(57)【要約】【課題】容量性負荷を駆動する駆動回路において、消費電力を低減する。【解決手段】正側回路は、第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を容量性負荷の正側端子に流し、第２駆動モードにおいて容量性負荷からの電流を正側端子から前記所定ノードへ流す。負側回路は、第１駆動モードにおいて容量性負荷の負側端子からの電流を所定ノードへ流し、第２駆動モードにおいて電下から所定ノードへ供給された電流を負側端子へ流す。【選択図】図２
2019161689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を前記容量性負荷の正側端子に流し、第２駆動モードにおいて前記容量性負荷からの電流を前記正側端子から前記所定ノードへ流す正側回路と、
前記第１駆動モードにおいて前記容量性負荷の負側端子からの電流を前記所定ノードへ流し、前記第２駆動モードにおいて前記電源から前記所定ノードに供給された電流を前記負側端子へ流す負側回路と
を具備する駆動回路。
【請求項２】
前記正側回路は、前記第１駆動モードにおいて前記所定ノードの電圧を降圧して前記正側端子へ供給し、前記第２駆動モードにおいて前記正側端子の電圧を昇圧して前記所定ノードへ供給し、
前記負側回路は、前前記第１駆動モードにおいて前記負側端子の電圧を昇圧して前記所定ノードへ供給し、前記第２駆動モードにおいて前記所定ノードの電圧を降圧して前記負側端子へ供給する
請求項１記載の駆動回路。
【請求項３】
前記正側回路および前記負側回路のそれぞれは、電圧の昇圧および降圧を行うチョッパ回路を備える
請求項２記載の駆動回路。
【請求項４】
前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記昇圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記所定ノードに出力端子が接続された昇圧側ダイオードと、
昇圧する場合には前記インダクタの他端と前記昇圧側ダイオードの入力端子とを接続する第１の昇圧側トランジスタと、
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに所定のパルス幅変調信号が入力される第２の昇圧側トランジスタと
を備える請求項３記載の駆動回路。
【請求項５】
前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記降圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端に出力端子が接続された降圧側ダイオードと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合にはゲートに所定のパルス幅変調信号が入力される降圧側トランジスタと
を備える請求項３記載の駆動回路。
【請求項６】
前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記降圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合にはゲートに第１のパルス幅変調信号が入力される第１の降圧側トランジスタと
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合には前記第１のパルス幅変調信号と逆相の第２のパルス幅変調信号がゲートに入力される第２の降圧側トランジスタと
を備える請求項３記載の駆動回路。
【請求項７】
前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記昇圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに第１のパルス幅変調信号が入力される第１の昇圧側トランジスタと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに前記第１のパルス幅変調信号と位相が逆の第２のパルス幅変調信号が入力される第２の昇圧側トランジスタと
を備える請求項３記載の駆動回路。
【請求項８】
前記チョッパ回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、第１のパルス幅変調信号が入力される第１のトランジスタと、
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、前記第１のパルス幅変調信号と位相が逆の第２のパルス幅変調信号が入力される第２のトランジスタとを備える請求項３記載の駆動回路。
【請求項９】
前記チョッパ回路は、
前記正側端子に一端が接続された正側コンデンサと、
前記負側端子に一端が接続された負側コンデンサと
をさらに備える請求項３記載の駆動回路。
【請求項１０】
容量性負荷と、
第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を前記容量性負荷の正側端子に流し、第２駆動モードにおいて前記容量性負荷からの電流を前記正側端子から前記所定ノードへ流す正側回路と、
前記第１駆動モードにおいて前記容量性負荷の負側端子からの電流を前記所定ノードへ流し、前記第２駆動モードにおいて前記電源から前記所定ノードに供給された電流を前記負側端子へ流す負側回路と
を具備する電子機器。
【請求項１１】
第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を前記容量性負荷の正側端子に流し、第２駆動モードにおいて前記容量性負荷からの電流を前記正側端子から前記所定ノードへ流す正側制御手順と、
前記第１駆動モードにおいて前記容量性負荷の負側端子からの電流を前記所定ノードへ流し、前記第２駆動モードにおいて前記電源から前記所定ノードに供給された電流を前記負側端子へ流す負側制御手順と
を具備する駆動回路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、駆動回路、電子装置、および、駆動回路の制御方法に関する。詳しくは、容量性負荷を充放電する駆動回路、電子装置、および、駆動回路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像装置やロボットにおいてレンズ等の部材を変位させるために圧電アクチュエータなどの容量性負荷が用いられている。この容量性負荷を駆動する回路として、例えば、駆動信号を非反転増幅回路により増幅して容量性負荷の正側端子に供給し、その信号を反転増幅回路により反転して容量性負荷の負側端子に供給する駆動回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５９７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、駆動回路は、例えば、ハイレベルの駆動信号により容量性負荷の正側端子に電流を供給し、ローレベルの駆動信号により、その負側端子に電流を供給することができる。しかしながら、ハイレベルの駆動信号の供給時に負側の反転増幅回路の接地端子に電流が流れて、その分、消費電力が増大するおそれがある。また、ローレベルの駆動信号の供給時に正側の非反転増幅回路の接地端子に電流が流れて、その分、消費電力が増大するおそれがある。このように上述の駆動回路では、駆動時に接地端子に電流が流れて電力効率が低下し、消費電力が増大してしまうという問題がある。
