專利名稱：壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動應(yīng)用于移動電話等等的照相機(jī)組件、用于聚焦和/或變焦的壓電致動器的系統(tǒng)，以及更具體地說，涉及一種壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，能使用形成驅(qū)動信號的兩個(gè)驅(qū)動波的相移，驅(qū)動用于在照相機(jī)組件中向前或向后變焦和/或聚焦的壓電致動器，以及有選擇地驅(qū)動壓電致動器，從而降低功耗和提高效率。
背景技術(shù)：
通常，壓電致動器是壓電效應(yīng)，用于將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移或應(yīng)力的換能器。這些致動器可以是例如用于在移動電話等等的照相機(jī)組件中變焦和聚焦的馬達(dá)、圓筒等等。
根據(jù)它們所應(yīng)用的系統(tǒng)的目的和用法，以各種方式驅(qū)動壓電致動器。
近年來，這些壓電致動器已經(jīng)應(yīng)用于移動電話等等的小型照相機(jī)組件，用于在其中變焦和聚焦，導(dǎo)致需要驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動致動器。
圖1是用標(biāo)記2表示的傳統(tǒng)壓電致動器驅(qū)動電路的電路圖。
在圖1所示的傳統(tǒng)壓電致動器驅(qū)動電路中，標(biāo)記20表示存儲能量以驅(qū)動壓電致動器3的初始存儲單元。初始存儲單元20用電感器來實(shí)現(xiàn)。標(biāo)記4表示以將存儲在初始存儲單元20中的能量傳送到致動器3后，在預(yù)定時(shí)間檢測壓電致動器3兩端的電壓的電壓檢測器。標(biāo)記5表示將由電壓檢測器4檢測的電壓與壓電致動器3所需的電壓進(jìn)行比較，以及在比較結(jié)果的基礎(chǔ)上，在下一驅(qū)動周期，控制存儲在初始存儲單元20中的能量以便由電壓檢測器4檢測的電壓等于下一驅(qū)動周期中所需的電壓的存儲控制器。
在圖1中，當(dāng)接通開關(guān)SW1時(shí)，將能量存儲在初始存儲單元20中的變壓器的初級線圈L1中。如果在一定時(shí)間過后，斷開開關(guān)SW1，存儲在初始存儲單元20中的能量通過變壓器的次級線圈L2和二極管D2，驅(qū)動為電容元件的壓電致動器3，從而導(dǎo)致在致動器3的兩端生成電壓Vp，以及預(yù)定時(shí)間后保持在恒定電平。
當(dāng)在預(yù)定時(shí)間后接通開關(guān)SW2時(shí)，使存儲在壓電致動器3中的能量放電，以便電壓Vp下降到0。當(dāng)壓電致動器3兩端的電壓Vp保持在恒定電平時(shí)，電壓檢測器4檢測電壓Vp以及存儲控制器5將所檢測的電壓Vp與壓電致動器3所需的電壓Va進(jìn)行比較。然后，存儲控制器5根據(jù)比較結(jié)果，確定用于下一驅(qū)動周期的能量，然后是否使圖1的電路中的開關(guān)SW1的ON時(shí)間長于或短于在前一驅(qū)動周期中的ON時(shí)間。因此，通過重復(fù)驅(qū)動操作最小多次，將所需電壓Va快速地施加到壓電致動器3上。
換句話說，通過檢測以預(yù)定時(shí)間間隔驅(qū)動的壓電致動器3兩端的電壓以及確定在下一驅(qū)動周期中將存儲的能量，可以使致動器3兩端的電壓維持在恒定電平以及應(yīng)付致動器3的電容變化。
在日本專利公開號No.Heisei06-62585中公開了這種壓電致動器驅(qū)動電路的細(xì)節(jié)。
然而，上述的傳統(tǒng)壓電致動器驅(qū)動電路的不利之處在于不能應(yīng)用前或后驅(qū)動壓電致動器以及不能有選擇地驅(qū)動兩個(gè)這樣的壓電致動器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題，做出了本發(fā)明，以及本發(fā)明的目的是提供一種壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，能使用形成驅(qū)動信號的兩個(gè)驅(qū)動波的相移，驅(qū)動在照相機(jī)組件中向前或向后變焦和/或聚焦的壓電致動器，以及有選擇地驅(qū)動這兩個(gè)壓電致動器，從而降低功耗和提高效率。
根據(jù)本發(fā)明的方面，通過提供一種壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，包括電源裝置，用于提供操作電壓；驅(qū)動控制裝置，用于響應(yīng)操作ON選擇信號和向前/向后驅(qū)動選擇信號，控制生成用于壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號；時(shí)鐘發(fā)生裝置，用于響應(yīng)來自電源裝置的操作電壓，生成第一時(shí)鐘信號；以及驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，用于在驅(qū)動控制裝置的向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生裝置的第一時(shí)鐘信號和來自電源裝置的操作電壓，生成提供到壓電致動器的向前或向后驅(qū)動信號。
驅(qū)動控制裝置可以包括操作控制器，用于響應(yīng)選擇ON選擇信號和來自電源裝置的操作電壓，將操作使能信號輸出到驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置；以及緩沖器，用于響應(yīng)向前/向后驅(qū)動選擇信號，將向前/向后選擇信號輸出到驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，包括電源裝置，用于提供操作電壓；驅(qū)動控制裝置，用于響應(yīng)操作ON選擇信號、壓電致動器選擇信號和向前/向后驅(qū)動選擇信號，控制選擇第一和第二壓電致動器的一個(gè)和生成用于所選擇的壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號；時(shí)鐘發(fā)生裝置，用于響應(yīng)來自電源裝置的操作電壓，生成第一時(shí)鐘信號；以及驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，用于在驅(qū)動控制裝置的向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生裝置的第一時(shí)鐘信號和來自電源裝置的操作電壓，生成向前或向后驅(qū)動信號；以及壓電致動器選擇器，用于在驅(qū)動控制裝置的壓電致動器選擇控制下，選擇第一和第二壓電致動器的一個(gè)，以及將由驅(qū)動信號生成裝置所生成的向前或向后驅(qū)動信號提供到所選擇的壓電致動器。
