專利名稱：壓電致動器控制電路和防振控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制采用壓電元件的沖擊驅(qū)動型致動器的動作的控制電 路，和采用該控制電路而對攝像裝置的手抖進(jìn)行校正的防振控制電路。
背景技術(shù)：
目前，提出了利用壓電元件的電致伸縮效果的壓電致動器，作為超小 型的致動器受到期待(參考非特許文獻(xiàn)1)。該壓電致動器例如用于照相 機(jī)的手抖校正和自動對焦等。
沖擊驅(qū)動型壓電致動器與移動對象保持摩擦，并具有由壓電元件伸縮 的驅(qū)動軸。驅(qū)動電路產(chǎn)生驅(qū)動軸伸張和收縮時的速度不同，即產(chǎn)生慢伸快 拉或者與之相反的電壓信號而施加到壓電元件。驅(qū)動軸快速移動時，移動 對象由于慣性而相對于驅(qū)動軸滑動，基本上保留在其位置上。另一方面， 如果驅(qū)動軸緩慢地移動，則移動對象由于靜止摩擦力而與驅(qū)動軸一起移 位。通過這種伸縮動作，可以使移動對象相對于驅(qū)動軸沿特定的方向移位。
該移位理論上可以通過將上升時刻和下降時刻不同的鋸形波電壓信 號施加到壓電元件上而實(shí)現(xiàn)。但是，已知地，作為從驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動 信號的波形，不必總是鋸形波，是方形波信號也能夠通過調(diào)節(jié)頻率和占空 比得到上述移位。移動對象的移動速度有賴于驅(qū)動信號的頻率和占空比， 例如可以通過使占空比相反而改變移動方向。
非特許文獻(xiàn)1 KONICA MINOLTA TECHNOLOGYREPORT VOL.l(2004),p.23-26
在采用致動器的伺服控制中，通過每當(dāng)驅(qū)動致動器而進(jìn)行對象的移位 時獲得最新的位置，可以高精度地跟蹤目標(biāo)位置。但是，響應(yīng)于驅(qū)動脈沖 而驅(qū)動的壓電致動器的一次移位量一般是微小的，當(dāng)所需移位量大時，產(chǎn) 生在一周期的伺服控制動作中沒有充分地接近目標(biāo)位置的問題。在這一點(diǎn)上，如果縮短伺服控制周期，則可以提高跟蹤速度。但是， 存在伺服控制周期縮短有限制的情況。特別是，在手抖校正系統(tǒng)中，需要 至少二維地控制透鏡和攝像元件的位置，并且分別采用多個檢測透鏡等的 位置、搖動的位置傳感器、角速度傳感器。另一方面，為了使控制電路小 型化，而進(jìn)行分時地共用取入各傳感器的輸出的A/D變換器。在這種情況 下，可能會由于分時動作，而導(dǎo)致限制了伺服控制周期的縮短。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種壓電致動器控制電路，即使 在限制伺服控制周期的縮短受到限制的情況下，也可以通過壓電致動器使 移動對象最佳地接近目標(biāo)位置。
根據(jù)本發(fā)明的壓電致動器控制電路，基于在*規(guī)定的伺服控制周期得到的 對象的移位量，控制由采用壓電元件的壓電致動器導(dǎo)致的乂 的移位，具有產(chǎn)生 使所述對象以規(guī)定步長移位的驅(qū)動脈沖而向所述壓電致動器輸出的驅(qū)動脈沖產(chǎn) 生部，和在所述伺服控制周期內(nèi)多次連續(xù)地產(chǎn)生所述驅(qū)動脈沖的控制部。
根據(jù)本發(fā)明，在沒有觀測移動X豫的實(shí)際位置等伺服控制周期內(nèi)，可以多次 產(chǎn)生驅(qū)動脈沖，實(shí)現(xiàn)比與壓電元件的電劍申縮量對應(yīng)的小步長更大的移位。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的采用了壓電致動器的手抖校正系統(tǒng)的簡要方 塊結(jié)構(gòu)圖。
圖2是說明脈沖產(chǎn)生電路的簡要的功能方塊圖。
圖3是示出由脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的處理的簡要流程圖。