【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、容量性負荷を駆動する駆動回路において、消費電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を上記容量性負荷の正側端子に流し、上記第２駆動モードにおいて上記容量性負荷からの電流を上記正側端子から上記所定ノードへ流す正側回路と、上記第１駆動モードにおいて上記容量性負荷の負側端子からの電流を上記所定ノードへ流し、上記第２駆動モードにおいて上記電源から上記所定ノードに供給された電流を上記負側端子へ流す負側回路とを具備する駆動回路、および、その制御方法である。これにより、容量性負荷と所定ノードとの間で双方向に電流が流れるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記正側回路は、上記第１駆動モードにおいて上記所定ノードの電圧を降圧して上記正側端子へ供給し、上記第２駆動モードにおいて上記正側端子の電圧を昇圧して上記所定ノードへ供給し、上記負側回路は、上記第１駆動モードにおいて上記負側端子の電圧を昇圧して上記所定ノードへ供給し、上記第２駆動モードにおいて上記所定ノードの電圧を降圧して上記負側端子へ供給してもよい。これにより、容量性負荷の端子間電圧が第１駆動モードと第２駆動モードモードとで逆になるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記正側回路および上記負側回路のそれぞれは、電圧の昇圧および降圧を行うチョッパ回路を備えてもよい。これにより、チョッパ回路によって電圧が変換されるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、上記昇圧回路は、上記正側端子および上記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、上記所定ノードに出力端子が接続された昇圧側ダイオードと、昇圧する場合には上記インダクタの他端と上記昇圧側ダイオードの入力端子とを接続する第１の昇圧側トランジスタと、上記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに所定のパルス幅変調信号が入力される第２の昇圧側トランジスタとを備えてもよい。これにより、パルス幅変調方式により昇圧が行われるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、上記降圧回路は、上記正側端子および上記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、上記インダクタの他端に出力端子が接続された降圧側ダイオードと、上記インダクタの他端と上記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合にはゲートに所定のパルス幅変調信号が入力される降圧側トランジスタとを備えてもよい。これにより、パルス幅変調方式により降圧が行われるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、上記降圧回路は、上記正側端子および上記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、上記インダクタの他端と上記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合にはゲートに第１のパルス幅変調信号が入力される第１の降圧側トランジスタと上記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合には上記第１のパルス幅変調信号と逆相の第２のパルス幅変調信号がゲートに入力される第２の降圧側トランジスタとを備えてもよい。これにより、トランジスタのみの降圧回路によって降圧が行われるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、上記昇圧回路は、上記正側端子および上記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、上記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに第１のパルス幅変調信号が入力される第１の昇圧側トランジスタと、上記インダクタの他端と上記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに上記第１のパルス幅変調信号と位相が逆の第２のパルス幅変調信号が入力される第２の昇圧側トランジスタとを備えてもよい。これにより、ダイオードを削減した昇圧回路によって昇圧が行われるという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記チョッパ回路は、上記正側端子および上記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、上記インダクタの他端と上記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、第１のパルス幅変調信号が入力される第１のトランジスタと、上記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、上記第１のパルス幅変調信号と位相が逆の第２のパルス幅変調信号が入力される第２のトランジスタとを備えてもよい。これにより、ダイオードおよびトランジスタを削減したチョッパ回路によって電圧が変換されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において上記正側端子に一端が接続された正側コンデンサと、上記負側端子に一端が接続された負側コンデンサとをさらに備えてもよい。これにより、正側端子および負側端子の電位が安定するという作用をもたらす。
【００１５】
また、本技術の第２の側面は、容量性負荷と、上記第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を上記容量性負荷の正側端子に流し、第２駆動モードにおいて上記容量性負荷からの電流を上記正側端子から上記所定ノードへ流す正側回路と、上記第１駆動モードにおいて上記容量性負荷の負側端子から上記所定ノードへ上記電流を流し、上記第２駆動モードにおいて上記電源から上記所定ノードに供給された電流を上記負側端子へ流す負側回路とを具備する電子機器である。これにより、容量性負荷と所定ノードとの間で双方向に電流が流れ、容量性負荷が駆動されるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１６】
本技術によれば、容量性負荷を駆動する駆動回路において、消費電力を低減することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本技術の第１の実施の形態における電子機器の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態における駆動回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態における正側電圧変換回路および負側電圧変換回路の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本技術の第１の実施の形態における正側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図５】本技術の第１の実施の形態における負側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図６】本技術の第１の実施の形態における制御回路の一構成例を示すブロック図である。
【図７】本技術の第１の実施の形態における正側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図８】本技術の第１の実施の形態における負側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図９】本技術の第１の実施の形態における駆動信号および端子の電圧変動の一例を示す図である。
【図１０】本技術の第１の実施の形態における第１駆動モードにおける電子機器の状態の一例を示す図である。
【図１１】本技術の第１の実施の形態における第２駆動モードにおける電子機器の状態の一例を示す図である。
【図１２】本技術の第１の実施の形態における電子機器の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本技術の第２の実施の形態における正側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図１４】本技術の第２の実施の形態における負側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図１５】本技術の第２の実施の形態における正側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図１６】本技術の第２の実施の形態における負側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図１７】本技術の第２の実施の形態におけるパルス幅変調信号の一例を示すタイミングチャートである。
