CN109814228B - 利用单个线圈控制相机模块的位置的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种利用单个线圈控制相机模块的位置的设备和方法，所述控制相机模块的位置的设备包括：操作线圈，被设置在相机模块的壳体上，以面向被设置在相机模块的镜筒上的磁性构件；驱动电路，向操作线圈提供驱动电流；电容器电路，具有电容器值，以与操作线圈一起形成谐振电路，从而在根据操作线圈的电感值而变化的谐振频率下谐振；谐振保持电路，保持由操作线圈和电容器电路产生的谐振信号的电平；谐振频率检测电路，从由操作线圈和电容器电路产生的谐振信号中检测谐振频率信号；以及控制电路，被配置为响应于来自于谐振频率检测电路的谐振频率信号而控制驱动电路。

Description

利用单个线圈控制相机模块的位置的设备和方法
本申请要求于2017年11月22日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0156703号韩国专利申请的优先权权益，该韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种利用单个线圈控制相机模块的位置的设备和方法。
背景技术
与移动电话相关联的相机模块可具有纤薄的尺寸并且捕获高分辨率图像。针对这样的特性，可在相机模块中安装具有高的长宽比的透镜，以在相机模块中执行诸如以自动对焦和光学图像稳定(OIS)为例的功能。然而，为了执行自动对焦或OIS功能，通常必须确定相机模块的准确位置和准确的当前位置值。
作为现有技术或代表性技术，可使用利用霍尔传感器和用于感测位置的磁体来执行位置控制的方法。
当使用现有的霍尔传感器方法时，可能需要单独的磁体。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参数而改变。因此，为了纠正这样的问题，可使用附加电路(诸如，低通滤波器、自动增益控制放大器、差分转单端放大器、模数转换器)。
此外，当在这样的方法中使用外部霍尔传感器时，在驱动霍尔传感器时可能消耗偏置电流(例如，几毫安的偏置电流)，并且各种放大器(AMP)等可能额外消耗电流。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容并不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种控制相机模块的位置的设备包括：操作线圈，被设置在所述相机模块的壳体上，以面向被设置在所述相机模块的镜筒上的磁性构件；驱动电路，被配置为向所述操作线圈提供驱动电流；电容器电路，被配置为具有电容器值，以与所述操作线圈一起形成谐振电路，从而在根据所述操作线圈的电感值而变化的谐振频率下谐振；谐振保持电路，被配置为保持由所述操作线圈和所述电容器电路产生的谐振信号的电平；谐振频率检测电路，被配置为检测来自于由所述操作线圈和所述电容器电路产生的所述谐振信号的谐振频率信号；以及控制电路，被配置为基于来自于所述谐振频率检测电路的所述谐振频率信号来控制所述驱动电路。
所述电容器电路可与所述操作线圈并联连接，以与所述操作线圈一起形成所述谐振电路，所述电容器电路可包括彼此串联连接的第一电容器和第二电容器；并且所述谐振电路被配置为产生所述谐振信号，所述谐振信号具有基于所述操作线圈的所述电感值的变化而变化的谐振频率。
第一高侧开关和第一低侧开关可彼此串联连接在电源电压端子与地之间，并且第二高侧开关和第二低侧开关可彼此串联连接在所述电源电压端子与所述地之间，并且所述操作线圈可具有第一端和第二端，所述第一端连接到所述第一高侧开关与所述第一低侧开关之间的第一连接节点，所述第二端连接到所述第二高侧开关与所述第二低侧开关之间的第二连接节点。
所述谐振保持电路可包括信号放大器，所述信号放大器被配置为：对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并且将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器与所述第二电容器之间的电容器连接节点。
所述谐振保持电路可包括：信号放大器，被配置为：对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并且将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器与所述第二电容器之间的电容器连接节点；第一开关电路，连接在所述电容器电路的所述第一端子与所述信号放大器的输入端子之间，并且被配置为与所述第一低侧开关互锁；以及第二开关电路，连接在所述电容器电路的所述第二端子与所述信号放大器的所述输入端子之间，并且被配置为与所述第二低侧开关互锁。