圖4是示意地示出驅(qū)動脈沖的信號波形的定時圖。
圖5是說明采用了壓電致動器的伺服控制的一個例子的示意定時圖。
圖6是說明采用了壓電致動器的伺服控制的另一個例子的示意定時圖。
符號說明
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 微機(jī)，20 ADC， 22霍爾均衡器，24陀螺均衡器，26脈沖產(chǎn)生電路，28寄存器，32加 法器，34伺服電路
具體實(shí)施例方式
下面，基于

本發(fā)明的實(shí)施的方式(下面稱為實(shí)施方式)。本 實(shí)施方式相對于照相機(jī)實(shí)施本發(fā)明，在該照相機(jī)中，壓電致動器用于手抖 校正機(jī)構(gòu)。
圖1是在本照相機(jī)中的采用壓電致動器的手抖校正系統(tǒng)的簡要方塊結(jié) 構(gòu)圖。本手抖校正系統(tǒng)包含傳感器部2、電路部4和驅(qū)動部6而構(gòu)成，電 路部4是進(jìn)行手抖校正控制的防振控制電路。在手抖校正系統(tǒng)中具有幾種 方式，例如本系統(tǒng)可以構(gòu)成為控制在攝像元件(未圖示)的受光面形成光 學(xué)圖像的透鏡8的位置的方式。
傳感器部2由霍爾元件10和陀螺傳感器12構(gòu)成。霍爾元件10是用 于檢測透鏡8的位置而設(shè)置的傳感器，基于固定在透鏡8上的磁鐵的磁場， 產(chǎn)生與透鏡8的距離對應(yīng)的電壓信號Vp，并輸出到電路部4。為了檢測在 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分別與x方向和y方向?qū)?yīng)而設(shè)置，作為信號Vp，能夠得到沿x 方向的信號VPX和沿y方向的信號VPY。
陀螺傳感器12是用于檢測照相機(jī)的振動而設(shè)置的傳感器，將與照相 機(jī)的角速度co對應(yīng)的電信號V。輸出到電路部4。設(shè)置兩個陀螺傳感器12， 分別檢測x軸轉(zhuǎn)動的角速度成分cox和y軸轉(zhuǎn)動的角速度成分coY，作為信
號V。，輸出與C0x對應(yīng)的信號Vd和與。Y對應(yīng)的信號VffiY。
驅(qū)動部6是上述沖擊驅(qū)動型壓電致動器，采用壓電元件14構(gòu)成。壓 電元件14通過施加電路部4產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖信號而伸縮使驅(qū)動軸進(jìn)退， 并且使與驅(qū)動軸保持摩擦的透鏡8在沿驅(qū)動軸的方向上移位。為了實(shí)現(xiàn)x-y 平面內(nèi)的二維移位，設(shè)置一對包含壓電元件14和驅(qū)動軸的致動器，從而 可以分別在x方向和y方向上移位。
電路部4通過系統(tǒng)總線16等連接到微機(jī)18上。電路部4包含A/D轉(zhuǎn) 換器(ADC: Analog-to-Digital Converter) 20，霍爾均衡器22，陀螺均衡 器24,脈沖產(chǎn)生電路26，和寄存器28而構(gòu)成。電路部4由邏輯電路構(gòu)成，
6例如構(gòu)成為ASIC (Application Specific Integrated Circuit)。
在ADC20上分別輸入霍爾元件10、陀螺傳感器12的輸出信號。ADC20
將兩個霍爾元件10輸出的電壓信號VPX、 VpY以及兩個陀螺傳感器12輸
出的電壓信號Vwx和V^分時變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dpx、 DPY、 D。,x和D,。y。各
信號的A/D變換在每個伺服控制周期內(nèi)周期性地進(jìn)行。
基于霍爾元件10的輸出而產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)DPX、 DpY輸入到霍爾均衡
