用于驱动音圈电机执行器的装置

申请号 CN201410418983.0 申请日 2014-08-22 公开(公告)号 CN105022135B 公开(公告)日 2017-12-12
申请人 三星电机株式会社; 兹尼提克斯株式会社; 发明人 许勋; 尹熙洙; 洪锡珍; 吴源燮; 玄敬源; 郑新永; 姜佳恩; 金圣植; 朴勇俊;
摘要 于此提供一种驱动音圈 电机 执行器的装置,该装置为线圈提供驱动 信号 以控制装备有磁体的镜筒的 位置 ,该装置包括:多个霍尔 传感器 ,检测装备有磁体的镜筒的位置;以及音圈电机驱动集成 电路 ,基于来自多个霍尔传感器的输出及接收到的目标位置给线圈提供驱动信号,其中多个霍尔传感器以磁体移动方向被嵌入到音圈电机驱动集成电路中。
权利要求

1.一种驱动音圈电机执行器的装置,该装置为线圈提供驱动信号以控制装备有磁体的镜筒的位置,该装置包括:
多个霍尔传感器,被构造为检测装备有所述磁体的镜筒的位置;以及
音圈电机驱动集成电路,被构造为基于所述多个霍尔传感器的输出及接收到的目标位置为所述线圈提供所述驱动信号,
其中,所述多个霍尔传感器沿着所述磁体的移动方向被嵌入到所述音圈电机驱动集成电路中;
其中,所述音圈电机驱动集成电路还包括霍尔信号处理器,所述霍尔信号处理器被构造为处理从第一霍尔传感器和第二霍尔传感器输出的信号,并且
其中,所述霍尔信号处理器包括:
霍尔偏置旋转单元,所述霍尔偏置旋转单元被构造为:根据霍尔偏置及时钟信号,在第一次操作的时候,输出所述第一霍尔传感器的两个输出信号的差异信号以及所述第二霍尔传感器的两个输出信号的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号,以及根据霍尔偏置及时钟信号,在第二次操作的时候,输出所述第一霍尔传感器的两个偏置的差异信号及所述第二霍尔传感器的两个偏置的差异信号,分别作为所述第一输出信号及所述第二输出信号;
差分放大单元,被构造为区别地放大从所述霍尔偏置旋转单元输出的所述第一输出信号及所述第二输出信号;
选择单元,被构造为根据所述时钟信号,输出从所述差分放大单元输出的信号作为第三输出信号或者第四输出信号;
第一模数转换器与第二模数转换器,被构造为将从所述选择单元输出的所述第三输出信号和所述第四输出信号分别转换成第一数字码和第二数字码;以及
控制单元,被构造为用所述第一数字码除以所述第二数字码以输出位置数据。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述线圈的形状是横向直径长于纵向直径的椭圆形。
3.一种驱动音圈电机执行器的装置,该装置为线圈提供驱动信号以控制装备有磁体的镜筒的位置,该装置包括:
多个霍尔传感器,被构造为检测装备有所述磁体的镜筒的位置;以及
音圈电机驱动集成电路,被构造为基于所述多个霍尔传感器的输出及接收到的目标位置为所述线圈提供所述驱动信号,
其中,所述多个霍尔传感器在所述音圈电机驱动集成电路的短轴方向上被嵌入到该音圈电机驱动集成电路中;
其中,所述音圈电机驱动集成电路还包括霍尔信号处理器,所述霍尔信号处理器被构造为处理从第一霍尔传感器和第二霍尔传感器输出的信号,并且
其中,所述霍尔信号处理器包括:
霍尔偏置旋转单元,所述霍尔偏置旋转单元被构造为:根据霍尔偏置及时钟信号,在第一次操作的时候,输出所述第一霍尔传感器的两个输出信号的差异信号以及所述第二霍尔传感器的两个输出信号的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号,以及根据霍尔偏置及时钟信号,在第二次操作的时候,输出所述第一霍尔传感器的两个偏置的差异信号及所述第二霍尔传感器的两个偏置的差异信号,分别作为所述第一输出信号及所述第二输出信号;
差分放大单元,被构造为区别地放大从所述霍尔偏置旋转单元输出的所述第一输出信号及所述第二输出信号;
选择单元,被构造为根据所述时钟信号,输出从所述差分放大单元输出的信号作为第三输出信号或者第四输出信号;
第一模数转换器与第二模数转换器,被构造为将从所述选择单元输出的所述第三输出信号和所述第四输出信号分别转换成第一数字码和第二数字码;以及
控制单元,被构造为用所述第一数字码除以所述第二数字码以输出位置数据。
4.根据权利要求3所述的装置,其中所述线圈的形状是横向直径长于纵向直径的椭圆形。
5.根据权利要求4所述的装置,其中所述音圈电机驱动集成电路在平方向上被布置在所述线圈内部。
6.根据权利要求5所述的装置,其中所述多个霍尔传感器平行于所述音圈电机驱动集成电路的所述短轴方向而被嵌入在该音圈电机驱动集成电路中。