驅(qū)動控制裝置可以包括操作控制器，用于響應(yīng)選擇ON選擇信號和來自電源裝置的操作電壓，將操作使能信號輸出到驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置；開關(guān)控制器，用于響應(yīng)壓電致動器選擇信號和來自操作控制器的操作使能信號，將多個(gè)開關(guān)信號提供到壓電致動器選擇器，以便選擇第一和第二壓電致動器的一個(gè)；以及緩沖器，用于響應(yīng)向前/向后驅(qū)動選擇信號，將向前/向后選擇信號輸出到驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置。
驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置可以包括移位寄存器，包括形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的n個(gè)觸發(fā)器，觸發(fā)器響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生裝置的第一時(shí)鐘信號，順序地輸出高信號；波形產(chǎn)生控制器，用于響應(yīng)來自驅(qū)動控制裝置的向前/向后選擇信號，使用來自移位寄存器的順序高信號，控制生成向前或向后驅(qū)動信號，同時(shí)輸入來自驅(qū)動控制裝置的操作使能信號；以及驅(qū)動波形發(fā)生器，用于在波形發(fā)生控制器的控制下，使用來自電源裝置的操作電壓，生成向前或向后驅(qū)動信號，由驅(qū)動波形發(fā)生器生成的向前或向后驅(qū)動信號包括具有約90°相差的第一和第二驅(qū)動波。


從下述結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是傳統(tǒng)的壓電致動器驅(qū)動電路的電路圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是圖2中的驅(qū)動控制器的電路圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；
圖5是圖4中的驅(qū)動控制器的電路圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的電源的電路圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的時(shí)鐘發(fā)生器的框圖；圖8是圖7中的第二分頻器的電路圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的時(shí)鐘發(fā)生器中的主信號的時(shí)序圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動信號發(fā)生器的框圖；圖11是示例說明在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動信號發(fā)生器中，波形產(chǎn)生的原理的波形圖；以及圖12是根據(jù)本發(fā)明的信號發(fā)生器中的主信號的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖，詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在圖中，用相同的標(biāo)記表示相同或類似的元件，即使在不同圖中描述它們。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)包括用于提供操作電壓V1和V2的電源100、用于響應(yīng)操作ON選擇信號OE和向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，控制用于壓電致動器ACT的向前/向后驅(qū)動信號Sd的產(chǎn)生的驅(qū)動控制器201、用于響應(yīng)來自電源100的操作電壓V1，生成第一時(shí)鐘信號CLK1的時(shí)鐘發(fā)生器300，以及用于在驅(qū)動控制器201的向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生器300的第一時(shí)鐘信號CLK1和來自電源100的操作電壓V2，產(chǎn)生輸送到壓電致動器ACT的向前或向后驅(qū)動信號Sd。
圖3是圖2中的驅(qū)動控制器201的電路圖。
參考圖3，驅(qū)動控制器201包括操作控制器210，用于響應(yīng)操作ON選擇信號OE和來自電源100的操作電壓V1，將操作使能信號Sen輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400，以及緩沖器220，用于響應(yīng)向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，將向前/向后選擇信號Sds輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)包括用于提供操作電源V1和V2的電源100、驅(qū)動控制器202，用于響應(yīng)操作ON選擇信號OE、壓電致動器選擇信號ACT-S以及向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，控制選擇第一和和第二壓電致動器ACT1和ACT2中的一個(gè)以及生成用于所選擇的壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號Sd、響應(yīng)來自電源100的操作電壓V1，生成第一時(shí)鐘信號CLK1的時(shí)鐘發(fā)生器300、驅(qū)動信號發(fā)生器400，用于在驅(qū)動控制器202的向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生器300的第一時(shí)鐘信號CLK1和來自電源100的操作電壓V2，生成向前或向后驅(qū)動信號Sd，以及壓電致動器選擇器500，用于在驅(qū)動控制器202的壓電致動器選擇控制下，選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)，以及將由驅(qū)動信號發(fā)生器400產(chǎn)生的向前或向后驅(qū)動信號Sd提供給所選擇的壓電致動器。
