TWI305700B - Driving wave generating circuit - Google Patents

Description

1305700 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種產生用以驅 …—2種的驅動波之驅動波產生電路電致動一 【先前技術】 哭ΐΓ二案有一種利用壓電元件的伸縮之壓電致動 J並且作為超小型的致動器亦令人期肖（參照非專利文獻 籲1W匕壓電致動器例如採用於’將照相機的攝像元件予以 驅動而進行防手振之機構，以及用以移動透鏡之對焦等。 β &壓電致動器係對壓電元件（Piez。Deviee)施加電 壓’藉此進行伸縮而使驅動轴來回移動。此外，並藉由使 驅動軸之某一方向的移動速度與反方向的移動速^不同 (緩慢延伸並急速拉回，或是相反動作），而使與驅動軸摩 擦接觸之移動體產生移動。如此，利用壓電元件的伸縮來 做為驅動力，而可進行直線移動且不需要線圈等，因而可 φ 使致動器達到小型化。 在此，為了改變驅動軸的移動速度，必須對施加於壓 電元件之電壓波形進行變更。例如，為了緩慢延伸並急速 縮回，需要有對於壓電元件緩慢地施加第丨方向的電屢， 並急遽地施加相反方向的電壓之模式的施加電壓方式。 [非專利文獻 1] KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL 1(2004)，p.23-26 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 317878 5 1305700 在此，如上所述，於藉由壓電致動器使透鏡移動等的 情況下’使驅㈣來回移動，並使透鏡等移動縣對驅動 軸產生滑動。因此，若未設置透鏡位置的檢測器，則益法 掌握透鏡的輯值。另-方面，於行動電料巾所農載之 照相機等中，係要求儘可能達到小型化，並且可抑制成本。 (解決課題之手段）