7.根据权利要求3所述装置,其中所述多个霍尔传感器被嵌入的方向不与所述音圈电机驱动集成电路的所述短轴方向正交
8.根据权利要求3所述的装置,其中在搜索镜头焦点的过程中,所述音圈电机驱动集成电路根据用户输入的位置控制值来移动所述镜筒,并且根据所述用户设置的偏移值被增加至所述输入的位置控制值或者被从所述输入的位置控制值减去之后的计算结果来移动所述镜筒。
9.根据权利要求3所述的装置,其中所述音圈电机驱动集成电路还包括用于消除开关噪声的模拟驱动信号输出单元,并且
所述模拟驱动信号输出单元包括:
第一低通滤波器,接收第一数字驱动信号以消除所述开关噪声;
第一运算放大单元,接收从所述第一低通滤波器输出的信号以输出正模拟驱动信号;
第二低通滤波器,连接在所述第一运算放大单元的反相输入端和输出端之间;
第三低通滤波器,接收第二数字驱动信号以消除所述开关噪声;
第二运算放大单元,接收从所述第三低通滤波器输出的信号以输出负模拟驱动信号;
以及
第四低通滤波器,连接在所述第二运算放大单元的反相输入端和输出端之间。
10.一种驱动音圈电机执行器的装置,该装置为线圈提供驱动信号以控制装备有磁体的镜筒的位置,该装置包括:
第一霍尔传感器和第二霍尔传感器,被构造为检测装备有所述磁体的镜筒的位置;以及
音圈电机驱动集成电路,被构造为基于来自所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器的输出及接收到的目标位置为所述线圈提供驱动信号,
其中,所述第一霍尔传感器及所述第二霍尔传感器在所述音圈电机驱动集成电路的长轴方向上被嵌入到该音圈电机驱动集成电路中,
所述音圈电机驱动集成电路被布置在所述线圈外部,并且
其中,所述音圈电机驱动集成电路还包括霍尔信号处理器,所述霍尔信号处理器被构造为处理从所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器输出的信号,并且其中,所述霍尔信号处理器包括:
霍尔偏置旋转单元,所述霍尔偏置旋转单元被构造为:根据霍尔偏置及时钟信号,在第一次操作的时候,输出所述第一霍尔传感器的两个输出信号的差异信号以及所述第二霍尔传感器的两个输出信号的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号,以及根据霍尔偏置及时钟信号,在第二次操作的时候,输出所述第一霍尔传感器的两个偏置的差异信号及所述第二霍尔传感器的两个偏置的差异信号,分别作为所述第一输出信号及所述第二输出信号;
差分放大单元,被构造为区别地放大从所述霍尔偏置旋转单元输出的所述第一输出信号及所述第二输出信号;
选择单元,被构造为根据所述时钟信号,输出从所述差分放大单元输出的信号作为第三输出信号或者第四输出信号;
第一模数转换器与第二模数转换器,被构造为将从所述选择单元输出的所述第三输出信号和所述第四输出信号分别转换成第一数字码和第二数字码;以及
控制单元,被构造为用所述第一数字码除以所述第二数字码以输出位置数据。
11.根据权利要求10所述的装置,其中所述线圈的形状是横向直径长于纵向直径的椭圆形。
12.根据权利要求10所述的装置,其中所述第一霍尔传感器及所述第二霍尔传感器被嵌入的方向不与所述音圈电机驱动集成电路的长轴方向正交。

说明书全文

用于驱动音圈电机执行器的装置

[0001] 相关领域的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年4月16日递交的题为“Apparatus For Driving Voice Coil Motor Actuator”的韩国专利申请No.10-2014-0045591,该韩国专利申请的全部内容通过引用被整体合并于本申请中。

背景技术

[0003] 本公开涉及一种用于驱动音圈电机执行器的装置。
[0004] 在装配于如移动电话或者智能手机的移动设备中的小型相机模中,自动对焦(AF)功能是清楚地拍摄静止图像或移动图像的基本功能。作为相机模块自动对焦的执行器,音圈电机(VCM)执行器最近已经被广泛使用,并且VCM驱动集成电路(IC)用来VCM执行器。
[0005] 自动对焦功能按照如下步骤被执行。首先,当通过使用霍尔传感器检测安装有磁体的镜筒的位置并且基于检测到的镜筒位置及输入的目标位置为VCM执行器提供驱动信号时,VCM执行器的线圈和安装在镜筒中的磁体之间产生驱动,从而当镜筒的磁体移动至焦点位置的同时执行自动对焦功能。
