L 레벨로 되도록 설정함으로써, 초기 동작 시에 ∞ 방향으로 렌즈가 이동되고, 레지스터(52)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 1과 기본 파형 2를 2개의 출력단에 교체하여 출력한다. 이 예에서는, 방향 제어 신호 M/I는, 외부의 마이크로컴퓨터로부터 공급되는 매크로(M) 방향에의 렌즈의 이동 또는 ∞(I) 방향에의 렌즈의 이동을 나타내는 신호이며, 방향 셀렉터(22)는 방향 제어 신호 M/I가 L 레벨인 경우에, 기본파 1, 2를 그대로 2개의 출력단에 출력한다. 이것은, 렌즈를 ∞(I) 방향으로 이동시키는 신호이다.

한편，방향 제어 신호 M/I가 H 레벨인 경우에, 방향 셀렉터(22)는, 기본파 1, 2를 교체하여 2개의 출력단에 출력한다. 이것은, 렌즈를 매크로(M) 방향으로 이동시키는 신호이다. 그리고，이 방향 셀렉터(22)의 2개의 출력이 출력 게이트(20)를 통하여, 신호 GATE_A, 신호 GATE_B로서 출력됨으로써, 피에조 소자의 신축이 제어되어서, 렌즈가 ∞ 방향 또는 매크로 방향으로 이동된다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 방향 제어 신호 M/I가 L 레벨(∞ 방향으로 이동)일 때에는, 기본 파형 1, 2가 그대로 GATE_A, GATE_B로서 출력되고, 방향 제어 신호 M/I가 H 레벨(매크로 방향으로 이동)일 때에는, 기본 파형 1이 GATE_B, 기본 파형 2가 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 통하여, 200 주기 카운터(12)의 리세트단에 공급되어 있다. OR 게이트(28)에는, 인에이블 신호 ENB도 공급되어 있으며, 인에이블 신호 ENB가 L 레벨인 경우에도 OR 게이트(28)로부터 H 레벨이 출력된다.

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

또한，인에이블 신호 ENB는, 기본 파형 발생 회로(10)의 리세트 단자에 반전 입력되어 있으며, 인에이블 신호 ENB가 L 레벨일 때에는, 기본 파형 발생 회로(10)의 출력도 금지된다.

또한，초기 카운터(18)에는, 인에이블 신호 ENB도 입력되어 있으며, 이 초기 카운터(18)는, 인에이블 신호 ENB의 상승으로부터 한 번만 200주기 펄스를 176까지 카운트한다. 예를 들면, 176 카운트하였을 때에 완료 펄스를 발생하고, 이 완료 펄스에 의해 초기 카운터(18)를 리세트함과 함께, 인에이블 신호 ENB의 다음의 상승까지 휴지한다. 이것에 의해, 인에이블 신호 ENB가 상승할 때마다 한 번만 176 카운트를 한다.

그리고, 이 초기 카운터(18)는, 카운트 값이 171∼174의 경우에 171∼174단자로부터 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, 카운 트값이 0∼174인 경우에는 ∞ 방향을 선택하고, 카운트 값이 175∼176인 경우에 매크로 방향을 선택하는 방향 제어 신호 M/I가 출력되 며, 이 방향 제어 신호 M/I는, OR 게이트(32)를 통해 방향 셀렉터(22)에 공급된다.

또한，초기 카운터(18)의 동작중에는, AND 게이트(24)에 의해, 드라이브 카운터(14)의 출력 및 방향 제어 신호 M/I의 출력이 금지되어, 초기 카운터(18)의 출력에 의해, 방향 셀렉터(22) 및 출력 게이트(20)가 동작한다.

따라서, 인에이블 신호 ENB가 상승하는 초기 설정시에는, 초기 카운터(18)가 동작하여, 방향 셀렉터(22) 및 출력 게이트(20)를 제어하고, 카운트 값(174)까지는 ∞측, 카운트 값 175∼176의 기간에는 예를 들면 매크로측으로 이동시키는 방향 제어 신호 M/I가 방향 셀렉터(22)에 공급되며, 그 후에는 외부로부터 공급되는 방향 제어 신호 M/I가 그대로 방향 셀렉터(22)에 공급된다.