圖5是圖4中的驅(qū)動控制器202的電路圖。
參考圖5，驅(qū)動控制器202包括操作控制器210，用于響應(yīng)操作ON選擇信號OE和來自電源100的操作電壓V1，將操作使能信號Sen輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400、緩沖器220，用于響應(yīng)向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，將向前/向后選擇信號Sds輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400，以及開關(guān)控制器230，用于響應(yīng)壓電致動器選擇信號ACT-S和來自操作控制器210的操作使能信號Sen，將開關(guān)信號S1-S4提供給壓電致動器選擇器500，以便選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)。
將給出共同應(yīng)用于本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的電源100、時(shí)鐘發(fā)生器300和驅(qū)動信號發(fā)生器400的詳細(xì)描述。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的電源100的電路圖。
參考圖6，電源100包括升壓電路110，用于響應(yīng)脈寬調(diào)制(PWM)信號，將通過輸入電容器Cin接收的輸入電壓Vin升高到預(yù)定電平，以便輸出操作電壓V2、反饋控制器120，用于檢測來自升壓電路110的輸出電壓以便將反饋電壓輸出為操作電壓V1，以及PWM控制器130，用于根據(jù)來自反饋控制器120的反饋電壓，控制來自第二時(shí)鐘發(fā)生器300的第二時(shí)鐘信號CLK2的占空比，以便將PWM信號提供到升壓電路110。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的時(shí)鐘發(fā)生器300的框圖。
參考圖7，時(shí)鐘發(fā)生器300包括用于生成參考時(shí)鐘信號CLK的參考時(shí)鐘發(fā)生器310、用于按第一預(yù)定比率劃分參考時(shí)鐘信號CLK的頻率以便將第一時(shí)鐘信號CLK1提供到驅(qū)動信號發(fā)生器400的第一分頻器320，以及第二分頻器330，用于按第二預(yù)定比率劃分參考時(shí)鐘CLK的頻率以便生成具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號CLK21和CLK22，以及根據(jù)來自電源100的操作電壓V1的電平，將所生成的時(shí)鐘信號CLK21和CLK22的一個(gè)作為第二時(shí)鐘信號CLK2提供到電源100。
圖8是圖7中的第二分頻器330的電路圖。
參考圖8，第二分頻器330包括用于劃分來自電源100的操作電壓V1以便檢測所需電壓Va的分壓器331、比較器332，用于將由分壓器331檢測的電壓Va與預(yù)定參考電壓Vb進(jìn)行比較以及基于比較結(jié)果，輸出開關(guān)信號、占空調(diào)節(jié)器333，用于按第二預(yù)定比率劃分參考時(shí)鐘信號CLK的頻率以便生成具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號CLK21和CLK22，以及開關(guān)334，用于響應(yīng)來自比較器332的開關(guān)信號，選擇來自占空調(diào)節(jié)器332的兩個(gè)時(shí)鐘信號CLK21和CLK22的一個(gè)，以及將所選擇的時(shí)鐘信號作為第二時(shí)鐘信號CLK2輸出到電源100。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的時(shí)鐘發(fā)生器300中的主信號的時(shí)序圖。
在圖9中，CLK、CLK1和CLK2表示分別在時(shí)鐘發(fā)生器300中生成的參考時(shí)鐘信號、第一時(shí)鐘信號和第二時(shí)鐘信號，以及CLK21和CLK22表示具有不同占空比的時(shí)鐘信號，它們中的一個(gè)選擇為第二時(shí)鐘信號。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動信號發(fā)生器400的框圖。
參考圖10，驅(qū)動信號發(fā)生器400包括用形成環(huán)形結(jié)構(gòu)形成的觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的移位寄存器410。觸發(fā)器用來響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生器300的第一時(shí)鐘信號CLK1，順序地輸出高信號。驅(qū)動信號發(fā)生器400進(jìn)一步包括波形發(fā)生控制器420，用于響應(yīng)來自驅(qū)動控制器201或202的向前/向后選擇信號Sds，使用來自移位寄存器410的順序高信號，控制生成向前或向后驅(qū)動信號Sd，同時(shí)輸入來自驅(qū)動控制器201或202的操作使能信號Sen，以及驅(qū)動波形發(fā)生器430，用于在波形生成控制器420的控制下，使用來自電源100的操作電壓V2，生成向前或向后驅(qū)動信號Sd。其中，由驅(qū)動波形發(fā)生器430生成的向前或向后驅(qū)動信號Sd由具有約90°相差的第一和第二驅(qū)動波W1和W2形成。
