專利名稱：壓電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路以及防振控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001
本發(fā)明涉及生成與使用壓電元件的沖擊驅(qū)動型的執(zhí)行元件對應(yīng)的驅(qū) 動信號的驅(qū)動電路、以及使用該驅(qū)動電路進(jìn)行攝影裝置的手抖補(bǔ)正的防振 控制電路。
背景技術(shù)：
0002
一直以來，提出了利用壓電元件的電致伸縮效應(yīng)的壓電執(zhí)行元件，期 待超小型的壓電執(zhí)行元件(參照非專利文獻(xiàn)l)。該壓電執(zhí)行元件，例如 用于照相機(jī)的手抖補(bǔ)正和自動調(diào)焦等。0003
沖擊驅(qū)動型的壓電執(zhí)行元件具有保持與移動對象物的摩擦并通過壓 電元件進(jìn)行伸縮的驅(qū)動軸。驅(qū)動電路在驅(qū)動軸伸張時和收縮時的速度不 同，也就是說，生成緩慢地伸張急速地收縮、或者相反的電壓信號并施加 到壓電元件。在驅(qū)動軸的急速移動時，移動對象物由于慣性而相對于驅(qū)動 軸滑動，基本上留在這個位置。 一方面，如果驅(qū)動軸緩慢地移動，則通過 靜止摩擦力的作用，移動對象物和驅(qū)動軸共同變位。通過該伸縮動作，可 以使移動對象物相對于驅(qū)動軸而向特定的方向變位。0004
該變位在原理上可以通過在壓電元件上施加上升時間和下降時間不 同的鋸齒波形的電壓信號來實(shí)現(xiàn)的。但是，公知作為從驅(qū)動電路輸出的 驅(qū)動信號的波形，并不需要一定是鋸齒波形，矩形波的信號也可以，通過 調(diào)節(jié)頻率和占空比可以獲得上述的變位。移動對象物的移動速度依存于驅(qū) 動信號的頻率和占空比，例如，可以通過對占空比取反，從而改變移動方 向。
非專利文獻(xiàn)1KONICA MINOLTA TECHNOLOGYREPORT VOL.1 (2004), P,23-2
發(fā)明內(nèi)容
0005
本發(fā)明目的在于能夠通過壓電執(zhí)行元件使移動對象物向目標(biāo)位置快 速移動，能夠通過壓電執(zhí)行元件使移動對象物向目標(biāo)位置的移動精度優(yōu)良 地進(jìn)行。
0006
本發(fā)明涉及的壓電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路，其生成驅(qū)動壓電執(zhí)行元件的 矩形波狀的驅(qū)動信號，其中壓電執(zhí)行元件使對象物一步一步地變位，該壓
電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路具有占空比存儲部，其針對所述驅(qū)動信號的占空 比，存儲定義第一及第二工作狀態(tài)的信息，其中第一及第二工作狀態(tài)產(chǎn)生 互相不同的步幅的變位；驅(qū)動信號生成部，其基于所述占空比存儲部中存 儲的信息，生成所述第1或第2工作狀態(tài)的所述驅(qū)動信號；和控制部，其 控制將所生成的所述驅(qū)動信號設(shè)定為所述第1及第2工作狀態(tài)的哪一個，
并能夠切換以所述步幅小的微動和所述步幅大的粗動中的哪一個來進(jìn)行 所述對象物的變位。
0007
根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)為實(shí)現(xiàn)粗動的工作狀態(tài)，從而可以快速地移動， 另一方面，通過設(shè)為實(shí)現(xiàn)微動的工作狀態(tài)，從而能夠精度良好地使移動對 象物變位。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的使用壓電執(zhí)行元件的手振補(bǔ)正系統(tǒng)的 概略的構(gòu)成框圖。
圖2是說明脈沖生成電路的概略的功能框圖。