所述谐振保持电路可包括：信号放大器，被配置为：对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并且将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器与所述第二电容器之间的电容器连接节点；第一开关电路，连接在所述电容器电路的所述第一端子与所述信号放大器的输入端子之间，并且被配置为与所述第一低侧开关互锁；第二开关电路，连接在所述电容器电路的所述第二端子和所述信号放大器的所述输入端子之间，并且被配置为与所述第二低侧开关互锁；第一阻抗电路，连接在所述第一连接节点与所述第一低侧开关之间；以及第二阻抗电路，连接在所述第二连接节点与所述第二低侧开关之间。
所述谐振频率检测电路可包括频率计数器，所述频率计数器被配置为：响应于由所述操作线圈和所述电容器电路产生的所述谐振信号而对谐振频率进行计数，并且提供谐振频率计数值作为所述谐振频率信号。
在一个总体方面，一种控制相机模块的位置的设备包括：操作线圈，被设置在所述相机模块的壳体上，以面向被设置在所述相机模块的镜筒上的磁性构件；驱动电路，包括彼此串联连接在电源电压端子与地之间的第一高侧开关和第一低侧开关以及彼此串联连接在所述电源电压端子与所述地之间的第二高侧开关和第二低侧开关，并且被配置为：通过将所述第一高侧开关与所述第一低侧开关之间的第一连接节点连接到所述操作线圈的第一端并且将所述第二高侧开关与所述第二低侧开关之间的第二连接节点连接到所述操作线圈的第二端，来向所述操作线圈提供驱动电流；电容器电路，被配置为具有电容器值，以与所述操作线圈一起形成谐振电路，从而在基于所述操作线圈的电感值而变化的谐振频率下谐振；谐振保持电路，被配置为保持由所述操作线圈和所述电容器电路产生的谐振信号的电平；谐振频率检测电路，被配置为检测来自于由所述操作线圈和所述电容器电路产生的所述谐振信号的谐振频率信号；以及控制电路，被配置为响应于来自于所述谐振频率检测电路的所述谐振频率信号而控制所述驱动电路。
所述电容器电路可与所述操作线圈并联连接，以与所述操作线圈一起形成所述谐振电路，所述电容器电路可包括彼此串联连接的第一电容器和第二电容器，并且所述谐振电路被配置为产生所述谐振信号，所述谐振信号具有基于所述操作线圈的所述电感值的变化而变化的谐振频率。
所述谐振保持电路可包括：信号放大器，被配置为对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并且可将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器与所述第二电容器之间的电容器连接节点。
所述谐振保持电路可包括：信号放大器，被配置为对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并且可将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器和所述第二电容器之间的电容器连接节点；第一开关电路，连接在所述电容器电路的所述第一端子与所述信号放大器的输入端子之间，并且被配置为与所述第一低侧开关互锁；以及第二开关电路，连接在所述电容器电路的所述第二端子与所述信号放大器的所述输入端子之间，并且被配置为与所述第二低侧开关互锁。
所述谐振保持电路可包括：信号放大器，被配置为对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并且可将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器与所述第二电容器之间的电容器连接节点；第一开关电路，连接在所述电容器电路的所述第一端子与所述信号放大器的输入端子之间，并且被配置为与所述第一低侧开关互锁；第二开关电路，连接在所述电容器电路的所述第二端子与所述信号放大器的所述输入端子之间，并且被配置为与所述第二低侧开关互锁；第一阻抗电路，连接在所述第一连接节点与所述第一低侧开关之间；以及第二阻抗电路，连接在所述第二连接节点与所述第二低侧开关之间。
所述谐振频率检测电路可包括频率计数器，所述频率计数器被配置为：响应于由所述操作线圈和所述电容器电路产生的所述谐振信号而对谐振频率进行计数，并且提供谐振频率计数值作为谐振频率信号。
在一个总体方面，一种控制相机模块的位置的方法包括：响应于控制信号，向操作线圈提供线圈电流；从谐振电路产生谐振信号，所述谐振电路包括操作线圈和电容器电路；检测来自于所述谐振信号的谐振频率信号；以及基于检测到的所述谐振频率信号和参考信号，控制所述相机模块的所述位置。
所述线圈电流可包括驱动电流和谐振电流。
所述参考信号可以是与所述相机模块的透镜的目标位置相对应的目标位置信号。
所述谐振频率信号的谐振频率可基于所述操作线圈的电感值的变化而变化。
