專利名稱：壓電執(zhí)行元件驅動方法、壓電執(zhí)行元件控制電路及防振控制電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生成與使用壓電元件的沖擊驅動型的執(zhí)行元件對應的驅動脈沖的驅 動方法及控制電路，以及進行攝像裝置的手抖動校正的防振控制電路。
背景技術：
一直以來提出一種利用壓電元件的電致伸縮效應的壓電執(zhí)行元件，且作為超小型 執(zhí)行元件備受關注(參照非專利文獻1)。這種壓電執(zhí)行元件例如被應用于照相機的手抖動 校正或自動調焦等。沖擊驅動型的壓電執(zhí)行元件具有摩擦保持移動對象物并通過壓電元件(壓電元 件)而伸縮的驅動軸。驅動電路生成與驅動軸伸張時和收縮時的速度不同、即緩慢伸張快 速拉動或者與其相反的這一類電壓信號并施加在壓電元件上。在驅動軸迅速移動時，移動 對象物因為慣性而相對驅動軸滑動，基本上停留在原來的位置。另一方面，若使驅動軸緩慢 移動，則通過靜摩擦力，移動對象物和驅動軸一起位移。通過這種伸縮動作使移動對象物相 對驅動軸而在特定方向上位移。這種位移在原理上是能夠通過將上升時間和下降時間不同的鋸齒形電壓信號施 加到壓電元件上而實現(xiàn)的。但是，可知作為從驅動電路輸出的驅動信號的波形沒有必要 一定是鋸齒形，也可以是矩形波信號、即脈沖信號，通過調節(jié)頻率或占空比也可得到上述位 移。移動對象物的移動速度依賴于驅動脈沖的頻率及占空比，例如，通過將占空比取反能改 變移動方向。另外，專利文獻1公開了一種如下的驅動裝置在驅動開始時，以使向壓電元件施 加驅動脈沖信號的時間逐漸增加、且驅動速度逐漸增加的方式進行控制，另一方面，以使向 壓電元件施加驅動脈沖信號的時間逐漸減小、且驅動速度逐漸減小的方式進行控制。[專利文獻1]日本發(fā)明專利第3358418號公報[非專利文獻 1JK0NICAMIN0LTA TECHNOLOGY REPORT VOL. 1 (2004)，p. 23-26以往，在無需使移動對象物位移的期間停止施加于壓電元件的驅動脈沖的產(chǎn)生， 在需要位移的情況下才開始驅動脈沖的產(chǎn)生。但是，這種驅動方法存在壓電執(zhí)行元件在驅動時會產(chǎn)生異常噪聲的問題。具體的 說，這種異常噪聲是在將可多次產(chǎn)生驅動脈沖的周期設定為伺服控制周期的壓電執(zhí)行元件 的驅動時觀測得到的。在該驅動方法中，如果利用伺服控制周期中的驅動脈沖使驅動對象 物的位移達到所需位移量，則在該伺服驅動周期的剩余期間停止驅動脈沖的產(chǎn)生。并且，若 在下一伺服控制周期開始時需要驅動對象物的位移，則重新進行驅動脈沖的產(chǎn)生。驅動脈 沖的頻率例如是100kHz左右的高頻率且超過了可聽頻帶。因此，猜測異常噪聲不是通過驅 動脈沖自身產(chǎn)生的而是通過與伺服控制周期相應的驅動對象物的移動 停止的反復操作產(chǎn) 生的。這種移動 停止時的異常噪聲的產(chǎn)生存在通過在驅動開始時或停止時使驅動速度逐漸變化而能降低的可能性。但是，為了使驅動速度逐漸變化需要進行使驅動脈沖信號的 脈沖寬度或者施加電壓逐漸變化的控制，就有可能使控制變得復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述問題點而進行的，其目的在于提供一種在沖擊驅動型的壓 電執(zhí)行元件中以簡易的控制抑制異常噪聲產(chǎn)生的驅動方法及壓電執(zhí)行元件控制電路，以及 能抑制壓電執(zhí)行元件中的異常噪聲的防振控制電路。本發(fā)明的壓電執(zhí)行元件驅動方法，向壓電執(zhí)行元件提供驅動脈沖，并以與該驅動 脈沖同步的方式使驅動對象物一步一步地位移，其特征在于，在所述驅動對象物的位移開 始之前先進行停留驅動，作為所述驅動脈沖，該停留驅動提供具有使所述驅動對象物停留 在當前位置的占空比的停留用脈沖，該停留驅動之后，作為所述驅動脈沖而開始提供具有 所述驅動對象物的位移產(chǎn)生的占空比的位移用脈沖，以使所述驅動對象物位移。