圖3是表示脈沖生成電路進(jìn)行的驅(qū)動脈沖的生成處理的概略的流程圖。
圖4是示意性地表示驅(qū)動脈沖的信號波形的時序圖。圖5是說明使用壓電執(zhí)行元件的伺服控制的一個例子的示意時序圖。
圖6是說明使用壓電執(zhí)行元件的伺服控制的其他例子的示意時序圖。 圖中2-傳感器部，4-電路部，6-驅(qū)動部，8-透鏡，10-霍爾元件，12-陀螺傳感器，14-壓電元件，16-系統(tǒng)總線，18-微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)， 20-ADC， 22-霍爾均衡器，24-陀螺均衡器，26-脈沖生成電路，28-寄存器， 32-加法器，34-伺服電路。
具體實(shí)施方式
0008
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式(以下稱為實(shí)施方式)進(jìn)行說明。 本實(shí)施方式對照相機(jī)實(shí)施了本發(fā)明，在該照相機(jī)中，壓電執(zhí)行元件用作手 抖補(bǔ)正機(jī)構(gòu)。
0009
圖1是本照相機(jī)中使用壓電執(zhí)行元件的手抖補(bǔ)正系統(tǒng)的概略的構(gòu)成框 圖。本手抖補(bǔ)正系統(tǒng)構(gòu)成為包含傳感器部2、電路部4以及驅(qū)動部6， 電路部4是控制手抖補(bǔ)正的防振控制電路。手抖補(bǔ)正系統(tǒng)有若干種方式， 但例如在本系統(tǒng)中，可以采取對在攝像元件(未圖示)的受光面上形成光 學(xué)像的透鏡8的位置進(jìn)行控制的方式。0010
傳感器部2由霍爾元件10和陀螺傳感器12組成。霍爾元件10是為 了檢測檢測透鏡8的位置而設(shè)置的傳感器，其基于固定在透鏡8上的磁鐵 的磁場，產(chǎn)生與透鏡8和霍爾元件10的距離相應(yīng)的電壓信號Vp并輸出到 電路部4。為了檢測與光軸垂直的平面(x-y平面)內(nèi)的透鏡8的二維位置 (Px， PY)，霍爾元件10分別對應(yīng)于x方向、y方向設(shè)置，作為信號Vp， 能夠得到x方向相關(guān)的信號Vpx和y方向相關(guān)的信號Vpy。0011
陀螺傳感器12是為了檢測照相機(jī)的振動而設(shè)置的傳感器，將與照相 機(jī)的角速度co相應(yīng)的電信號V。輸出到電路部4。陀螺傳感器12也設(shè)置了 2 個，分別檢測繞X軸旋轉(zhuǎn)的角速度成分cox以及繞Y軸旋轉(zhuǎn)的角速度成分
coy，作為信號V。，輸出相應(yīng)于C0x的信號V。x和相應(yīng)于coy的信號V^y。0012
驅(qū)動部6是上述沖擊驅(qū)動型的壓電執(zhí)行元件，用壓電元件14構(gòu)成。 壓電元件14在被施加電路部4生成的驅(qū)動脈沖信號施加后伸縮，使驅(qū)動 軸進(jìn)退，使由驅(qū)動軸摩擦保持的透鏡8在沿著驅(qū)動軸的方向上變位。為了 實(shí)現(xiàn)x-y平面內(nèi)的二維變位，壓電元件14以及含有驅(qū)動軸的壓電執(zhí)行元件 設(shè)置一對，從而能夠進(jìn)行x方向、y方向各自的變位。0013
電路部4通過系統(tǒng)總線16等與微型計(jì)算機(jī)18連接。電路部4構(gòu)成為 包含A/D變換器(ADC: Analog-to-Digital Converter) 20、霍爾均衡器22、 陀螺均衡器24、脈沖生成電路26以及寄存器28。電路部4由邏輯電路構(gòu) 成，例如構(gòu)成為ASIC (Application Specific Intergrated Circuit)。0014
ADC20被分別輸入了霍爾元件10、陀螺傳感器12的輸出信號。ADC20 以時分的方式將2個霍爾元件10輸出的電壓信號VPX、 Vpy和2個陀螺傳 感器12輸出的電壓信號V。x、 V。y變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dpx、 DPY、 DfflX、 DmY。 各信號的A/D變換按照每個伺服控制周期而周期性地進(jìn)行。0015