器22中。另一方面，基于陀螺傳感器12的輸出而產(chǎn)生的角速度數(shù)據(jù)D^
和D①y輸入到陀螺均衡器24中。
陀螺均衡器24對在每個伺服控制周期的在規(guī)定的采樣期間輸入的角
速度D。x和D^進(jìn)行積分處理，產(chǎn)生分別與x軸、y軸轉(zhuǎn)動的照相機(jī)的搖
動角度ex、 e丫對應(yīng)的數(shù)據(jù)D欣禾B DeY。陀螺均衡器24基于這些數(shù)據(jù)Dex
和Dsy，產(chǎn)生并輸出分別與x方向、y方向的手抖量對應(yīng)的振動量數(shù)據(jù)Dsx
和DSY。
霍爾均衡器22具有加法器32和伺服電路34。加法器32分別在x、 y 各方向上，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相加。伺服電路34根據(jù)加法器32的輸出數(shù)據(jù)DAX、 DAY，計(jì)算出作為透鏡8需要的移位量的伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 DSVY。
脈沖產(chǎn)生電路26基于從霍爾均衡器22輸出的伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 DSVY， 產(chǎn)生驅(qū)動壓電元件14的脈沖。產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖信號被放大到足夠驅(qū)動壓 電元件14的電壓，并施加到壓電元件14。脈沖產(chǎn)生電路26產(chǎn)生脈沖以沿 Dsvx、 DsvY的絕對值減小的方向驅(qū)動驅(qū)動部6。由此，搭載本系統(tǒng)的照相 機(jī)在攝像期間，根據(jù)手抖移動透鏡8，并且校正該手抖的攝像元件上的被 拍攝圖像的移位，從而可以得到高品質(zhì)的圖像信號。
圖2是說明脈沖產(chǎn)生電路26的簡要的功能方塊圖。寄存器28保持在 脈沖產(chǎn)生電路26的處理中使用的各種用戶設(shè)定參數(shù)。寄存器28的寫入動 作和讀取動作可以由微機(jī)18通過系統(tǒng)總線16進(jìn)行，并且用戶通過執(zhí)行微 機(jī)18中規(guī)定的程序，可以對寄存器28進(jìn)行期望的操作。
在此，脈沖產(chǎn)生電路26可以產(chǎn)生占空比不同的兩種驅(qū)動脈沖PL1、 PL2。例如，作為決定一周期的驅(qū)動脈沖PL1、 PL2的參數(shù)，在寄存器28 中分別設(shè)定PL1、 PL2的脈沖周期Tk和PL1、 PL2的占空值pPU、 pPU。 k
7例如可以通過提供到脈沖產(chǎn)生電路26中的高速的基準(zhǔn)時鐘CLK的周期數(shù) 定義。此外，Ppu、 pm例如可以通過在使透鏡8沿x、 y軸的正方向移位 的情況下的PL1、 PL2的H(High)電平期間包含時鐘CLK的周期數(shù)定義。 基于這些設(shè)定，脈沖產(chǎn)生電路26例如在由PL1使在正方向上移位的情況 下，產(chǎn)生占空比(pPL1/TPL)的脈沖，在使在負(fù)方向上移位的情況下，產(chǎn)生 H電平和L (Low)電平的時間寬度與在正方向上移位時反轉(zhuǎn)的脈沖。PL2 也是同樣地決定正反各個占空。
PL1、 PL2的產(chǎn)生根據(jù)伺服數(shù)據(jù)的大小而切換。寄存器28預(yù)先存儲速
度切換電平Y(jié)，作為伺服數(shù)據(jù)的大小判斷閾值。
在PL1、 PL2的每個周期，透鏡8在一步一步地移位。該移位步長構(gòu)
成透鏡8的位置控制的分辨率。該步長可以通過事先測定等求得假定值， 該假定值作為PL1、 PL2的分辨率Xpl,、 Xpu，預(yù)先存儲在寄存器28中。 在此，可以使PL1比PL2更高速地移動透鏡8地設(shè)定占空值ppu、 pPL2，
與該速度差對應(yīng)地構(gòu)成xpu〉xpl2。