[0006] 但是,在音圈电机(VCM)执行器内部磁体的磁力是变化的,因此音圈电机(VCM)执行器的驱动性能可能被改变,其中由于磁体磁力的减小或者环境温度的变化磁体的磁力可能被改变,以及附着于镜筒的磁体的位置可以被依赖于执行器的姿态的重力改变。
[0007] 此外,当搜索到焦点时,通过相机模块的传感器弯曲、执行器的倾斜等等,搜索到的焦距在预定的方向偏移,因此焦点位置可以被偏置。
[0008] 此外,当在驱动执行器自动对焦时通过PWM方式给执行器提供驱动信号的时候,产生开关噪声并且这种噪声包含在驱动信号中,以致可能产生噪声或可能产生图像噪声。
[0009] 此外,随着相机模块的小型化,需要使VCM执行器安装面积及驱动执行器的装置最小化。
[0010] 在以下相关技术文件中描述的专利文件公开了能够不依赖于温度而确保高线性的位置检测装置及位置检测方法。但是,以下专利文件没有公开或者教示磁传感器、驱动线圈和使VCM执行器的安装面积及驱动执行器的装置最小化的位置检测装置的布置。
[0011] 因此,需要一种驱动VCM执行器的装置,该装置能够补偿由于环境温度和执行器姿态的变化而引起的磁体的磁力的偏差,补偿取决于光学透镜及图像传感器的特性、图像传感器的弯曲或者执行器的倾斜等的偏移,消除输出驱动器的开关噪声,以及具有最小化的安装面积。
[0012] [现有技术文件]
[0013] [专利文件]
[0014] (专利文件1)JP2013-83597A发明内容
[0015] 本公开的一方面可以提供一种驱动音圈电机执行器的装置,该装置能够补偿由于环境温度及执行器姿态的变化而引起的磁体磁力的偏差,补偿取决于光学镜头及图像传感器的特性、图像传感器的弯曲或者执行器的倾斜等的偏差,消除输出驱动的开关噪声,以及具有最小化的安装面积。
[0016] 根据本公开的一个方面,一种驱动音圈电机执行器的装置,给线圈提供驱动信号来控制装备有磁体的镜筒位置,该装置可以包括:多个霍尔传感器,用于检测装备有磁体的镜筒的位置;以及音圈电机驱动集成电路,用于基于多个霍尔传感器的输出及接收到的目标位置给线圈提供驱动信号,其中多个霍尔传感器沿着磁体的移动方向被嵌入到音圈电机驱动集成电路中。
[0017] 线圈的形状可以是横向直径大于纵向直径的椭圆形。
[0018] 根据本公开的又一方面,一种驱动音圈电机执行器的装置,给线圈提供驱动信号来控制装备有磁体的镜筒位置,该装置包括:多个霍尔传感器,用于检测装备有磁体的镜筒的位置;以及音圈电机驱动集成电路,用于基于多个霍尔传感器的输出及接收到的目标位置给线圈提供驱动信号,其中多个霍尔传感器在音圈电机驱动集成电路的短轴方向上被嵌入到音圈电机驱动集成电路中。
[0019] 线圈的形状可以是横向直径长于纵向直径的椭圆形。
[0020] 音圈电机驱动集成电路可以以平方向被布置在线圈内部。
[0021] 多个霍尔传感器可以平行于音圈电机驱动集成电路的短轴方向而被嵌入到音圈电机驱动集成电路中。
[0022] 多个霍尔传感器嵌入的方向可以不与音圈电机驱动集成电路的短轴方向正交
[0023] 音圈电动机驱动集成电路还可以包括霍尔信号处理器,处理从第一霍尔传感器和第二霍尔传感器输出的信号,并且霍尔信号处理器可以包括:霍尔偏置旋转单元,根据霍尔偏置及时钟信号,输出第一霍尔传感器的两个输出信号的差异信号以及第二霍尔传感器的两个输出信号的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号,以及输出第一传感器的两个偏置的差异信号及第二个传感器的两个偏置的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号;差分放大单元,区别地放大从霍尔偏置旋转单元输出的第一输出信号及第二输出信号;选择单元,根据时钟信号输出从差分放大单元输出的信号作为第三输出信号或者第四输出信号;第一模数转换器和第二模数转换器,分别将从选择器输出的第三输出信号及第四输出信号转换成第一数字码与第二数字码;以及控制单元,用第一数字码除以第二数字码以输出位置数据。
[0024] 音圈电机驱动集成电路可以在搜寻镜头焦点的过程中依赖于用户输入的位置控制值来移动镜筒,并且根据在用户设置的偏移量被增加至输入的位置控制值或被从输入的位置控制值减去之后的计算结果来移动镜筒。
[0025] 音圈电机驱动集成电路还可以包括模拟驱动信号输出单元,用于消除开关噪声,且模拟驱动信号输出单元可以包括:第一低通滤波器,用于接收第一数字驱动信号以消除开关噪声;第一运算放大单元,用于接收从第一低通滤波器输出的信号以输出正模拟驱动信号;第二低通滤波器,连接在第一运算放大单元的反相输入端和输出端之间;第三低通滤波器,用于接收第二数字驱动信号以消除开关噪声;第二运算放大单元,用于接收从第三低通滤波器输出的信号以输出负模拟驱动信号;以及第四低通滤波器,连接在第二运算放大单元的反相输入端和输出端之间。
