CN109752898B - 用于控制音圈电机及其位置的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于控制音圈电机及其位置的装置。所述装置包括：线圈、驱动电路、滤波电路、电压/频率转换电路以及数字控制电路，所述线圈被设置为面向设置在透镜架的一个表面上的磁性构件；所述驱动电路向所述线圈施加包括驱动电流和位置检测电流的叠加电流；所述滤波电路从所述线圈两端的电压提取交流(AC)电压；所述电压/频率转换电路将由所述滤波电路提取的所述AC电压转换成频率信号；所述数字控制电路基于所述频率信号的频率分量检测所述VCM的位置信息。

Description

用于控制音圈电机及其位置的装置

本申请要求于2017年11月1日在韩国知识产权局提交的第10-2017-144745号韩国专利申请的优先权和于2018年4月4日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0039058号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。

技术领域

本申请涉及一种用于利用电压/频率转换技术控制音圈电机(VCM)的位置的装置。

背景技术

近来，在相机模块用于移动电话的情况下，已要求纤薄化以及高分辨率照片。为了满足这种需求，需要在相机中安装具有高开口率的镜头以及诸如自动调焦和光学图像稳定(OIS)的功能。然而，为了执行自动调焦和OIS，有必要精确地检测当前位置值并确定位置的精确度。

如传统技术，可使用利用霍尔传感器和位置感测磁体执行位置控制的方法。

在使用传统霍尔传感器的情况下，可能需要分开的磁体。在这种情况下，霍尔传感器的位置的参考值可根据温度或其它外部条件改变。可能存在以下缺点：需要诸如低通滤波器、自动增益控制放大器(AMP)、差分信号放大器或模数转换器(ADC)的附加电路以修正参考值的变化。

此外，在使用外部霍尔传感器的情况下，存在以下缺点：驱动霍尔传感器可能消耗偏置电流(例如，具有数个mA的大小)并且各种放大器(AMP)可能额外消耗电流。

为了解决机械设计限制、附加电流消耗和相机模块的材料成本增加的问题，需要能够更精确地检测位置而不使用霍尔传感器的技术。

提供以上信息作为背景技术信息仅以帮助理解本公开。对于上述任何内容是否可以应用为关于本公开的现有技术，没有做出判断，并且没有做出认定。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍选择的构思，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不是旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

一种用于控制音圈电机(VCM)的位置的装置包括：线圈，设置为面向设置在透镜架的一个表面上的磁性构件；驱动电路，被配置为向所述线圈施加包括驱动电流和位置检测电流的叠加电流；滤波电路，被配置为从所述线圈两端的电压提取交流(AC)电压；电压/频率转换电路，被配置为将由所述滤波电路提取的所述AC电压转换成频率信号；以及数字控制电路，被配置为基于所述频率信号的频率分量检测所述VCM的位置信息。

所述位置检测电流可包括特定频率分量，并且所述特定频率分量可用于测量所述线圈的阻抗变化。

所述位置检测电流可具有正弦波、三角波、锯齿波和方波波形中的一种。

所述电压/频率转换电路可包括被配置为产生所述频率信号的电压受控振荡器，所述频率信号可具有基于由所述滤波电路提取的所述AC电压的幅值的频率。

所述数字控制电路可被配置为基于所述位置信息通过所述驱动电路来执行所述VCM的位置控制和所述VCM的位置修正控制中的一者或两者。

一种用于控制音圈电机(VCM)的位置的装置包括：线圈，设置为面向设置在透镜架的一个表面上的磁性构件；驱动电路，被配置为向所述线圈施加包括驱动电流和位置检测电流的叠加电流；滤波电路，被配置为从所述线圈的中间抽头和所述线圈的一端之间的电压提取第一交流(AC)电压并且从所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的另一端之间的电压提取第二AC电压；电压/频率转换电路，被配置为将由所述滤波电路提取的所述第一AC电压转换成第一频率信号并且将由所述滤波电路提取的所述第二AC电压转换成第二频率信号；以及数字控制电路，被配置为基于所述第一频率信号的第一频率分量和所述第二频率信号的第二频率分量检测所述VCM的位置信息。