【図１８】本技術の第３の実施の形態における正側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図１９】本技術の第３の実施の形態における負側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図２０】本技術の第３の実施の形態における正側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図２１】本技術の第３の実施の形態における負側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図２２】本技術の第４の実施の形態における正側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図２３】本技術の第４の実施の形態における負側電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。
【図２４】本技術の第４の実施の形態における正側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図２５】本技術の第４の実施の形態における負側制御回路の動作の一例を示す図である。
【図２６】本開示に係る技術が適用され得るＩｏＴシステム９０００の概略的な構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（正側および負側で双方向に電流を流す例）
２．第２の実施の形態（降圧回路にトランジスタのみを配置し、正側および負側で双方向に電流を流す例）
３．第３の実施の形態（ダイオードを削減し、正側および負側で双方向に電流を流す例）
４．第４の実施の形態（ダイオードおよびトランジスタを削減し、正側および負側で双方向に電流を流す例）
５．応用例
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
［電子機器の構成例］
図１は、本技術の第１の実施の形態における電子機器１００の一構成例を示すブロック図である。この電子機器１００は、バッテリ１１０、駆動回路２００および容量性負荷１２０を備える。電子機器１００として、例えば、撮像装置、スマートフォンやロボットが想定される。
【００２０】
バッテリ１１０は、直流電力を生成して駆動回路２００に信号線１１９を介して供給するものである。駆動回路２００は、駆動信号に従って、電気エネルギーを容量性負荷１２０に信号線２０９を介して供給し、駆動するものである。容量性負荷１２０は、例えば、圧電アクチュエータを備える。圧電アクチュエータは、電気エネルギーが供給されると変形し、レンズ等の部材を変位させるものである。なお、容量性負荷１２０は、圧電アクチュエータ以外の素子や回路を備えてもよい。
【００２１】
［駆動回路の構成例］
図２は、本技術の第１の実施の形態における駆動回路２００の一構成例を示すブロック図である。この駆動回路２００は、電源側昇圧回路２１０、制御回路２２０、正側電圧変換回路２３０、負側電圧変換回路２６０およびコンデンサ２９１を備える。また、容量性負荷１２０は、圧電アクチュエータ１２１を備える。
【００２２】
電源側昇圧回路２１０は、バッテリ１１０からの電源電圧を昇圧し、ノード２９２を介して正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０に供給するものである。
【００２３】
正側電圧変換回路２３０は、電圧を変換するとともに、第１駆動モードと第２駆動モードとのそれぞれにおいて互いに異なる方向に電流を流すものである。ここで、第１駆動モードは、圧電アクチュエータ１２１の正側端子へ電荷を送り、負側端子から電荷を取り出すモードであり、第２駆動モードは、圧電アクチュエータ１２１の正側端子から電荷を取り出し、負側端子へ電荷を送るモードである。これらのモードは、駆動信号により指示される。
【００２４】
正側電圧変換回路２３０は、第１駆動モードにおいて、電源側昇圧回路２１０がノード２９２に供給した電流を圧電アクチュエータ１２１の正側端子に流す。一方、第２駆動モードにおいて正側電圧変換回路２３０は、圧電アクチュエータ１２１からの電流を、その正側端子からノード２９２へ流す。
【００２５】
また、正側電圧変換回路２３０は、第１駆動モードにおいてパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）信号を用いてノード２９２の電圧を降圧し、圧電アクチュエータ１２１の正側端子に供給する。ＰＷＭ信号は、パルス幅変調方式において用いられる所定周波数の周期信号である。例えば、矩形波の周期信号がＰＷＭ信号として用いられ、そのパルス幅により、変換する電圧の値が制御される。一方、第２駆動モードにおいて正側電圧変換回路２３０は、ＰＷＭ信号を用いて正側端子の電圧を昇圧してノード２９２に供給する。なお、正側電圧変換回路２３０は、特許請求の範囲に記載の正側回路の一例である。
【００２６】
負側電圧変換回路２６０は、電圧を変換するとともに、第１駆動モードと第２駆動モードとのそれぞれにおいて互いに異なる方向に電流を流すものである。この負側電圧変換回路２６０は、第１駆動モードにおいて、電流を圧電アクチュエータ１２１の負側端子からノード２９２に流す。一方、第２駆動モードにおいて負側電圧変換回路２６０は、電流をノード２９２から圧電アクチュエータ１２１の負側端子へ流す。
【００２７】
また、負側電圧変換回路２６０は、第１駆動モードにおいてＰＷＭ信号を用いて圧電アクチュエータ１２１の負側端子の電圧を昇圧し、ノード２９２に供給する。一方、第２駆動モードにおいて負側電圧変換回路２６０は、ＰＷＭ信号を用いてノード２９２の電圧を降圧して圧電アクチュエータ１２１の負側端子に供給する。なお、負側電圧変換回路２６０は、特許請求の範囲に記載の負側回路の一例である。
【００２８】
制御回路２２０は、駆動信号に従ってパルス幅変調方式により正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０を制御するものである。
【００２９】
コンデンサ２９１は、ノード２９２に接続され、ノード２９２の電位変動を緩和するために用いられる。なお、コンデンサ２９１を駆動回路２００内に配置しているが、駆動回路２００の外部に配置することもできる。また、コンデンサ２９１を正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０の外部に配置しているが、それらの内部に分散して配置することもできる。
【００３０】
図３は、本技術の第１の実施の形態における正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０の一構成例を示すブロック図である。同図におけるａは、正側電圧変換回路２３０の一構成例を示すブロック図であり、同図におけるｂは、負側電圧変換回路２６０の一構成例を示すブロック図である。同図における矢印は、電流の向きを示す。
【００３１】
正側電圧変換回路２３０は、第１駆動時降圧回路２５０および第２駆動時昇圧回路２４０を備える。第１駆動時降圧回路２５０は、第１駆動モードにおいてノード２９２の電圧を降圧するものである。第２駆動時昇圧回路２４０は、第２駆動モードにおいて圧電アクチュエータ１２１の正側端子の電圧を昇圧してノード２９２に供給するものである。
【００３２】
負側電圧変換回路２６０は、第２駆動時降圧回路２８０および第１駆動時昇圧回路２７０を備える。第２駆動時降圧回路２８０は、第２駆動モードにおいてノード２９２の電圧を降圧して圧電アクチュエータ１２１の負側端子に供給するものである。第１駆動時昇圧回路２７０は、第１駆動モードにおいて圧電アクチュエータ１２１の負側端子の電圧を昇圧し、ノード２９２に供給するものである。
【００３３】
［正側電圧変換回路の構成例］
図４は、本技術の第１の実施の形態における正側電圧変換回路２３０の一構成例を示す回路図である。この正側電圧変換回路２３０は、コンデンサ２３１と、インダクタ２３２と、昇圧側ダイオード２４１と、昇圧側トランジスタ２４２および２４３と、降圧側トランジスタ２５１と、降圧側ダイオード２５２とを備える。昇圧側トランジスタ２４２、昇圧側トランジスタ２４３および降圧側トランジスタ２５１として、例えば、ｎＭＯＳ（n-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタが用いられる。また、圧電アクチュエータ１２１の正側端子の電圧は、フィードバック信号ＦＢｐとして制御回路２２０に帰還される。
【００３４】
コンデンサ２３１の一端は、圧電アクチュエータ１２１の正側端子に接続され、他端は接地端子に接続される。コンデンサ２３１の配置により、正側端子の電位変動を緩和することができる。安定動作のためには、例えば、圧電アクチュエータ１２１の容量成分の１／５程度の容量値がコンデンサ２３１に必要となる。また、負側端子にもコンデンサを接続することにより、正側端子と負側端子との独立性を保つことができる。なお、コンデンサ２３１は、特許請求の範囲に記載の正側コンデンサの一例である。また、動作を安定させる必要性に乏しい場合には、コンデンサ２３１を配置しない構成とすることもできる。