此外，在寄存器28中，也可以預(yù)先設(shè)定在伺服控制周期內(nèi)產(chǎn)生的驅(qū) 動脈沖數(shù)的上限值卩。
這樣，在寄存器28中預(yù)先存儲各種參數(shù)。這些參數(shù)可以構(gòu)成為能夠 作為x軸用和y軸用而分別設(shè)定。脈沖產(chǎn)生電路26使用這些各種參數(shù)而 動作。
在脈沖產(chǎn)生電路26中，輸入與伺服控制周期同步產(chǎn)生的伺服數(shù)據(jù)閉 鎖使能信號Sle。當(dāng)信號S^上升時，脈沖產(chǎn)生電路26進(jìn)行閉鎖伺服電路 34輸出的伺服數(shù)據(jù)的動作(F50)。并且，由于電路部4分時進(jìn)行x方向 的伺服控制和y方向的伺服控制，所以相互錯開時刻分別產(chǎn)生x方向上的 信號Sux和y方向上的信號SLEY，作為信號SiE。并且，例如，電路部4 關(guān)于x方向提取霍爾元件10、陀螺傳感器12的輸出，產(chǎn)生伺服數(shù)據(jù)Dsvx 并且輸出S"x。另一方面，電路部4關(guān)于y方向提取霍爾元件10、陀螺傳 感器12的輸出，產(chǎn)生伺服數(shù)據(jù)DsvY并且輸出SLEY。
脈沖產(chǎn)生電路26在檢測出Swx和S^y下降的邊緣時(F52)，根據(jù) 對壓電元件14的驅(qū)動脈沖的產(chǎn)生動作F54而開始F66。
脈沖產(chǎn)生電路26將伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 DSVY的絕對值與規(guī)定的速度切換電平Y(jié)進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果決定是否產(chǎn)生PL1、 PL2中的一個， 選擇移動速度(F54)。選擇的脈沖的種類設(shè)定為速度標(biāo)記Fsp。
脈沖產(chǎn)生電路26根據(jù)由驅(qū)動脈沖導(dǎo)致的透鏡8的移位，更新伺服數(shù) 據(jù)Dsvx、 DSVY，控制驅(qū)動脈沖的產(chǎn)生以使該伺服數(shù)據(jù)Dsvx、 Dsvy接近0。 具體地，脈沖產(chǎn)生電路26采用與由處理F54選擇的驅(qū)動脈沖對應(yīng)的分辨 率(Xpli或Xpl2)，將伺服數(shù)據(jù)更新為驅(qū)動脈沖產(chǎn)生后的值(F56， F58)。 另外，在當(dāng)前的伺服數(shù)據(jù)的分辨率不足的情況下，可以構(gòu)成為不產(chǎn)生驅(qū)動 脈沖(F56， F58)。
脈沖產(chǎn)生電路26計(jì)數(shù)在伺服控制周期內(nèi)的驅(qū)動脈沖的產(chǎn)生數(shù)量，在 產(chǎn)生數(shù)量npi^超過上限值(3的情況下，停止驅(qū)動脈沖的輸出(F60)。
脈沖寬度計(jì)數(shù)器在一周期的驅(qū)動脈沖的開始產(chǎn)生時聯(lián)動，開始基準(zhǔn)時 鐘CLK的計(jì)數(shù)(F62)。基于該計(jì)數(shù)值ncLK進(jìn)行產(chǎn)生驅(qū)動脈沖等的定時控 制。
通過閉鎖的伺服數(shù)據(jù)的代碼，檢測應(yīng)該移動透鏡8的方向的正負(fù)。并
且，根據(jù)該代碼和存儲在寄存器28中的脈沖周期TpL和占空值(ppu、ppu)，
由基準(zhǔn)時鐘CLK的周期數(shù)求得H、 L電平的長度或H、 L電平的切換定時 (F64)，作為一周期的驅(qū)動脈沖的占空狀態(tài)的控制信息。脈沖產(chǎn)生電路 26基于由PL1、 PL2中的速度標(biāo)記Fsp指定的情況下的占空狀態(tài)的控制信 息和基準(zhǔn)時鐘CLK的計(jì)數(shù)值ncLK，產(chǎn)生并輸出驅(qū)動脈沖(F66)。