所述位置检测电流可包括特定频率分量，并且所述特定频率分量可用于测量所述线圈的阻抗变化量。

所述位置检测电流可具有正弦波、三角波、锯齿波和方波波形中的一种。

所述线圈可包括所述线圈的所述中间抽头和所述第一端之间的第一线圈，和所述线圈的所述中间抽头和所述另一端之间的第二线圈。所述第一线圈可被配置为基于由所述磁性构件的位置变化引起的阻抗变化来提供所述第一AC电压。所述第二线圈可被配置为基于即使在所述磁性构件的所述位置变化的情况下也不改变的阻抗来提供所述第二AC电压。

所述数字控制电路可被配置为对所述第一频率信号和所述第二频率信号执行减法运算或除法运算，以去除信号的根据噪声和温度变化的变化。

所述线圈可包括所述线圈的所述中间抽头和所述一端之间的第一线圈，和所述线圈的所述中间抽头和所述另一端之间的第二线圈。所述第二线圈可具有阻抗，设置在所述第二线圈和所述磁性构件之间的屏蔽构件防止所述阻抗受到所述磁性构件的位置变化影响。

所述电压/频率转换电路可包括电压受控振荡器，所述电压受控振荡器被配置为基于所述第一AC电压的幅值产生所述第一频率信号并且基于所述第二AC电压的幅值产生所述第二频率信号。

所述数字控制电路可被配置为使用所述第一频率信号和所述第二频率信号执行预定信号处理，以在检测所述位置信息之前去除包含在所述第一频率信号和所述第二频率信号中的噪声。

所述数字控制电路可被配置为基于所述位置信息通过所述驱动电路执行所述VCM的位置控制和所述VCM的位置修正控制中的一者或两者。

所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的所述一端之间的第一电感可被设定为大于所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的所述另一端之间的第二电感。

一种用于控制音圈电机(VCM)的装置包括：线圈，设置为面向磁性构件；滤波电路，被配置为从所述线圈两端的电压提取交流(AC)电压并输出所述AC电压；电压/频率转换电路，被配置为产生频率信号并输出所述频率信号，所述频率信号具有基于从所述滤波电路输出的所述AC电压的幅值的频率；以及数字控制电路，被配置为基于从所述电压/频率转换电路输出的所述频率信号执行所述VCM的位置控制和位置修正控制中的一者或两者。

附图说明

图1是相机模块的示例的分解透视图。

图2是用于控制VCM的位置的装置的示例的示意框图。

图3是用于控制VCM的位置的装置的另一示例的示意框图。

图4是电压/频率转换电路的示例的第一示意图。

图5是电压/频率转换电路的示例的第二示意图。

图6是屏蔽构件的示例的示意图。

图7是主电压和频率信号的波形图。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。

尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种信号、构件、组件或部分，但是这些信号、构件、组件或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。

这里，注意的是关于示例或实施例使用术语“可”，例如，关于示例或实施例可包括或实现什么，意思是存在至少一个包括或实现这种特征的示例或实施例，但是全部示例和实施例不限于此。

在此描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此描述的示例具有多种配置，但是在理解本申请的公开内容之后，将是显而易见的其它配置是可行的。

如在此描述的，用于控制VCM的位置的装置可利用电压/频率转换技术，电压/频率转换技术能够在使用驱动线圈作为检测线圈而不使用诸如霍尔传感器或感测线圈的单独感测单元的系统中改善噪声排除特性。

图1是相机模块的示例的分解透视图。

参照图1，相机模块10可包括外壳11、壳体12、透镜架13、基板101、线圈100和磁性构件16。此外，相机模块10可包括球支承件13-B。

此外，如图2和图3所示，相机模块可包括驱动电路50、滤波电路200、电压/频率转换电路300和数字控制电路400。

在图1中示出使用球支承件的球支承件型相机模块。然而，本公开不限于此，并且也可使用弹簧型相机模块。

透镜架13可以是具有中空的形状使得其中可容纳至少一个透镜成像装置，并且透镜可在透镜架13中沿光轴方向设置。这里，光轴方向指的是关于图1中示出的透镜架13的Z轴方向。