【００３５】
インダクタ２３２の一端は、圧電アクチュエータ１２１の正側端子に接続され、他端は、昇圧側トランジスタ２４２および２４３と、降圧側トランジスタ２５１と、降圧側ダイオード２５２の出力端子とに接続される。
【００３６】
昇圧側ダイオード２４１の出力端子は、ノード２９２に接続され、入力端子は、昇圧側トランジスタ２４２に接続される。昇圧側トランジスタ２４２のソースおよびドレインは、昇圧側ダイオード２４１とインダクタ２３２の一端とに接続され、ゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＵＰｐ１が入力される。昇圧側トランジスタ２４３のソースおよびドレインは、インダクタ２３２の一端と接地端子とに接続され、ゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＵＰｐ２が入力される。なお、昇圧側トランジスタ２４２は、特許請求の範囲に記載の第１の昇圧側トランジスタの一例であり、昇圧側トランジスタ２４３は、特許請求の範囲に記載の第２の昇圧側トランジスタの一例である。
【００３７】
制御回路２２０は、第２駆動モードにおいて制御信号ＵＰｐ１により昇圧側ダイオード２４１をインダクタ２３２の一端に接続させ、制御信号ＵＰｐ２としてＰＷＭ信号を入力する。これにより、圧電アクチュエータ１２１の正側端子の電圧を、ＰＷＭ信号のパルス幅に応じた値に昇圧させることができる。すなわち、インダクタ２３２と、昇圧側ダイオード２４１と、昇圧側トランジスタ２４２および２４３とからなる回路は、第２駆動時昇圧回路２４０として機能する。
【００３８】
降圧側トランジスタ２５１のソースおよびドレインは、ノード２９２とインダクタ２３２の一端とに接続され、ゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＤＷｐ１が入力される。また、降圧側ダイオード２５２の出力端子は、インダクタ２３２の一端に接続され、他端は接地端子に接続される。
【００３９】
制御回路２２０は、第１駆動モードにおいて制御信号ＤＷｐ１としてＰＷＭ信号を入力する。これにより、ノード２９２の電圧を、ＰＷＭ信号のパルス幅に応じた値に降圧させることができる。すなわち、インダクタ２３２と、降圧側トランジスタ２５１と、降圧側ダイオード２５２とからなる回路は、第１駆動時降圧回路２５０として機能する。
【００４０】
このように、インダクタとＰＷＭ信号により動作するトランジスタとにより、パルス幅変調方式により電圧を降圧または昇圧する回路は、チョッパ回路と呼ばれる。なお、第２駆動時昇圧回路２４０、第１駆動時降圧回路２５０およびコンデンサ２３１からなる回路は、特許請求の範囲に記載のチョッパ回路の一例である。また、第２駆動時昇圧回路２４０は、特許請求の範囲に記載の昇圧回路の一例であり、第１駆動時降圧回路２５０は、特許請求の範囲に記載の降圧回路の一例である。
【００４１】
［負側電圧変換回路の構成例］
図５は、本技術の第１の実施の形態における負側電圧変換回路２６０の一構成例を示す回路図である。この負側電圧変換回路２６０は、コンデンサ２６１と、インダクタ２６２と、昇圧側ダイオード２７１と、昇圧側トランジスタ２７２および２７３と、降圧側トランジスタ２８１と、降圧側ダイオード２８２とを備える。昇圧側トランジスタ２７２、昇圧側トランジスタ２７３および降圧側トランジスタ２８１として、例えば、ｎＭＯＳトランジスタが用いられる。負側電圧変換回路２６０内の各素子の接続構成は、正側電圧変換回路２３０と同様である。また、圧電アクチュエータ１２１の負側端子の電圧は、フィードバック信号ＦＢｎとして制御回路２２０に帰還される。
【００４２】
なお、コンデンサ２６１は、特許請求の範囲に記載の負側コンデンサの一例である。また、動作を安定させる必要性に乏しい場合には、コンデンサ２６１を配置しない構成とすることもできる。
【００４３】
昇圧側トランジスタ２７２のゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＵＰｎ１が入力され、昇圧側トランジスタ２７３のゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＵＰｎ２が入力される。また、降圧側トランジスタ２８１のゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＤＷｎ１が入力される。なお、昇圧側トランジスタ２７２は、特許請求の範囲に記載の第１の昇圧側トランジスタの一例であり、昇圧側トランジスタ２７３は、特許請求の範囲に記載の第２の昇圧側トランジスタの一例である。
【００４４】
また、制御回路２２０は、第１駆動モードにおいて制御信号ＵＰｎ１により昇圧側ダイオード２７１をインダクタ２６２の一端に接続させ、制御信号ＵＰｎ２としてＰＷＭ信号を入力する。これにより、圧電アクチュエータ１２１の負側端子の電圧を昇圧させることができる。すなわち、インダクタ２６２と、昇圧側ダイオード２７１と、昇圧側トランジスタ２７２および２７３とからなる回路は、第１駆動時昇圧回路２７０として機能する。
【００４５】
制御回路２２０は、第２駆動モードにおいて制御信号ＤＷｎ１としてＰＷＭ信号を入力する。これにより、ノード２９２の電圧を降圧させることができる。すなわち、インダクタ２６２と、降圧側トランジスタ２８１と、降圧側ダイオード２８２とからなる回路は、第２駆動時降圧回路２８０として機能する。
【００４６】
なお、第１駆動時昇圧回路２７０、第２駆動時降圧回路２８０およびコンデンサ２６１からなる回路は、特許請求の範囲に記載のチョッパ回路の一例である。また第１駆動時昇圧回路２７０は、特許請求の範囲に記載の昇圧回路の一例であり、第２駆動時降圧回路２８０は、特許請求の範囲に記載の降圧回路の一例である。
【００４７】
［制御回路の構成例］
図６は、本技術の第１の実施の形態における制御回路２２０の一構成例を示すブロック図である。この制御回路２２０は、アンプ２２１および２２４と、比較器２２２および２２５と、正側制御回路２２３と、負側制御回路２２６とを備える。
【００４８】
また、制御回路２２０には、駆動信号が入力される。この駆動信号は、第１駆動モードおよび第２駆動モードのいずれかを指示する信号である。例えば、駆動信号は、ユーザの操作に従って操作回路により生成される。あるいは、駆動信号は、圧電アクチュエータ１２１を駆動するための所定のアプリケーションの実行によりＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより生成される。駆動信号として、差動信号が用いられる。この差動の駆動信号は、正側駆動信号と、その正側駆動信号と逆相の負側駆動信号とを含む。正側駆動信号はアンプ２２１に入力され、負側駆動信号はアンプ２２４に入力される。
【００４９】
アンプ２２１は、正側駆動信号を増幅するものである。このアンプ２２１は、増幅した信号を比較器２２２の非反転入力端子（＋）に供給する。アンプ２２４は、負側駆動信号を増幅するものである。このアンプ２２４は、増幅した信号を比較器２２５の非反転入力端子（＋）に供給する。
【００５０】
比較器２２２は、フィードバック信号ＦＢｐと、増幅された正側駆動信号とを比較するものである。この比較器２２２は、比較結果ＣＭＰｐを正側制御回路２２３に供給する。比較器２２５は、フィードバック信号ＦＢｎと、増幅された負側駆動信号とを比較するものである。この比較器２２５は、比較結果ＣＭＰｎを負側制御回路２２６に供給する。
【００５１】
正側制御回路２２３は、比較結果ＣＭＰｐに基づいて、制御信号ＵＰｐ１、ＤＷｐ１およびＵＰｐ２により正側電圧変換回路２３０を制御するものである。負側制御回路２２６は、比較結果ＣＭＰｎに基づいて、制御信号ＵＰｎ１、ＤＷｎ１およびＵＰｎ２により負側電圧変換回路２６０を制御するものである。
【００５２】
図７は、本技術の第１の実施の形態における正側制御回路２２３の動作の一例を示す図である。比較結果ＣＭＰｐは、例えば、第２駆動モードにおいてローレベルとなり、第１駆動モードにおいてハイレベルとなる。
【００５３】
比較結果ＣＭＰｐがローレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ハイレベルの制御信号ＵＰｐ１と、ローレベルの制御信号ＤＷｐ１とを出力し、ＰＷＭ信号を制御信号ＵＰｐ２として出力する。これらの制御信号により、正側電圧変換回路２３０において昇圧が行われる。
【００５４】
一方、比較結果ＣＭＰｐがハイレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ローレベルの制御信号ＵＰｐ１およびＵＰｐ２を出力し、ＰＷＭ信号を制御信号ＤＷｐ１として出力する。これらの制御信号により、正側電圧変換回路２３０において降圧が行われる。
【００５５】
図８は、本技術の第１の実施の形態における負側制御回路２２６の動作の一例を示す図である。比較結果ＣＭＰｎは、例えば、第２駆動モードにおいてハイレベルとなり、第１駆動モードにおいてローレベルとなる。
【００５６】
比較結果ＣＭＰｎがローレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ハイレベルの制御信号ＵＰｎ１と、ローレベルの制御信号ＤＷｎ１とを出力し、ＰＷＭ信号を制御信号ＵＰｎ２として出力する。これらの制御信号により、負側電圧変換回路２６０において昇圧が行われる。
【００５７】
一方、比較結果ＣＭＰｎがハイレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ローレベルの制御信号ＵＰｎ１およびＵＰｎ２を出力し、ＰＷＭ信号を制御信号ＤＷｎ１として出力する。これらの制御信号により、負側電圧変換回路２６０において降圧が行われる。
【００５８】
図９は、本技術の第１の実施の形態における駆動信号および端子の電圧変動の一例を示す図である。同図における縦軸は、信号または端子の電圧を示し、横軸は時間を示す。同図におけるａは、比較結果信号ＣＭＰｐの変動の一例を示す図であり、同図におけるｂは、比較結果信号ＣＭＰｎの変動の一例を示す図である。同図におけるｃは、圧電アクチュエータ１２１の正側端子の電圧変動の一例を示す図であり、同図におけるｄは、圧電アクチュエータ１２１の負側端子の電圧変動の一例を示す図である。
【００５９】
例えば、所定のタイミングＴ１までの期間において、比較結果信号ＣＭＰｐは、所定電圧以下のローレベルであり、比較結果信号ＣＭＰｎは、所定電圧より高いハイレベルである。この期間において、電子機器１００は、第２駆動モードに移行する。そして、タイミングＴ１以降の期間において、比較結果信号ＣＭＰｐは、所定電圧より高いハイレベルであり、比較結果信号ＣＭＰｎは、所定電圧以下のローレベルである。この期間において、電子機器１００は、第１駆動モードに移行する。
【００６０】
タイミングＴ１の後のタイミングＴ２までの期間において、圧電アクチュエータ１２１の負側端子へ電荷が供給され、その正側端子から電荷が取り出される。一方、タイミングＴ２以降の期間において、圧電アクチュエータ１２１の正側端子へ電荷が供給され、その負側端子から電荷が取り出される。
【００６１】
図１０は、本技術の第１の実施の形態における第１駆動モードにおける電子機器１００の状態の一例を示す図である。バッテリ１１０は、例えば、３．５ボルト（Ｖ）の直流電圧を供給する。そして、電源側昇圧回路２１０は、その直流電圧を１２ボルト（Ｖ）に昇圧し、ノード２９２を介して、電圧に応じた電流を供給する。同図における一点鎖線は、電流の流れる経路を示し、その矢印は、電流の流れる方向を示す。
【００６２】
駆動信号により第１駆動モードが指示されると、正側電圧変換回路２３０は、制御回路２２０の制御に従って、電流をノード２９２から圧電アクチュエータ１２１の正側端子に流す。この際に、正側電圧変換回路２３０は、ノード２９２の電圧を例えば、１０ボルト（Ｖ）に降圧し、正側端子に供給する。一方、負側電圧変換回路２６０は、制御回路２２０の制御に従って、電流を圧電アクチュエータ１２１の負側端子からノード２９２に流す。この際に、負側電圧変換回路２６０は、負側端子の電圧を例えば、２ボルト（Ｖ）から１２ボルト（Ｖ）に昇圧し、ノード２９２に供給する。
【００６３】
このように、正側電圧変換回路２３０によりノード２９２から圧電アクチュエータ１２１の正側端子へ供給された電力は、負側電圧変換回路２６０により、その一部がノード２９２に転送されて戻される。このため、戻された電力の分、バッテリ１１０が供給する電力（すなわち、電子機器１００の消費電力）を低減することができる。
【００６４】
図１１は、本技術の第１の実施の形態における第２駆動モードにおける電子機器１００の状態の一例を示す図である。同図における一点鎖線は、電流の流れる経路を示し、その矢印は、電流の流れる方向を示す。
【００６５】
駆動信号により第２駆動モードが指示されると、正側電圧変換回路２３０は、制御回路２２０の制御に従って、電流を圧電アクチュエータ１２１の正側端子からノード２９２に流す。この際に、正側電圧変換回路２３０は、正側端子の電圧を例えば、２ボルト（Ｖ）から１２ボルト（Ｖ）に昇圧し、ノード２９２に供給する。一方、負側電圧変換回路２６０は、制御回路２２０の制御に従って、電流をノード２９２から圧電アクチュエータ１２１の負側端子に流す。この際に、負側電圧変換回路２６０は、ノード２９２の電圧を例えば、１０ボルト（Ｖ）に降圧し、負側端子に供給する。
【００６６】
このように、負側電圧変換回路２６０によりノード２９２から圧電アクチュエータ１２１の負側端子へ供給された電力は、正側電圧変換回路２３０により、その一部がノード２９２に転送されて戻される。このため、戻された電力の分、電子機器１００の消費電力を低減することができる。
【００６７】
ここで、圧電アクチュエータ１２１の容量をＣとし、正側と負側との端子間の電圧をＶａとする。また、電源側昇圧回路２１０の電圧変換効率をＲｄとし、正側電圧変換回路２３０、圧電アクチュエータ１２１および負側電圧変換回路２６０を介した電力転送効率をＲａとする。この場合に、第１駆動モードで正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０において電力転送の際に生じた電力は、次の式により表される。
Ｐ０＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×｛（１００−Ｒａ）／１００｝×（１００／Ｒｄ）
＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×（１００−Ｒａ）／Ｒｄ      ・・・式１
【００６８】
第２駆動モードの電力損失も第１駆動モードと同様である。このため、第２駆動モードおよび第１駆動モードにおいて生じた電力損失は、２×Ｐ０となる。
【００６９】
比較のために、正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０の代わりに、増幅回路を配置した比較例を想定する。この場合には、第１駆動モードにおいて、負側端子からの電流が負側の増幅回路の接地端子に流れて電力が大きくなってしまう。同様に、第２駆動モードにおいて、正側端子からの電流が正側の増幅回路の接地端子に流れて電力損失が大きくなってしまう。
【００７０】
比較例において第１駆動モードで生じた電力は、圧電アクチュエータ１２１の充電に用いられた分と、増幅回路で生じた損失分とに分けられる。前者をＰ１とし、後者をＰ２とすると、電力損失Ｐ１およびＰ２は、次の式により表される。
Ｐ１＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×（１００／Ｒｄ）            ・・・式２
Ｐ２＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×（Ｒｃ／１００）×（１００／Ｒｄ）
＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×（Ｒｃ／Ｒｄ）              ・・・式３
上式において、Ｒｃは、第１駆動時の増幅回路の電力損失率を示す。
【００７１】
一方、第２駆動モードの電力損失も第１駆動モードと同様である。このため、第２駆動モードおよび第１駆動モードにおいて生じた電力損失は、２×（Ｐ１＋Ｐ２）となる。  
【００７２】
比較例において第２駆動モードおよび第１駆動モードで生じた電力の合計は、式２乃至式３に基づいて、次の式により表される。
Ｐｌｏｓｓ'＝２×（Ｐ１＋Ｐ２）
＝２×（Ｃ・Ｖａ２／２）×（１００＋Ｒｃ）／Ｒｄ…式４
【００７３】
電源側昇圧回路２１０の電圧変換効率Ｒｄと、正側電圧変換回路２３０、圧電アクチュエータ１２１および負側電圧変換回路２６０を介した電力転送効率Ｒａとのそれぞれを８０パーセント（％）とする。この場合、電力を戻す制御を行う電子機器１００の電力は、式１に基づいて次の式により表される。
Ｐｌｏｓｓ＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×０．５                    ・・・式５
【００７４】