또한，초기 카운터(18)의 동작중 신호의 반전 신호와, 드라이브 카운터(14)의 출력과, 초기 카운터(18)의 동작중 신호는, OR 게이트(30)에도 공급되어 있으며, 이 OR 게이트(30)의 출력은, 전술한 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 기초한 시리얼 인터페이스(I/F)(50)를 갖고 있으며, 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 따라서, SDA 버스에 공급되어 있는 데이터를 순차적으로 취득하고, 데이터에 의해 지정되어 있는 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 M/I의 데이터가 기입되고, 레지스터(54)에는 드라이브 데이터가 기입되며, 레지스터(56)에는 기본 파형에 대한 데이터가 기입된다.

또한，레지스터(52)에 기입하는 방향 제어 신호 M/I에 의해, 렌즈의 무한원 ∞측에의 이동을 위한 구동파 출력 또는 매크로측에의 이동을 위한 구동파 출력을 절환할 수 있다.

또한，레지스터(56)는 기본 파형 발생 회로(10)에 접속되어 있으며, 기본 파형 발생 회로(10)는, 레지스터(56)에 기입되어 있는 데이터에 기초하여, 발생하는 기본 파형 1, 기본 파형 2의 파형을 제어한다. 예를 들면, 듀티비, 타이밍, 주파수 등을 레지스터(54) 내에 기입되어 있는 데이터에 의해 결정한다. 예를 들면, 레지스터(56)에 기본 파형 1, 2에 대한 데이터를 기입해 놓고, 기본 파형 발생 회로(10)가 이것을 읽어내어 기본 파형 l, 2를 발생하면 된다.

또한，시리얼 버스로부터 전송하는 데이터로서, 200주기 카운터(12)의 카운트 값, 초기 카운터(18)에서의 설정값을 설정하는 것도 바람직하다. 예를 들면, 200주기 카운터(12)가 카운트업하는 설정값을 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 설정값을 변경하면, 초기에서 의 한 방향(무한대 방향)으로의 이동을 위한 구동파 수나, 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)의 사이에 셀렉터(58)가 배치되어 있으며, 이 셀렉터(58)에는, 고정 메모리(60)가 접속되어 있다. 따라서, 셀렉터(58)에 의해, 레지스터(56)에 기억하는 데이터를 시리얼I/F(50)로부터의 데이터로 하거나，고정 메모리(60)로부터의 데이터로 절환할 수 있다.

도 6에는, 구체적인 구성을 도시하고 있다. 고정 메모리(60)로부터의 각 비트의 고정값 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 것을 선택할지가 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 리세트 신호가 OR 게이트(64)에 입력되고, 이 OR 게이트(64)의 출력은, 각 비트마다의 레지스터(56)의 제어 단자에 공급되어 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, 리세트 신호가 일시적으로 H 레벨로 되고, 그 때에 셀렉터(58)는 고정 메모리(60)를 선택하고 있다. 따라서，리세트 신호가 L 레벨로 되돌아갔을 때에 레지스터(56)에는, 고정 메모리(60) 내의 데이터가 유지되게 된다. 한편，시리얼 전송에 의해 데이터를 설정하는 경우에는, 선택 신호 SELECT를 H 레벨로 하여, 시리얼I/F(50)를 선택한 상태에서, 래치 신호가 H 레벨로 된다. 이것에 의해 외부로부터 보내져 오는 시리얼 데이터가 병렬 데이터로서 레지스터(56)에 공급되고, 래치 신호가 L 레벨로 되돌아간 시점에서, 레지스터(56)에 세트된다.

다음으로，이와 같은 구동파 발생 회로의 동작에 대하여 설명한다.