透镜架13可设置在壳体12中并结合到壳体12，以为了自动调焦的目的沿光轴方向运动并且为了光学图像稳定(OIS)的目的沿垂直于光轴方向的方向(例如，图1的X轴方向和Y轴方向)运动。作为示例，透镜架13可以是包括其中嵌入透镜的透镜镜筒的透镜模块。

壳体12可具有内部空间，并且可在其内部空间中容纳透镜架13，使得透镜架13可沿光轴方向或垂直于光轴方向的方向运动。

在透镜架13中沿光轴方向可设置至少一个球支承件13-B作为导向件，该导向件在透镜架13在壳体12中沿光轴方向运动时引导透镜架13的运动。

至少一个球支承件13-B可设置在透镜架13和壳体12之间，使得透镜架13的一个表面和壳体12的一个表面彼此对面，并可通过旋转运动引导透镜架13沿光轴方向运动同时支撑透镜架13。

外壳11可结合到壳体12以形成相机模块10的外部。外壳11可结合到壳体12以包围壳体12的外表面的部分。外壳11可包括金属或可利用金属形成，并且因此被接地到安装在壳体12的一个表面上的基板101的接地垫，从而阻挡在驱动相机模块期间产生的电磁波。

磁性构件16可设置在透镜架13的一个表面上，并且线圈100可设置在安装在壳体12的一个表面上的基板101的一个表面上以面向磁性构件16。作为示例，磁性构件16可以是包括具有磁体性质的磁性材料的磁体，或是导体或电介质。

作为示例，用于控制VCM位置的装置可进一步包括安装在基板101的另一表面上的磁轭(未示出)以改善线圈的检测性能，从而防止在磁性构件16和线圈100之间产生的磁通量的泄漏。

将省略各个附图中由相同参考标号表示并且具有相同功能的组件的不必要的重复描述，并且将描述各个附图中彼此不同的内容。

图2是用于控制VCM的位置的装置的示例的示意框图。

参照图2，用于控制VCM的位置的装置可包括线圈100、驱动电路50、滤波电路200、电压/频率转换电路300和数字控制电路400。

如上所述，线圈100可设置为面向设置在透镜架13的一个表面上的磁性构件16。

驱动电路50可基于控制电压VREF向线圈100施加叠加电流IDRV(包括驱动电流Idrv和位置检测电流idet)。相应地，叠加电流IDRV(包括驱动电流Idrv和位置检测电流idet)可流过线圈100，并且线圈100可经由电流Idrv通过电磁力向磁性构件16传输驱动力。相应地，可通过线圈100的驱动力沿光轴方向或垂直于光轴方向的方向驱动磁性构件16。

例如，可在线圈100的两端由驱动电流Idrv产生直流(DC)电压并由位置检测电流idet产生第一交流(AC)电压Vac1。相应地，滤波电路200可提供与第一AC电压Vac1相应的第一AC电压V1。

滤波电路200可从线圈100两端的电压提取第一AC电压V1。

电压/频率转换电路300可产生第一频率信号F1，第一频率信号F1具有基于由滤波电路200提取的第一AC电压V1的幅值的频率。

此外，数字控制电路400可基于第一频率信号F1的频率分量检测位置信息。

如上所述，存在由于电压/频率转换电路300而不需要模数转换器(ADC)的优点。此外，数字控制电路400可利用来自电压/频率转换电路300的第一频率信号F1通过执行预定信号处理(诸如求平均值等)来去除噪声。

图3是根据本公开中的实施例的用于控制VCM的位置的装置的另一示例的示意框图。

参照图3，用于控制VCM位置的装置可包括线圈100、驱动电路50、滤波电路200、电压/频率转换电路300和数字控制电路400。

线圈100可设置为面向设置在透镜架13的一个表面上的磁性构件16。

如图2中描述的，驱动电路50可向线圈100施加叠加电流IDRV(包括驱动电流Idrv和位置检测电流idet)。

相应地，中间抽头MT可连接在线圈100的一端和另一端之间，使得可在线圈100的一端和中间抽头MT之间产生第一AC电压并且可在中间抽头MT和线圈100的另一端之间产生第二AC电压。