[0026] 根据本公开的又一方面,一种驱动音圈电机执行器的装置,该装置给线圈提供驱动信号来控制装备有磁体的镜筒的位置,该装置包括:第一霍尔传感器与第二霍尔传感器,用来检测装备有磁体的镜筒的位置;以及音圈电机驱动集成电路,基于从第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的输出及接收到的目标位置,来为线圈提供驱动信号,其中第一霍尔传感器与第二霍尔传感器可以在音圈电机驱动集成电路的长轴方向上被嵌入到音圈电机驱动集成电路中,并且音圈电机驱动集成电路可以被布置在线圈外部。
[0027] 线圈的形状可以是横向直径大于纵向直径的椭圆形。
[0028] 嵌入第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的方向可以不与音圈电机驱动集成电路的长轴方向正交。
[0029] 音圈电机驱动集成电路还可以包括:霍尔信号处理器,用来处理从第一霍尔传感器与第二霍尔传感器输出的信号,并且霍尔信号处理器可以包括:霍尔偏置旋转单元,用于根据霍尔偏置及时钟信号,输出第一霍尔传感器的两个输出信号的差异信号及第二霍尔传感器的两个输出信号的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号,以及输出第一传感器的两个偏置的差异信号及第二个传感器的两个偏置的差异信号,分别作为第一输出信号及第二输出信号;差分放大单元,区别地放大从霍尔偏置旋转单元输出的第一输出信号及第二输出信号;选择单元,根据时钟信号,输出从差分放大单元输出的信号作为第三输出信号或者第四输出信号;第一模数转换器与第二模数转换器,将从选择器输出的第三输出信号和第四输出信号分别转换成第一数字码和第二数字码中;以及控制单元,用第一数字码除以第二数字码以输出位置数据。附图说明
[0030] 根据以下结合附图进行的详细描述将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其他优点,其中:
[0031] 图1是示出了被应用至根据本公开第一示例性实施方式的用于驱动音圈电机执行器的装置的自动对焦功能的相机模块的图;
[0032] 图2是示出了根据本公开第一示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置的图;
[0033] 图3是示出了根据本公开第二示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置的图;
[0034] 图4是示出了根据本公开示例性实施方式的包含在驱动音圈电机执行器的装置中的霍尔信号处理器的图;以及
[0035] 图5是示出了将开关噪声从执行器驱动信号消除的模拟驱动信号输出单元的图。

具体实施方式

[0036] 根据随后结合附图进行的示例性实施方式的详细描述本公开的目的、特征和优点将被更加清楚地理解。在所有附图中,同样的参考标号被用于指示同样或相似的组件,并其多余描述被省略。进一步地,在以下描述中,术语“第一”、“第二”、“一侧”、“另一侧”等被用于将某一组件与其它组件区分,但是这些组件的配置不应被解释为受到这些术语的限制。进一步地,在本公开的描述中,当确定对相关技术的详细描述将会使本公开的主旨不清楚时,对它们的描述将被省略。
[0037] 下文中,将参考附图对本公开的示例性实施方式做详细描述。
[0038] 图1是示出了被应用至根据本公开第一示例性实施方式的用于驱动音圈电机执行器的装置的自动对焦功能的相机模块的图以及图2是示出了根据本发明第一示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置的图。
[0039] 如图1所示的相机模块包括:装备有磁体108的镜筒112;用来接收镜筒112的外壳114;球110,通过球110镜筒112可以移动;线圈106,被布置在支架118上;音圈电机驱动集成电路(IC)100,水平布置在线圈106内部,以及第一霍尔传感器102和第二霍尔传感器104,沿着磁体108的移动方向被嵌入到音圈电机驱动集成电路100中。
[0040] 第一霍尔传感器102与第二霍尔传感器104检测装备有磁体108的镜筒112的位置,并且音圈电机驱动集成电路100基于接收到的目标位置及来自第一霍尔传感器102与第二霍尔传感器104的输出,为线圈106提供驱动信号。