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，在使驅動對象物開始位移時進行停留動作，從該狀態(tài)開 始位移。在停留驅動中，壓電執(zhí)行元件邊使驅動對象物停留在停止位置邊被伸縮。即，推測 驅動對象物在宏觀上是停止狀態(tài)，但是在微觀上是在停止位置的附近細微振動的狀態(tài)，在 該振動狀態(tài)下驅動對象物通過動摩擦力被摩擦保持在壓電執(zhí)行元件上。動摩擦力比靜摩擦 力小，因此，根據(jù)本發(fā)明，驅動對象物的位移能從停止狀態(tài)平穩(wěn)地開始。在本發(fā)明中，通過這 種作用能抑制異常噪聲的產(chǎn)生。另外，用于抑制該異常噪聲的產(chǎn)生所需的驅動脈沖基本上 分為停留用脈沖和位移用脈沖兩種，在驅動開始時無需使驅動脈沖的占空比產(chǎn)生更細微的 變化而控制簡單，另外控制電路也能采取簡單的結構。


圖1是本發(fā)明實施方式相關的利用了壓電執(zhí)行元件的手抖動校正系統(tǒng)的概略構 成框圖。圖2是說明脈沖生成電路的概略功能框圖。圖3是表示由脈沖生成電路進行的驅動 脈沖的生成處理的概略流程圖。圖4是示意性表示驅動脈沖的信號波形的時序圖。圖5是 說明利用了壓電執(zhí)行元件的伺服控制的一例的示意時序圖。圖中2_傳感器部，4-電路部， 6-驅動部，8-透鏡，10-霍爾元件，12-陀螺儀傳感器，14-壓電元件，16-系統(tǒng)總線，18-微型 計算機，20-ADC, 22-霍爾均衡器，24-陀螺儀均衡器，26-脈沖生成電路，28-寄存器，32-加 法器，34-伺服電路。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式(以下稱為“實施方式”)進行說明。本實施 方式是對照相機實施本發(fā)明的，在該照相機中，壓電執(zhí)行元件被用于手抖動校正機構。圖1是本照相機中的利用了壓電執(zhí)行元件的手抖動校正系統(tǒng)的概略構成框圖。本 手抖動校正系統(tǒng)構成為包括傳感器部2、電路部4及驅動部6，電路部4是進行手抖動校正 控制的防振控制電路。雖然對于手抖動校正系統(tǒng)而言有若干方式，但是，例如本系統(tǒng)采用的 是控制在攝像元件(未圖示)的受光面上形成光學像的透鏡8的位置的方式。傳感器部2由霍爾元件10和陀螺儀傳感器12構成?；魻栐?0是為了檢測透 鏡8的位置而設置的傳感器，基于固定在透鏡8上的磁鐵的磁場，產(chǎn)生與透鏡8的距離相應的電壓信號VP并向電路部4輸出。為了檢測與光軸垂直的平面(x_y平面)內的透鏡8的 二維位置(PX，PY)，霍爾元件10分別對應于x方向、y方向進行設置，作為信號VP，得到對應 x方向的信號VPX和對應y方向的信號VPY。陀螺儀傳感器12是為了檢測照相機的振動而設置的傳感器，向電路部4輸出與照 相機的角速度《相應的電信號Vu。也設置2個陀螺儀傳感器12，分別檢測圍繞x軸旋轉 的角速度分量《x及圍繞y軸旋轉的角速度分量《Y，作為信號Vu，輸出與《x相應的信號 V x和與《Y相應的信號V Y。驅動部6是上述沖擊驅動型的壓電執(zhí)行元件，利用壓電元件14構成。壓電元件14 被施加電路部4生成的驅動脈沖信號而進行伸縮并使驅動軸進退，使被摩擦保持在驅動軸 上的透鏡8沿驅動軸的方向位移。為了實現(xiàn)x_y平面內的二維位移，設置有一對包括壓電 元件14及驅動軸的執(zhí)行元件，可以實現(xiàn)x方向、y方向各自的位移。電路部4經(jīng)由系統(tǒng)總線16等與微型計算機18連接。