滤波电路200可从线圈100的中间抽头MT和线圈100的一端之间的电压Vac1提取第一AC电压V1，并可从线圈100的中间抽头MT和线圈100的另一端之间的电压Vac2提取第二AC电压V2。

滤波电路200可在线圈100的两端和中间抽头MT中从中间抽头MT和线圈100的一端之间的电压Vac1提取第一AC电压V1，以向电压/频率转换电路300提供提取的第一AC电压V1，并可从中间抽头MT和线圈100的另一端之间的电压Vac2提取第二AC电压V2，以向电压/频率转换电路300提供提取的第二AC电压V2。

电压/频率转换电路300可产生第一频率信号F1和第二频率信号F2以向数字控制电路400提供第一频率信号和第二频率信号，第一频率信号F1具有基于由滤波电路200提取的第一AC电压V1的幅值的频率，第二频率信号F2具有基于由滤波电路200提取的第二AC电压V2的幅值的频率。

数字控制电路400可基于第一频率信号F1和第二频率信号F2中的每个的频率分量检测位置信息。

如上所述，存在由于电压/频率转换电路300而不需要模数转换器(ADC)的优点。此外，数字控制电路400可利用来自电压/频率转换电路300的第一频率信号F1和第二频率信号F2通过执行预定信号处理(诸如减法或除法)来去除噪声或温度变化产生的影响。

此外，如上所述，当驱动相机模块的致动器时，叠加电流IDRV(其中叠加有DC驱动电流Idrv和AC位置检测电流idet)可由于数字控制电路400和驱动电路50流过线圈100。

此外，数字控制电路400可基于位置信息通过驱动电路50来执行位置控制和/或位置修正控制。

同时，图2中示出的一个线圈100可等效建模为电感组件Lx和电阻组件Rs。

此外，图3中示出的从中间抽头MT到一个线圈100的一侧的第一线圈110可等效建模为第一电感组件Lx1和第一电阻组件Rs1。从中间抽头到线圈100的另一侧的第二线圈120可建模为第二电感组件Lx2和第二电阻组件Rs2。

这里，中间抽头MT可以是在线圈100两端之间的任意点。作为示例，线圈100可包括在中间抽头MT和线圈100的一端之间的第一线圈110，和在中间抽头MT和线圈100的另一端之间的第二线圈120。

第二线圈120可具有阻抗，第二线圈120和磁性构件16之间的屏蔽构件防止该阻抗受到磁性构件16的位置变化影响。

作为示例，在线圈100的中间抽头MT和线圈100的一端之间的第一电感Lx1可设定为大于线圈100的中间抽头MT和线圈100的另一端之间的第二电感Lx2。

作为示例，第一线圈110可基于阻抗由于磁性构件16的位置变化的变化提供第一AC电压V1，并且第二线圈120可基于即使在磁性构件16的位置变化的情况下仍不变的阻抗提供第二AC电压V2。

作为示例，用于驱动磁性构件所附连的透镜架13的DC驱动电流Idrv和用于检测透镜架13位置的AC位置检测电流idet可流过线圈100。相应地，叠加电压(其中叠加有由DC驱动电流Idrv引起的DC电压和由AC位置检测电流idet引起的AC电压)可出现在线圈100两端。

同时，参照图1至图3，驱动电路50可包括桥式电路MH和ML以及桥式驱动电路A11和R11。

作为示例，桥式电路MH和ML可包括连接到线圈100的一端的高侧晶体管和连接到线圈100的另一端的低侧晶体管。这里，桥式电路(能够向线圈供应驱动电流的电路)可以是半桥电路或全桥电路。在各种实施例中，桥式电路不限于此。

响应于控制电压VREF，桥式驱动电路A11和R11可向线圈100供应叠加电流IDRV(其中叠加有DC驱动电流Idrv和AC位置检测电流idet)。

例如，桥式驱动电路A11和R11可分别包括控制桥式电路ML的低侧晶体管的运算放大器和电阻器，使得叠加电流流过低侧晶体管。

作为示例，桥式驱动电路A11的运算放大器可被供应控制电压VREF(其上叠加DC控制电压和AC位置检测电压)，并且基于控制电压VREF控制桥式电路ML的低侧晶体管，使得叠加电流(IDRV＝Idrv(DC)+idet(AC))流过桥式驱动电路R11的电阻器和桥式电路ML的低侧晶体管。