一方、増幅回路の電力損失率Ｒｃを１０パーセント（％）とすると、比較例の電力は、式４に基づいて次の式により表される。
Ｐｌｏｓｓ'＝（Ｃ・Ｖａ２／２）×２．７５                  ・・・式６
【００７５】
式５および式６より、電力を戻す制御によって比較例よりも電力が遥かに小さくなり、比較例に対して電力損失を約８０パーセント（％）削減することができる。また、電圧変換効率Ｒｄおよび電力転送効率Ｒａを７０パーセント（％）とすると、電力損失を約７０パーセント（％）削減することができる。電圧変換効率Ｒｄおよび電力転送効率Ｒａを６０および７０パーセント（％）とすると、電力損失を約６０パーセント（％）削減することができる。したがって消費電力を大幅に低減することができる。また、電源側昇圧回路２１０の出力容量を比較例よりも小さくすることができ、電源側昇圧回路２１０を小さな回路部品により実現することができる。
【００７６】
［電子機器の動作例］
図１２は、本技術の第１の実施の形態における電子機器１００の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、レンズ等を変位させるためのアプリケーションが実行された場合に開始される。
【００７７】
制御回路２２０は、駆動信号により第１駆動モードが指示されたか否かを判断する（ステップＳ９０１）。第１駆動モードが指示された場合に（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、制御回路２２０は、正側電圧変換回路２３０を制御して降圧させ（ステップＳ９０２）、負側電圧変換回路２６０を制御して昇圧させる（ステップＳ９０３）。
【００７８】
一方、第２駆動モードが指示された場合に（ステップＳ９０１：Ｎｏ）、制御回路２２０は、正側電圧変換回路２３０を制御して昇圧させ（ステップＳ９０４）、負側電圧変換回路２６０を制御して降圧させる（ステップＳ９０５）。ステップＳ９０３またはＳ９０５の後に制御回路２２０は、ステップＳ９０１以降を繰り返し実行する。
【００７９】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、正側電圧変換回路２３０および負側電圧変換回路２６０が双方向に電流を流すため、バッテリ１１０等から供給された電力の一部を供給元に戻すことができる。これにより、電力損失を削減して消費電力を低減することができる。
【００８０】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、第１駆動時降圧回路２５０において、降圧側トランジスタ２５１（ｎＭＯＳトランジスタ）および降圧側ダイオード２５２を用いていた。しかし、トランジスタおよびダイオードを混在させるよりも、極性が同一のトランジスタのみで第１駆動時降圧回路２５０を構成した方が、製造が容易となり、製造コストを削減することができる。この第２の実施の形態の第１駆動時降圧回路２５０は、ｎＭＯＳトランジスタのみを配置した点において第１の実施の形態と異なる。
【００８１】
図１３は、本技術の第２の実施の形態における正側電圧変換回路２３０の一構成例を示す回路図である。この第２の実施の形態の正側電圧変換回路２３０は、降圧側ダイオード２５２の代わりに降圧側トランジスタ２５３を配置した点において第１の実施の形態と異なる。降圧側トランジスタ２５３として、例えば、ｎＭＯＳトランジスタ用いられる。
【００８２】
降圧側トランジスタ２５３のソースおよびドレインは、インダクタ２３２の一端と接地端子とに接続され、ゲートには、制御回路２２０からの制御信号ＤＷｐ２が入力される。なお、降圧側トランジスタ２５１は、特許請求の範囲に記載の第１の降圧側トランジスタの一例であり、降圧側トランジスタ２５３は、特許請求の範囲に記載の第２の降圧側トランジスタの一例である。
【００８３】
図１４は、本技術の第２の実施の形態における負側電圧変換回路２６０の一構成例を示す回路図である。この第２の実施の形態の負側電圧変換回路２６０は、降圧側ダイオード２８２の代わりに降圧側トランジスタ２８３を配置した点において第１の実施の形態と異なる。降圧側トランジスタ２８３の接続構成は、正側電圧変換回路２３０と同様である。なお、降圧側トランジスタ２８１は、特許請求の範囲に記載の第１の降圧側トランジスタの一例であり、降圧側トランジスタ２８３は、特許請求の範囲に記載の第２の降圧側トランジスタの一例である。
【００８４】
図１５は、本技術の第２の実施の形態における正側制御回路２２３の動作の一例を示す図である。
【００８５】
比較結果ＣＭＰｐがローレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ハイレベルの制御信号ＵＰｐ１と、ローレベルの制御信号ＤＷｐ１およびＤＷｐ２とを出力し、ＰＷＭ信号を制御信号ＵＰｐ２として出力する。これらの制御信号により、昇圧が行われる。
【００８６】
一方、比較結果ＣＭＰｐがハイレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ローレベルの制御信号ＵＰｐ１およびＵＰｐ２を出力する。また、正側制御回路２２３は、ＰＷＭａ信号を制御信号ＤＷｐ１として出力し、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＤＷｐ２として出力する。ＰＷＭａ信号およびＰＷＭｂ信号は、位相が互いに逆のＰＷＭ信号である。これらの制御信号により、降圧が行われる。
【００８７】
図１６は、本技術の第２の実施の形態における負側制御回路２２６の動作の一例を示す図である。
【００８８】
比較結果ＣＭＰｎがローレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ハイレベルの制御信号ＵＰｎ１と、ローレベルの制御信号ＤＷｎ１およびＤＷｎ２とを出力し、ＰＷＭ信号を制御信号ＵＰｎ２として出力する。これらの制御信号により、負側電圧変換回路２６０において昇圧が行われる。
【００８９】
一方、比較結果ＣＭＰｎがハイレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ローレベルの制御信号ＵＰｎ１およびＵＰｎ２を出力する。また、負側制御回路２２６は、ＰＷＭａ信号を制御信号ＤＷｎ１として出力し、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＤＷｎ２として出力する。これらの制御信号により、負側電圧変換回路２６０において降圧が行われる。
【００９０】
図１７は、本技術の第２の実施の形態におけるパルス幅変調信号の一例を示すタイミングチャートである。同図に例示するように、ＰＷＭｂ信号の位相は、ＰＷＭａ信号と位相が逆である。
【００９１】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、正側電圧変換回路２３０内に降圧側ダイオード２５２の代わりに降圧側トランジスタ２５３を配置したため、ダイオードおよびトランジスタを混在させる場合よりも第１駆動時降圧回路２５０の製造を容易にすることができる。
【００９２】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第２の実施の形態では、昇圧側ダイオード２４１と昇圧側トランジスタ２４２および２４３とを第２駆動時昇圧回路２４０に配置していた。しかしながら、圧電アクチュエータ１２１の個数が多くなるほど、第２駆動時昇圧回路２４０の個数も増大する。同様に第１駆動時昇圧回路２７０の個数も増大する。このため、駆動回路２００の回路規模が大きくなってしまう。この第３の実施の形態の第２駆動時昇圧回路２４０は、昇圧側ダイオード２４１を削減した点において第２の実施の形態と異なる。
【００９３】
図１８は、本技術の第３の実施の形態における正側電圧変換回路２３０の一構成例を示す回路図である。この第３の実施の形態の正側電圧変換回路２３０は、昇圧側ダイオード２４１が配置されない点において第２の実施の形態と異なる。
【００９４】
図１９は、本技術の第３の実施の形態における負側電圧変換回路２６０の一構成例を示す回路図である。この第３の実施の形態の負側電圧変換回路２６０は、昇圧側ダイオード２７１が配置されない点において第２の実施の形態と異なる。
【００９５】
図２０は、本技術の第３の実施の形態における正側制御回路２２３の動作の一例を示す図である。
【００９６】
比較結果ＣＭＰｐがローレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ローレベルの制御信号ＤＷｐ１およびＤＷｐ２とを出力する。また、正側制御回路２２３は、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＵＰｐ１として出力し、ＰＷＭａ信号を制御信号ＵＰｐ２として出力する。これらの制御信号により、昇圧が行われる。