士發明為一種驅動波產生電路，係產生用以驅動璧電 致動器之2種的驅動波，其特徵為具備：初期計數器，於 所輸入的致能信號為動作狀態時產生驅動波，於非動作狀 態^止㈣波的產生’並且’於上述致能信號從非動作 狀悲變化絲作狀態時，將預定料脈加以計數，·及初期 料段’進行控制俾使於此初期計數器的計數值到達第 /it:二將第1驅動波予以輸出，之後於計數值到 達弟2預疋值為止，將第2驅動波予以輸出。 此外’本發明之驅動波產生電路較理想為具備， :形產生電路’用以產生2種的基本波形 的： =:遵循基本時脈，並具有-定的基本週期，且= 中：於特定位準的比例之工作週期比互為不同，並且 二=:力定位準之時序不同；單元計數器，將基本波形的1 檢測脈出於1T到達特定的單元數時，將單元 波形產生電路之/選擇裔’接收來自於上述基本 切換，二種基本波形，並因應方向控制信號進行 以幹屮·、 之2種基本波形從2個輸出端中的-者予 …述初期計數器係將來自於單元計數器之單元檢 317878 6 1305700 測脈衝予以計數，上述初期控制 計數值，μ 于权係因應初期計數器的 制。制信號，而對方向選擇器進行控 此外，本發明之驅動波產生電路較理相 控制手段係進行控制，俾使於初期計數_達第 及第2驅動波兩者的輪出，之後於初期 计數态到達第2預定值之前輪出第2驅動波。 發明之效果： 如此’根據本發明，可採用 將預定數目之2種的駆動波予以輪出。例:的=二而 動的情況下，可於某一方向上 、使透鏡移 鏡移動至機械性臨界點為正。之 ^的移動’而將透 之後的移動，而決定透鏡的初 亥點為基準，藉由 、疋您窥的初期位置。 用用以檢測出透鏡的位置之感測器等之情況下採 鏡的初期位置。此外，由於係 下，而決疋透 之致能信號’做為正反器信號;讀制：路的動作狀態 子。 …歲’因而可省略用於該信號之端 f實施方式】 以下係根據圖式，說明本 第1圖係顯示實施形態之驅動波產：：：。 之圖式，此驅動波產生電路 〆 電路的整體構成 構成。因此，關於輸入端子準：+導體積體電路而 糸準備有基本時脈CLK、方 317878 7 ' 1305700 向控制信號M/I、驅動脈衝DRIVE、及致能信號enb之4 個，關於輸出端子，係準備有GATE—A、GATE—B、及BUS? 之3個端子。 基本波形產生電路1 〇係根據從外部所輸 脈咖，將2個基本波形（基本波形工、基本波形 基本波形產生電路1〇係具有以基本波形之丨個週期的 置將例如基本時脈予以計數之計數器，並藉由構成計數器 鲁之稷數個正反器（flip_fl〇p)的輸出之邏輯運算，產生Η位準 =位準’並產生2種的基本波形卜2。亦可具有2種的 二絲I、2的記憶體’並從該記㈣巾將2種的基本波 形1、2加以讀出而輸出。 第2圖係顯示基本波形卜2 脈CLK為9.75ΜΗζ的如於基本時 期為m個時脈（_13 74二基本波形卜2的1個週 .T ( 4MSec) ’基本波形1係於22個時脈 的位準期間之後，成為H位準。另一太 _係於26個時脈的H位準 土 ^ 2 間之後，時脈的以立準期 之後至其=开!。因此，於基本波形^“立準結束 間。4波形2成為L位準為正，係具有4個時脈的期 期，：形產生電路1〇中’係於基本波形的每1個週 月輸出有】個週期的脈衝啦 數之計數器的134 了將基本％脈予以計 此1個週期的編t 做為1個週期的脈衝。 柯期的脈衝係被供應至200 個週期脈衝α個單位_ 2(K)時，二==，於將1 τ 2υο週期計數器12係 317878 8 1305700 」字個週期脈衝（單元檢測脈衝）予以輪出。 此200個週期脈衝係被輸入至 入端子。於此驅動計數器14中，驅動；盗14的減法輪 部被輸入至加法輸人端子。_脈衝㈣仰係從外 驅動計數器14係於初期、 例如’對構成計數器之正反器電路」=夺^出H位準。 運算即可。驅動脈衝贿以系 斤！：出進行或_ t衝大，並可藉由輸入二 =二週期脈 汁數為14的輸出，於2〇〇個週 靼動 間成為Η位準。 ㈣褕入η個為止之期 驅動計數器14的輪 ⑽聯。來自於她㈣18:二 =7(AND 人至此及閘16。因此，若初期計數器動二=輪 則及間16係直接絲料數哭 動作中， Μ輸出係輸入至輸出閉2。：端輪出予㈣^ 卜2在:給於基本波形產生電路1〇中所產生的基本波形 2 係輪入至方向選擇薄 制端中，從外青於此方向選擇器22的控 2:或閑(0R GATE)32而被供應。於及、:= 有初期計數器18的動作中信 丄係仏應 並非處於動作中，則方&知& 右仞J叶數器18 做為初期柳二Γ 數器18處於動作中，則 至方向選擇i;輪出之方向控麵 317878 9 1305700 方向選擇器22係因應供應至控制端之方向控 ⑽，將基本波形！及基本波形2加以互換，而輪出^ 個^出端。於此例中，方向控制信號顧*，從外部的微 電細所供應之表示出往微距（M)方向之透鏡的移動或是往