電路部4構成為包括A/D變 換器(ADC :Analog-to-Digital Converter) 20、霍爾均衡器22、陀螺儀均衡器24、脈沖生成 電路26及寄存器28。電路部4由邏輯電路構成，例如構成為ASIC(Application Specific Integrated Circuit)。ADC20分別輸入霍爾元件10、陀螺儀傳感器12的輸出信號。ADC20利用分時將2 個霍爾元件10輸出的電壓信號VPX、VPY和2個陀螺儀傳感器12輸出的電壓信號VUX、VUY變 換為數(shù)字數(shù)據(jù)DPX、DPY、DUX、DUY。各信號的A/D變換是按照伺服控制周期周期性進行的?；诨魻栐?0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中。另 一方面，基于陀螺儀傳感器12的輸出而生成的角速度數(shù)據(jù)DUX、DUY被輸入到陀螺儀均衡器 24中。陀螺儀均衡器24對按照伺服控制周期歷經(jīng)規(guī)定的采樣期間而被輸入的角速度 DUX、DUY進行積分處理，生成與分別圍繞X軸、y軸旋轉的照相機的搖動角度ex、eY相應 的數(shù)據(jù)D0X、D0y。陀螺儀均衡器24基于這些數(shù)據(jù)D0X、D0y生成并輸出分別與對應X方向、 y方向的手抖動量相應的振動量數(shù)據(jù)Dsx、Dsy。霍爾均衡器22具有加法器32及伺服電路34。加法器32分別在x、y各方向上合 成由ADC20輸入的位置數(shù)據(jù)DPX、DPY和來自陀螺儀均衡器24的振動量數(shù)據(jù)DSX、DSY。伺服電 路34根據(jù)加法器32的輸出數(shù)據(jù)Dax、Day計算作為透鏡8的所需位移量的伺服數(shù)據(jù)Dsvx、Dsvy。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，生成驅動壓電元 件14的脈沖。所生成的驅動脈沖信號被放大到壓電元件14驅動所需的充足的電壓并被施 加到壓電元件14上。脈沖生成電路26以在Dsvx、Dsvy的絕對值減小的方向上驅動驅動部6 的方式生成脈沖。據(jù)此，搭載了本系統(tǒng)的照相機能夠在攝像期間根據(jù)手抖動使透鏡8移動 并對由該手抖動造成的被攝物體像在攝像元件上的位移進行補償，從而取得高畫質的圖像 信號。圖2是說明脈沖生成電路26的概略功能框圖。寄存器28保持脈沖生成電路26 的處理中所使用的各種用戶設定參數(shù)。寄存器28的寫入動作或讀取動作是微型計算機18 經(jīng)由系統(tǒng)總線16進行的，用戶通過使微型計算機18執(zhí)行規(guī)定程序，從而能對寄存器28進 行期望的操作。在此，脈沖生成電路26能夠生成占空比不同的3種驅動脈沖PL 1、PL2、PL3。例如，寄存器28作為確定1個周期的驅動脈沖PL1、PL2、PL3的參數(shù)，而設定PL1、PL2、PL3的脈沖 周期t a及PL1、PL2、PL3各自的占空比值P PU、P PL2, P m。T a例如能夠用提供給脈沖生 成電路26的高速的基準時鐘CLK的周期數(shù)來定義。另外，P PU、P PL2> P PL3例如能夠用使透 鏡8位移到x、y軸的正方向上的情況下的PL1、PL2、PL3的H(高)電平期間所包括的時鐘 CLK的周期數(shù)來定義?；谶@些設定，脈沖生成電路26例如在由PL1使正方向位移發(fā)生的 情況下生成占空比(Ppu/TpJ的脈沖，在使負方向位移發(fā)生的情況下生成H電平及L(低) 電平的時間寬度與正方向位移時相反的脈沖。對于PL2也同樣確定正反的各占空比。這些 驅動脈沖PL1、PL2是用于使透鏡8位移的位移用脈沖，而驅動脈沖PL3是作為能夠將透鏡 8停留在當前位置的停留用脈沖而設定的。為此，PL3無需進行透鏡8的位移方向的正反區(qū) 別，而只用一個占空就能定義。PL3的占空比(Ppu/TpJ基本上能設定在50%。