基于霍爾元件10的輸出而生成的位置數(shù)據(jù)Dpx、DpY被輸入到霍爾均 衡器22。另一方面，基于陀螺傳感器12的輸出而生成的角速度數(shù)據(jù)D。x、 D^y被輸入到陀螺均衡器24。0016
陀螺均衡器24按照每個伺服控制周期，對規(guī)定的釆樣期間內(nèi)輸入的 角速度D①x、 D。y進(jìn)行積分處理，生成與分別繞x軸、y軸旋轉(zhuǎn)的照相機(jī) 的搖動角度0x、 eY相應(yīng)的數(shù)據(jù)Dex、 DeY。陀螺均衡器24，基于這些數(shù)據(jù) Dex、 DeY，生成并輸出與x方向、y方向分別對應(yīng)的手抖量相應(yīng)的振動量 數(shù)據(jù)Dsx、 Dsy。0017
霍爾均衡器22具有加法器32及伺服電路34。加法器32將從ADC20 輸入的位置數(shù)據(jù)DPX、 DpY和來自陀螺均衡器24的振動量數(shù)據(jù)Dsx、 DSY 按照x、 y各方向分別進(jìn)行相加。伺服電路34,根據(jù)加法器32的輸出數(shù)據(jù)DAX、 DAY，算出作為透鏡8所需要的變位量的伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 DSVY。0018
脈沖生成電路26，基于從霍爾均衡器22輸出的伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 DSVY， 生成驅(qū)動壓電元件14的脈沖。所生成的驅(qū)動脈沖信號被放大到足以能驅(qū) 動壓電元件14的電壓，并施加到壓電元件14上。脈沖生成電路26以在 Dsvx、 DsvY的絕對值減少的方向上對驅(qū)動部6進(jìn)行驅(qū)動的方式生成脈沖。 由此，搭載了本系統(tǒng)的照相機(jī)，在攝像期間內(nèi)，根據(jù)手抖來移動透鏡8， 對該手抖所引起的拍攝對象在攝像元件上的變位進(jìn)行補(bǔ)償，從而能夠得到 高畫質(zhì)的畫像信號。0019
圖2是說明脈沖生成電路26的概略的功能框圖。寄存器28，保持用 于脈沖生成電路26中的處理的各種用戶設(shè)定參數(shù)。寄存器28的寫入動作 和讀出動作可以由微型計(jì)算機(jī)18通過系統(tǒng)總線16來進(jìn)行，用戶通過使微 型計(jì)算機(jī)18執(zhí)行規(guī)定的程序，從而能夠針對寄存器28進(jìn)行所期望的操作。0020
這里，脈沖生成電路26能夠生成占空比不同的兩種驅(qū)動脈沖PL1、 PL2。例如，作為確定1個周期的驅(qū)動脈沖PL1、 PL2的參數(shù)，寄存器28 設(shè)定PL1、 PL2的脈沖周期Tpl以及PL1、 PL2各自的占空比值ppu、 ppu。 TpL例如可以用提供給脈沖生成電路26的高速基準(zhǔn)時鐘CLK的周期數(shù)來定 義。還有，pPU、 ppu例如可以用使透鏡8在x、 y軸的正方向上變位時的 PL1、 PL2的H (High)電平期間中含有的時鐘CLK的周期數(shù)來定義?；?于這些設(shè)定，脈沖生成電路26例如在根據(jù)PL1進(jìn)行正方向變位時，生成 占空比(Ppu/tpl)的脈沖，在進(jìn)行負(fù)方向的變位時，生成H電平及L(Low) 電平的時間寬度與正方向變位時相反的脈沖。對于PL2也同樣地可以確定 正逆各自的占空比。0021
PL1、 PL2的生成可以根據(jù)伺服數(shù)據(jù)的大小來切換。作為該大小判定 的閾值，寄存器28可以預(yù)先存儲速度切換等級Y。0022
按照PL1、 PL2的每個周期，透鏡8—個階段一個階段地變位。這個變位步幅成為透鏡8的位置控制的分辨率。關(guān)于這個步幅，可以通過事前