所述谐振信号可被放大并且被输出到所述电容器电路，以使放大的所述谐振信号保持在预定电平。
所述谐振信号可从所述电容器电路的第一端子和第二端子中的一个输出。
放大的所述谐振信号可被发送到所述电容器电路的第一电容器与所述电容器电路的第二电容器之间的连接节点。
附图说明
图1是示出相机模块的示例的分解透视图；
图2是示出控制相机模块的位置的设备的示例的框图；
图3是示出控制相机模块的位置的设备的示例的电路图；
图4是示出控制相机模块的位置的设备的另一示例的电路图；
图5是控制相机模块的位置的设备的另一示例的电路图；
图6示出了操作线圈的线圈电流的波形的示例；
图7示出了信号放大器的操作的示例；
图8示出了信号放大器的输入信号和输出信号的波形的示例；
图9示出了信号放大器的操作的示例；
图10示出了信号放大器的输入信号和输出信号的波形的示例；
图11是示出谐振频率检测电路的示例的框图；
图12是示出谐振频率检测电路的示例的电路图；
图13是示出第一阻抗电路和第二阻抗电路的示例的电路图；以及
图14是示出第一阻抗电路和第二阻抗电路的另一示例的电路图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。为了清楚、说明和方便起见，附图可不按照比例绘制，并且可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述示例。在附图中，为了清楚起见，可夸大组件的形状、尺寸等。
然而，可以以许多不同的形式来例示本公开，并且本公开不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例以使得本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
在整个说明书中，将理解的是，当元件(诸如层、区域或晶圆(基板))被称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件，或者可存在介于它们之间的其它元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，则可能不存在介于它们之间的元件或层。相同的标号始终指示相同的元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任意组合和全部组合。
将显而易见的是，尽管在此可使用术语第一、第二、第三等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被解释为受限于这些术语。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、层或部分区分开。因此，在不脱离实施例的教导的情况下，以下所论述的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用空间相对术语(诸如“在…之上”、“上方”、“在…之下”和“下方”等)，以便描述附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，空间相对术语还意图包含除了附图中所描绘的方位之外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“之上”或“上方”的元件将随后被定位为“在”其它元件或特征“之下”或“下方”。因此，术语“在……之上”可根据附图的特定方向而包括向上和向下的方位二者。所述装置可被另外定位(旋转90度或在其它方位)，并且可对在此使用的空间相对描述符进行相应地解释。
在此使用的术语仅描述特定实施例，并且本公开不限于此。除非上下文另外清楚地指示，否则如在此所使用的单数形式意图包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，列举存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组。
在下文中，将参照示出本公开的实施例的示意图来描述本公开的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，可估计所示出的形状的变型。因此，本公开的实施例不应被解释为限于在此示出的区域的特定形状，例如，包括因制造而导致的形状的变化。以下的实施例还可由一个实施例或其组合构成。
以下描述的本公开的内容可具有各种构造，并且仅在此提出所需的构造，但不限于此。
在此描述的示例的特征可以以如在理解本申请的公开内容之后将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各种构造，但是如在理解了本申请的公开内容之后将显而易见的其它构造是可行的。
图1是示出相机模块的示例的分解透视图。