PL1、PL2、PL3的生成是根據(jù)伺服數(shù)據(jù)的大小進行切換的。寄存器28作為該大小 判斷的閾值而預先存儲速度切換電平^、Y2。在生成PL1、PL2的情況下，按照其周期，透鏡8—步一步地位移。該位移步幅為透 鏡8的位置控制的分辨率。對于該步幅而言，能夠通過事先的測量等求出預定值，該預定值 作為PL1、PL2的分辨率xPU、xm被預先存儲在寄存器28中。存儲在寄存器28中的分辨 率xPU、Xm是用與速度切換電平Yl、￥2相同的位數(shù)表現(xiàn)的數(shù)字數(shù)據(jù)。在此，PL1設定可 比PL2高速地移動透鏡8的占空比值P PU、P m，根據(jù)該速度差得出x PU > x PL2 > 0。另外，在寄存器28中也能預先設定在伺服控制周期內能產(chǎn)生的驅動脈沖的數(shù)目 的上限值3。由此，在寄存器28中預先存儲有各種參數(shù)。這些參數(shù)能夠采取作為x軸用和y軸 用可分別設定的結構。脈沖生成電路26使用這些各種參數(shù)進行動作。在脈沖生成電路26中輸入與伺服控制周期同步產(chǎn)生的伺服數(shù)據(jù)鎖存有效信號 S『若信號Sm上升，則脈沖生成電路26進行鎖存伺服電路34輸出的伺服數(shù)據(jù)的動作 (F50)。再有，因為電路部4利用分時進行x方向的伺服控制和y方向的伺服控制，所以作 為信號Sm，彼此錯開時刻分別生成對應x方向的信號及對應y方向的信號Si。并且， 例如電路部4對x方向獲取霍爾元件10、陀螺儀傳感器12的輸出，生成伺服數(shù)據(jù)Dsvx并且 輸出Sra。另一方面，電路部4對y方向獲取霍爾元件10、陀螺儀傳感器12的輸出，生成伺 服數(shù)據(jù)Dsvy并且輸出Si。脈沖生成電路26若檢測信號Sra、Si各自下降沿的邊界(F52)，則開始針對壓電 元件14的驅動脈沖的生成動作F54 F64。脈沖生成電路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工、Y 2進 行比較，并根據(jù)該比較結果確定生成PL1、PL2、PL3中的哪一個，選擇移動速度(F54)。選擇 出的脈沖的種類被設定為速度標志FSP。脈沖生成電路26根據(jù)基于驅動脈沖PL1、PL2的透鏡8的位移來更新伺服數(shù)據(jù) Dsvx、Dsvy，以使該伺服數(shù)據(jù)Dsvx、Dsvy接近0的方式來控制驅動脈沖的生成。具體的說，脈沖 生成電路26在由處理F54選擇出的驅動脈沖是PL1、PL2中的其中一個的情況下，利用與 該選擇出的驅動脈沖對應的分辨率(夂⑴或Xm)將伺服數(shù)據(jù)更新為驅動脈沖生成后的值 (F56)。再有，在由處理F54選擇出的驅動脈沖是PL3的情況下，伺服數(shù)據(jù)Dsvx、DSVY被維持 在當前值。
脈沖生成電路26監(jiān)視當前的伺服控制周期內的時間的歷經(jīng)，繼續(xù)生成驅動脈沖 直到在當前的伺服控制周期內不存在生成下一驅動脈沖的余地為止。例如，在伺服控制周 期內的時間歷經(jīng)能基于該伺服控制周期內的驅動脈沖的生成數(shù)來掌握。此時，脈沖生成電 路26對驅動脈沖的生成數(shù)進行計數(shù)，并將生成數(shù)r^和其上限值3比較，然后判斷要生成 的驅動脈沖是否是當前的伺服控制周期內的最后脈沖(F58)。脈沖寬度計數(shù)器與一個周期的驅動脈沖的生成開始連動，開始基準時鐘CLK的計 數(shù)(F60)?；谠撚嫈?shù)值nM，在驅動脈沖的生成等中進行時刻控制。通過被鎖存的伺服數(shù)據(jù)的符號，檢測出應移動透鏡8的方向的正負。并且，根據(jù)該 符號和存儲在寄存器28中的脈沖周期及占空比值(pPU、pP『pPU)，作為一個周期的 驅動脈沖的占空狀態(tài)的控制信息，利用基準時鐘CLK的周期數(shù)能求出H、L電平的長度或者 H、L電平的切換時刻(F62)。