作为示例，位置检测电流idet可包括特定频率分量Fmod，并且特定频率分量Fmod可以是不影响透镜架13的驱动并且可测量线圈100的阻抗变化的频率分量，并且可以是例如，高于可听频率(例如，100kHz)的频率。

作为示例，位置检测电流idet可具有正弦波、三角波、锯齿波和方波波形中的一种。

在本公开的各个实施例中，AC位置检测电流不限于示出的信号，还可以是包括特定频率分量的任意AC信号。

例如，叠加电流IDRV可以由下面的式1表示。

式1

IDRV＝Idrv+idet＝Idrv+k*sin(2*π*Fmod*t)

在式1中，Idrv是对应于驱动电流的直流电流，并且idet是AC位置检测电流并且可以被限定为k*sin(2*π*Fmod*t)。此外，k是AC位置检测电流的幅值。

例如，当DC驱动电流Idrv通过桥式驱动电路A11的运算放大器流过线圈100时，在DC驱动电流Idrv流过线圈100的同时产生电磁力，并且可通过电磁力向磁性构件16提供驱动力。即，驱动电路50可向线圈100施加驱动电流Idrv以向磁性构件16提供驱动力。作为示例，当驱动电路50向线圈100施加DC驱动电流Idrv时，在线圈100中可产生磁场，并且线圈100中产生的磁场可与磁性构件16的磁场相互作用，以根据佛莱明左手定则产生沿光轴方向(或垂直于光轴方向的方向)移动透镜架13的驱动力。

相应地，透镜架13可由于驱动力沿光轴方向或垂直于光轴方向的方向运动。作为示例，驱动电路50可包括向磁性构件16提供DC驱动电流Idrv的驱动器集成电路(IC)。

此外，叠加电流IDRV的AC位置检测电流idet可通过桥式驱动电路A11的运算放大器生成以检测透镜架13的位置，并且如上所述，AC位置检测电流idet可以是具有特定频率分量的电流。

同时，在磁性构件16(图1)和线圈100之间维持预定间隙或更大间隙的状态下，在磁性构件16和线圈100之间的重叠区域可根据磁性构件16的位置变化而变化，并且线圈100的电感值可根据重叠区域的变化而变化。

在这种情况下，透镜架13(或透镜)的当前位置可通过感测线圈100的变化的阻抗的幅值(|ZL|)进行跟踪。为了将线圈100用于驱动和感测二者，可利用将AC位置检测电流idet与DC驱动电流Idrv混合的调制技术。

在这种情况下，阻抗的幅值(|ZL|)可由下面的式2表示。

式2

VL＝IDRV*|ZL|

在式2中，VL是线圈100两端的电压，IDRV是流过线圈100的叠加电流，并且|ZL|是线圈100的阻抗的幅值。

参照式2，当线圈100的阻抗的幅值改变时，可以看出，线圈100两端的电压改变。相应地，当测量线圈100两端的电压时，可检测阻抗的幅值。

此外，线圈100的阻抗的幅值(|ZL|)可通过下面的式3表示。

式3

在式3中，Rs可以是线圈100的电阻组件，Lx可以是线圈100的电感组件，并且Fmod(特定频率分量)可以是声音频率或更高的频率。

AC位置检测电流的幅值k和频率Fmod可以在它们可测量线圈100的电感的变化量而不影响驱动透镜架13的范围内。作为示例，AC位置检测电流的幅值k可以小于驱动信号的幅值以便不影响驱动透镜架13，并且AC位置检测电流的频率Fmod不应影响驱动透镜架13。这里，短语“不影响驱动”意思是该频率应当是不产生透镜架的运动或谐振的频率。