并且，在ncLK達(dá)到tpl稍前，開始驅(qū)動脈沖的產(chǎn)生準(zhǔn)備(F68)，使得 可以在當(dāng)前輸出中的驅(qū)動脈沖周期結(jié)束(nCLK=i:PL)時連續(xù)地開始接下來 的驅(qū)動脈沖的周期。
由ASIC構(gòu)成的脈沖產(chǎn)生電路26的動作基本上預(yù)先作入，另一方面， 用戶通過調(diào)整存儲在寄存器28中的各種參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)與各目的對應(yīng)的 致動器的動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與采用壓電致動器的控制用固件而由微機(jī)控 制致動器的動作的現(xiàn)有情況相比較，可以降低微機(jī)的負(fù)載而簡單地利用壓 電致動器。
圖3是示出由脈沖產(chǎn)生電路26產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的處理的簡要流程圖。 與伺服數(shù)據(jù)閉鎖使能信號S^同步地，閉鎖伺服數(shù)據(jù)Dsv (Dsvx， DSVY) (S80，圖2的F50)。當(dāng)脈沖產(chǎn)生電路26檢測出S"的下降時(S82，圖2的F52)，將Dsv的代碼位的值Ds固和Dsv的絕對值Dabs存儲在寄存 器中(S84)。此外，將輸出完成的驅(qū)動脈沖數(shù)的計(jì)數(shù)值npL、脈沖寬度計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)值nc^k和脈沖輸出標(biāo)記FpouT復(fù)位為0 (S84)。
脈沖產(chǎn)生電路26在將伺服數(shù)據(jù)的絕對值DABs與速度切換電平Y(jié)進(jìn)行 比較時DABs〉y的情況下，選擇實(shí)現(xiàn)比PL2大的移位(粗動)的PL1，另 一方面，在DABS^Y的情況下，選擇實(shí)現(xiàn)比PL1小的移位(微動)的PL2。 具體地，與該選擇對應(yīng)地設(shè)定速度標(biāo)記fsp，在Dabs〉y的情況下，設(shè)定 Fsp二1，在Dabs^y的情況下，投定Fsp二0 (S86，圖2的F54)。
在FSP=1的情況下，將Dabs與分辨率xpu進(jìn)行比較(S88，圖2的 F56)。如果Dab^Xplp由于通過產(chǎn)生PL1可以使Dabs更接近O，即存 在將透鏡8接近目標(biāo)位置的余地，所以脈沖產(chǎn)生電路26以產(chǎn)生PL1為前 提，求得其產(chǎn)生后的DABS。具體地，以從當(dāng)前的Dabs減去xpu后的值更 新Dabs(S90)。另一方面，在Dabs〈Xpu的情況下，由于通過產(chǎn)生PL1， 透鏡8的移位超過目標(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)。順便，為了避免在透鏡8到達(dá)目標(biāo)位置之前在基于 PL1的粗動控制中停止驅(qū)動脈沖的輸出，優(yōu)選地在Y^XPu — l的范圍內(nèi)設(shè) 定Y。由此，基本上在粗動控制中停止之前，轉(zhuǎn)移到基于PL2的微動控制， 可以進(jìn)一步地使透鏡8移動直到接近目標(biāo)位置的位置。
在Fsp二O的情況下，通過將DABs與分辨率XPu進(jìn)行比較(S94，圖2 的F58)，判斷是否應(yīng)該產(chǎn)生PL2而使透鏡8移動。如果Dabs^Xpl2，以 產(chǎn)生PL2為前提，求得產(chǎn)生后的D馬。具體地，以從當(dāng)前的Dabs減去Xpl2 后的値更新Dabs (S96)。另一方面，在Dabs〈Xpl2的情況下，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)。