例如，假定當(dāng)?shù)谝或?qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是正弦波和余弦波，驅(qū)動信號設(shè)置成向前驅(qū)動信號，當(dāng)?shù)谝或?qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是余弦波和正弦波時(shí)，將驅(qū)動信號設(shè)置成向后驅(qū)動信號。當(dāng)然相反的原理也是成立的。
應(yīng)用壓電致動器選擇器500來響應(yīng)來自驅(qū)動控制器202的開關(guān)信號S1-S4，選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2中的一個(gè)，以及將來自驅(qū)動信號發(fā)生器400的向前或向后驅(qū)動信號Sd提供到所選擇的壓電致動器。
例如，當(dāng)驅(qū)動信號是第一驅(qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是正弦波和余弦波時(shí)的前向驅(qū)動信號時(shí)，壓電致動器選擇器500選擇第一壓電致動器ACT1的兩個(gè)端子以及分別將正弦波，或第一驅(qū)動波W1提供到致動器ACT1的一個(gè)端子以及將余弦波，或第二驅(qū)動波W2提供到致動器ACT1的另一端子，以便能向前驅(qū)動致動器ACT1。
圖11是示例說明根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動信號發(fā)生器400中，波形產(chǎn)生的原理的波形圖。
如圖11所示，驅(qū)動信號發(fā)生器400使用來自電源100的操作電壓V2，順序地生成對應(yīng)于一個(gè)周期的驅(qū)動波的多個(gè)電壓(例如32V)。此時(shí)，通過在相位0°或90°，起動生成驅(qū)動波來生成正弦波或余弦波。因此，能將第一驅(qū)動波W1生成為正弦波以及將第二驅(qū)動波W2生成為余弦波或反之亦然。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動信號發(fā)生器400中的主信號的時(shí)序圖。
在圖12中，CLK1表示在時(shí)鐘發(fā)生器300中生成的第一時(shí)鐘信號，Sds表示向前/向后選擇信號，Sen表示操作使能信號，以及Sd表示壓電致動器向前/向后驅(qū)動信號。
接著，將詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的操作。
根據(jù)本發(fā)明，壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)能向前或向后驅(qū)動應(yīng)用于移動電話等等、用于其中的變焦和/或聚焦的照相機(jī)組件的一個(gè)壓電致動器，或選擇的兩個(gè)壓電致動器的一個(gè)，如在下文詳細(xì)描述。
首先，參考圖2和3，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，電源100將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成操作電壓V1和V2，以及分別將操作電壓V1提供到驅(qū)動控制器202以及將操作電壓V2提供到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
然后，控制控制器201響應(yīng)操作ON選擇信號OE和向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，控制生成用于壓電致動器ACT的向前/向后驅(qū)動信號Sd。
時(shí)鐘發(fā)生器300響應(yīng)來自電源100的操作電壓V1，生成第一時(shí)鐘信號CLK1，以及將其輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
即，在本實(shí)施例中，在從電源100接收操作電壓V1后，時(shí)鐘發(fā)生器300生成參考時(shí)鐘信號CLK，劃分其頻率以生成具有不同頻率的第一和第二時(shí)鐘信號CLK1和CLK2，以及分別將第一時(shí)鐘信號CLK1輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400以及將第二時(shí)鐘信號CLK2輸出到電源100。
驅(qū)動信號發(fā)生器400生成向前或向后驅(qū)動信號Sd以及在驅(qū)動控制器201的向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，提供到壓電致動器ACT。
其中，假定當(dāng)?shù)谝或?qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是正弦波和余弦波時(shí)，將驅(qū)動信號設(shè)置成向前驅(qū)動信號，以及當(dāng)?shù)谝或?qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是余弦波和正弦波時(shí)，設(shè)置成向后驅(qū)動信號。當(dāng)然相反的原理也是成立的。也能將這一驅(qū)動信號設(shè)定值應(yīng)用于本發(fā)明的第二實(shí)施例。
接著，參考圖4和5，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，電源100將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成操作電壓V1和V2以及分別將操作電壓V1提供到驅(qū)動控制器202和將第二操作電壓V2提供到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