「초기 설정 동작」

우선，카메라를 사용하기 위해서, 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), 200주기 카운터(12), 드라이브 카운터(14), 초기 카운터(18)에 리세트 신호가 공급되고, 내부의 카운터가 리세트되어, 이 구동파 발생 회로는 휴지 상태로 된다. 또한，외부(마이크로컴퓨터)로부터, 기본 클럭 CLK가 공급되어 온다. 또한，방향 제어 신호 M/I는, 이 단계에서는, 불필요하지만, 출력 인에이블 회로(14) 내의 드라이브 카운터(74), 래치 회로(72)는 리세트해 두는 것이 바람직하다. 또한，리세트 신호는, 인에이블 신호 ENB의 반전 신호로 하여도 된다.

다음으로，마이크로컴퓨터는 인에이블 신호 ENB를 L 레벨로부터 H 레벨로 변경한다. 이 상승에 의해, 기본 파형 발생 회로(10), 200주기 카운터(12), 드라이 브 카운터(14), 초기 카운터(18)가 동작을 개시한다. 여기에서, 초기 카운터(18)로부터의, 동작중 신호가 H 레벨로 변경되기 때문에, BUSY 신호가 H 레벨로 되고, 출력 게이트(20)에 출력 허가의 제어 신호가 공급된다.

또한，AND 게이트(24)에는, 초기 카운터(18)의 동작중 신호가 반전하여 공급되기 때문에, AND 게이트(24)의 출력은 L 레벨로 되고, 이것이 OR 게이트(32)를 통하여, 방향 셀렉터(22)에 공급되기 때문에, 방향 셀렉터(22)는 무한대 ∞ 방향으로의 이동용의 한쌍의 기본 파형 1, 2의 조를 출력한다.

그리고, 200주기 카운터(12)로부터의 200주기 펄스를 초기 카운터(18)가 카운트업해 간다. 초기 카운터(18)의 카운트 값이 171로 되면, 출력 게이트(20)에 대기 신호가 공급되어, 이곳으로부터의 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 방향에 이동시키는 기본 파형 1, 2의 교체가 행해져서, 이것이 출력 게이트(20)로부터 출력된다.

177개째의 카운트에 의해 오버플로우 신호가 출력되고, 초기 카운터(18)는 그 동작을 정지하고, 동작중 신호는 L 레벨로 된다. 이것에 의해, 초기 설정 동작이 종료한다.

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 리세트함으로써 초기 카운터(18)를 리세트 상태로 할 수 있다.

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

또한，전술한 바와 같이, 리세트 신호가 일시적으로 H 레벨로 됨으로써, 레지스터(56) 내에, 고정 메모리(60)의 데이터가 세트되기 때문에, 고정 메모리(60)에 설정된 데이터에 기초하는 기본 파형 1, 2가 기본 파형 발생 회로(10)로부터 출력된다. 이와 같이, 고정 메모리(60)를 이용하고 있기 때문에，레지스터(56)의 내용을 재기입 가능하게 하여도 조기에 그 내용을 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.

여기에서, 본 실시 형태에서, ∞ 방향으로 200주기 펄스 170 개수분의 이동은, 렌즈가 어디에 있어도, ∞ 방향의 한계점으로까지 이동되어 기계적으로 이동이 정지되는 이동량이다. 따라서, 이 이동에 의해 렌즈는, ∞ 위치를 초과한 위치에 유지된다. 그리고，약간 대기한 후, 200주기 펄스 2 개수분 매크로 방향으로 이동함으로써, 렌즈는 확실히 ∞ 위치에 유지된다. 또한，렌즈의 초기 위치는 반대 방향의 매크로 위치로 하여도 되고, 또한 대기 후의 이동량을 변경함으로써, 임의의 위치에 렌즈를 초기 설정할 수 있다. 따라서, 렌즈의 위치를 검출하는 센서 등을 이용하지 않고, 렌즈의 초기 위치를 결정할 수 있다.

<초기 위치의 변경>

또한，전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, EX OR 게이트(62)를 설치하고, 초기 카운터(18)의 출력이 반전 가능하다. 레지스터(52)에는, 시리얼 전송되어 오는 데이터에 의해 이동 방향을 결정하는 데이터가 기입된다.