在Dabs^Xpu或Dabs^Xpl2的情況下(S88, S94)，如上所述地，關(guān) 于D^s，存在產(chǎn)生PL1或PL2的余地。在這種情況下，進(jìn)一步地，判斷 關(guān)于在伺服控制周期內(nèi)的驅(qū)動脈沖數(shù)，是否存在產(chǎn)生PL1或PL2的余地 (S100，圖2的F60)。具體地，如果當(dāng)前時刻的輸出完成脈沖的計(jì)數(shù)值 n^達(dá)到上限值p即npl^P，則停止當(dāng)前的伺服控制期間的新的驅(qū)動脈沖 的輸出動作(S102)。
另一方面，如果n^〈P，則轉(zhuǎn)移到輸出PL1或PL2的處理。當(dāng)開始脈沖輸出處理時，將輸出完成脈沖的計(jì)數(shù)值npL增加1并更新，將脈沖寬度
計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值ncxK復(fù)位為0 (S104)。此外，將脈沖輸出標(biāo)記FpouT設(shè) 定為1 (S104)。之后，啟動脈沖寬度計(jì)數(shù)器(S106)。此外，與脈沖輸 出標(biāo)記FpouT設(shè)定為1聯(lián)動，從而啟動脈沖輸出處理(S108)。脈沖產(chǎn)生 電路26構(gòu)成為可以從直到產(chǎn)生上述驅(qū)動脈沖為止的準(zhǔn)備處理S86開始與 S102并列地執(zhí)行這些脈沖寬度計(jì)數(shù)器的動作和脈沖輸出處理，并且當(dāng)脈沖
寬度計(jì)數(shù)器的no^成為計(jì)數(shù)結(jié)束之前的值(TPL — S)時，繼續(xù)產(chǎn)生當(dāng)前的
驅(qū)動脈沖的同時，從接下來的驅(qū)動脈沖的準(zhǔn)備處理S86，開始S102(S110， 圖2的F68) 。 s根據(jù)從準(zhǔn)備處理S86到S102所需要的時間而設(shè)定，例如 設(shè)定為2左右。并且，脈沖寬度計(jì)數(shù)器如上所述地計(jì)數(shù)基準(zhǔn)時鐘CLK。
在脈沖輸出處理中，根據(jù)代碼位值DsK^、速度標(biāo)記Fsp、占空惶Ppl,、
Ppu、脈沖周期Tpl，產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的占空狀態(tài)的控制信息(圖2的F64)。 基于決定該占空的控制信息和ncLK，脈沖產(chǎn)生電路26進(jìn)行輸出電壓的H 電平和L電平的相互切換，產(chǎn)生并輸出驅(qū)動脈沖。
圖4是示意地示出驅(qū)動脈沖的信號波形的定時圖。在圖4中，橫向是 時間軸，縱向并列地表示伺服數(shù)據(jù)閉鎖使能信號Slex、 Sley， x方向的對 壓電致動器的驅(qū)動脈沖PLXA、 PLXB， y方向的對壓電致動器的驅(qū)動脈沖 PLYA、 PLyb。在此，PLxA和PLxB是分別施加到x方向致動器的壓電元件 14的雙極性的脈沖，產(chǎn)生互補(bǔ)的波形。同樣地，PLya和PLyb是分別施加 到y(tǒng)方向致動器的壓電元件14的雙極性的脈沖。例如，關(guān)于x方向，伺 服控制周期Tsv是S^x的上升定時的間隔，驅(qū)動脈沖PLxA、 PLxb可以在 S^x的下降定時間隔TDV時產(chǎn)生。在該TDV時產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖數(shù)的上限值 由(3指定。P在基準(zhǔn)時鐘CLK的一周期的長度為TcLK時，被設(shè)定為滿足(3 STDV/(TcurcPlj)。在圖4中，示出卩二10的例子。
圖5是說明采用壓電致動器的伺服控制的一個例子的示意定時圖。在
圖5中，橫向是時間軸，縱向并列地表示伺服數(shù)據(jù)閉鎖使能信號SLEY，驅(qū)
動脈沖PLYA、 PLYB，和伺服數(shù)據(jù)DsvY的絕對值DABS。該例子是在SLEY 下降時閉鎖的DsvY的絕對值超過速度切換電平Y(jié)的大值的情況。當(dāng)每次 產(chǎn)生驅(qū)動脈沖時，DABS減少規(guī)定步長，并慢慢接近與透鏡8的目標(biāo)位置對