脈沖生成電路26基于由PL1、PL2、PL3中的速度標志FSP所指 定的占空狀態(tài)的控制信息和基準時鐘CLK的計數(shù)值nM，生成并輸出驅動脈沖(F64)。再有，在??！皿到達稍前時，以與當前輸出中的驅動脈沖的周期的結束(nM = xPL)連續(xù)并能開始下一個驅動脈沖的周期的方式而開始驅動脈沖的生成準備(F66)。由ASIC構成的脈沖生成電路26的動作基本上是預先設定的，另一方面，用戶通過 被存儲在寄存器28中的各種參數(shù)的調整，可以實現(xiàn)與各目的相應的執(zhí)行元件的動作。根據(jù) 該構成，使用壓電執(zhí)行元件的控制用的固件與微型計算機控制執(zhí)行元件的動作的以往做法 相比，可以減輕微型計算機的負載且能簡單利用壓電執(zhí)行元件。圖3是表示脈沖生成電路26進行的驅動脈沖的生成處理的概略流程圖。與伺服數(shù) 據(jù)鎖存有效信號SlE同步，鎖存了伺服數(shù)據(jù)DSV(DSVX，Dsvy) (S80、圖2的F50)。若脈沖生成電 路26檢測SLE的下降沿(S82、圖2的F52)，則將Dsv的符號位的值DSIGN及Dsv的絕對值D^ 存儲于寄存器(S84)。另外，將針對輸出結束的驅動脈沖數(shù)的計數(shù)值r^、脈沖寬度計數(shù)器的 計數(shù)值及脈沖輸出標志Fpott復位為0 (S84)。脈沖生成電路26將伺服數(shù)據(jù)的絕對值Dg與速度切換電平比較，在DABS≥γ1的情況下，選擇實現(xiàn)比PL2大的位移(粗動)的PL1(S86)。另一方面，在DABS≥y2 的情況下，選擇實現(xiàn)比PL1小的位移(微動)的PL2，在、2 > Dabs的情況下，選擇使透鏡8 停留在當前位置的PL3(S88)。具體的說，根據(jù)該選擇分別設定速度標志FSP，在Dabs> ”的 情況下FSP = 2 (S90)、在Y1≥Y 2的情況下FSP = 1 (S92)、在Y 2 > DABS的情況下FSP =0 (S94)(圖 2 中的 F54)。在FSP = 2的情況下，以生成PL1為前提，求出其生成后的Dabs。具體的說，利用從 當前的Dabs中減去Xpu后的值來更新Dabs (S96、圖2中的F56)。再有，用于避免更新后的Dg 小于0并超過目標位置，而將設定在xPU的范圍內。在FSP= 1的情況下，以生成PL2為前提，求出其生成后的Dabs。具體的說，利用從 當前的DABS中減去xm后的值來更新DgGQS、圖2中的F56)。再有，在避免更新后的Dg 小于0且透鏡8停在超過目標位置的情況下，￥2被設定在Xm的范圍內。此時，如 果設定Y2≥ xm，則透鏡8的停止位置和目標位置的距離A為0≤△≤xm-l，透鏡 8的停止位置恰好接近目標位置。另一方面，如果不以透鏡8超過目標位置為問題，通過在 Xm是奇數(shù)的情況下將降低到(xm+l)/2為止、另外在是偶數(shù)的情況下將“降 低到xm/2為止，從而能夠將A的上限降低到xm/2左右。
在FSP = 0的情況下生成PL3。PL3的生成在其前后未使Dg變化。(圖2中的 F56)。通過上述比較處理(S86，S88)從PL1、PL2、PL3中選擇出的驅動脈沖，在其生成后 的距離A這一點上有生成的余地。接著，即使生成該選擇出的驅動脈沖也判斷為未超過驅 動脈沖數(shù)的上限值0 (S100、圖2中的F58)。具體的說，若當前時刻的輸出結束脈沖的計數(shù) 值r^達到上限值3、即r^彡3，則結束當前的伺服控制周期內的處理，并等待下一個伺服 控制周期的開始(S80)。另一方面，若nPL < 0，則移行到輸出由比較處理(S86、S88)選擇出的驅動脈沖的 處理。在脈沖輸出處理的開始時，將輸出結束脈沖的計數(shù)值增加1并更新，并將脈沖寬度 計數(shù)器的計數(shù)值naK復位為0 (S104)。