[0041] 尽管本公开的示例性实施方式中阐述了两个霍尔传感器,但是本公开的实施方式不限于此,还可以包含更多的霍尔传感器。
[0042] 此外,在虚线表示的框122中,音圈电机驱动集成电路100是示出音圈电机驱动集成电路100的图,在左侧示出了其横截面视图,从左侧来看,其中在左侧的音圈电机驱动集成电路100被重叠地示出以容易了解在执行自动对焦功能时的信号处理。
[0043] 在图像传感器116通过镜筒112的透镜(没有示出)捕获到图像后,图像信号处理器120处理从图像传感器116输出的图像信号,并且音圈电机驱动集成电路100基于镜筒112的位置数据,向线圈106输出用于控制镜筒112的位置的驱动信号,从而执行自动聚焦功能该位置数据是基于从图像信号处理器120的输出的目标位置数据以及来自第一霍尔传感器
102与第二霍尔传感器104的输出信号获得的。
[0044] 为了执行自动对焦功能,当使用一个霍尔传感器检测镜筒112的位置时,由于附着至镜筒112的磁体108的位置的变化而产生的磁体108的磁力的偏差可能不被补偿,其中,磁体108的位置的变化由依赖于由于环境温度改变或者音圈电机执行器的姿态改变导致的磁体108的磁力偏差的重力引起。
[0045] 例如,即使当附着至镜筒112的磁体108通过依赖于音圈电机执行器姿态变化的重力在由箭头AA’代表的水平方向移动时,磁体108的磁力被改变,因此磁体108磁力的变化可能不被与当镜筒112垂直移动时产生的磁体108的磁力的改变区别,以致镜筒112的位置可能不被精确检测。
[0046] 当镜筒112的位置可能不被精确检测时,自动对焦功能基于镜筒112的位置及输入的目标位置而被执行,以致自动对焦功能可能不被正常执行。
[0047] 因此,根据本公开第一示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置使用第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204的两个霍尔传感器来精确检测镜筒112的位置。
[0048] 此外,如图2所示,第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204平行于音圈电机驱动集成电路200的短轴方向而被嵌入到音圈电机驱动集成电路200中,即,沿着磁体108的移动方向(图1)。
[0049] 在根据本公开第一示例性实施方式驱动音圈电机执行器的装置中,第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204可以不平行于音圈电机驱动集成电路200的短轴方向而被嵌入,并且如图2所示,音圈电机驱动集成电路200被水平布置在线圈206的内部,其中第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204被嵌入至音圈电机驱动集成电路200中。
[0050] 当音圈电机驱动集成电路200被水平布置在线圈206内部时,其上安装有线圈206及音圈电机驱动集成电路200的柔性印刷线路板的面积可以被缩小,其中第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204被嵌入至音圈电机驱动集成电路200中。
[0051] 但是,本公开的示例性实施方式并不限于此,比如,如图3所示的根据本公开第二示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,音圈电机驱动集成电路300可以在音圈电机驱动执行电路300的长轴方向上被布置在线圈外部,即,沿着磁体108的移动方向,其中第一霍尔传感器302及第二霍尔传感器304被嵌入至音圈电机驱动集成电路300。
[0052] 当其中嵌入第一霍尔传感器302及第二霍尔传感器304的音圈电机驱动集成电路200被布置在线圈306的外部时,安装面积可能会比当音圈电机驱动集成电路300被安装在线圈306内部时略有增加。
[0053] 但是,即使在这种情况下,由于第一霍尔传感器302及第二霍尔传感器304沿着磁体108的移动方向被嵌入到音圈电机驱动集成电路300中,与霍尔传感器被布置在音圈电机驱动集成电路的外部相比,安装面积可以被减少更多。此外,通过使用两个霍尔传感器302及304检测镜筒112的位置,因而,由于温度的变化及姿态的不同而引起的磁体108的磁力的偏差可以被补偿。
[0054] 同时,在图2和图3中,音圈电机执行器的线圈206及306的形状可以是横向直径长于纵向直径的椭圆形。