的測定來求出設(shè)想值，該設(shè)想值作為PL1、 PL2的分辨率Xpu、 5Cpl2而被 預(yù)先存儲在寄存器28內(nèi)。這里，以使PL1比PL2更高速地移動透鏡8的 方式設(shè)定占空比值 Ppli、 PPL2， 對應(yīng)于該速度差， Xpli > )Cpl2 。0023
還有，也可以在寄存器28中預(yù)先設(shè)定伺服控制周期內(nèi)可生成的驅(qū)動 脈沖數(shù)的上限值卩。0024
這樣，寄存器28內(nèi)預(yù)先存儲了各種參數(shù)。這些參數(shù)可以構(gòu)成為作為x 軸用和y軸用而分開設(shè)定。脈沖生成電路26是使用這些各種參數(shù)而進(jìn)行 動作的。
0025
向脈沖生成電路26輸入與伺服控制周期同期地生成的伺服數(shù)據(jù)鎖存 能動信號SlE 。在信號Sle上升吋，脈沖生成電路26進(jìn)行鎖存伺服電路 34輸出的伺服數(shù)據(jù)的動作(F50)。而且，由于電路部4以時分的方式進(jìn) 行x方向的伺服控制和y方向的伺服控制，故作為信號SLE， x方向相關(guān) 的信號S^x和y方向相關(guān)的信號SLEY以互相錯開時間的方式分別生成。 而且，例如，電路部4針對x方向取入霍爾元件10、陀螺傳感器12的輸 出，并生成伺服數(shù)據(jù)Dsvx，并且輸出Slex。另一方面，電路部4針對y 方向，取入霍爾元件IO、陀螺傳感器12的輸出，生成伺服數(shù)據(jù)Dsvy并且 輸出Sleyo0026
脈沖生成電路26檢測信號Slex、 S^y各自的下降沿的邊緣(F52)后， 開始壓電元件14對應(yīng)的驅(qū)動脈沖的生成動作F54 F66。0027
脈沖生成電路26將伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 DSVY的絕對值和規(guī)定的速度切換 等級Y進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來確定生成PL1、 PL2中的哪一個，以 選擇移動速度(F54)。所選擇的脈沖的種類被設(shè)定為速度標(biāo)志Fsp。0028
脈沖生成電路26根據(jù)驅(qū)動脈沖所引起的透鏡8的變位，更新伺服數(shù)、 DSVY接近0的方式控制驅(qū)動脈沖 的生成。具體地，脈沖生成電路26使用處理F54中選擇出的驅(qū)動脈沖對 應(yīng)的分辨率(Xpu或Xpu)，將伺服數(shù)據(jù)更新為驅(qū)動脈沖生成后的值 (F56/F58)。另外，可以構(gòu)成為在當(dāng)前的伺服數(shù)據(jù)低于分辨率時不生成 驅(qū)動脈沖(F56、 F58)。0029
脈沖生成電路26對伺服控制周期內(nèi)的驅(qū)動脈沖的生成數(shù)迸打計(jì)數(shù)， 在生成數(shù)npL超過上限值(3時，停止驅(qū)動脈沖的輸出(F60)。0030
脈沖寬度計(jì)數(shù)器與1個周期的驅(qū)動脈沖的開始生成連動，以開始基準(zhǔn) 時鐘CLK的計(jì)數(shù)(F62)?；谶@個計(jì)數(shù)值ncuc進(jìn)行驅(qū)動脈沖的生成等過 程中的時序控制。0031
通過被鎖存的伺服數(shù)據(jù)的符號，可以檢知應(yīng)該移動透鏡8的方向的正 負(fù)。而且，根據(jù)該符號和保存于寄存器28內(nèi)的脈沖周期ipL以及占空比值 (Ppu， Ppu)，作為l個周期的驅(qū)動脈沖的工作狀態(tài)的控制信息，用基準(zhǔn) 時鐘CLK的周期數(shù)求出H、L電平的長度或者H、L電平的切換時序(F64)。 脈沖生成電路26基于PL1、 PL2中由速度標(biāo)志Fsp指定的一方相關(guān)的工作 狀態(tài)的控制信息和基準(zhǔn)時鐘CLK的計(jì)數(shù)值new,生成驅(qū)動脈沖并輸出 (F66)。0032
