200820578 ^ 九、發明說明，· “【發明所屬之技術領域】 " 本毛月疋關於種產生用以驅動壓電致動器之驅動波 •的驅動波產生電路。 【先前技術】 以往，有-種利用壓電元件之伸縮的壓電致動器，就 超小型的致動器而言相當受到期待（k〇nica min〇lta 癱 TECHNOLOGY REP0RT v〇L 1(2〇〇4)，p 23_26)。此屋電致 動器是例如被採用在行動電話等小型相機中用以驅動攝像 元件並進行手震修正的機構或是移動透鏡的對焦等。 此壓電致動器是對壓電（piez〇)元件施加電壓，藉此使 其伸縮，並使驅動軸往復移動。接下來，藉由使驅動軸之 方向的私動速度與反方向的移動速度不同（馒慢伸展快 速拉回，或是快速伸展慢慢拉回），使與驅動轴摩擦接觸的 私動體移動。如此’利用壓電元件的伸縮作為驅動力，得 鲁以直線移動，而且不需要線圈等，因而可使致動器小型化。 在此，為了變更驅動軸之往復移動的速度，必須纖更 施加於塵電元件的電壓波形。例如，為了慢慢伸展並快速 ^回時’必須進行對壓電元件慢慢施加第i方向的電壓且 急速施加反方向之電壓的形式之電壓施加。 士關於這種電㈣加形式，為了將負載比（dmy mi〇)及 時序設為可變，可考慮在暫存器寫入設定資料。此時，利 =例如I2C匯流排等之串列匯流排傳輸而來的資料會被設 定在暫存器。在此，此暫存器於電源開啟_)等的：期 319385 5 200820578 /時係被設定為「〇」。此資料Λ「 ^ ^ 貝卄為0」時並不會產生驅動波， 、、士 π 7貝科之刖，並不會輸出驅動 •波，因而初期設定的動作耗費時間。 ^又’在相機之對焦的情況下，通t是將無限大方向設 ^赠位置。因此’只要構成為初期化時輸出達預定數 里之^朝-定方向驅動的驅動波即可。然而，在使用時 的狀L下’也會發生初期設定是想要朝微距（咖⑽）方向移 動透鏡的情形。 【發明内容】 本發明係可切換要將從串列匯流排傳輸而來的基本波 形貧料、及來自記憶體手段的基本波形資料的哪一資料供 應至暫存益而利用者。藉由在初期化時等使用來 手段的基本波資料，即可提早輸出驅動波。 L體 而且，可依外部方向控制信號，使依初期計數器所產 生的驅動波的方向反轉。因此，亦可將初期位置設定在無 •限大方向或微距方向之任一方向。 …、 【實施方式】 以下，針對本發明之實施形態，根據圖式加以說明。 第1圖是實施形態之驅動波產生電路的整體構成圖， 此驅動波產生電路是構成為一個半導體積體電路（1C)。做 為輸入端子係準備基本時脈CLK、方向控制信號M/I、驅 動脈衝DRIVE、致能信號ENB之四個、以及串列傳輪用 的I2C匯流排SDA、SCL用的2個端子。又，做為輸出端 子係準備GATE〜A、GATE—B、BUSY這三個端子。 319385 6 200820578 基本波形產生電路1〇是根據從外部入來本 _ 兩種基本波形(基本波们、基 詩/形產生電路1G最好具有例如對基本時脈計數其本 •波形之一個週期份的計數 土本 正反器之輸出的邏輯運 構成计數器的複數個 兩種基本波形i、2。亦 生 舾, 力J具有兩種基本波形1、2的記愔
體，並由此讀取基本波形卜2並加以輸出。 W 其=圖是基本波形丨、基本波形2的例 基^脈CLK為9.75MHz0f，將基本波形〗、2的一 期投為134個時脈3 74 / 、甘 。 ,,τ 、、 · 4//Sec)，基本波形1在22個時脈 勺位準期間之後會變成Ή位準。 Λ ^ +乃方面，基本波形2 :個刺11位準期間、46個時脈“位準期 =Η位準。因此，當基本波形位準=後 到基本波形2變成^準為止，有4個時脈的„。 攸基本波形產生電路1〇會在基本波 _ 1出一週期脈衝。例如，口 ^ 哭來計數基本時脈的計數 出設為一週期脈衝即可。