例如，AC位置检测电流的幅值k可小于驱动信号的幅值，并且AC位置检测电流的频率Fmod可以高于可听频率。作为示例，在驱动电流的幅值是100mA的情况下，AC位置检测电流的幅值k可以是5mA，并且AC位置检测电流的频率Fmod可以是100kHz。

特别的，可采用以上描述的电压/频率转换技术，使得即使在电感变化量小的情况下，也可以执行位置的检测。这将在下面描述。

图2和图3示出电路示例，所述电路示例被配置为根据在利用电压/频率转换技术的音圈电机(VCM)的线性驱动下的透镜的位置变化来测量阻抗的幅值变化。

参照图2和图3，线圈100的电感值可以根据透镜架的位置变化而变化，并且在叠加电流(IDRV＝Idrv(DC)+idet(AC))流过线圈100的情况下，出现在线圈100两端的叠加电压的AC电压可根据阻抗的幅值的变化而变化。AC电压可通过滤波电路200提取。

例如，数字控制电路400可利用第一频率信号F1和第二频率信号F2执行预定信号处理，从而在计算位置信息之前去除包含于第一频率信号F1和第二频率信号F2中的噪声。作为示例，通过数字控制电路400执行的预定信号处理可以是针对第一频率信号F1和第二频率信号F2的减法运算或除法运算，并且信号根据噪声和温度变化的变化可通过这种信号处理被去除。相应地，数字控制电路400可补偿根据噪声和温度的变化。

如上所述，图3示出了通过在一个线圈100中使用中间抽头MT将一个线圈100用作两个线圈110和120的结构。

在图3中，信号线在一个线圈100的中间抽头MT处彼此连接，使得第一AC电压Vac1和第二AC电压Vac2可以从一个线圈100物理输入到滤波电路200。在这种情况下，滤波电路200可包括被配置为提取第一AC电压V1和第二AC电压V2的结构。

如上所述，一个线圈100可用作两个线圈110和120。这可允许第二线圈120基于中间抽头MT具有根据位置变化而不变的阻抗，并可针对从第一线圈110和第二线圈120输入的两个频率信号F1和F2执行信号处理，从而补偿根据噪声和温度变化的影响。

这将详细描述。如上所述，阻抗可根据透镜位置的变化而变化，并且可利用感测变化的阻抗的方法。这里，当温度变化时，阻抗也可改变。在这种情况下，无法知道阻抗变化归因于温度变化还是位置变化。在产品应用于移动电话的情况下，因为必须保证从-20℃到80℃的运行所以补偿温度的变化是必要的。

例如，在一个物理线圈100通过中间抽头MT包括两个功能的第一线圈110和第二线圈120的情况下，当第一线圈110和第二线圈120的阻抗分别是L1和L2时，L1可以是第一线圈110的具有根据位置的变化的阻抗。L2可以是第二线圈120的不具有根据位置的变化的阻抗。

例如，当执行减法运算(L1-L2)时，可补偿阻抗中针对温度变化的变化部分，并且可仅得到根据位置的阻抗变化。此外，由于噪声分量通常施加到两个线圈110和120，因此其可以以相同方式补偿。

(1)具有根据位置的变化的阻抗L1：

L(基电感)+△L_t(温度变化)+噪声+△L_p(位置变化)

(2)不具有根据位置的变化的阻抗L2：

L(基电感)+△L_t(温度变化)+噪声

图4是电压/频率转换电路的示例的第一示意图，并且图5是电压/频率转换电路的示例的第二示意图。

参照图4，作为示例，电压/频率转换电路300可包括采样/保持电路320和电压受控振荡器(VCO)电路330。

参照图5，电压/频率转换电路300还可包括用于放大低信号的放大器电路310。例如，放大器电路310可设置在采样/保持电路320的输入端子，但不限于此。

参照图4和图5，由于输入到电压/频率转换电路300的放大器电路310的AC电压非常小，所以放大器电路310可放大输入的AC电压并向采样/保持电路320提供放大的AC电压，并且采样/保持电路320可根据时钟信号采样和保持AC电压中阻抗的幅值并向电压受控振荡器(VCO)电路330提供采样信号V1。此后，VCO电路330可将输入的采样信号V1转换成时钟形式的数字形式的频率信号F1。