應(yīng)的0。在驅(qū)動開始時，DABs比y大，在處理S86中選擇產(chǎn)生驅(qū)動脈沖PL1 。由此，透鏡8以較大的步長移位。該步長基本上相當(dāng)于在寄存器28中設(shè)
定的作為分辨率xpu的假定值，dabs被更新為僅減去xpu后的值。在Dabs
比y大的期間反復(fù)產(chǎn)生驅(qū)動脈沖PL1。
當(dāng)Dabs在y以下時，在處理S86中選擇產(chǎn)生驅(qū)動脈沖PL2，透鏡8 以比PL1小的步長移位(時刻ti)。基于PL2的步長基本上相當(dāng)于在寄存 器28中設(shè)定的作為分辨率Xpu的假定值，DABs被更新為僅減去Xpu后的 值。
這樣，脈沖產(chǎn)生電路26可以切換由PL1使透鏡8以大的步長移位的 粗動動作和由PL2使透鏡8以小的步長移位的微動動作。由此，即使在 Dabs大的情況下，也可以通過粗動動作，以在與伺服控制周期對應(yīng)的期間 TDv內(nèi)的有限驅(qū)動脈沖數(shù)量，將透鏡8快速地接近目標(biāo)位置。另一方面， 如果通過微動動作，則接近目標(biāo)位置時速度下降的另一面，可以實(shí)現(xiàn)最佳 的位置精度。
具體地，如上所述，在Dabs逐漸向0接近的過程中，通過切換為在
DABs大的范圍內(nèi)進(jìn)行粗動，在DABs小的范圍內(nèi)進(jìn)行微動，可以同時減小
向目標(biāo)位置的到達(dá)速度的縮短和到達(dá)位置的精度的確保。
圖6是說明采用壓電致動器的伺服控制的另一個例子的示意定時圖。 在圖6中與圖5相同地，橫向是時間軸，縱向并列地表示伺服數(shù)據(jù)閉鎖使
能信號Sley，驅(qū)動脈沖PLyA、 PLyb，和伺服數(shù)據(jù)DsvY的絕對值DABS。在 該例子中，由于在SuY下降時閉鎖的DsvY的絕對值比較小，所以在驅(qū)動
脈沖數(shù)到達(dá)上限值卩之前，停止脈沖輸出。例如，由于初始的Dabs在y 以下，所以脈沖產(chǎn)生電路26開始產(chǎn)生進(jìn)行微動的驅(qū)動脈沖PL2。當(dāng)每次 產(chǎn)生PL2時，Dabs減少分辨率Xpu。脈沖產(chǎn)生電路26在檢測到DABs未滿 XPu時(圖3的處理S94)，由于即使再產(chǎn)生驅(qū)動脈沖，透鏡8也會通過 目標(biāo)位置，所以停止驅(qū)動脈沖輸出(S98)，將推測為直到目標(biāo)位置接近 良好的當(dāng)前位置，維持到下一個伺服控制周期的開始。
代替透鏡8，本發(fā)明也可以用于由壓電致動器使攝像元件移位的手抖 校正系統(tǒng)中。此外，雖然上述實(shí)施方式涉及手抖校正系統(tǒng)，但是本發(fā)明通 ?？梢赃m用于在自動對焦等其他伺服控制系統(tǒng)中使用的驅(qū)動壓電致動器 的電路。此外，雖然在此可以采用占空比不同的兩種驅(qū)動脈沖PL1、 PL2而切 換粗動和微動這兩段速度，但是也可以構(gòu)成為在寄存器28中存儲更多的 占空狀態(tài)的定義信息而能夠進(jìn)行多段的速度切換。
1權(quán)利要求
1、一種壓電致動器控制電路，基于按每個規(guī)定的伺服控制周期得到的對象的移位量，控制由采用壓電元件的壓電致動器導(dǎo)致的對象的移位，具有產(chǎn)生使所述對象以規(guī)定步長移位的驅(qū)動脈沖并輸出給所述壓電致動器的驅(qū)動脈沖產(chǎn)生部，和在所述伺服控制周期內(nèi)多次連續(xù)地產(chǎn)生所述驅(qū)動脈沖的控制部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電致動器控制電路，其特征在于， 具有存儲所述步長的假定值的步長存儲部，所述控制部在每次產(chǎn)生所述驅(qū)動脈沖時，基于所述假定值推測所述移 位量的剩余量，并在所述剩余量達(dá)到小于所述假定值時，在當(dāng)前的所述伺 