此-週期脈 衡係被供應至2 00週期钟齋哭7 ο 〇 λ λ 趑、㈠ 也月冲數& 12,200週期計數器12係在 =:r㈣數至叫輪一期脈衝(單 端此__脈㈣㈣人至㈣計數器14賴法輸入 料數器14於加㈣人端子有，㈣信號服ve 仗外部（外部的微電腦）輸入。 驅動計數器Η係在初期值「〇」以外時輪岀Η位準。 319385 7 1 > 200820578 、=、’，只要對構成計數器的正反器的所有輸出進行「或」 .脈= ::::輸出即可。驅動脈衝咖能以遠比200週期 在期輸入。因此’藉由輸入驅動脈衝DRIVE， 輸入-為蝴間，驅動計數器14 出會成為H位準。 十數器14的輪出是經由「心^^^ 係祐徂座卫且輪入至輸出閘2〇的控制端。信號BUSY 係破供應至例如外邮沾％ + 人至形Ϊ生電路1〇所產生的基本波形1、2係被輸 由「々"、擇°° 22。攸外部輸入的方向控制信號M/Ι係經 撰摟〇 、或」閘32而供應至此方向 作時的τ控制端。蝴計數器18的動作中信號係以動 如要θ又成料的方式反轉並供應至「及」閘24。因此， 如果初期計數器18並非叙於士 士丄 接被供庫曼方^探作中，方向控制信號Μ/Ι就會直 被供應至方向選擇器22的控制端。… (初期移動） 梦-方面’將其為初期計數器18之輸出的方向控制信 ^ [由「EX或」（排他邏輯和）閘62而供應至「或」 :1二二「EX或」間62也供應有來自「或」閘卿 將唬顧。因此’如果初期計數器18為動作中，則 =從「或」閘34輸出之方向控制信號則以及來自初期 二f器18之方向控制信號則的排他性邏輯和所決定的方 向匕制信號供應至方向選擇器22。 319385 8 200820578 準，：二干：:f部輪入的方向控制信號M/Ι設為L位 時成為fi位準的传铲 °°之计數值為175、176 到達174之前成為° :位二或』62的輸出係在計數值 成為Η位準。 # ’只有在計數值為175、m時 位準 _將攸外部輪入的方向控制信號M/Ι設為Η 微距方向移動。在初期計數器，的計 L位準，园Γ Γ ’來自初期計數器的方向控制信號Μ/Ι為 / ， ^ EX或」閑62的輸出係成為H位準，口 在計數值為175、176時係成為l位準。 ’、 如此，在本實施形態中’藉由設定成使來自「 4的'輸出成為L位準’而使透鏡在初期動作時朝①方向移 動，亚藉由設定成使來自「或」閘34的輸出成為Η位準， 而使透鏡在初期動作時朝微距方向移動。 方向選擇器22是依被供應至控制端的方向控制俨號 顧，將基本波形！及基本波形2替換而予以輪出至兩個ς 出端。此例中的方向控制信號顧是表示從外部的微電腦 所供應之透鏡朝微距（Μ)方向的移動或是透鏡朝①⑴方向 之移動的信號，方向選擇器22係在方向控制信號乂^為^ 位準時，將基本波1、2直接輸出至兩個輸出端。這是使透 鏡朝①⑴方向移動的信號。另一方面，在方向控制信^ 為Η位準時，方向選擇器22係將基本波i、2铁她& 曰換而予以 輸出至兩個輸出端。這是使透鏡朝微距（M)方向移動的信 319385 9 200820578 —號。而且，此方向選擇器22的兩個輪 仏 -以信號eATE A、_⑽二^出冒經由輸出閑20， -的伸縮，使透㈣οοΛ 藉此控制壓電元件 使遗鏡朝〇〇方向或微距方向移動。 ’:即’如第3圖所示，在方向控制信號為乙位 =方=動）時，基本波形卜2會直接以G細Α、 ―士 在方向控制信號則為Η位準（朝微距方向 cLj Α，ί本波形1會以GATE—Β輸出，基本波形2會以 GATE—Α 輪出。 再者，方向控制信號M/I也會被供應至變化檢測電路 。此g檢測電路26會檢測出方向控制信號的上升 並輸出變化檢測脈衝。