【００９７】
一方、比較結果ＣＭＰｐがハイレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ローレベルの制御信号ＵＰｐ１およびＵＰｐ２を出力する。また、正側制御回路２２３は、ＰＷＭａ信号を制御信号ＤＷｐ１として出力し、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＤＷｐ２として出力する。これらの制御信号により、降圧が行われる。
【００９８】
図２１は、本技術の第３の実施の形態における負側制御回路２２６の動作の一例を示す図である。
【００９９】
比較結果ＣＭＰｎがローレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ローレベルの制御信号ＤＷｎ１およびＤＷｎ２とを出力する。また、負側制御回路２２６は、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＵＰｎ１として出力し、ＰＷＭａ信号を制御信号ＵＰｎ２として出力する。これらの制御信号により、昇圧が行われる。
【０１００】
一方、比較結果ＣＭＰｎがハイレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ローレベルの制御信号ＵＰｎ１およびＵＰｎ２を出力する。また、負側制御回路２２６は、ＰＷＭａ信号を制御信号ＤＷｎ１として出力し、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＤＷｎ２として出力する。これらの制御信号により、降圧が行われる。
【０１０１】
このように、本技術の第３の実施の形態では、昇圧側ダイオード２４１を削減したため、駆動回路２００の回路規模を削減することができる。
【０１０２】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、インダクタ２３２と、昇圧側ダイオード２４１と、昇圧側トランジスタ２４２および２４３と、降圧側トランジスタ２５１と、降圧側ダイオード２５２とを正側電圧変換回路２３０に配置していた。しかしながら、圧電アクチュエータ１２１の個数が多くなるほど、正側電圧変換回路２３０の個数も増大する。同様に第１駆動時昇圧回路２７０の個数も増大する。このため、駆動回路２００の回路規模が大きくなってしまう。この第４の実施の形態の第２駆動時昇圧回路２４０は、トランジスタやダイオードの個数を削減した点において第１の実施の形態と異なる。
【０１０３】
図２２は、本技術の第４の実施の形態における正側電圧変換回路２３０の一構成例を示す回路図である。この第４の実施の形態の正側電圧変換回路２３０は、昇圧側ダイオード２４１と、昇圧側トランジスタ２４２および２４３と、降圧側トランジスタ２５１と、降圧側ダイオード２５２との代わりに、トランジスタ２３３および２３４を備える。トランジスタ２３３および２３４として、例えば、ｎＭＯＳトランジスタが用いられる。
【０１０４】
トランジスタ２３３は、ソースおよびドレインがインダクタ２３２の一端とノード２９２とに接続され、ゲートに制御回路２２０からの制御信号ＣＴＬｐ１が入力される。また、トランジスタ２３４は、ソースおよびドレインがインダクタ２３２の一端と接地端子とに接続され、ゲートに制御回路２２０からの制御信号ＣＴＬｐ２が入力される。
【０１０５】
図２３は、本技術の第４の実施の形態における負側電圧変換回路２６０の一構成例を示す回路図である。この第４の実施の形態の負側電圧変換回路２６０は、昇圧側ダイオード２７１と、昇圧側トランジスタ２７２および２７３と、降圧側トランジスタ２８１と、降圧側ダイオード２８２との代わりに、トランジスタ２６３および２６４を備える。トランジスタ２６３および２６４の接続構成は、正側電圧変換回路２３０と同様である。
【０１０６】
図２４は、本技術の第４の実施の形態における正側制御回路２２３の動作の一例を示す図である。
【０１０７】
比較結果ＣＭＰｐがローレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＣＴＬｐ１として出力し、ＰＷＭａ信号を制御信号ＣＴＬｐ２として出力する。これらの制御信号により、昇圧が行われる。
【０１０８】
一方、比較結果ＣＭＰｐがハイレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、正側制御回路２２３は、ＰＷＭａ信号を制御信号ＣＴＬｐ１として出力し、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＣＴＬｐ２として出力する。これらの制御信号により、降圧が行われる。
【０１０９】
図２５は、本技術の第４の実施の形態における負側制御回路２２６の動作の一例を示す図である。
【０１１０】
比較結果ＣＭＰｎがローレベル（すなわち、第１駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＣＴＬｎ１として出力し、ＰＷＭａ信号を制御信号ＣＴＬｎ２として出力する。これらの制御信号により、昇圧が行われる。
【０１１１】
一方、比較結果ＣＭＰｎがハイレベル（すなわち、第２駆動モード）のときにおいて、負側制御回路２２６は、正側制御回路２２３は、ＰＷＭａ信号を制御信号ＣＴＬｎ１として出力し、ＰＷＭｂ信号を制御信号ＣＴＬｎ２として出力する。これらの制御信号により、降圧が行われる。
【０１１２】
このように、本技術の第４の実施の形態では、正側制御回路２２３がトランジスタ２３３および２３４とインダクタ２３２とにより昇圧および降圧を行うため、トランジスタ３つとダイオード２つとを配置する構成と比較して回路規模を削減することができる。
【０１１３】
＜５．応用例＞
本開示に係る技術は、いわゆる「物のインターネット」であるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  ｔｈｉｎｇｓ）と呼ばれる技術へ応用可能である。ＩｏＴとは、「物」であるＩｏＴデバイス９１００が、他のＩｏＴデバイス９００３、インターネット、クラウド９００５などに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組みである。ＩｏＴは、農業、家、自動車、製造、流通、エネルギー、など様々な産業に利用できる。
【０１１４】
図２６は、本開示に係る技術が適用され得るＩｏＴシステム９０００の概略的な構成の一例を示す図である。
【０１１５】
ＩｏＴデバイス９００１には、温度センサー、湿度センサー、照度センサー、加速度センサー、距離センサー、画像センサー、ガスセンサー、人感センサーなどの各種センサーなどが含まれる。また、ＩｏＴデバイス９００１には、スマートフォン、携帯電話、ウェアラブル端末、ゲーム機器などの端末を含めてもよい。ＩｏＴデバイス９００１は、ＡＣ電源、ＤＣ電源、電池、非接触給電、いわゆるエナジーハーベストなどにより給電される。ＩｏＴデバイス９００１は、有線、無線、近接無線通信などにより通信することができる。通信方式は３Ｇ／ＬＴＥ、ＷｉＦｉ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｚ−Ｗａｖｅなどが好適に用いられる。ＩｏＴデバイス９００１は、これらの通信手段の複数を切り替えて通信してもよい。
【０１１６】
ＩｏＴデバイス９００１は、１対１、星状、ツリー状、メッシュ状のネットワークを形成してもよい。ＩｏＴデバイス９００１は、直接に、またはゲートウエイ９００２を通して、外部のクラウド９００５に接続してもよい。ＩｏＴデバイス９００１には、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、６ＬｏＷＰＡＮなどによって、アドレスが付与される。ＩｏＴデバイス９００１から収集されたデータは、他のＩｏＴデバイス９００３、サーバ９００４、クラウド９００５などに送信される。ＩｏＴデバイス９００１からデータを送信するタイミングや頻度は好適に調整され、データを圧縮して送信してもよい。このようなデータはそのまま利用してもよく、統計解析、機械学習、データマイニング、クラスタ分析、判別分析、組み合わせ分析、時系列分析など様々な手段でデータをコンピュータ９００８で分析してもよい。このようなデータを利用することにより、コントロール、警告、監視、可視化、自動化、最適化、など様々なサービスを提供することができる。
【０１１７】