另外，脈沖輸出標志FTOUT置1 (S104)。然后，起動脈沖 寬度計數(shù)器(S106)。另外，與脈沖輸出標志Fpqut被置1連動來起動脈沖輸出處理(S108)。 脈沖生成電路26構成為可分別與直到生成驅動脈沖為止的上述準備處理S86 S100并列 地執(zhí)行這些脈沖寬度計數(shù)器的動作及脈沖輸出處理，若脈沖寬度計數(shù)器的值為計數(shù)結 束之前的值(t O (S110)，則既能繼續(xù)當前驅動脈沖的生成又能開始對下一驅動脈沖的 準備處理S86 S100(S110、圖2中的F66)?！晔歉鶕?jù)準備處理S86 S100需要的時間來 設定的，例如設定為2左右。再有，如上所述，脈沖寬度計數(shù)器對基準時鐘CLK進行計數(shù)。在脈沖輸出處理中，根據(jù)符號位值DSKN、速度標志FSP、占空比值P PU、P PL2, P PL3> 脈沖周期生成驅動脈沖的占空狀態(tài)的控制信息(圖2中的F62)。脈沖生成電路26基 于確定該占空比的控制信息和naK進行輸出電壓的H電平、L電平的相互切換，從而生成并 輸出驅動脈沖。圖4是示意性表示驅動脈沖的信號波形的時序圖。在圖4中，橫方向是時間軸，縱 方向排列示出了伺服數(shù)據(jù)鎖存有效信號Sra、Si、與x方向的壓電執(zhí)行元件對應的驅動脈 沖PLxa、PLxb、與y方向的壓電執(zhí)行元件對應的驅動脈沖PLya、PLyb。在此，PLxa及PLffi是分 別施加于x方向執(zhí)行元件的壓電元件14的兩極性上的脈沖，基本上是相互補償?shù)牟ㄐ巍Ｍ?樣，PLya及PL 是分別施加于y方向執(zhí)行元件的壓電元件14的兩極性上的脈沖。例如，對 x方向，伺服控制周期Tsv是的上升時刻的間隔，基于該伺服控制周期內的控制的驅動 脈沖PLxa、PLxb是在的下降時刻的間隔Tdv內生成的。由3指定可在該Tdv內生成驅動 脈沖數(shù)的最大值。即，3在將基準時鐘CLK的一個周期的長度設為TM時以滿足3彡Tdv/ (Tclk xPL)的方式設定的。圖4表示將3設定為3 = Tdv/(Tclk. Tpl)的狀態(tài)。若這樣設定，則在與某一伺 服控制周期相應的驅動脈沖的最后的周期結束的同時，開始與下一伺服控制周期相應的驅 動脈沖的最初的周期。即，在一定的周期內始終對壓電元件14施加驅動脈沖，伺服控制周 期的邊界部分內的透鏡8對應的驅動圓滑性提高，進而能謀求驅動部6或者透鏡8產(chǎn)生的 噪音的降低。圖5是說明利用了壓電執(zhí)行元件的伺服控制的一例的示意時序圖。在圖5中，橫方 向是時間軸，縱方向排列示出了伺服數(shù)據(jù)鎖存有效信號sra、驅動脈沖plya，PLyb及伺服數(shù)據(jù) DSVY的絕對值0皿。本例是在&矹的下降沿被鎖存的DSVY的絕對值為超過速度切換電平 的大數(shù)值的情況。在每次產(chǎn)生驅動脈沖時，Dg就一規(guī)定步幅一規(guī)定步幅地減小，逐漸接近 與透鏡8的目標位置對應的0。在驅動開始時，Dg比Y工大，由處理S86選擇出驅動脈沖PL1的生成。據(jù)此透鏡8以較大的步幅進行位移。該步幅基本上是相當于作為分辨率xPU 而在寄存器28中設定的假定值，Dg被更新為僅減去^⑴后的值。驅動脈沖PL1的生成是 在Dabs比、x大的期間反復進行的。當Dabs小于Y 時，由處理S86、S88選擇出驅動脈沖PL2的生成，透鏡8以比PL1 小的步幅進行位移(時刻tl)。由PL2產(chǎn)生的步幅基本上是相當于作為分辨率xm而在寄 存器28中設定的假定值，Dabs被更新為僅僅減去x PL2后的值。當Dabs小于Y 2時，由處理S86、S88選擇出驅動脈沖PL3的生成，透鏡8被停留在 當前的位置(時刻t2)。作為停留用脈沖的PL3的生成被持續(xù)到下一伺服控制周期的開始。 