=方向之透鏡的移動之信號，於方向控制信號顧為L ::的情況下’方向選擇器22係直接將基本波形i、2直 2個輪出端。此係使透鏡往,方向移動之信 方\苯接方面⑨方向控制信號M/I為H位準的情況下， …係將基本波形卜2加以互換 =端。此係使透鏡往微距⑽方向移動之信號。之後， 的2個輸出，係經由輸出閘2。而做二 方向或是微距方向移動。''予以輸出，藉此，使透鏡往⑺ 亦即，如第3圖所示，於方向控制信號μ (往⑺方向之移動）時，基本波形 做^ GATE Α及GATF R品认， 你置接做為唬 娜距方向之移：出二心 基本波形2係做為GATE—/而輪^ 1係做為⑽以， 此外，方向控制信號 %此變化檢測電路26係檢測/ t應至變化檢測電路 及下降，並將變化檢測脈衝予 工制#號顧的上升 脈衝係經由或閘28，而 則出。之後，此變化檢測 信號Ε·為L位準時，亦 支月心虎麵，於致能 4閉28中輸出Η位準。 317878 10 1305700 或閘28的輸出，係被供應至200週期計數器12及驅 動計數器14的重設端。因此，於致能信號ENB為l位準 時，以及方向控制信號M/Ι的狀態切換時，2〇〇週期計數 器12及驅動計數器14係處於重設狀態。 致能信號ENB係反轉輸入至基本波形產生電路1〇的 重設端子，於致能信號ENB為L位準時，基本波形產生 電路10的輸出亦被禁止。 此外，於初期計數器财，亦輸入有致能信號ENB， 此初期計數器18係從致能㈣ENB的上升開始，僅將· 個週期脈衝計數i次，至176為止。例如，於計數 產生結束脈衝’並藉由此結束脈衝將㈣計數器 =致能信號ENB的下一次上升為止為休止。藉 m:止母一次致能信號麵的上升時，係僅計數… 之後’於計數值為71至Π4 器⑴系從171至174端子况此初期計數 王w4鈿千中將Η位準芊丨”认 係做為待機（輪出荦止H予乂輪出，此輪出 、亍j山不止唬而供應至輪 數值為175至176的^ γ輸出間。此外，於計 成為ϋ位準之’純175至176端子中，將 位旱之方向控制信號M/Ι予以輪屮，* ^ 值之際，將成為W準,並於其他計數 即，係從初期計數哭18中:制信號臟予以輸出。亦 -方向、於計至m時選擇 制信號M/Ι予以輸出 6〜遣擇微距方向之方向控 ”，而供應至方向選擇器2Γ控制信號， 317878

II !305700 此外於初期計數器18的動作φ〆斗丄Β 24 , ^ l ^動作中，係藉由及閘16、 尔止ΙΕ動計數器14的輪出 ij , ^ μ , _ 約出及方向控制信號M/Ι的輸 出並藉由初期計數器18的輸出，使 出閘20進行動作。 便方向選擇器22及輸 因此’於致能信號ΕΝΒ為上弁夕、4 計塞：1 S冷/ 升之初期設定時，使初期 。十數U進行動作，㈣方向 將於計數值至174為止盆U及閑20,亚 m之期門心 移動、於計數值為m至 丄化之期間往微距方向移動 王 向選擇琴22 ^ ^ 之方向控制信號M/Ι，供應至方 释态22 ’之後從外部所 直接#雇s t ^ 仏應之方向控制信號M/I，係 且接供應至方向選擇器22。 此外，初期計數器18的動作 有驅動計數哭14·φ ^就之反轉信號、供應 器“Λ:: 及間16的輪出、以及初期計數 器18的動作中信號，亦被供 d t數 出係做為繁忙__ Bus ^ 0’此或閘30的輸 虹 虎SY而輸出至外部。因此，於、… 數器Μ為動作時以及驅動計數哭 ' 因此，於初期計 時，繁忙錢BUSY係成為H位準。°值麵為「〇」

接著說明如此之驅動波產生 [初期設定動作] U 首先為了使用照相機而將昭相趟+、β 相機的動作控制用的微電腦開：動

最初設定為J：位準。於致& 將致迠信號ENB 乂软旎k號ENB忐盔τ Λν % 設信號係被供應至基本 成為L位準時，重 +及形產生電路、 12、驅動計數器U、及初期 200週期計數器 ^ 數盗〗8，内部的言-、上乂 汉，而此驅動波產生電路 〕卞數益被重 路成為休止狀態。此外，從外部（微 317878 1305700 電腦）供應有基本時脈CLK。此外，於此階段中 要方向控制信號顧及驅動脈衝應¥ 吊 較理想為預先重設完成。 動。十數斋u