然后，驅(qū)動控制器202響應(yīng)操作ON選擇信號OE、壓電驅(qū)動器選擇信號ACT-S和向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，控制第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)的選擇以及生成用于所選擇的壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號Sd。
時(shí)鐘發(fā)生器300響應(yīng)來自電源100的操作電壓V1，生成第一時(shí)鐘信號CLK1，以及將其輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
即，在本實(shí)施例中，在從電源100接收到操作電壓V1后，時(shí)鐘發(fā)生器300生成參考時(shí)鐘信號CLK，劃分其頻率以便生成具有不同頻率的第一和第二時(shí)鐘信號CLK1和CLK2，以及分別將第一時(shí)鐘信號CLK1輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400和將和將時(shí)鐘信號CLK2輸出到電源100。
驅(qū)動信號發(fā)生器400在驅(qū)動控制器202的向前/向后驅(qū)動信號發(fā)生控制下，生成向前或向后驅(qū)動信號Sd。其中，假定當(dāng)?shù)谝或?qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是正弦和余弦波時(shí)，將驅(qū)動信號設(shè)置成向前驅(qū)動信號，當(dāng)?shù)谝或?qū)動波W1和第二驅(qū)動波W2分別是余弦波和正弦波時(shí)，將其設(shè)置成向后驅(qū)動信號。當(dāng)然，相反的原理也是成立的。
然后，壓電致動器選擇器500在驅(qū)動控制器202的壓電致動器選擇控制下，選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)，以及將由驅(qū)動信號發(fā)生器400生成的向前或向后驅(qū)動信號Sd提供到所選擇的壓電致動器。
因此，向前或向后驅(qū)動所選擇的壓電致動器。
在下文中，將參考圖2至12，詳細(xì)地描述本發(fā)明的第一和第二首先，參考圖6，在電源100中，升壓電路110響應(yīng)PWM信號，使輸入電壓Vin升高到預(yù)定電平以便輸出操作電壓V2。反饋控制器120檢測來自升壓電路110的輸出電壓以便將反饋電壓輸出為操作電壓V1。PWM控制器130根據(jù)來自反饋控制器120的反饋電壓，控制來自時(shí)鐘發(fā)生器300的第二時(shí)鐘信號CLK2的占空比以便將PWM信號提供到升壓電路110。用這種方式，根據(jù)本發(fā)明，電源100能通過執(zhí)行PWM控制和反饋控制，提供更穩(wěn)定的操作電壓。
參考圖3和5，在驅(qū)動控制器201或202中，操作控制器210響應(yīng)操作ON選擇信號OE和來自電源100的操作電壓V1，將操作使能信號Sen輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
操作控制器210能以下述方式執(zhí)行邏輯操作。例如，當(dāng)操作ON選擇信號OE是有效“0”時(shí)，通過反相器IN1反相為“1”，然后通過AND門AND1，與邏輯“1”的操作電壓V1相加，以便輸出邏輯“1”的操作使能信號Sen，如下表1。


如從上表1可以看出，當(dāng)執(zhí)行操作ON選擇的同時(shí)，電源100提供操作電壓V1時(shí)，輸出操作使能信號Sen。
緩沖器200響應(yīng)向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S，將向前/向后選擇信號Sds輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400。為此，緩沖器220包括兩個(gè)反相器IN6和IN7，用于緩沖向前/向后驅(qū)動選擇信號POL-S和將作為向前/向后選擇信號Sds的緩沖信號輸出到驅(qū)動信號發(fā)生器400。
參考圖7，在時(shí)鐘發(fā)生器300中，參考時(shí)鐘發(fā)生器310產(chǎn)生參考時(shí)鐘信號CLK，以及第一分頻器320按第一預(yù)定比率劃分參考時(shí)鐘信號CLK以便提供第一時(shí)鐘信號CLK1。第二分頻器330按第二預(yù)定比率劃分參考時(shí)鐘信號CLK以便產(chǎn)生具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號CLK21和CLK22，以及根據(jù)來自電源100的操作電壓V1的電平，將所生成的時(shí)鐘信號CLK21和CLK22的一個(gè)操作為第二時(shí)鐘信號CLK2。
參考圖8和9，在第二分頻器330中，分壓器331劃分來自電源100的操作電壓V1以便檢測所述電壓Va。
比較器332將由分壓器331檢測的電壓Va與預(yù)定參考電壓Vb進(jìn)行比較以及基于比較結(jié)果，輸出開關(guān)信號。例如，如果所檢測的電壓Va高于參考電壓Vb，則開關(guān)信號為高電平，相反為低電平。
占空調(diào)節(jié)器33按第二預(yù)定比率劃分參考時(shí)鐘信號CLK的頻率以便生成具有不同頻率的兩個(gè)時(shí)鐘信號CLK21和CLK22。例如，可以將時(shí)鐘信號CLK21生成為具有50％占空比以及可以將時(shí)鐘信號CLK22生成為具有80％占空比。
開關(guān)334響應(yīng)來自比較器332的開關(guān)信號，選擇來自占空調(diào)節(jié)器33的兩個(gè)時(shí)鐘信號CLK21和CLK22的一個(gè)以及將所選擇的時(shí)鐘信號輸出到電源100。因此，第二分頻器330根據(jù)來自電源100的操作電壓V1的電平，提供用于PWM控制所需的時(shí)鐘信號。即，當(dāng)操作電壓V1低于參考電壓時(shí)，第二分頻器330提供具有低占空比的時(shí)鐘信號，以及當(dāng)操作電壓V1高于參考電壓時(shí)，提供具有高占空比的時(shí)鐘信號。這允許電源100穩(wěn)定地操作。