即，在下一伺服控制周期內的透鏡8的位移開始之前，先進行將停留用脈沖PL3作為驅動脈 沖提供給壓電元件14的停留驅動，該停留驅動之后，繼續(xù)進行下一伺服控制周期內的位移 用脈沖PL1或者PL2的提供。在停留驅動中，透鏡8既能在當前位置進行細微的振動又能 停留在該位置上。在使透鏡8從該狀態(tài)開始位移時，在透鏡8和摩擦保持透鏡8的驅動軸 之間起作用的摩擦力是動摩擦力。對此，在位移用脈沖的生成之前不使停留用脈沖產(chǎn)生的 以往驅動方法中，在位移開始時靜摩擦力起作用。因為動摩擦力比靜摩擦力小，所以在采用 本發(fā)明的驅動方法中，能比以往更順滑地開始位移，這樣噪音就被降低了。再有，如上所述，脈沖生成電路26能夠切換以比PL1大的步幅使透鏡8位移的粗 動動作和以比PL2小的步幅使透鏡8位移的微動動作。據(jù)此，即使在Dg大的情況下，也能 通過粗動動作，以在與伺服控制周期相應的期間Tdv內的所限定的驅動脈沖數(shù)，迅速地使透 鏡8接近目標位置。另一方面，通過微動動作，接近目標位置的速度降低，另一方面能夠實 現(xiàn)合適的位置精度。特別是，如上所述，通過在使Dabs逐漸趨近于0的過程中以在Dabs大的范圍內進行 粗動且在DABS小的范圍內進行微動的方式進行切換，從而可以兼顧縮短到達目標位置的時 間的效果和確保到達位置的精度的效果。本發(fā)明也能夠適用于代替透鏡8而以壓電執(zhí)行元件使攝像元件位移的手抖動校 正系統(tǒng)。另外，上述實施方式雖然涉及手抖動校正系統(tǒng)，但是，本發(fā)明也可一般適用于驅動 自動調焦等其他的伺服控制系統(tǒng)中所使用的壓電執(zhí)行元件的電路。另外，上述實施方式表示了在使每個伺服控制周期的驅動對象物位移的期間彼此 之間產(chǎn)生的驅動對象物的停止期間持續(xù)地產(chǎn)生停留用脈沖的例子。但是，使停留用脈沖不 在整個該停止期間僅僅在位移用脈沖產(chǎn)生之前的一部分期間產(chǎn)生也能謀求噪聲抑制。另 外，本發(fā)明的驅動方法也適用于伺服控制以外的驅動。在上述實施方式中，驅動部6雖然作為使用了壓電元件14的壓電執(zhí)行元件，但是， 驅動部6也可以替代壓電元件14而使用根據(jù)電信號進行伸縮、即具有與壓電元件同樣功能 的其他電力機械變換元件來構成。本發(fā)明也適用于使用了這種電力機械變換元件的執(zhí)行元 件的驅動方法、控制電路，也能夠謀求在上述實施方式中說明的異常噪音產(chǎn)生的抑制。
權利要求
一種壓電執(zhí)行元件驅動方法，向壓電執(zhí)行元件提供驅動脈沖，并以與該驅動脈沖同步的方式使驅動對象物一步一步地位移，其特征在于，在所述驅動對象物的位移開始之前先進行停留驅動，該停留驅動提供具有使所述驅動對象物停留在當前位置的占空比的停留用脈沖，以作為所述驅動脈沖，該停留驅動之后，作為所述驅動脈沖而開始提供具有所述驅動對象物的位移產(chǎn)生的占空比的位移用脈沖，以使所述驅動對象物位移。
2.一種壓電執(zhí)行元件控制電路，其基于按照規(guī)定的伺服控制周期而得到的驅動對象物 的所需位移量來控制由壓電執(zhí)行元件產(chǎn)生的所述驅動對象物的位移，其特征在于，該壓電 執(zhí)行元件控制電路，具有驅動脈沖生成部，其選擇性地生成位移用脈沖和停留用脈沖，以作為施加到所述壓電 執(zhí)行元件的壓電元件上的驅動脈沖，并向所述壓電執(zhí)行元件輸出，其中，所述位移用脈沖具 有使所述驅動對象物位移規(guī)定步幅的占空比，所述停留用脈沖具有使所述驅動對象物停留 在當前位置的占空比；和控制部，其在所述所需位移量的剩余量為規(guī)定閾值以上的情況下，使所述位移用脈沖 產(chǎn)生，另一方面，在所述剩余量小于所述閾值的情況下，使所述停留用脈沖產(chǎn)生。