接著，微f腦係將致能錢麵從L ΓΓ、Γ動計數器14、及初期計數器18開始動作：在 位单：初期計數器18的動作中信號係變更為Η 1 ===rBUSY成為_，並且從= 1」4在輸出閘2 〇之控制信號的供應亦停止。而且，： 停土。之後，㈣彻^^則之供給亦 ;2:2。0個週期脈衝進行向上計時方= 22中，係供應有指示往⑺方向移動:於：向選擇-控制信號M/Ι。—旦初期許 準，來做為方向 待機信號被供應至輸出閘阳18的计數值成為m，則 出。之後，於初期計數Λ1’並禁止此時之後的信號輸 係從初期計數S1:輪Π的二數值成為時， 則，因此，於方向選擇器4做為方向控制信號 之基本波形】、2的互換，並從於/、進縣微距方向移動 2予以輸出。 雨出間20將該基本波形1、 之後，藉由第177個的計 號，初期計數器18係停止該動 輸出溢出（overflow)信 位準。藉此結束初期設定動作作而動作+信號係成為L· 例如，係設置有由较能户 有由致^遽咖的上升所設定之正反 13 1305700 夏可藉由此正反器的輸出，使初期計數器18進行動 • ”並以溢出信號將正反器予以重設，藉此可使初期計數 為18成為重設狀態。 如此，於本實施形態中，係採用表示出是否將驅動波 —生電路設定為動作狀態之致能信號咖，來進行初期設 定動作目此，無須輪入用以使進行初期設定動作之特別 的控制信號’因而可減少驅動波產生電路之端子數。 • 在此，於本實施形態中，往⑺方向之200個週期脈衝 之Π0個量的移動，為不論透鏡處於何處，均可使移動至 P方向的臨界點為止’而停止機械性移動之移動量。因此， +由此移動，可使透鏡保持在超過⑺位置之位置。此外， 於待機若干時間之後，係往200個週期脈衝之2個量之微 距方向的移動，藉此，可確實使透鏡保持在C«之位置。透 鏡的初期位置亦可設定在相反方向的微距位置，此外，並 可藉由改變待機後的移動量，而將透鏡初期設定於任音位 =。因此，可在不需採用用以檢測出透鏡的位置之感測器 等之情況下，決定透鏡的初期位置。 [一般動作] 於一般動作之際，基本時脈CLK係與—般相同而供 應，此外，致能信號麵& Η位準。於此狀態下， 腦係根據對焦資訊，決定透鏡的移動方向及移動量，並將 因應於此之方向控制信號Μ/Ι及驅動脈衝drive，供應至 驅動波產生電路。若為往微距方向之移動，則將方向ς制 信號逝設定為η位準，若為往⑺方向之移動，則將方向 317878 14 1305700 2信號·設定為L位準。之後，將因應透鏡移動量之 ^的驅動脈衝聰VE，供應至驅動計數器14。於本實施 2:的情況下’為利用壓電元件之移動，係對基本波形卜 仃200次的改變’使透鏡移動大約_。因此， ==須移動卿m，則預先傳送1〇個驅動脈衝，並

St:計數值設M1G。之後— 2的輪出使此驅動計數器14的值成為〇,則來自 於計數器14的輸出，係經由及問16 2〇的控制端，並禁止從輸出閑2〇中輸出驅動波。 如此，於本實施形態中，係使丨個驅 =2之2。。個週期的量。藉此，微電腦所= 係可設定為遠較基本波形小之頻率，而降低微電 二：：負荷。此外，由於基本波形本身並不需要於微電 中產生，因此可降低微電腦之處理負荷。 _度資:二卜所焦的fl"，例如可從所感光之晝像的亮 °亦即，於完成對焦的狀態下，所獲得之 二度的總和較大。因此’於將透鏡往某方向移動之狀 二測出亮度的變化，並從該變化狀態獲得對焦資 °守，亦有透鏡一旦過度移動之後再往相反方 、 而獲得最適位置之情形。 α、回， 於本實施形n中，於變化檢測電路26 t :控制信號M/I的狀態變化時’係將20 ::數： 及驅動計數器14重設為0。因此，微電之。十數时U 驅動脈衝予以輪出 鏡 糸：例如100個 n私動，於該狀態下檢 317878 15 1305700 測出對隹位置 至對焦i成的超過對焦完成的位置時，係計算出 脈衝加以輸出，h <返回移動量’並將該數量的驅動 初移動方向相反=來進行對焦。此外’即使為透鏡的最 以切拖^夂之情況，亦可藉由將方向控制信號M/Ι加 切：，而立即將移動方向加以反轉。 計數Z 匕之方向控制信號M/Ι的狀態變化而重設驅動 ^ 可提升對焦動作之微電腦的處 度，而可達成適當的對焦動作。 計數器L。亦可不重設2〇0週期計數器12，而僅重設驅動 H 之2種信號的組合，而有效地產生驅動波。 “係顯示壓電元件的驅動電路之一例。 :卿電性來看可視為電容，因此於圖式中係記载為; ^ 2個p通道電晶體仏、似的源極係連接於電源 适些電晶體42a、42b的沒極，係分別連接有n通道電晶體 :;且：而：Γ〜匕外’電晶體44a、44b的源極係經由 卷丨且46而接地。此外，於雷曰辦