參考圖10和11，在驅(qū)動信號發(fā)生器400中，用形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)移位寄存器410。觸發(fā)器響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生器300的第一時(shí)鐘信號CLK1，順序地輸出高信號。
波形生成控制器420響應(yīng)來自驅(qū)動控制器201或202的向前/向后選擇信號Sds，使用來自移位寄存器410的順序高信號，控制生成向前或向后驅(qū)動信號Sd同時(shí)，輸入來自驅(qū)動控制器201的操作使能信號Sen。
驅(qū)動波形發(fā)生器430在波形生成控制器420的控制下，使用來自電源100的操作電壓V2，生成向前或向后驅(qū)動信號Sd。同時(shí)，由驅(qū)動波形發(fā)生器430生成的向前或向后驅(qū)動信號Sd由具有約90°相差的第一和第二驅(qū)動波W1和W2組成，如圖12所示。
參考圖11，驅(qū)動信號發(fā)生器400順序地生成對應(yīng)于一個(gè)周期的驅(qū)動波的多個(gè)電壓。此時(shí)，通過控制驅(qū)動波生成的起始點(diǎn)，能生成正弦波或余弦波。
在下文中，結(jié)合圖5，詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動控制器202。
參考圖5，驅(qū)動控制器202的開關(guān)控制器230響應(yīng)壓電致動器選擇信號ACT-S和來自操作控制器210的操作使能信號Sen，將開關(guān)信號S 1-S4提供到壓電致動器選擇器500，以便選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)。
圖5的開關(guān)控制器230能以下述方式執(zhí)行邏輯操作。例如，假定操作使能信號Sen為有效“1”，以及壓電致動器選擇信號ACT-S為“1”，用于選擇第一壓電致動器ACT1，以及“0”，用于選擇第二壓電致動器ACT2。當(dāng)壓電致動器選擇信號ACT-S為“1”時(shí)，順序地通過兩個(gè)反相器IN2和IN3，作為邏輯“1”輸入到第一NADN門NA1。同時(shí)，通過反相器IN2，壓電致動器選擇信號ACT-S反相為“0”，然后輸入到第NAND門NA2。第一NAND門NA1使反相器IN3的邏輯“1”的輸出和邏輯“1”的操作使能信號Sen執(zhí)行“與非”操作，以及將最終信號邏輯“0”作為開關(guān)信號S3。還通過反相器IN4和，使來自第一NAND門NA1的輸出信號反相為“1”，然后輸出為開關(guān)信號S1。第二NAND門NA2使反相器IN2的輸出邏輯“0”和操作使能信號Sen邏輯“1”執(zhí)行“與非”操作以及將最終信號邏輯“1”輸出為開關(guān)信號S4。還通過反相器IN5，使來自第二NAND門NA2的輸出信號反相，然后輸出為開關(guān)信號S2。
在這種情況下，通過開關(guān)信號S1，使第一驅(qū)動波W1提供到第一致動器ACT1的一個(gè)端子，以及通過開關(guān)信號S4，使第二驅(qū)動波W2提供到第一致動器ACT1的另一端子。
另一方面，當(dāng)壓電致動器選擇信號ACT-S為“0”時(shí)，通過反相器IN2使它反相為“1”，然后輸出到第二NAND門NA2。順序地通過兩個(gè)反相器IN2和IN3，壓電致動器選擇信號ACT-S還將邏輯“0”輸入到第一NAND門NA1。第一NAND門NA1使反相器IN3的輸出邏輯“0”和操作使能信號Sen邏輯“1”執(zhí)行“與非”操作以及將最終信號邏輯“1”輸出為開關(guān)信號S3。通過反相器IN4，還使來自第一NADN門NA1的輸出信號反相為“0”，以及輸出為開關(guān)信號S1。第二NAND門NA2使反相器IN2的輸出邏輯“1”和操作使能信號Sen的邏輯“1”執(zhí)行“與非”操作以及將最終信號邏輯“0”輸出為開關(guān)信號S4。還通過反相器IN5使來自第二NAND門NA2的輸出信號反相為“1”，然后輸出為開關(guān)信號S2。
在這種情況下，通過開關(guān)信號S2，將第一驅(qū)動波W1提供到第二致動器ACT2的一個(gè)端子，以及通過開關(guān)信號S3，將第二驅(qū)動波W2提供到第二致動器ACT2的另一端子。
用這種方式，開關(guān)控制器230執(zhí)行邏輯操作以便輸出開關(guān)信號S1至S4來選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)，如下表2。


如從上表2可以看出如果在輸入邏輯“1”的操作使能信號Sen的條件下，壓電致動器選擇信號ACT-S為“1”，響應(yīng)開關(guān)信號S 1和S4，接通壓電致動器選擇器500中的開關(guān)SW1和SW2以便選擇第一致動器ACT1。相反，假定在輸入邏輯“1”的操作使能信號Sen的條件，壓電致動器選擇信號ACT-S為“0”，響應(yīng)開關(guān)信號S2和S3，接通壓電致動器選擇器500中的開關(guān)SW2和SW3以便選擇第二致動器ACT2。
另一方面，如果操作使能信號Sen為“0”，不管壓電致動器選擇信號ACT-S的狀態(tài)如何，不選擇第一和第二致動器ACT1和ACT2的任何一個(gè)。
壓電致動器選擇器500響應(yīng)來自驅(qū)動控制器202的開關(guān)信號S1至S4，選擇第一和第二壓電致動器ACT1和ACT2的一個(gè)，以及將來自驅(qū)動信號發(fā)生器400的向前或向后驅(qū)動信號Sd提供到所選擇的壓電致動器。
如上所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)能向前或向后驅(qū)動壓電致動器。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)能選擇兩個(gè)壓電致動器的一個(gè)以及向前或向后驅(qū)動所選擇的壓電致動器。