[0055] 在音圈电机执行器的线圈206及306的横向直径长于其纵向直经的椭圆形的情况下,如图1所示,在磁体108与线圈206及306之间产生洛伦兹力,来使图1中的镜筒112垂直移动。
[0056] 但是,在音圈电机执行器的线圈206及306的纵向直径长于其横向直经的椭圆形的情况下,流入线圈的电流方向被改变,因此产生的洛伦兹力的方向被改变,以致磁体108可能不垂直移动。因此,在图2和图3中,音圈电机执行器的线圈206及306的形状需要是横向直径长于纵向直径的椭圆形。
[0057] 此外,在图2中,第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204被平行于音圈电机驱动集成电路200的短轴方向布置,但是,第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204不一定被平行于音圈电机驱动集成电路200的短轴方向布置,并且,第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204可以以任意方向布置,除了正交于音圈电机驱动集成电路200的短轴方向的方向。
[0058] 也就是说,在图2中,第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204可以沿着音圈电机驱动集成电路200的短轴方向被嵌入到音圈电机驱动集成电路200中,以便嵌入第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204的方向不与音圈电机驱动集成电路200的短轴正交。
[0059] 在图2中,当第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204以正交于音圈电机驱动集成电路200的短轴方向布置成行时,由于第一霍尔传感器202及第二霍尔传感器204感测到具有与磁体108移动的情况下相同强度的磁体108的磁力,与布置一个传感器的情况相似,这可能不能将镜筒112的水平移动与镜筒的垂直移动进行区分。
[0060] 此外,在图3中,第一霍尔传感器302及第二霍尔传感器304被平行于音圈电机驱动集成电路300的长轴方向布置,但是第一霍尔传感器302及第二霍尔传感器304不一定平行于音圈电机驱动集成电路300的长轴方向布置,并且第一霍尔传感器302及第二霍尔传感器304可以以任意方向布置,除了正交于音圈电机驱动集成电路300的长轴方向的方向。
[0061] 图4是示出了根据本公开示例性实施方式的在驱动音圈电机执行器的装置内的驱动音圈电机驱动集成电路200及300中包含的霍尔信号处理器的图。
[0062] 将参考图4描述一下情况:由于环境温度的变化及执行器姿态的改变而产生的磁体108的磁力偏差通过使用第一霍尔传感器400及第二霍尔传感器402而被补偿。
[0063] 如图4所示的根据本公开示例性实施方式的包含在驱动音圈电机执行器的装置中的霍尔信号处理器包括:霍尔偏置旋转单元404,其根据霍尔偏置及时钟信号输出第一霍尔传感器400的两个输出信号VR1及VL1的差异信号VR1-VL1以及第二霍尔传感器402的两个输出信号VR2及VL2的差异信号VR2-VL2,分别作为第一输出信号VHP及第二输出信号VHN,并且输出第一霍尔传感器400的两个偏置VT1及VB1的差异信号VT1-VB1以及第二霍尔传感器402的两个偏置VT2及VB2的差异信号VT2-VB2,分别作为第一输出信号VHP及第二输出信号VHN;差分放大单元406,区别地放大从霍尔偏置旋转单元404输出的第一输出信号VHP及第二输出信号VHN;选择器408,根据时钟信号输出从差分放大单元406输出的信号VAOUT,作为第三输出信号VOUT1或者第四输出信号VOUT2;第一模数转换器410及第二模数转换器412,分别转换从选择器408输出的第三输出信号VOUT1及第四输出信号VOUT2作为第一数字码CODE1及第二数字码CODE2;以及控制单元414,该控制单元414用第一数字码除以第二数字码以输出位置数据。
[0064] 第一霍尔传感器400接收两个偏置信号VT1及VB1以输出两个霍尔传感器信号VR1及VL1,第二霍尔传感器402接收两个偏置信号VT2及VB2以输出两个霍尔传感器信号VR2及VL2。
[0065] 如图2所示,第一霍尔传感器400及第二霍尔传感器402在音圈电机驱动集成电路200的短轴方向上被嵌入到音圈电机驱动集成电路200中,并且音圈电机驱动集成电路200被水平布置在线圈206内部。因此,第一霍尔传感器400及第二霍尔传感器402沿着磁体108的移动方向被布置(图1)。