레지스터(52)의 출력이 H 레벨이면, 방향 셀렉터(22)에서, 기본 파형 1, 2의 출력 포트가 반전되고, 따라서 초기 동작으로서 매크로 측으로 이동하는 구동파가 출력된다. 즉, 마이크로컴퓨터로부터, 방향 제어 신호 M/I를 H 레벨로 하는 신호를 출력함으로써, 초기 카운터(18)의 출력에 따른 방향 셀렉터(22)의 동작이 반전되어, 초기 동작으로서 렌즈를 매크로 측으로 이동할 수 있다.

「통상 동작」

통상 동작 시에는, 기본 클럭 CLK는 통상대로 공급되며, 또한 인에이블 신호 ENB는 H 레벨이다. 이 상태에서, 마이크로컴퓨터는, 핀트 맞춤 정보에 기초하여, 렌즈의 이동 방향 및 이동량을 결정하고, 거기에 따른 방향 제어 신호 M/I 및 드라이브 데이터를 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，레지스터(54)에 기억된 드라이브 데이터를 래치 회로(72)에 공급한다. 본 실시 형태의 경우, 피에조 소자를 이용한 이동이며, 기본 파형 1, 2를 200회에서 렌즈가 5㎛ 정도 이동한다. 따라서，50㎛의 이동이 필요하다고 판단되면, 드라이브 데이터로서, 「10」이라고 하는 수치를 송신해 놓고，이것이 래치 회로(72)에 세트된다. 그리고，200주기 카운터(12)의 출력에 의해, 드라이브 카운터(74)의 값이 10으로 되면, 비교 회로(76)로부터의 출력이, 출력 게이트(20)의 제 어단에 공급되고, 출력 게이트(20)로부터의 구동파의 출력이 금지된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 드라이브 데이터의 「1」을, 기본 파형 1, 2의 200주기분에 대응시켰다. 이것에 의해, 마이크로컴퓨터가 발생하는 드라이브 펄스는, 기본 파형에 비하여 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 맞아 있는 상태에서, 얻어지는 화상 휘도의 총합이 크게 된다. 따라서，한 방향의 렌즈를 이동시킨 상태에서, 휘도의 변화를 검출하고, 그 변화 상태로부터 핀트 맞춤 정보를 얻을 수 있다. 이 경우, 렌즈를 일단 지나치게 이동시키고 나서, 반대 방향으로 되돌아가서 최적 위치로 하는 것이 바람직하다고 하는 경우도 많다.

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

이와 같이 방향 제어 신호 M/I의 상태 변화에 의해 드라이브 카운터(74) 및 래치 회로(72)를 리세트함으로써, 핀트 맞춤 동작에서의 마이크로컴퓨터의 처리 시퀀스의 자유도가 상승하여, 바람직한 핀트 맞춤 동작을 달성할 수 있다.

또한，200주기 카운터(12)는 리세트하지 않고, 드라이브 카운터(74) 및 래치 회로(72)에만 리세트하여도 된다.

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

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

전원에는, 2개의 p채널 트랜지스터(42a, 42b)의 소스가 접속되고, 이들 트랜지스터(42a, 42b)의 드레인에는, n채널 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 있으며, 피에조 소자(40)의 일단에는, GATE_A가 반전하여 공급되고, 트랜지스터(42b, 44B)는, 인버터를 형성하고 있으며, 피에조 소자(40)의 타단에는, GATE_B가 반전하여 공급된다.

따라서, 도 2에서의 기본 파형 1, 2가 각각 GATE_A, GATE_B로서 구동 회로에 공급된 경우, 피에조 소자(40)의 일단(40A)의 전압 OUT_A와, 타단(40B)의 전압 OUT_B는, 도 5에 도시한 바와 같이 변화하고자 한다. 여기에서, 트랜지스터(42a, 42B)가 온 하였을 때에 피에조 소자(40)에는 전원 전압이 곧 인가되지만, 트랜지스터(44a, 44b)가 온 하였을 때에는 저항(46)이 있기 때문에, 피에조 소자(40)의 일단(40A)의 전압은, 타단(40B)의 전압을 기준으로 하여, 도 5에 도시한 바와 같이 변화한다. 이것에 의해, 도면에서 파선으로 나타낸 바와 같이, 피에조 소자(40)에 대하여, 한 방향으로 급격히 전압을 인가하고, 반대 방향으로 서서히 전압을 변화시키는 톱날 형상의 전압 인가를 행할 수 있다. 따라서, 피에조 소자(40)는 천천히 늘어나고, 급격히 줄어든다(또는 이 반대)고 하는 동작을 행하여, 이 신축의 스피드를 차에 의해, 렌즈를 이동할 수 있다.