接著’此變化檢測脈衝會 '「或」閘28被供應至2〇〇週期計數器丨2的重設端。 ’」閘28亦供應有致能信號ENB，在致能信號ENB 為L·,準時，亦從「或」閘28輸出h位準。 或」閘28的輸出係被供應至2〇〇週期計數器12及 ⑩驅=計數器U的重設端。因此，當致能信號麵^ [位 準時;以及方向控制信號M/Ι的狀態經過變換時（變化檢測 ”衝為Η位準的期間），2〇〇週期計數器、及驅動計數 器14係成為重設狀態。 此外，致能信號ΕΝΒ會反轉並輸入至基本波形產生電 路1〇的重設端子，當致能信號ΕΝΒ為L·位準時，基本波 形產生電路10的輪出也會被禁止。 又在初期计數器18也會輸入致能信號ΕΝΒ，此初 期计數器18係從致能信號ΕΝΒ的上升開始，僅將2⑻週 319385 10 200820578 ^期脈衝計數至176 女。仓丨1 -脈衝，藉由此完了脈衝^ ΰ’計數至17 6時便產生完了 -致能信號麵的= 18 ’並且暫停直到 .麵上升時就僅計數藉此，每次致能信號 接著，此初期計數器1δ係在計數值為” 從π!至174端子輪出H m枯， 禁止）信號被供應至輸 此輪出疋做為待機（輸出 請至176端子:=’在計數值為175至⑺時’ 位準’以此方式做為方向控制信號糖被輸出。亦=為上 初期計數器〗8輸出:在計數值為。至174: ^ ^十數值為Π5 1 176時選擇微距方向方:卢 此方向控制信號M/I會經由「或」_被== 向選擇器22。 應至方 祐又，初期計數器18之動作中，會根據「及」閘24來 示止驅動計數器14的輪出及方向控制信號則白 ^初期計數器18的輪出，使方向選擇器22_ 因此，在致能信㈣脈上升的初期設定時，初期古十數 器18會動作，然後控制方向選擇器22及輸出閑20 = 數值至m為止是使其朝①側、計數值為175至π的: 間是使其朝例如微距側移動的方向控制信號則會被供廡 至方向選擇器、22,之後從外部供應的方向控制信號 直接被供應至方向選擇器22。 曰 再者，初期計數器18之動作中信號的反轉信號、及驅 319385 11 200820578 ‘數3 14的輪出、以及初期計數器18的動 ~會被供應至「或」閑，此「或」閘3()的輸 1被::至：出閑2〇’並且做為忙綠信號BUSY輪出至: •數值不曰「f初期計數器18動作時及驅動計數器14的計 疋〇」時，忙碌信號BUSY會成為H位準。 (串列匯流排) ，者，本實施形態具有根據I2C的串列介面（卿0， > SCL s - Μ 50 ^ 1 ^ ^ SDA s ,4 # ^ 有斬^1/而且，在此串列I/F50、經由資料匯流排連接 曰子态、54、56。因此，串列1/1?5〇係 Γ排的傳輸時脈，依序取入綱 亚且將由資料所指定之位址的暫存器52 二 個送來的資料予以寫入。 56任 在連接於串列I/F50的暫存哭宜 士 DIR的次杜如私如3臀存為52舄入有方向控制信號 :貝枓’在暫存器54寫入有輸出狀態信號 貝枓，在暫存器56寫人有基本波形的資料。 閘年自暫存器52的方向控制信號mR係被輸入至「或」 因此’只，使從微電腦供應的方向控制信號題成 切換：準’即可猎由寫入暫存器52的方向控制信號腿’ 移動^鏡朝無限大①側移動所需的驅動波輸出或朝微距側 動所需的驅動波輸出。 應$ Γ、來自暫存為54的輪出狀態信號ACTIVE係被供 :藥或」閘34。因此，若此輸出狀態信號ACTIVE為Η ,輪出閘20就會成為許可狀態，從方向選擇器^供 319385 12 200820578 應的基本波1、2會分別被輪出至gate—A或〇細—B。 太暫存^ 54係連接於基本波形產生電路Μ，基 -本波开> 產生電路1 Q孫辦# 的…杈據舄在暫存器54的資料來控制所 •在暫上1、基本波形2的波形。例如，藉由寫 3m 資料來決定負載比、時序、頻率等。