[0066] 霍尔偏置旋转单元404根据霍尔偏置及时钟信号,在第一次操作的时候,输出第一传感器400的两个输出信号VR1及VL1的差异信号VR1-VL1以及第二霍尔传感器402的两个输出信号VR2及VL2的差异信号VR2-VL2,分别作为第一输出信号VHP及第二输出信号VHN,并且根据霍尔偏置及时钟信号,在第二次操作的时候,输出第一霍尔传感器400的两个偏置VT1及VB1的差异信号VT1-VB1以及第二霍尔传感器402的两个偏置VT2及VB2的差异信号VT2-VB2,分别作为第一输出信号VHP及第二输出信号VHN。
[0067] 其间,尽管霍尔传感器400及402的偏置输入端与霍尔信号输出端的作用互相转换,但是它们执行相同的功能。即,当偏置应用到霍尔传感器400及402的霍尔信号输出端时,霍尔信号从偏置输入端输出。
[0068] 霍尔偏置旋转单元404交替获得来自霍尔传感器400及402的偏置输入端及霍尔信号输出端的两个输出信号(+和–输出信号)及霍尔传感器的两个偏置,并且减去及输出获得的两个信号来补偿霍尔传感器400及402的偏移。
[0069] 差分放大单元406区别地放大从霍尔偏置旋转单元404输出的第一输出信号VHP及第二输出信号VHN,以适合于模数转换器410及412的输入范围,并且选择器408根据时钟信号输出从差分放大单元406输出的信号作为第三输出信号VOUT1或者第四输出信号VOUT2。
[0070] 第一模数转换器410及第二模数转换器412分别将从选择器408输出的第三输出信号VOUT1及第四输出信号VOUT2转换成第一数字码CODE1及第二数字码CODE2,并且控制单元414使用嵌入的除法函数来使用第一数字码CODE1除以第二数字码CODE2以输出与磁体108移动量有关的数据,即,装备有磁体108的镜筒112的位置数据。
[0071] 最后,控制单元414的输出可以由下面的等式1表示。
[0072] [等式1]
[0073] 控制单元的输出=((VR1–VL1)–(VR2–VL2))×α1/((VT1–VB1)–(VT2–VB2))×α2[0074] 在上述等式1中,α1和α2表示差分放大单元406的放大系数。
[0075] 同上所述,因为从控制单元414输出的数据是通过第一数字码CODE1除以第二数字码CODE2获得的值,所以由于环境温度变化引起的霍尔传感器特性的变化以及磁体108的磁力偏差可以被补偿。
[0076] 此外,根据本公开的示例性实施方式,因为通过使用两个霍尔传感器400及402来感测磁体108的磁力变化,镜筒112的位置可以被精确检测。
[0077] 例如,尽管附着至镜筒112的磁体108的位置通过依赖于音圈电机执行器的姿态变化的重力被改变,因此,产生磁体108的磁力偏差,由于根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置通过使用两个霍尔传感器400及402可以区分当附着至镜筒112的磁体108水平移动时及当附着于镜筒112的磁体108垂直移动时的磁体108的磁力的变化,所以镜筒112的位置可以被精确检测。因此,由于磁体108的位置变化而产生的磁体108的磁力的偏差可以被补偿,磁体108的位置变化由依赖于音圈电机执行器的姿态变化的重力引起。
[0078] 图4的控制单元414输出通过第一数字码CODE1除以第二数字码CODE2获得的值作为位置数据,但是,在一些情况下,通过第一数字码CODE1除以第二数字码CODE2获得的值被转换以适合于标准结果,因此,修正的位置数据也可以被输出。
[0079] 从控制单元414输出的位置数据被输入到比例-积分-微分(PID)控制单元(没有示出)。
[0080] PID控制单元将从控制单元414输出的位置数据与接收到的目标位置数据比较,以生成将被传输到音圈电机驱动器的驱动信号。
[0081] 通常,当用户输入音圈电机执行器的位置控制值时,音圈电机驱动集成电路200将音圈电机执行器的磁体108移动到对应于输入的位置控制值的位置。
[0082] 在音圈电机有高像素的情况下,当依赖于光学透镜及图像传感器的特性轻微的偏移值被增加至聚焦的位置移动输入值或从聚焦的位置移动输入值减去时,由光学透镜的倾斜分量(tilt component)以及图像传感器的弯曲特性形成的偏移值可以被补偿。