從上述描述可以看出，本發(fā)明提供用于驅(qū)動應(yīng)用于移動電話的照相機(jī)組件等等，用于在其中聚焦和/或變焦的壓電致動器的系統(tǒng)。壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)能使用形成驅(qū)動信號的兩個(gè)驅(qū)動波的相移，向前或向后驅(qū)動壓電致動器。該系統(tǒng)還能有選擇地驅(qū)動這兩個(gè)壓電致動器。因此，可以降低功耗和提高效率。
盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到在不背離在附加權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種改進(jìn)、增加和取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，包括電源裝置，用于提供操作電壓；驅(qū)動控制裝置，用于響應(yīng)操作ON選擇信號和向前/向后驅(qū)動選擇信號，控制生成用于壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號；時(shí)鐘發(fā)生裝置，用于響應(yīng)來自所述電源裝置的所述操作電壓，生成第一時(shí)鐘信號；以及驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，用于在所述驅(qū)動控制裝置的所述向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自所述時(shí)鐘發(fā)生裝置的所述第一時(shí)鐘信號和來自所述電源裝置的所述操作電壓，生成提供到所述壓電致動器的所述向前或向后驅(qū)動信號。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動控制裝置包括操作控制器，用于響應(yīng)所述選擇ON選擇信號和來自所述電源裝置的操作電壓，將操作使能信號輸出到所述驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置；以及緩沖器，用于響應(yīng)所述向前/向后驅(qū)動選擇信號，將向前/向后選擇信號輸出到所述驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述電源裝置包括升壓電路，用于響應(yīng)脈寬調(diào)制(PWM)信號，使輸入電壓升高到預(yù)定電壓；反饋控制器，用于檢測來自所述升壓電路的輸出電壓以便輸出反饋電壓；以及PWM控制器，用于根據(jù)來自所述反饋控制器的反饋電壓，控制來自所述時(shí)鐘發(fā)生裝置的第二時(shí)鐘信號的占空比，以便將所述PWM信號提供到所述升壓電路；其中，所述預(yù)定電壓或反饋電壓提供為操作電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述時(shí)鐘發(fā)生裝置包括參考時(shí)鐘發(fā)生器，用于生成參考時(shí)鐘信號；第一分頻器，用于按第一預(yù)定比率劃分所述參考時(shí)鐘信號的頻率以便提供所述第一時(shí)鐘信號；以及第二分頻器，用于按第二預(yù)定比率劃分所述參考時(shí)鐘信號的頻率以便生成具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號，以及根據(jù)來自所述電源裝置的操作電壓的電平，將所生成的時(shí)鐘信號的一個(gè)提供為所述第二時(shí)鐘信號。
5.如權(quán)利要求4所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述第二分頻器包括分壓器，用于劃分來自所述電源裝置的操作電壓以便檢測所需電壓；比較器，用于將由所述分壓器檢測的電壓與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，以及基于比較結(jié)果，輸出開關(guān)信號；占空調(diào)節(jié)器，用于按所述第二預(yù)定比率劃分所述參考時(shí)鐘信號的頻率以便生成具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號；以及開關(guān)，用于響應(yīng)來自所述比較器的開關(guān)信號，選擇來自所述占空調(diào)節(jié)器的兩個(gè)時(shí)鐘信號的一個(gè)，以及將所選擇的時(shí)鐘信號作為所述第二時(shí)鐘信號輸出到所述電源裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置包括移位寄存器，包括形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的n個(gè)觸發(fā)器，所述觸發(fā)器響應(yīng)來自所述時(shí)鐘發(fā)生裝置的所述第一時(shí)鐘信號，順序地輸出高信號；波形產(chǎn)生控制器，用于響應(yīng)來自所述驅(qū)動控制裝置的向前/向后選擇信號，使用來自所述移位寄存器的順序高信號，控制生成所述向前或向后驅(qū)動信號，同時(shí)輸入來自所述驅(qū)動控制裝置的操作使能信號；以及驅(qū)動波形發(fā)生器，用于在所述波形發(fā)生控制器的控制下，使用來自所述電源裝置的操作電壓，生成所述向前或向后驅(qū)動信號，由所述驅(qū)動波形發(fā)生器生成的所述向前或向后驅(qū)動信號包括具有約90°相差的第一和第二驅(qū)動波。
7.一種壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，包括電源裝置，用于提供操作電壓；驅(qū)動控制裝置，用于響應(yīng)操作ON選擇信號、壓電致動器選擇信號和向前/向后驅(qū)動選擇信號，控制選擇所述第一和第二壓電致動器的一個(gè)和生成用于所選擇的壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號；時(shí)鐘發(fā)生裝置，用于響應(yīng)來自所述電源裝置的所述操作電壓，生成第一時(shí)鐘信號；以及驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置，用于在所述驅(qū)動控制裝置的所述向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自所述時(shí)鐘發(fā)生裝置的所述第一時(shí)鐘信號和來自所述電源裝置的所述操作電壓，生成所述向前或向后驅(qū)動信號；以及壓電致動器選擇器，用于在所述驅(qū)動控制裝置的壓電致動器選擇控制下，選擇所述第一和第二壓電致動器的一個(gè)，以及將由所述驅(qū)動信號生成裝置所生成的向前或向后驅(qū)動信號提供到所選擇的壓電致動器。