例如， 1事先在暫存器54寫入基本波形1、2相關的資料，並 戸基本波形產生電路】。讀出此資料而產生基本波形1、 2即可。 仏又’亦可非使用串列匯流排，而從微電腦供應方向〆 號M/I、驅動脈衝DRIVE而產生驅減，只要使用串 輪要使用之任-者所相關的資料，並將此資料 纪铖在暫存器，然後切換模式即可。 又，就從串列匯流排傳輸的資料而言，也 ，計數器12的計數值、初期計數值18的設定值。 =由將200週期§十數器12往上數的設定值設為⑼或細 ^ 他的值而非200，即可將由一個驅動脈衝所產生的基 波形的數量設定在以外。又，只要變更初期計數= ^定值，則可任意設定初期之朝—方向（無限大方向） ，私動所需的驅動波數、以及返回用的驅動波數。例如， I，、1至I49設定為朝無限大方向的移動，將15〇至154 立定為待機，將155至156設定為朝微距方向的移動等任 思的設定。 (固定記憶體的利用） 令貫施形態中，在串列I/F50與暫存器56之間配置有 319385 13 200820578 58 ’在此選擇器S8連接有固定記憶體的。因此， :可猎由廷擇益58’將記憶在暫存器％的資料切換成來自 -串列肥0的資料，或是來自固定記憶體6〇的資料。 '第6圖係顯示具體的構成。來自固定記憶體的之各位 疋的固定值貧料、以及來自串列i/f5〇之各位元的設定資 ^係分別被輸人至各位元的選擇器58。而且，此各位元之 選擇器58的輸出係連接於暫存器56的各位元。選擇哭58 係根據選擇信號SELECT來決定要選擇哪一個。此選擇信 旒SELECT最好是從微電腦串列傳輸，並且設定在另外設 ^暫衫。料，4好料擇信號SELECT事先設定成 雷以預設方式選擇固定記憶體60側。 「又，鎖存信號（latch心㈣）及重設信號係被輸入至 暫m λ '至各位元之 為：Lb:iJ端子。暫存器56係在對控制端子的輸入 ί成:L 1輸出該輸入信號，並在對控制端子的輸 入成為L位準時，保持此時的值。 選擇=統乂上升時’重設信號會暫時成為Η位準，此時， =I疋％擇固定記憶體60 °因此，當重設信號回到L 另在暫存器56將會保持固定記憶體6〇内的 傳輸而設定諸時，將選擇信號 LECT^H位準，而選擇串列砂 信號係成為Η位準。因此，從外部傳送而來的串：資::子 =:灯貧料供應至暫存器56，在鎖存信號回到二 會被放置在暫存器。 早化 319385 14 200820578 接者，針對這種驅動波產生電路的動作加以說明。 - 「初期設定動作」 f先’為了使用相機而將相機電源開啟（㈣時，相機 •=動作控制用的微電腦會開始動作，並將致能信號腦設 疋在原本的L位準。致能信號ENB $ L位準時，在基本 ΐ電路1〇、2〇0週期計數器、12、驅動計數器14、初 。18供應有重設信號’内部的計數器會被重設，此 ::波產生電路會形成休止狀態。又，從外部 •應有基本時脈CLK。此外 man、 贿e在此階段並不制信號M/I、驅動脈衝 重設。此外，”；⑽料數器14最好預先 Μ _ 為致能錢的反轉信號。 接者’微電腦係將致能信號刪 準。藉由此上升，基本波形產 i立旱雙成Η位 來自初:言=:1 數器… I則γ信號合成為會變成Η位準，因此 的控制信號曰。…#，並且供應允許輪出至輪出閑20 在及」閘24係供應有將初 ^ 中信號予以反轉而供應者，因此 ; 18的動作 “立準，此輸出係經由「或」㈣被 方向選擇器22會輸出朝無限大。0方向r 2廷擇器 對基本波形1、2之組。 矛夕動用的一 接著，初期計數器18會對來 2〇〇週期脈衝往上逐次 义功叶數器12的 人十數、初期計數器18的計數值成 319385 15 200820578 為171 β夺，在輸出閘2妓雇 丫期計數器㈣出Η位;二^；= 形1、？