在图1的示例中，相机模块100可包括外壳110、壳体120、镜筒130、基板140、操作线圈150和磁性构件160。
相机模块可包括执行驱动操作、检测操作和控制操作的位置控制电路(例如，图2)。
相机模块100还可包括滚珠轴承135。在图1中示出了使用滚珠轴承的滚珠轴承型相机模块。然而，示例不限于此，并且示例还包括例如弹簧型相机模块。
镜筒130可具有中空的圆柱形状，使得其内可容纳至少一个透镜以捕获物体的图像，并且透镜可沿光轴方向设置在镜筒130中。这里，所述光轴方向指的是与图1所示的镜筒130有关的Z-轴方向。镜筒130可设置在壳体120中并且可结合到壳体120，以在自动对焦操作期间沿光轴方向运动并且在光学图像稳定(OIS)操作期间沿垂直于光轴方向的第二方向(例如，图1的X-轴方向或Y-轴方向)运动。
壳体120可具有内部空间，并且壳体120的内部空间中可容纳有镜筒130，使得镜筒130可沿光轴方向或垂直于光轴方向的一个或更多个方向运动。
可在镜筒130内沿光轴方向设置至少一个滚珠轴承135，当镜筒130在壳体120内沿光轴方向运动时，所述至少一个滚珠轴承135作为引导镜筒130的运动的引导构件。
至少一个滚珠轴承135可设置在镜筒130与壳体120之间，使得镜筒130的一个表面与壳体120的一个表面经由滚珠轴承135彼此接触，并且可在通过滚动运动支撑镜筒130的同时引导镜筒130沿光轴方向运动。
外壳110可结合到壳体120，以形成相机模块的外型。外壳110可结合到壳体120，以包围壳体120的部分外表面。外壳110可利用金属形成，从而接地到安装在壳体120的一个侧表面上的基板的接地焊盘。示例金属外壳可阻挡在驱动相机模块期间产生的电磁波。然而，这仅仅是示例，并且，作为非限制性示例，外壳110可利用非金属材料形成。
磁性构件160可设置在镜筒130的一个侧表面上，并且操作线圈150可设置在安装在壳体120的一个侧表面上的基板140的一个表面上，以面向磁性构件160。作为示例，磁性构件160可以是包括具有磁性质的磁性材料的磁体，或者可以是电介质或导体。
操作线圈150可被设置为与磁性构件160分开预定间隔，并且当驱动电流流到操作线圈150时，可通过由操作线圈150产生的电磁力将驱动力传递到磁性构件160，以使磁性构件160运动。因此，可控制附设有磁性构件160的镜筒130的透镜的位置。
在示例中，考虑到相机模块的机械设计限制(诸如，额外的电流消耗和材料成本的增加)，可在不使用霍尔传感器的情况下执行位置检测和位置控制。
在示例中的各个附图中，将省略由相同附图标记表示并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。
注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，但所有的示例和实施例不限于此。
图2是示出控制相机模块的位置的设备的示例的框图。
在图1的示例中，控制相机模块的位置的设备可包括诸如以下参照图2所论述的致动器210和驱动控制电路220。
基于驱动力控制透镜位置的致动器210可包括图1中示出的操作线圈150和磁性构件160。驱动控制电路220可包括驱动电路200、电容器电路300、谐振保持电路400、谐振频率检测电路500和控制电路600。作为示例，驱动控制电路可通过至少一个集成电路实现。
操作线圈150可设置在相机模块100的壳体120的一个侧表面上，以面向设置在相机模块100的镜筒130的一个侧表面上的磁性构件160。
驱动电路200可基于控制电路600的控制信号SC向操作线圈150提供线圈电流Icoil(图6)，并且线圈电流Icoil可包括驱动电流Idrv和谐振电流Irs。
电容器电路300可包括电容器值，以与操作线圈150一起形成谐振电路，从而在谐振频率下发生谐振，所述谐振频率根据操作线圈150的电感值而变化。作为示例，在驱动相机模块期间，由操作线圈150和电容器电路300产生的谐振信号Srs的电平减小，因此需要将所述谐振信号Srs的电平保持为适合于检测谐振信号Srs，以便精确地检测谐振信号Srs。
谐振保持电路400可保持由操作线圈150和电容器电路300产生的谐振信号的电平。作为示例，谐振保持电路400可放大谐振信号并向电容器电路300提供放大的谐振信号。
谐振频率检测电路500可检测来自于由操作线圈150和电容器电路300产生的谐振信号Srs的谐振频率信号Sf。
控制电路600可基于来自于谐振频率检测电路500的谐振频率信号Sf和参考信号Sref来控制驱动电路200。参考信号Sref可以是与透镜的目标位置相对应的目标位置信号。
图3是示出控制相机模块的位置的设备的示例的电路图。图4是示出控制相机模块的位置的设备的另一示例的电路图，图5是示出控制相机模块的位置的设备的另一示例的电路图。