8.如權(quán)利要求7所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動控制裝置包括操作控制器，用于響應(yīng)所述選擇ON選擇信號和來自所述電源裝置的操作電壓，將操作使能信號輸出到所述驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置；緩沖器，用于響應(yīng)所述向前/向后驅(qū)動選擇信號，將向前/向后選擇信號輸出到所述驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置；以及開關(guān)控制器，用于響應(yīng)所述壓電致動器選擇信號和來自所述操作控制器的操作使能信號，將多個(gè)開關(guān)信號提供到所述壓電致動器選擇器，以便選擇所述第一和第二壓電致動器的一個(gè)。
9.如權(quán)利要求7所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述電源裝置包括升壓電路，用于響應(yīng)PWM信號，使輸入電壓升高到預(yù)定電壓；反饋控制器，用于檢測來自所述升壓電路的輸出電壓以便輸出反饋電壓；以及PWM控制器，用于根據(jù)來自所述反饋控制器的反饋電壓，控制來自所述時(shí)鐘發(fā)生裝置的第二時(shí)鐘信號的占空比，以便將所述PWM信號提供到所述升壓電路；其中，所述預(yù)定電壓或反饋電壓提供為操作電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述時(shí)鐘發(fā)生裝置包括參考時(shí)鐘發(fā)生器，用于生成參考時(shí)鐘信號；第一分頻器，用于按第一預(yù)定比率劃分所述參考時(shí)鐘信號的頻率以便提供所述第一時(shí)鐘信號；以及第二分頻器，用于按第二預(yù)定比率劃分所述參考時(shí)鐘信號的頻率以便生成具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號，以及根據(jù)來自所述電源裝置的操作電壓的電平，將所生成的時(shí)鐘信號的一個(gè)提供為所述第二時(shí)鐘信號。
11.如權(quán)利要求10所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述第二分頻器包括分壓器，用于劃分來自所述電源裝置的操作電壓以便檢測所需電壓；比較器，用于將由所述分壓器檢測的電壓與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，以及基于比較結(jié)果，輸出開關(guān)信號；占空調(diào)節(jié)器，用于按所述第二預(yù)定比率劃分所述參考時(shí)鐘信號的頻率以便生成具有不同占空比的兩個(gè)時(shí)鐘信號；以及開關(guān)，用于響應(yīng)來自所述比較器的開關(guān)信號，選擇來自所述占空調(diào)節(jié)器的兩個(gè)時(shí)鐘信號的一個(gè)，以及將所選擇的時(shí)鐘信號作為所述第二時(shí)鐘信號輸出到所述電源裝置。
12.如權(quán)利要求8所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置包括移位寄存器，包括形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的n個(gè)觸發(fā)器，所述觸發(fā)器響應(yīng)來自所述時(shí)鐘發(fā)生裝置的所述第一時(shí)鐘信號，順序地輸出高信號；波形產(chǎn)生控制器，用于響應(yīng)來自所述驅(qū)動控制裝置的向前/向后選擇信號，使用來自所述移位寄存器的順序高信號，控制生成所述向前或向后驅(qū)動信號，同時(shí)輸入來自所述驅(qū)動控制裝置的操作使能信號；以及驅(qū)動波形發(fā)生器，用于在所述波形發(fā)生控制器的控制下，使用來自所述電源裝置的操作電壓，生成所述向前或向后驅(qū)動信號，由所述驅(qū)動波形發(fā)生器生成的所述向前或向后驅(qū)動信號包括具有約90°相差的第一和第二驅(qū)動波。
13.一種如權(quán)利要求8所述的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述壓電致動器選擇器適合于響應(yīng)來自所述驅(qū)動控制裝置的開關(guān)信號，選擇所述第一和第二壓電致動器的一個(gè)以及將由所述驅(qū)動信號發(fā)生裝置生成的向前或向后驅(qū)動信號提供到所選擇的壓電致動器。
全文摘要
在此公開了一種用于向前或向后驅(qū)動用于照相機(jī)組件中的變焦和/或聚焦的壓電致動器的壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)。壓電致動器驅(qū)動系統(tǒng)包括電源，用于提供操作電壓、驅(qū)動控制器，用于響應(yīng)操作ON選擇信號和向前/向后驅(qū)動選擇信號，控制生成用于壓電致動器的向前/向后驅(qū)動信號；時(shí)鐘發(fā)生器，用于響應(yīng)來自電源的操作電壓，生成第一時(shí)鐘信號；以及驅(qū)動信號發(fā)生器，用于在驅(qū)動控制器的向前/向后驅(qū)動信號產(chǎn)生控制下，響應(yīng)來自時(shí)鐘發(fā)生器的第一時(shí)鐘信號和來自電源的操作電壓，生成提供到壓電致動器的向前或向后驅(qū)動信號。
文檔編號H02N2/00GK1753295SQ200410100688
公開日2006年3月29日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者閔丙云, 全炯俊, 金鉉振 申請人:三星電機(jī)株式會社