沾祛说 使/、朝φιί距方向移動之基本波 、的替換，此會從輸出閘20輸出。 哭18猎個計數輪出溢位（GVerflGW)信號，_計數 18就會停止其動作， 默 結束初期設定動作。就會成為£位準。藉此， 哭，^如^置藉由致能信號獅之上升而被設定的正反 ;，由此正反器的輸出使初期計數器18得以動作，且 妒猎由溢位信號重設正反器，使初期計數器18形成重設狀 开^:此’本實施形態是使用表示是否使驅動波產生電路 /成動作狀態的致能信m刪來進行初期設定動作。因 二匕:不需要輸入用以使其進行初期設定動作之特別的控制 5唬，即可減少驅動波產生電路中端子的數目。 又，如上所述，藉由令重設信號暫時變成Ή位準，此 而在暫存器56内設定固定記憶體60的資料，因此根據設 在固定記憶體60的資料的基本波形丨、2會從基本波形產 生電路10輪出。如上所述由於是使用固定記憶體6〇，因 =即使設成可改寫暫存器56的内容，也可提早確定其内 各並且可提早產生驅動波。此外，固定記憶體可以是 金屬連接或是遮罩R Ο Μ、快閃記憶體等可改寫的非揮發性 記憶體。 Χ 319385 16 200820578 ^ 在此，本實施形態中，200週期脈衝朝〇〇方向移動17〇 -個的里，係無論透鏡位於何處都會移動至① a & 乃间的極限 •點，並且機械性使移動停止的移動量。因此，藉由此浐動， -透鏡會保持在超過00位置的位置。接著，待機些許^間之 後，藉由朝微距方向移動兩個200週期脈衝的量，將透鏡 確貫保持在〇〇位置。此外，透鏡的初期位置亦可設為反方 向的微距位置，而且可藉由變更待機後的移動量^品將透 •鏡初期設定於任意位置。因此，不使用 ： ^ Μ文用用以檢測透鏡 的感測裔等，即可決定透鏡的初期位置。 (初期位置的變更） - 又，如上所述，本實施形 串列傳輸而來的貧料而決定移動方向 列傳輸來衫初期動作的方向並不是很理想 _來決定。疋亚不-定要由方向控制信丨 t ^ 2 二準的方向控制信號Μ/ί或使方、:控] 「通常動作」 、鏡朝极距側移.動做為初期動作。 319385 17 200820578
/通常動作時，基本時脈CLK會照常供應，而且致能信 -麵為Η位準。在此狀態下，微電腦係根據對焦資; ^透鏡的移動方向及移動量，並絲因應於此的方向 -控制錢M/Ι及驅動脈衝 VE供應至驅動波產生電路。 右是朝微f方向的移動，則將方向控制信f虎應設定為H ft ’若是朝①方向的移動，則方向控制信號M/Ι設定為L j準。接著，將因應透鏡移動量之數量的驅動脈衝DRIVE 驅動計數器14。本實施形態的情況是湘壓電元件 ^動’透鏡會以細次基本波形卜2移動_左右。 如果判斷必須移動5一’則送出⑺個驅動脈衝，' 亚且在驅動計數哭]4却*中Ί η丨、，/A 4 1丄 作為計數值。接著，藉由 士匕’ ' 文态12的輸出’使此驅動計數器14的值變成〇 =來自驅動計數器14的輸出會被供應至輸出閘2〇的控 並且禁止驅動波從輸出閘2〇的輸出。 ^上所述，本實施形態係使—個驅動脈衝對應於基本 少运比基本波形小的頻率，使微電腦的處理負擔減 輕汽電本波形本身不需要在微電腦產生，因此可減 早儆電月自的處理負擔。 而：’對焦的資訊是例如從所受光的晝像的亮度資訊等 合^大=此在=的狀態下’所獲得的晝像亮度的總 也二売度的變化’並且從該變化狀態獲得對焦資訊。此時， 很多情況是適合使透鏡暫時移動過頭，然後再返回反 319385 18 200820578 方向而形成最佳位置。 在本實施形態中，在變化檢測電路26中出 ，為14會被重設為〇。目此，微電腦係輸出例如1區動 脈衝，使透鏡朝一方向移動，在兮 们驅動 ^置’仏鏡移動超過對焦位置時，計算回到對置 為止的返回移動量，並輪出哕t '、、、置 铷出。