服控制周期內(nèi)停止產(chǎn)生之后的所述驅(qū)動脈沖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電致動器控制電路，其特征在于，具有關(guān)于所述驅(qū)動脈沖的占空，存儲分別定義所述步長大的第一占空狀態(tài)和所述步長小的第二占空狀態(tài)的信息的占空存儲部；存儲所述第一和第二占空狀態(tài)的各所述步長的假定值的步長存儲部；和存儲能夠任意地設(shè)定的切換電平的切換電平存儲部； 所述驅(qū)動脈沖產(chǎn)生部基于所述占空存儲部中存儲的信息，產(chǎn)生所述第 一或第二占空狀態(tài)的所述驅(qū)動脈沖，所述控制部在每次產(chǎn)生所述驅(qū)動脈沖時，基于所述假定值推測所述移 位量的剩余量，并在所述剩余量比所述切換電平大的情況下，將產(chǎn)生的所 述驅(qū)動脈沖設(shè)定為所述第一占空狀態(tài)而使所述對象移位，另一方面，在所 述剩余量在所述切換電平以下的情況下，將產(chǎn)生的所述驅(qū)動脈沖設(shè)定為所 述第二占空狀態(tài)而使所述對象移位。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電致動器控制電路，其特征在于， 所述步長存儲部由構(gòu)成為能夠重寫存儲內(nèi)容的寄存器構(gòu)成， 所述驅(qū)動脈沖產(chǎn)生部和所述控制部由ASIC構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電致動器控制電路，其特征在于，所述占空存儲部、所述步長存儲部和所述切換電平存儲部由構(gòu)成為能 夠重寫存儲內(nèi)容的寄存器構(gòu)成，所述驅(qū)動脈沖產(chǎn)生部和所述控制部由ASIC構(gòu)成。
6、 一種防振控制電路，包括振動補(bǔ)償信號產(chǎn)生部，基于檢測攝像裝置的振動的傳感器的輸出信 號，產(chǎn)生與由所述振動導(dǎo)致的所述攝像裝置的移位量對應(yīng)的振動補(bǔ)償信透鏡控制部，基于檢測所述攝像裝置的能夠驅(qū)動的透鏡的驅(qū)動位置的 傳感器的輸出信號和所述振動補(bǔ)償信號，按每個規(guī)定的伺服控制周期產(chǎn)生 控制所述透鏡的驅(qū)動的信號，和壓電致動器控制電路，基于所述透鏡控制部的輸出信號，控制由采用 壓電元件的壓電致動器導(dǎo)致的所述透鏡的移位，所述壓電致動器控制電路具有驅(qū)動脈沖產(chǎn)生部，產(chǎn)生使所述透鏡以規(guī)定步長移位的驅(qū)動脈沖并輸出 給所述壓電致動器，和控制部，在所述伺服控制周期內(nèi)多次連續(xù)地產(chǎn)生所述驅(qū)動脈沖。
7、 一種攝像裝置，具備權(quán)利要求6所述的防振控制電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓電致動器控制電路，在伺服控制壓電致動器的控制電路中，在每個伺服控制周期可以有效地進(jìn)行將移動對象向目標(biāo)位置移動。脈沖產(chǎn)生電路26在伺服控制周期內(nèi)，產(chǎn)生多個驅(qū)動脈沖。在寄存器28中存儲基于一次驅(qū)動脈沖的移動量的假定值，并且采用該假定值，在每次產(chǎn)生驅(qū)動脈沖時推測直到透鏡8的目標(biāo)位置的所需的移動量，從而可以最佳地接近目標(biāo)位置。構(gòu)成為通過采用占空比不同的兩種驅(qū)動脈沖，可以切換粗動和微動，并且通過在所需移動量大的狀態(tài)下為粗動，另一方面，在所需移動量小的狀態(tài)下為微動，可以使透鏡8快速地移動。此外，在所需移動量的推測值不到基于微動的移動量的情況下，停止驅(qū)動脈沖的輸出。
文檔編號B06B1/06GK101491802SQ200810191059
公開日2009年7月29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