還有，在ncuc達(dá)到t^之前，開始驅(qū)動脈沖的生成準(zhǔn)備，以便在當(dāng)前 輸出中的驅(qū)動脈沖的周期結(jié)束(nCLK=TPL_)后可以連續(xù)地開始下一個驅(qū)動 脈沖的周期，(F68)。0033
基本上預(yù)先設(shè)置由ASIC構(gòu)成的脈沖生成電路26的動作，用戶通過寄 存器28中保存的各種參數(shù)的調(diào)整，從而可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于各種目的的執(zhí)行 元件的動作。根據(jù)該構(gòu)成，與微型計(jì)算機(jī)使用壓電執(zhí)行元件的控制用的穩(wěn) 定器來控制執(zhí)行元件的動作的以往的做法相比，可以減輕微型計(jì)算機(jī)的負(fù) 擔(dān)，能夠簡易地利用壓電執(zhí)行元件。0034
圖3是表示脈沖生成電路26進(jìn)行驅(qū)動脈沖的生成處理的示意流程圖 圖。以與伺服數(shù)據(jù)鎖存能動信號S^同步的方式鎖存伺服數(shù)據(jù)Dsv (Dsvx、 DSVY) (S80,圖2的F50)。脈沖生成電路26若檢測到SLE的下降沿(S82， 圖2的F52)，則在寄存器中保存Dsv的符號位的值DsK^及Dsv的絕對值 DABS (S84)。而且，將已經(jīng)輸出完畢的驅(qū)動脈沖數(shù)相關(guān)的計(jì)數(shù)值npL、脈 沖寬度計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ncLK及脈沖輸出標(biāo)志FpouT復(fù)位為0 (S84)。
0035
脈沖生成電路26將伺服數(shù)據(jù)的絕對值DABS和速度切換等級Y進(jìn)行比 較，在Dabs^的吋候，選擇實(shí)現(xiàn)比PL2大的變位(粗動)的PL1，另一 方面，在Dabs^的吋候，選擇實(shí)現(xiàn)比PL1小的變位(微動)的PL2。具 體地，根據(jù)該選擇來設(shè)定速度標(biāo)志FSP，在DAB一Y的時候設(shè)為FSP=1，在 DABS^Y的時候設(shè)為FSP=0 (S86,圖2的F54)。0036
Fs產(chǎn)l的時候，將DABs與分辨率XPu進(jìn)行比較(S88，圖2的F56)。 如果Dab^Xpu，則由于PL1的生成使DABs能夠更接近O，即由于存在使 透鏡8接近目標(biāo)位置的余地，故脈沖生成電路26以生成PL1為前提，求 出該生成后的DABS。具體地，用從當(dāng)前的DABS中減去5Cpu后的值更新DABS
(S90)。另一方面，Dabs〈Xpl,的吋候，因?yàn)镻L1的生成使透鏡8的變 位超過目標(biāo)位置，所以停止當(dāng)前的伺服控制期間內(nèi)的驅(qū)動脈沖的輸出動作
(S92)。另外，為了回避透鏡8在到達(dá)目標(biāo)位置到達(dá)之前以PL1的粗動
控制使驅(qū)動脈沖的輸出停止，優(yōu)選在Y^5CPU-1的范圍內(nèi)設(shè)定Y。由此，在 以粗動控制停止之前基本上能夠移行至PL2的微動控制，可以使透鏡8移 動到更接近目標(biāo)位置的位置為止。0037
Fs產(chǎn)0的時候，通過將DABs同分辨率XPL2進(jìn)行比較(S94,圖2的F58)， 從而生成PL2，判斷是否應(yīng)該使透鏡8移動。如果Dabs^Xplp則以生成 PL2為前提，求出該生成后的DABs。具體地，用從當(dāng)前的Dabs中減去5Cpu 后的值更新DABS (S96)。另一方面，Dabs〈Xpl2的吋候，停止當(dāng)前的伺 服控制期間內(nèi)的驅(qū)動脈沖的輸出動作(S98)。0038
在DABS