[0083] 根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,在搜索透镜焦点的过程,镜筒112根据用户输入的位置控制值来移动,并且根据在用户设置的偏移值被增加至输入的位置控制值或被从输入的位置控制值减去后的计算结果,镜筒112通过在聚焦位置处移动音圈电机执行器的磁体108来移动。
[0084] 同时,当音圈电机执行器被用数字驱动信号驱动时,通常使用脉宽调制(PWM)方法。PWM方法具有简单的电路排布,因此已经被广泛地用作驱动音圈电机执行器的方法。
[0085] 当音圈电机执行器通过PWM方法被驱动时,驱动端的输入电压与具有电源电压及系统接地电压的频率的信号切换,因此,产生开关噪声。当音圈电机执行器移动并被保持时,产生的开关噪声是产生噪声及低光度图像噪声的原因。
[0086] 当音圈电机执行器由线性方法或者模拟方法驱动时,需要转换器,该转换器将数字驱动信号转换为模拟信号
[0087] 在根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置中,使用图5所示的模拟驱动信号输出单元将开关噪声从数字执行器驱动信号中消除。
[0088] 图5所示的模拟驱动信号输出单元包括第一低通滤波器500,接收第一数字驱动信号(正数字驱动信号)以消除开关噪声;第一运算放大单元508,接收从第一低通滤波器500输出的信号以输出正模拟驱动信号;第二低通滤波器504,连接在第一运算放大单元508的反相输入端和输出端之间;第三低通滤波器502,接收第二数字驱动信号(负数字驱动信号)以消除开关噪声;第二运算放大单元510,接收从第三低通滤波器502输出的信号以输出负模拟驱动信号;以及第四低通滤波器506,连接在第二运算放大单元510的反相输入端和输出端之间。在上述描述中,第一数字驱动信号及第二数字驱动信号具有反相关系,并且基准电压VREF被施加到第一运算放大单元508及第二运算放大单元510的非反相输入端
[0089] 第一数字驱动信号的开关噪声通过第一低通滤波器500及第二低通滤波器504被消除,第二数字驱动信号的开关噪声通过第三低通滤波器502及第四低通滤波器506被消除。
[0090] 第一运算放大单元508提供音圈电机执行器的正驱动电流,第二运算放大单元510提供音圈电机执行器的负驱动电流。
[0091] 图5所示的模拟驱动信号输出单元可以使用低通滤波器和运算放大单元来驱动音圈电机执行器512,使其具有低噪声和低图像噪声。
[0092] 根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,能够精确检测镜筒112的位置以准确地执行自动对焦功能。
[0093] 根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,两个霍尔传感器被嵌入到音圈电机驱动集成电路(IC)中,并且音圈电机驱动集成电路被水平地布置在线圈206内部,以能够最小化执行器的安装面积。
[0094] 此外,根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,使用两个霍尔传感器来感测磁体磁力的变化,因此由于环境温度及执行器姿态的变化引起的磁体磁力的偏差可以被补偿。
[0095] 此外,根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,在执行自动对焦时,用户设置的偏移值可以被增加至接收到的位置移动值或被从接收到的位置移动值减去,因此由于光学透镜及图像传感器的特性、图像传感器的弯曲、或者执行器的倾斜等等引起的偏移可以被补偿。
[0096] 此外,根据本公开示例性实施方式的驱动音圈电机执行器的装置,使用低通滤波器和运算放大单元,开关噪声被从数字驱动信号中消除,因此,当音圈电机执行器被驱动和保持时,噪声和图像噪声被最小化,从而有效控制音圈电机执行器。
[0097] 如上所述,根据本公开的示例性实施方式,通过补偿由于环境温度及执行器姿态的变化引起的磁体磁力的偏差、补偿由于光学透镜及图像传感器的特性、图像传感器的弯曲、或者执行器的倾斜等等引起的偏移以及消除输出驱动器的开关噪声,能够有效控制执行器并最小化安装面积。
[0098] 尽管本公开的实施方式为了说明的目的已经被公开,但是将理解的是本公开并不限制于此,本领域的技术人员将理解,在不背离本公开的范围和精神的情况下,各种修改、添加和替代是可能的。
[0099] 因此,任何及所有修改、变型或等同布置都应该被认为落于本公开的范围内,并且本公开的详细范围将由所附权利要求书公开。
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