在图3至图5的示例中，作为非限制性示例，图1的操作线圈150可被等效模型化为电感组件Lx和电阻组件Rs。
作为非限制性示例，电容器电路300可并联连接到操作线圈150，以与操作线圈150一起形成谐振电路，并且可包括彼此串联连接的第一电容器C11和第二电容器C12。由操作线圈150和电容器电路300形成的谐振电路可产生谐振信号Srs，所述谐振信号Srs具有基于操作线圈150的电容器值的变化而变化的谐振频率。
作为示例，当磁性构件160的位置通过操作线圈150的驱动力而改变时，磁性构件160与操作线圈150之间的叠置面积可在磁性构件160与操作线圈150之间保持预定距离的间隙或更大距离的间隙的状态下改变，并且可根据叠置面积的变化而产生操作线圈150的电感值的变化。
作为另一示例，当磁性构件160的位置通过操作线圈150的驱动力而改变时，磁性构件160与操作线圈150之间的间隙可改变，并且可根据间隙的变化而产生操作线圈150的电感值的变化。
作为示例，驱动电路200可包括第一高侧开关MH1、第一低侧开关ML1、第二高侧开关MH2和第二低侧开关ML2。第一高侧开关MH1和第一低侧开关ML1可彼此串联连接在电源电压Vdd端子和地之间，第二高侧开关MH2和第二低侧开关ML2可彼此串联连接在电源电压Vdd端子和地之间，并且操作线圈150可具有连接到第一高侧开关MH1与第一低侧开关ML1之间的第一连接节点的一端N1，并且可具有连接到第二高侧开关MH2与第二低侧开关ML2之间的第二连接节点的另一端N2。
例如，当驱动电流通过由第一栅极信号SGH1控制的第一高侧开关MH1和由第四栅极信号SGL2控制的第二低侧开关ML2流到操作线圈150时，可使第一高侧开关MH1和第二低侧开关ML2中的一个保持在接通状态，并且可控制第一高侧开关MH1和第二低侧开关ML2中的另一个，以控制流到操作线圈150的驱动电流。
类似地，例如，当驱动电流通过由第二栅极信号SGH2控制的第二高侧开关MH2和由第三栅极信号SGL1控制的第一低侧开关ML1流到操作线圈150时，可使第二高侧开关MH2和第一低侧开关ML1中的一个保持在接通状态，并且可控制第二高侧开关MH2和第一低侧开关ML1中的另一个，以控制流到操作线圈150的驱动电流。
作为示例，第一栅极信号SGH1、第二栅极信号SGH2、第三栅极信号SGL1和第四栅极信号SGL2可由控制电路600提供或者由另一电路提供。
图6示出了操作线圈的线圈电流的波形的示例。在图6中，Idrv可以是驱动电流，并且Irs可以是谐振电流。在图6的示例中，驱动电流Idrv可以是为了改变透镜的位置而改变的直流(DC)电流，并且谐振电流Irs可以是驱动电流Idrv上运载的交流(AC)电流。
流到操作线圈150的线圈电流Icoil可包括驱动电流Idrv和谐振电流Irs。
在图3和图6的示例中，谐振保持电路400可包括信号放大器410。信号放大器410可对来自于电容器电路300的第一端子N1和第二端子N2中的至少一个的谐振信号Srs进行放大，并且将放大的谐振信号输出到第一电容器C11与第二电容器C12之间的电容器连接节点，以保持谐振信号的电平。
信号放大器410可将谐振信号放大从谐振信号减小的电平，以对保持谐振信号的电平有贡献。
在图4和图6的示例中，谐振保持电路400可包括信号放大器410、第一开关电路420-1和第二开关电路420-2。
信号放大器410可对来自于电容器电路300的第一端子N1和第二端子N2中的至少一个的谐振信号Srs进行放大，并且将放大的谐振信号输出到第一电容器C11与第二电容器C12之间的电容器连接节点。
作为非限制性示例，第一开关电路420-1可连接在电容器电路300的第一端子N1与信号放大器410的输入端子之间，并且可与第一低侧开关ML1互锁。作为示例，在电流从第一高侧开关MH1通过第一端子N1和第二端子N2流到第二低侧开关ML2的情况下，当第一高侧开关MH1执行开关操作并且第二低侧开关ML2操作为电流源时，第一端子N1可变为针对AC的地GND，并且第二端子N2可变为振荡端子，使得第一开关电路420-1进入断开状态并且第二开关电路420-2进入接通状态。在这种情况下，第一低侧开关ML1可处于断开状态。
作为非限制性示例，第二开关电路420-2可连接在电容器电路300的第二端子N2与信号放大器410的输入端子之间，并且可与第二低侧开关ML2互锁。作为示例，在电流从第二高侧开关MH2通过第二端子N2和第一端子N1流到第一低侧开关ML1的情况下，当第二高侧开关MH2执行开关操作并且第一低侧开关ML1操作为电流源时，第二端子N2可变为针对AC的地GND，并且第一端子N1可变为振荡端子，使得第二开关电路420-2进入断开状态并且第一开关电路420-1进入接通状态。在这种情况下，第二低侧开关ML2可处于断开状态。