3.根據(jù)權利要求2所述的壓電執(zhí)行元件控制電路，其特征在于，所述壓電執(zhí)行元件控制電路還具備步幅存儲部，該步幅存儲部存儲所述步幅的預定值，所述控制部控制所述伺服控制周期內連續(xù)多次的所述驅動脈沖的產(chǎn)生，在所述所需位 移量的剩余量為規(guī)定閾值以上的情況下，使所述位移用脈沖產(chǎn)生且基于所述預定值更新所 述剩余量，另一方面，在所述剩余量小于所述閾值的情況下，持續(xù)地產(chǎn)生所述停留用脈沖直 到下一個所述伺服控制周期開始為止。
4.根據(jù)權利要求2所述的壓電執(zhí)行元件控制電路，其特征在于， 所述停留用脈沖的占空比為50%。
5.一種防振控制電路，具備振動補償信號生成部，其基于檢測攝像裝置的振動的傳感器的輸出信號，生成與由所 述振動產(chǎn)生的所述攝像裝置的位移量相應的振動補償信號；所需位移量確定部，其基于傳感器的輸出信號及所述振動補償信號，按照規(guī)定的伺服 控制周期求出所述驅動對象物的所需位移量，其中，該傳感器檢測用于補償由所述振動產(chǎn) 生的拍攝圖像的偏移的驅動對象物的驅動位置；和壓電執(zhí)行元件控制電路，其基于所述所需位移量來控制由壓電執(zhí)行元件產(chǎn)生的所述驅 動對象物的位移，其特征在于，所述壓電執(zhí)行元件控制電路具有驅動脈沖生成部，其選擇性地生成位移用脈沖和停留用脈沖，以作為施加到所述壓電 執(zhí)行元件的壓電元件上的驅動脈沖，并向所述壓電執(zhí)行元件輸出，其中，所述位移用脈沖具 有使所述驅動對象物位移規(guī)定步幅的占空比，所述停留用脈沖具有使所述驅動對象物停留 在當前位置的占空比；和控制部，其在所述所需位移量的剩余量為規(guī)定閾值以上的情況下，使所述位移用脈沖 產(chǎn)生，另一方面，在所述剩余量小于所述閾值的情況下，使所述停留用脈沖產(chǎn)生。
6.根據(jù)權利要求5所述的防振控制電路，其特征在于，所述防振控制電路還具備步幅存儲部，該步幅存儲部存儲所述步幅的預定值， 所述控制部控制所述伺服控制周期內連續(xù)多次的所述驅動脈沖的產(chǎn)生，在所述所需位 移量的剩余量為規(guī)定閾值以上的情況下，使所述位移用脈沖產(chǎn)生且基于所述預定值更新所 述剩余量，另一方面，在所述剩余量小于所述閾值的情況下，持續(xù)地產(chǎn)生所述停留用脈沖直 到下一個所述伺服控制周期開始為止。
7.根據(jù)權利要求5所述的防振控制電路，其特征在于， 所述停留用脈沖的占空比為50%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓電執(zhí)行元件驅動方法、壓電執(zhí)行元件控制電路及防振控制電路。其中，作為施加到壓電元件(14)上的驅動脈沖，脈沖生成電路(26)能夠選擇性地生成位移用脈沖和停留用脈沖，位移用脈沖具有使透鏡(8)位移規(guī)定步幅的占空比，停留用脈沖具有使透鏡(8)停留在當前位置的占空比。脈沖生成電路(26)控制伺服控制周期內連續(xù)多次的驅動脈沖的產(chǎn)生，在所需位移量的剩余量為規(guī)定閾值以上的情況下，使位移用脈沖產(chǎn)生，另一方面，在所述剩余量小于所述閾值的情況下，持續(xù)地產(chǎn)生停留用脈沖直到下一個伺服控制周期開始為止。從而，在壓電執(zhí)行元件的驅動中能抑制產(chǎn)生異常噪音。
文檔編號G03B5/00GK101873085SQ20101000252
公開日2010年10月27日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2009年4月24日
發(fā)明者伊藤久男, 吉田秀夫, 所哲也, 永光毅造, 重岡幸彥 申請人:三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社;富士能株式會社