相应地，频率值可基于从线圈100提取的AC电压通过阻抗的幅值来获得。结果，对应于阻抗幅值的电压幅值可被转换成频率信号。

作为示例，VCO电路330可以是被配置为提供具有根据电压幅值变化的振荡频率的信号的电路。

相应地，由于可通过使用电压/频率转换电路而不使用模数转换器(ADC)，因此可解决由使用高成本和大尺寸高性能ADC引起的问题。具体地，当电路由ADC实现时，由于需要高分辨率(数个μV)，因此会需要高性能ADC。在大规模生产水平下实现高性能ADC是困难的。即使在实现高性能ADC的情况下，也使用了集成电路中的大区域，这在经济上可能是不利的。在ADC由电压/频率转换电路代替并且数字处理随之通过数字控制电路执行的情况下，通过更简单的电路配置可实现相对小的尺寸和区域的同时具有更加改善的生产率，这可能更经济。

接着，数字控制电路400可基于作为来自电压/频率转换电路300的数字信号的频率信号F1或频率信号F1和F2中的频率分量检测位置信息。

图6是屏蔽构件80的示例的示意图。

参照图6，为了防止线圈100的第二线圈120的阻抗由于磁性构件16和线圈100之间的位置变化而改变，第二线圈120的阻抗可通过第二线圈120和磁性构件16之间的屏蔽构件80而防止受到磁性构件16的位置变化影响。

作为示例，在线圈100以多层线圈制造的情况下，不与磁性构件16反应的材料可设置在屏蔽构件80的第一层上，用于防止第二线圈120的阻抗由于磁性构件16和线圈100之间的位置变化而改变。作为示例，第二线圈120可被设置为不与磁性构件16完全重叠。此外，屏蔽构件80可以以其它方式实施并不限于前面提到的方式。

图7是主电压和频率信号的波形图。

在图7中，Vac1可以是由出现在线圈100两端的叠加电压的位置检测AC电流idet产生的AC电压，VSH可以是从电压/频率转换电路300的采样/保持电路320输出的采样信号，SPL_CLK可以是采样/保持电路320中使用的采样时钟，并且F1可以是从电压/频率转换电路300的VCO电路330输出的第一频率信号。

如上所述，由于用于控制VCM的位置的装置不包括感测单元(诸如霍尔传感器)，所以可降低功率消耗，可降低制造成本，并且装置可小型化从而确保自动调焦模块或OIS模块的竞争力。

此外，由于简化了制造工艺期间可能出现的缺陷因素和工艺，因此可获得直接效果以外的附加效果，并且由于用于控制VCM位置的装置是不包括传感器的结构，因此用于控制VCM位置的装置可应用于光学图像稳定(OIS)致动器以及AF致动器。

同样，由于可以通过使用电压/频率转换功能而不使用模数转换器(ADC)，因此可解决由使用高成本和大尺寸高性能的ADC引起的问题。

即，可改善噪声排除特性，并且可通过增加修正温度变化的功能执行用于透镜位置的更精确检测和控制。

虽然本公开包括具体示例，但是在理解本申请的公开内容之后，将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。这里描述的示例仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为适用于其他示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序执行，和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同的方式组合，和/或由其他组件或其等同物替换或补充，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物的范围内的所有变化应被解释为包括在本公开中。

Claims (16)

1.一种用于控制音圈电机的位置的装置，所述装置包括：

线圈，被设置为面向设置在透镜架的一个表面上的磁性构件；

驱动电路，被配置为向所述线圈施加包括驱动电流和位置检测电流的叠加电流；

滤波电路，被配置为从所述线圈的中间抽头和所述线圈的一端之间的电压提取第一交流电压并且从所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的另一端之间的电压提取第二交流电压；

电压/频率转换电路，被配置为将由所述滤波电路提取的所述第一交流电压转换成第一频率信号并且将由所述滤波电路提取的所述第二交流电压转换成第二频率信号；以及

数字控制电路，被配置为基于所述第一频率信号和所述第二频率信号检测所述音圈电机的位置信息。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述位置检测电流包括特定频率分量，并且