^Xpli或者Dabs^Xpl2日寸(S88,S94), 如上所述，X寸于DABs 而言存在生成PL1或PL2的余地。此時，進(jìn)一步針對伺服控制周期內(nèi)的 驅(qū)動脈沖數(shù)判定是否存在生成PL1或PL2的余地(S100，圖2的F60)。 具體地，若當(dāng)前時刻的已經(jīng)輸出完畢的脈沖的計(jì)數(shù)值npL達(dá)到上限值P，即 如果nPlj^p，則停止當(dāng)前的伺服控制周期中的新的驅(qū)動脈沖的輸出動作 (S102)。0039
另一方面，如果nPlj< (3，則移至輸出PL1或PL2的處理。脈沖輸出 處理開始時，將輸出完畢的脈沖的計(jì)數(shù)值n^增加1，并進(jìn)行更新，將脈 沖寬度計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ncLK復(fù)位為0(S104)。而且，將脈沖輸出標(biāo)志FP0UT 設(shè)置為(S104) 1。此后，啟動脈沖寬度計(jì)數(shù)器(S106)。還有，與將脈 沖輸出標(biāo)志FpouT設(shè)置為1的動作連動，啟動脈沖輸出處理(S108)。脈 沖生成電路26構(gòu)成為能夠?qū)⒃撁}沖寬度計(jì)數(shù)器的動作以及脈沖輸出處理 分別與上述的驅(qū)動脈沖的生成為止的準(zhǔn)備處理S86 S102并列執(zhí)行，若脈 沖寬度計(jì)數(shù)器的值ncLK變?yōu)橛?jì)數(shù)完成前的值"pl-s)，則繼續(xù)當(dāng)前的驅(qū)動 脈沖的生成，開始下一個驅(qū)動脈沖相關(guān)的準(zhǔn)備處理S86 S102 (SllO，圖 2的F68) 。 s根據(jù)準(zhǔn)備處理S86到S102所需要的時間來設(shè)定的，例如， 設(shè)定為2左右。還有，如上所述脈沖寬度計(jì)數(shù)器對基準(zhǔn)時鐘CLK進(jìn)行計(jì) 數(shù)。
0040
在脈沖輸出處理中，根據(jù)符號位值Ds,、速度標(biāo)志Fsp、占空值ppu、 Ppu、脈沖周期tpl，生成驅(qū)動脈沖的工作狀態(tài)的控制信息(圖2的F64)。 基于該確定工作狀態(tài)的控制信息和ncLK，脈沖生成電路26進(jìn)行輸出電壓 的H電平、L電平之間的相互切換，生成驅(qū)動脈沖。0041
圖4是示意性地表示驅(qū)動脈沖的信號波形的時序圖。圖4中，橫方向 是時間軸，在縱方向上并列示出伺服數(shù)據(jù)鎖存能動信號Slex、 Sley、 x方 向的壓電執(zhí)行元件對應(yīng)的驅(qū)動脈沖PLXA、 PLXB、 y方向的壓電執(zhí)行元件對
應(yīng)的驅(qū)動脈沖PLYA、 PLYB。這里，PLxA及PLxB是分別施加在x方向執(zhí)行元件的壓電素子14的兩極性上的脈沖，生成為相輔的波形。同樣地，PLYA 及PLYB是分別施加在y方向執(zhí)行元件的壓電素子14的兩極性上的脈沖。 例如，對于X方向而言，伺服控制周期Tsv是S^x的上升時序的間隔，驅(qū) 動脈沖PLxa、 PLxb可以在SLEX的下降時序的間隔TDV內(nèi)生成。該TDV內(nèi) 生成的驅(qū)動脈沖數(shù)的上限值被指定為P。若將基準(zhǔn)時鐘CLK的1個周期的 長度設(shè)為TCLK，貝ij(3被設(shè)定為卩^Tdv/ (Tclk PL)。圖4中示出卩- 10的 例子。
0042
圖5是說明使用了壓電執(zhí)行元件的伺服控制的一個例子的示意時序 圖。圖5中，橫方向是時間軸，在縱方向上并列示出伺服數(shù)據(jù)鎖存能動信 號Sley、軀幼脈沖PLya、 PLYB、伺服數(shù)據(jù)DsvY的絕對值DABS。該例子 是在SlEY的下降沿鎖存的DSVY的絕對值為超過速度切換等級Y的大值的情 況。在每次生成驅(qū)動脈沖時，D八Bs按照規(guī)定的步幅逐漸減少，向與透鏡8 的目標(biāo)位置對應(yīng)的0逐漸接近。在驅(qū)動開始時DABS比y大，在處理S86中 選擇生成驅(qū)動脈沖PL1。由此，透鏡8以比較大的步幅變位。該步幅基本 上相當(dāng)于作為分辨率5Cpu而設(shè)定在寄存器28內(nèi)的設(shè)想值，DABs被更新為 只減去了Xpu的值。驅(qū)動脈沖PL1的生成在DABS比Y大的期間內(nèi)反復(fù)進(jìn)行。0043