亥數里的驅動脈衝，即可進行 =焦。又，較透鏡之原本移動方向為反方向時 由切換方=控制信號M/I，立刻使移動方向反轉。猎 士此藉由方向控制信號M/I的狀態變化而重設驅動古十 ^器H，可使對焦動作中的微電腦之處理順序的自由度提 升，並且達成適當的對焦動作。 “此外，200週期計數器]2亦可不重言史，而僅重設驅 計數器14 〇 ▲如此，_本實施形態，藉由方向控制信號應、驅 動脈衝DRIVE這兩個信號的組合，可有效地進行驅動 產生。 第4圖係顯示壓電元件之驅動電路之一例。壓電元件 在電氣上可視為電容，因此在圖中是以電容來記載。 _在電源連接有兩個P通道電晶體42a、42b的源極，在 沒些電晶體42a、42b的汲極分別連接有n通道電晶體 44a、44b的沒極。而且，電晶體4如、4仆的源極是經由 电阻46連接於接地電極。又，在電晶體42a、44a的閘極 冒有仏唬GATE-A輪入，在電晶體42b、44b的閘極會有 19 319385 200820578 #唬GATE—B輸入。再者，在電晶體42a、44a的連接點 -與電晶體42b、44b的連接點之間連接有壓電元件4〇。 電晶體42a、44a是形成反相器，並將GATE—A反轉 ，而供應至壓電元件40的一端，電晶體42b、4仆是形成反 相器，並將GATE一B反轉而供應至壓電元件4〇的另一端。 因此，在第2圖之基本波形丨、2分別以gate_a、 GATEJB供應至驅動電路的情況下，壓電元件之一端仙a •的電壓OUT—A以及另一端4〇B的電壓〇UT—B係如第5 圖所示產生變化。在此，當電晶體42a、42b導通(〇川時， 在壓電元件40立即施加有電源電壓，但由於在電晶體 44&、441>導通（0”時會有電阻46，因此壓電元件4〇之一 端4ΌΑ的電墨係以另一端備的電壓為基準，如第$圖所 示產生變化。藉此，如圖中以虛線所示，可對於壓電元件 40進行朝一方向急遽施加電壓、並且朝反方向使電壓慢慢 變化之鋸齒刃狀的電壓施加。因此，壓電元件4〇會進行慢 _ 伸展、快it縮回（或是與此相反)的動#，且可藉由此 縮的速度差移動透鏡。. 曰 (利用串列資料的動作） 又，通常動作時’將H位準寫入暫存器54做為串列 、=，亚且將方向控制信號腿寫人暫存器％時，驅動 開始朝向由方向控制信號DIR所決定的方向輪出驅動 渡。而且，此驅動波的輸出是將Η位準寫入暫存器M， 輪出狀態信號ACTIVE在Η位準的期間連娣二山 ih益山土丨扣士 力U遇續地輪出。因 匕糟由利用串列匯流排，將資料寫入暫 曰廿态52、54，即 319385 20 Z 哪20578 v:輪出所希望之期間、所希望之方向的驅 ^【圖式簡單說明】 動波 • ^1«是_波產生電路的整體構成圖。 ’ 弟2圖是基本波的波形圖。 第3圖是驅動波的波形圖。 第4圖疋壓電元件的驅動電路圖。 第5圖疋壓電元件的驅動波形圖。 【主 要元件符號說明】 1、2 基本波形 10 基本波形產生電路 12 200週期計數器 14 驅動計數器 18 初期計數器 20 輸出閘 22 方向選擇器 24 「及」閘 26 變化檢測電路 28、30、 32、34、70 「或 40 壓電元件 42a、42t > p通道電晶體 44a、 44b n通道電晶體 46 電阻 50 串列介面（I/F) 52、: 54、56暫存器 58 選擇器 60 固定記憶體 62 EX或閘 ACTIVE輸出狀態信號 CLK 基本時脈 DIR 方向控制信號 ENB 致能信號 GATE-A、 ‘gate-b、busy M/I 方向控制信號 DRIVE 驅動脈衝 SDA 、SCL 匯流排 SELECT 選擇信號 319385 21