的間極係I 有ΑΤΕ—Α，於電晶體似,的間極上係輸 號GATE—B。再者，於電晶體仏、仏的連接點與電曰^ 42b、44b的連接點之間，係連接有麗電元件4〇。日日

、電晶體42a、44a係形成反相器，σΑΤΕ—A係進行反 而被供應至壓電元件40的一端，電晶體42fc)、4仆 3Ϊ7878 16 .1305700 反相器，GATE—B係進行反 一端。 7供應至壓電元件40的另 因此，於第2圖之其★$ 及GATE—B而被供應^雷:1、2分別做4 GATE) 的一端4〇A之電壓〇UTA動:路的情況下’壓電元件 係產生如第5圖所示之變化、。另在*;端彻之電壓·』， 呈導通時，電源電壓择办,在此，於電晶體dUb B _ 、 係即破施加於壓電元件4〇, $於電 晶體44a、44b呈導通時 Τ4ϋ仁於電 元件4。的-端•之電具有電阻46’因此，盧電 c 差，係以另一端40B之電壓為基 準而產生如第5圖所示之轡 -變化猎此，如圖式中之虛線所 应、’可對[電疋件4 〇進行對某方向急遽施加電壓，且對相 ，方向進行逐漸改變電壓之域刃狀之電壓施加。因此， f電疋件4G可進行如緩慢延伸並急速縮回（或是相反）般之 作並以該伸縮速度差，而可將透鏡加以移動。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示驅動波產生電路的整體構成之圖式。 第2圖係顯示基本波的波形之圖式。 第3圖係顯示驅動波的波形之圖式。 第4圖係顯示壓電元件的驅動電路之圖式。 第5圖係顯示壓電元件的驅動波形之圖式。 ίο 『主要元件符號說明】 14 18 基本波形產生電路 12 200週期計數器 驅動計數器 初期計數器 16、24 及閘 20 輸出閘 17 317878 * 1305700 22 方向選擇器 26 變化檢測電路 28、 30、32 或閘 40 壓電元件 40A 壓電元件之一端 40B 壓電元件之另一端 42a 、42b p通道電晶體 44a、 44b η通道電晶體 46 電阻 CLK 基本時脈 DRIVE 驅動脈衝 ENB 致能信號 M/I 方向控制信號 OUT_ _A、OUT—Β 電壓

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Claims (1)

1. * 1305700 十、申請專利範圍·· 稀動波產生電路，係產生用以驅動屋電致動号之2 種驅動波者’其特徵為具備： 動益之2 初期計數器，於所輪入的致能信號為動 驅動波’於㈣作狀態時禁止驅動波的，:’ 於上述致能信號從非動作狀態變化至動作狀能眸、：’ 定的時脈予以計數；1 動作狀恶時’將預 數值= = ?，進，俾使於此初期計數器的計 值到達第2預it值之則輪出第1驅動波，之後於計數 J違弟2預疋值之前輪出第2驅動波。 1申請專利範園第！項之驅動波產生電路，其中，係具 種絲產生電路，用以產生2種基本波形，該2 種基本波形係遵循基本時脈，並具有4的基本週期， ::1個週期中位於特定位準的比例之工作週期比互為 不同，並且位於特定位準之時序不同； ▲單几计數器，將基本波形的】個週期予以計數，於 十數值到達預定的單凡數時，將單元檢測脈衝予以輸 出；及 方向選擇器，接收來自上述基本波形產生電路之2 種基本波形’並因應方向控制信號進行切換，將所接收 之2種基本波形從2個輪出端中的何者予以輸出； 上述初期計數器係將來自於單元計數器之單元檢 測脈衝予以計數；上述初期控制手段係因應初期計數器 317878 19 I3〇57〇〇 的计數值，產生上述方向控制信號而對方向選擇器 控制。 °。進行 3.:申請專利範圍第]項或第2項之驅動波產生電路，复 二上述初期控制手段係進行控制，俾使於初 界 到達第1預定值之德古gI7林，a 要文器 於 後 P不止第1及第2驅動波兩者的 輪出，之後於初期計數器 驅 彳建第2預疋值之别輪出第2

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