若Dabs在y以下，則在處理S86中選擇生成驅(qū)動脈沖PL2，透鏡8以 比PL1小的步幅變位(時刻t》。PL2的步幅基本上相當(dāng)于作為分辨率XPu 而設(shè)定在寄存器28內(nèi)的設(shè)想值，D,被更新為只減去了XPL2的值。0044
這樣，脈沖生成電路26能夠切換:以比PL1大的步幅使透鏡8變位 的粗動動作；和以比PL2小的步幅使透鏡8變位的微動動作。由此，即使 在DABs大的情況下也可以通過粗動動作，以與伺服控制周期相應(yīng)的期間 TDv內(nèi)有限的驅(qū)動脈沖數(shù)，使透鏡8能夠快速接近目標(biāo)位置。另一方面， 根據(jù)微動動作，雖然接近目標(biāo)位置的速度下降、但可以實(shí)現(xiàn)較佳的位置精 度。
0045
尤其是，如上所述，在使Dabs逐漸接近O的過程中，通過以dabs在
13大的范圍進(jìn)行粗動、DABS在小的范圍進(jìn)行微動的方式進(jìn)行切換，從而可以 兼顧以下兩個方面縮短到達(dá)目標(biāo)位置的速度；以及確保到達(dá)位置的精度。
0046
圖6是說明使用了壓電執(zhí)行元件的伺服控制的其他例子的示意時序 圖。即使在圖6中也與圖5—樣，橫方向是時間軸，在縱方向上并列表示
伺服數(shù)據(jù)鎖存能動信號SLEY、駆幼脈沖PLya、 PLYB、伺服數(shù)據(jù)Dsvy的絶 對值DABS。該例屮，因?yàn)樵赟ley的下降沿鎖存的DSVY的絕對值比較小， 所以在驅(qū)動脈沖數(shù)達(dá)到上限值P之前，停止脈沖輸出。例如，因?yàn)楫?dāng)初的 Dabs在y以下，所以脈沖生成電路26開始生成進(jìn)行微動的驅(qū)動脈沖PL2。 在每次生成PL2時，DABs按照分辨率50^逐漸減少。脈沖生成電路26若 檢測到DABs小于XPu (圖3的處理(S94)，則即使生成驅(qū)動脈沖，透鏡 8也會通過目標(biāo)位置，因此停止驅(qū)動脈沖輸出(S98)，在下一伺服控制周 期開始之前一直維持被推斷為良好地接近了目標(biāo)位置的當(dāng)前位置。0047
本發(fā)明也可以應(yīng)用于替代透鏡8而用壓電執(zhí)行元件使攝像元件變位的 手抖補(bǔ)正系統(tǒng)。而且，上述的實(shí)施方式雖然是針對手抖補(bǔ)正系統(tǒng)的方式， 但在驅(qū)動用于自動調(diào)焦等其他伺服控制系統(tǒng)的壓電執(zhí)行元件的電路中一 般都可適用本發(fā)明。0048
還有，這里使用占空比不同的兩種驅(qū)動脈沖PL1、 PL2，可以切換粗 動和微動的2級速度，但還可以構(gòu)成為在寄存器28內(nèi)保存更多的工作狀 態(tài)的定義信息，切換更多級的速度。
權(quán)利要求
1. 一種防振控制電路，包括振動補(bǔ)償信號生成部，其基于檢測攝像裝置的振動的傳感器的輸出信號，生成與所述振動引起的所述攝像裝置的變位量相應(yīng)的振動補(bǔ)償信號；透鏡控制部，其基于檢測所述攝像裝置能驅(qū)動的透鏡的驅(qū)動位置的傳感器的輸出信號以及所述振動補(bǔ)償信號，生成控制所述透鏡的驅(qū)動的信號；和壓電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路，其基于所述透鏡控制部的輸出信號，生成驅(qū)動壓電執(zhí)行元件的矩形波狀的驅(qū)動信號，其中壓電執(zhí)行元件使所述透鏡一步一步地變位，所述壓電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路具有占空比存儲部，其針對所述驅(qū)動信號的占空比，存儲定義第一及第二工作狀態(tài)的信息，其中第一及第二工作狀態(tài)產(chǎn)生互相不同的步幅的變位；驅(qū)動信號生成部，其基于所述占空比存儲部中存儲的信息，生成所述第1或第2工作狀態(tài)的所述驅(qū)動信號；和控制部，其控制將所生成的所述驅(qū)動信號設(shè)定為所述第1及第2工作狀態(tài)的哪一個，并能夠切換以所述步幅小的微動和所述步幅大的粗動中的哪一個來進(jìn)行所述對象物的變位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防振控制電路，其特征在于， 