本開示に係る技術は、家に関するデバイス、サービスにも応用可能である。家におけるＩｏＴデバイス９００１には、洗濯機、乾燥機、ドライヤ、電子レンジ、食洗機、冷蔵庫、オーブン、炊飯器、調理器具、ガス器具、火災報知器、サーモスタット、エアコン、テレビ、レコーダ、オーディオ、照明機器、温水器、給湯器、掃除機、扇風機、空気清浄器、セキュリティカメラ、錠、扉・シャッター開閉装置、スプリンクラー、トイレ、温度計、体重計、血圧計などが含まれる。さらにＩｏＴデバイス９００１には、太陽電池、燃料電池、蓄電池、ガスメータ、電力メータ、分電盤を含んでもよい。
【０１１８】
家におけるＩｏＴデバイス９００１の通信方式は、低消費電力タイプの通信方式が望ましい。また、ＩｏＴデバイス９００１は屋内ではＷｉＦｉ、屋外では３Ｇ/ＬＴＥにより通信するようにしてもよい。クラウド９００５上にＩｏＴデバイス制御用の外部サーバ９００６を設置し、ＩｏＴデバイス９００１を制御してもよい。ＩｏＴデバイス９００１は、家庭機器の状況、温度、湿度、電力使用量、家屋内外の人・動物の存否などのデータを送信する。家庭機器から送信されたデータは、クラウド９００５を通じて、外部サーバ９００６に蓄積される。このようなデータに基づき、新たなサービスが提供される。このようなＩｏＴデバイス９００１は、音声認識技術を利用することにより、音声によりコントロールすることができる。
【０１１９】
また各種家庭機器からテレビに情報を直接送付することにより、各種家庭機器の状態を可視化することができる。さらには、各種センサーが居住者の有無を判断し、データを空調機、照明などに送付することで、それらの電源をオン・オフすることができる。さらには、各種家庭機器に供えられたディスプレイにインターネットを通じて広告を表示することができる。
【０１２０】
以上、本開示に係る技術が適用され得るＩｏＴシステム９０００の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、ＩｏＴデバイス９００１に好適に適用され得る。具体的には、電子機器１００をＩｏＴデバイス９００１に適用することができる。ＩｏＴデバイス９００１に本開示に係る技術を適用することにより、消費電力を削減して、ＩｏＴデバイス９００１のバッテリの駆動時間を長くすることができる。
【０１２１】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１２２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を前記容量性負荷の正側端子に流し、第２駆動モードにおいて前記容量性負荷からの電流を前記正側端子から前記所定ノードへ流す正側回路と、
前記第１駆動モードにおいて前記容量性負荷の負側端子からの電流を前記所定ノードへ流し、前記第２駆動モードにおいて前記電源から前記所定ノードに供給された電流を前記負側端子へ流す負側回路と
を具備する駆動回路。
（２）前記正側回路は、前記第１駆動モードにおいて前記所定ノードの電圧を降圧して前記正側端子へ供給し、前記第２駆動モードにおいて前記正側端子の電圧を昇圧して前記所定ノードへ供給し、
前記負側回路は、前記第１駆動モードにおいて前記負側端子の電圧を昇圧して前記所定ノードへ供給し、前記第２駆動モードにおいて前記所定ノードの電圧を降圧して前記負側端子へ供給する
前記（１）記載の駆動回路。
（３）前記正側回路および前記負側回路のそれぞれは、電圧の昇圧および降圧を行うチョッパ回路を備える
前記（２）記載の駆動回路。
（４）前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記昇圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記所定ノードに出力端子が接続された昇圧側ダイオードと、
昇圧する場合には前記インダクタの他端と前記昇圧側ダイオードの入力端子とを接続する第１の昇圧側トランジスタと、
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに所定のパルス幅変調信号が入力される第２の昇圧側トランジスタと
を備える前記（３）記載の駆動回路。
（５）前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記降圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端に出力端子が接続された降圧側ダイオードと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合にはゲートに所定のパルス幅変調信号が入力される降圧側トランジスタと
を備える前記（３）または（４）に記載の駆動回路。
（６）前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記降圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合にはゲートに第１のパルス幅変調信号が入力される第１の降圧側トランジスタと
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、降圧する場合には前記第１のパルス幅変調信号と逆相の第２のパルス幅変調信号がゲートに入力される第２の降圧側トランジスタと
を備える前記（３）または（４）に記載の駆動回路。
（７）前記チョッパ回路は、昇圧回路および降圧回路を備え、
前記昇圧回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに第１のパルス幅変調信号が入力される第１の昇圧側トランジスタと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、昇圧する場合にはゲートに前記第１のパルス幅変調信号と位相が逆の第２のパルス幅変調信号が入力される第２の昇圧側トランジスタと
を備える前記（３）に記載の駆動回路。
（８）前記チョッパ回路は、
前記正側端子および前記負側端子のいずれかに一端が接続されたインダクタと、
前記インダクタの他端と前記所定ノードとにソースおよびドレインが接続され、第１のパルス幅変調信号が入力される第１のトランジスタと、
前記インダクタの他端と接地端子とにソースおよびドレインが接続され、前記第１のパルス幅変調信号と位相が逆の第２のパルス幅変調信号が入力される第２のトランジスタと
を備える前記（３）記載の駆動回路。
（９）前記チョッパ回路は、
前記正側端子に一端が接続された正側コンデンサと、
前記負側端子に一端が接続された負側コンデンサと
をさらに備える前記（３）乃至（８）のいずれかに記載の駆動回路。
（１０）容量性負荷と、
第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を前記容量性負荷の正側端子に流し、前記第２駆動モードにおいて前記容量性負荷からの電流を前記正側端子から前記所定ノードへ流す正側回路と、
前記第１駆動モードにおいて前記容量性負荷の負側端子からの電流を前記所定ノードへ流し、前記第２駆動モードにおいて前記電源から前記所定ノードに供給された電流を前記負側端子へ流す負側回路と
を具備する電子機器。
（１１）第１駆動モードにおいて電源から所定ノードに供給された電流を前記容量性負荷の正側端子に流し、前記第２駆動モードにおいて前記容量性負荷からの電流を前記正側端子から前記所定ノードへ流す正側制御手順と、
前記第１駆動モードにおいて前記容量性負荷の負側端子からの電流を前記所定ノードへ流し、前記第２駆動モードにおいて前記電源から前記所定ノードに供給された電流を前記負側端子へ流す負側制御手順と
を具備する駆動回路の制御方法。
【符号の説明】
【０１２３】
１００  電子装置
１１０  バッテリ
１２０  容量性負荷
１２１  圧電アクチュエータ
２００  駆動回路
２１０  電源側昇圧回路
２２０  制御回路
２２１、２２４  アンプ
２２２、２２５  比較器
２２３  正側制御回路
２２６  負側制御回路
２３０  正側電圧変換回路
２３１、２６１、２９１  コンデンサ
２３２、２６２  インダクタ
２３３、２３４、２６３、２６４  トランジスタ
２４０  放電時昇圧回路
２４１、２７１  昇圧側ダイオード
２４２、２４３、２７２、２７３  昇圧側トランジスタ
２５０  充電時降圧回路
２５１、２５３、２８１、２８３  降圧側トランジスタ
２５２、２８２  降圧側ダイオード
２６０  負側電圧変換回路
２７０  充電時昇圧回路
２８０  放電時降圧回路
９００１  ＩｏＴデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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