<시리얼 데이터에 의한 동작>

또한，통상 동작시에서, 시리얼 데이터로서, 레지스터(54)에 드라이브 데이터를 기입함과 함께, 레지스터(52)에 방향 제어 신호 M/I를 기입하면, 방향 제어 신호 M/I에서 결정된 방향으로 구동파의 출력이 개시된다. 그리고，이 구동파의 출력은, 레지스터(54)에 드라이브 데이터가 기입되고, 이것이 래치 회로(72)에 기입된다. 따라서，시리얼 버스를 이용하여, 레지스터(52, 54)에 데이터를 기입함으로써, 원하는 기간, 원하는 방향의 구동파를 출력할 수 있다.

도 1은 구동파 발생 회로의 전체 구성을 나타내는 도면.

도 2는 기본파의 파형을 나타내는 도면.

도 3은 구동파의 파형을 나타내는 도면.

도 4는 피에조 소자의 구동 회로를 나타내는 도면.

도 5는 피에조 소자의 구동 파형을 나타내는 도면.

도 6은 셀렉터 및 레지스터의 구성을 나타내는 도면.

도 7은 출력 인에이블 회로의 구성을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기본 파형 발생 회로

12: 200 주기 카운터

14: 출력 인에이블 회로

24: AND 게이트

18: 초기 카운터

20: 출력 게이트

22: 방향 셀렉터

26: 변화 검출 회로

28, 30, 32, 64: OR 게이트

40: 피에조 소자

52, 54, 56: 레지스터

58: 셀렉터

60: 고정 메모리

62: EX OR 게이트

70: 가산기

72: 래치 회로

74: 드라이브 카운터

76: 비교 회로

Claims

삭제
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피에조 액튜에이터를 구동하기 위한 구동파를 발생하는 구동파 발생 회로로서,

시리얼 버스에 의해 공급되는 발생 구동파수에 관한 드라이브 데이터를 기억하는 드라이브 데이터 기억 수단과,

상기 드라이브 데이터 기억 수단에 기억된 드라이브 데이터의 수에 대응하는 수의 구동파를 발생시키는 구동파 발생 수단

을 갖고,

상기 구동파 발생 수단은,

기본 클럭에 따라서, 일정한 기본 주기를 갖는 기본 파형을 발생하는 기본 파형 발생 회로와,

기본 파형의 1주기를 카운트하여, 카운트 값이 소정의 유닛수에 이르렀을 때에 유닛 검출 펄스를 출력하는 유닛 카운터와,

상기 유닛 카운터로부터의 유닛 검출 펄스에 의해 카운트하여, 상기 드라이브 데이터에 의해 특정되는 카운트 값만큼 카운트될 때까지 출력 인에이블 신호를 출력하는 출력 인에이블 회로와,

상기 출력 인에이블 회로로부터 출력 인에이블 신호가 출력되어 있을 때에, 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하는 출력 게이트

를 포함하며，

입력하는 드라이브 데이터의 수에 상기 소정의 유닛수를 승산한 수의 기본 파형으로 이루어지는 구동파를 출력하고,

상기 출력 인에이블 회로로부터 출력 인에이블 신호가 출력되고 있을 때에, 드라이브 데이터 기억 수단의 드라이브 데이터가 재기입되었을 때에는, 전의 드라이브 데이터의 수에 새로운 드라이브 데이터의 수를 가산하고, 가산된 수에 대응하는 수의 구동파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 구동파 발생 회로.