所述特定频率分量用于测量所述线圈的阻抗变化。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述位置检测电流具有正弦波、三角波、锯齿波和方波波形中的一种。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述电压/频率转换电路包括被配置为产生所述第一频率信号和所述第二频率信号的电压受控振荡器，所述第一频率信号和所述第二频率信号中的每一者具有基于由所述滤波电路提取的所述交流电压的幅值的频率。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述数字控制电路被配置为基于所述位置信息，通过所述驱动电路来执行所述音圈电机的位置控制和所述音圈电机的位置修正中的一者或两者。

6.一种用于控制音圈电机的位置的装置，所述装置包括：

线圈，被设置为面向设置在透镜架的一个表面上的磁性构件；

驱动电路，被配置为向所述线圈施加包括驱动电流和位置检测电流的叠加电流；

滤波电路，被配置为从所述线圈的中间抽头和所述线圈的一端之间的电压提取第一交流电压并且从所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的另一端之间的电压提取第二交流电压；

电压/频率转换电路，被配置为将由所述滤波电路提取的所述第一交流电压转换成第一频率信号并且将由所述滤波电路提取的所述第二交流电压转换成第二频率信号；以及

数字控制电路，被配置为基于所述第一频率信号的第一频率分量和所述第二频率信号的第二频率分量检测所述音圈电机的位置信息。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述位置检测电流包括特定频率分量，并且

所述特定频率分量用于测量所述线圈的阻抗变化量。

8.如权利要求6所述的装置，其中，所述位置检测电流具有正弦波、三角波、锯齿波和方波波形中的一种。

9.如权利要求6所述的装置，其中，所述线圈包括所述线圈的所述中间抽头和所述一端之间的第一线圈，和所述线圈的所述中间抽头和所述另一端之间的第二线圈，

所述第一线圈被配置为基于由所述磁性构件的位置变化引起的阻抗变化来提供所述第一交流电压，并且

所述第二线圈被配置为基于即使在所述磁性构件的所述位置变化的情况下也不改变的阻抗来提供所述第二交流电压。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述数字控制电路被配置为对所述第一频率信号和所述第二频率信号执行减法运算或除法运算，以去除信号的根据噪声和温度变化的变化。

11.如权利要求6所述的装置，其中，所述线圈包括所述线圈的所述中间抽头和所述一端之间的第一线圈，和所述线圈的所述中间抽头和另一端之间的第二线圈，并且

所述第二线圈具有阻抗，设置在所述第二线圈和所述磁性构件之间的屏蔽构件防止所述阻抗受到所述磁性构件的位置变化影响。

12.如权利要求6所述的装置，其中，所述电压/频率转换电路包括电压受控振荡器，所述电压受控振荡器被配置为基于所述第一交流电压的幅值产生所述第一频率信号并且基于所述第二交流电压的幅值产生所述第二频率信号。

13.如权利要求6所述的装置，其中，所述数字控制电路被配置为使用所述第一频率信号和所述第二频率信号执行预定信号处理，以在检测所述位置信息之前去除包含在所述第一频率信号和所述第二频率信号中的噪声。

14.如权利要求6所述的装置，其中，所述数字控制电路被配置为基于所述位置信息，通过所述驱动电路执行所述音圈电机的位置控制和所述音圈电机的位置修正中的一者或两者。

15.如权利要求6所述的装置，其中，所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的所述一端之间的第一电感被设定为大于所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的所述另一端之间的第二电感。

16.一种用于控制音圈电机的装置，所述装置包括：

线圈，被设置为面向磁性构件；

滤波电路，被配置为从所述线圈的中间抽头和所述线圈的一端之间的电压提取第一交流电压并且从所述线圈的所述中间抽头和所述线圈的另一端之间的电压提取第二交流电压；

电压/频率转换电路，被配置为将由所述滤波电路提取的所述第一交流电压转换成第一频率信号并且将由所述滤波电路提取的所述第二交流电压转换成第二频率信号；以及

数字控制电路，被配置为基于从所述电压/频率转换电路输出的所述第一频率信号和所述第二频率信号执行所述音圈电机的位置控制和位置修正中的一者或两者。

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