所述壓電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路具有存儲能夠任意設(shè)定的切換等級的切換等級存儲部，所述控制部根據(jù)所述對象物的變位量和所述切換等級的比較結(jié)果來 控制所述驅(qū)動信號生成部，在所述變位量比所述切換等級大時設(shè)為進(jìn)行所 述粗動的狀態(tài)，另一方面，在所述變位量在所述切換等級以下時設(shè)為進(jìn)行 所述微動的狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防振控制電路，其特征在于， 所述占空比存儲部、所述驅(qū)動信號生成部以及所述控制部由AS1C構(gòu)成，所述占空比存儲部由內(nèi)置在所述ASIC中且構(gòu)成為能夠改寫存儲內(nèi)容的寄存器構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防振控制電路，其特征在于，所述占空比存儲部、所述切換等級存儲部、所述驅(qū)動信號生成部以及所述控制部由ASIC構(gòu)成，所述占空比存儲部以及所述切換等級存儲部由內(nèi)置在所述ASIC中且 構(gòu)成為能夠改寫存儲內(nèi)容的寄存器構(gòu)成。
5. —種攝像裝置，其具備權(quán)利要求l所述的防振控制電路。
6. —種壓電執(zhí)行元件用驅(qū)動電路，其生成驅(qū)動壓電執(zhí)行元件的矩形波 狀的驅(qū)動信號，其中壓電執(zhí)行元件使對象物一步一步地變位，該壓電執(zhí)行 元件用驅(qū)動電路具有b七/、如-^vr7廿ir丄n^ p;^」^nr7二4W士旦iVn H六LU 右/:，。 、、/敏_^ B笛一 口工Ui1亍'l柏WP， 升卞l ,'J/7l處3A^yj舊口V 口工"Li， 1卞l陽At人巾雙鄰一工作狀態(tài)的信息，其中第一及第二工作狀態(tài)產(chǎn)生互相不同的步幅的變位； 驅(qū)動信號生成部，其基于所述占空比存儲部中存儲的信息，生成所述第l或第2工作狀態(tài)的所述驅(qū)動信號；和控制部，其控制將所生成的所述驅(qū)動信號設(shè)定為所述第l及第2工作狀態(tài)的哪一個，并能夠切換以所述步幅小的微動和所述步幅大的粗動中的哪一個來進(jìn)行所述對象物的變位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓電執(zhí)行元件用的驅(qū)動電路、防振控制電路以及攝像裝置，既可以使移動對象物向目標(biāo)位置的移動快速進(jìn)行，還可以使移動對象物向目標(biāo)位置的移動精度良好地進(jìn)行。其中，在寄存器(28)內(nèi)存儲占空比不同的兩種驅(qū)動脈沖PL1、PL2相關(guān)的參數(shù)。脈沖生成電路(26)構(gòu)成為基于寄存器28中保存的參數(shù)，切換透鏡(8)的變位步幅大的PL1和小的PL2。通過PL1的粗動可以使透鏡(8)快速地移動，另一方面，通過PL2的微動，可以使透鏡(8)精度良好地接近目標(biāo)位置。
文檔編號H02N2/00GK101546089SQ200810185928
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者山田悅久, 神谷知慶 申請人:三洋電機(jī)株式會社;三洋半導(dǎo)體株式會社