第一开关电路420-1和第二开关电路420-2可形成用于保持和检测谐振信号的路径。第一开关电路420-1和第二开关电路420-2可以是用于控制谐振信号可能通过其发生泄漏的路径的开关，并且可对保持谐振信号的电平有贡献。
在图5和图6的示例中，谐振保持电路400可包括信号放大器410、第一开关电路420-1、第二开关电路420-2、第一阻抗电路430-1和第二阻抗电路430-2。
信号放大器410可对来自于电容器电路300的第一端子N1和第二端子N2中的至少一个的谐振信号Srs进行放大，并且将放大的谐振信号输出到第一电容器C11与第二电容器C12之间的电容器连接节点。
在非限制性示例中，第一开关电路420-1可连接在电容器电路300的第一端子N1与信号放大器410的输入端子之间，并且可与第一低侧开关ML1互锁。作为示例，在电流从第一高侧开关MH1通过第一端子N1和第二端子N2流到第二低侧开关ML2的情况下，当第一高侧开关MH1执行开关操作并且第二低侧开关ML2操作为电流源时，第一端子N1可变为针对AC的地GND，并且第二端子N2可变为振荡端子，使得第一开关电路420-1进入断开状态并且第二开关电路420-2进入接通状态。在这种情况下，第一低侧开关ML1可处于断开状态。
作为非限制性示例，第二开关电路420-2可连接在电容器电路300的第二端子N2与信号放大器410的输入端子之间，并且可与第二低侧开关ML2互锁。作为示例，在电流从第二高侧开关MH2通过第二端子N2和第一端子N1流到第一低侧开关ML1的情况下，当第二高侧开关MH2执行开关操作并且第一低侧开关ML1操作为电流源时，第二端子N2可变为针对AC的地GND，并且第一端子N1可变为振荡端子，使得第二开关电路420-2进入断开状态并且第一开关电路420-1进入接通状态。在这种情况下，第二低侧开关ML2可处于断开状态。
第一阻抗电路430-1可连接在第一连接节点N1与第一低侧开关ML1之间。另外，第二阻抗电路430-2可连接在第二连接节点N2与第二低侧开关ML2之间。
作为示例，第一阻抗电路430-1和第二阻抗电路430-2可包括使驱动电流、DC电流通过并且阻截谐振电流、AC电流的阻抗。第一阻抗电路430-1可包括与第一低侧开关ML1互锁的开关，并且第二阻抗电路430-2可包括与第二低侧开关ML2互锁的开关。
第一阻抗电路430-1和第二阻抗电路430-2可防止谐振信号、AC信号在谐振信号可能泄漏的路径中发生泄漏，从而保持谐振信号的电平。
在图3至图6的示例中，当驱动电流通过第一高侧开关MH1和第二低侧开关ML2流到操作线圈150时，信号放大器410可对从电容器电路300的第二端子N2输入的谐振信号进行放大，并将放大的谐振信号提供到电容器连接节点。
在图4和图5的示例中，当驱动电流通过第一高侧开关MH1和第二低侧开关ML2流到操作线圈150时，第一开关电路420-1可与处于断开状态的第一低侧开关ML1互锁，以进入断开状态，并且第二开关电路420-2可与处于接通状态的第二低侧开关ML2互锁，以进入接通状态。信号放大器410可对从电容器电路300的第二端子N2输入的谐振信号进行放大，并将放大的谐振信号提供到电容器连接节点。
在图5的示例中，当驱动电流通过第一高侧开关MH1和第二低侧开关ML2流到操作线圈150时，第一开关电路420-1可与处于断开状态的第一低侧开关ML1互锁，以进入断开状态，并且第二开关电路420-2可与处于接通状态的第二低侧开关ML2互锁，以进入接通状态。信号放大器410可对从电容器电路300的第二端子N2输入的谐振信号进行放大，并将放大的谐振信号提供到电容器连接节点。
另外，第二阻抗电路430-2可用于使驱动电流通过并且在操作线圈150的第二端子N2与第二低侧开关ML2之间阻截谐振电流。
因此，信号放大器410、第二开关电路420-2、第二阻抗电路430-2可对保持谐振信号的电平有贡献。
在图3至图6的示例中，当驱动电流通过第二高侧开关MH2和第一低侧开关ML1流到操作线圈150时，信号放大器410可对从电容器电路300的第一端子N1输入的谐振信号进行放大，并将放大的谐振信号提供到电容器连接节点。
在图4和图5的示例中，当驱动电流通过第二高侧开关MH2和第一低侧开关ML1流到操作线圈150时，第一开关电路420-1可与处于接通状态的第一低侧开关ML1互锁，以进入接通状态，并且第二开关电路420-2可与处于断开状态的第二低侧开关ML2互锁，以进入断开状态。信号放大器410可对从电容器电路300的第一端子N1输入的谐振信号进行放大，并将放大的谐振信号提供到电容器连接节点。
第一阻抗电路430-1可用于使驱动电流通过并且在操作线圈150的第一端子N1与第一低侧开关ML1之间阻截谐振电流。
因此，信号放大器410、第一开关电路420-1、第一阻抗电路430-1可对保持谐振信号的电平有贡献。
图7示出了信号放大器的操作的示例，并且图8示出了图7的信号放大器的输入信号和输出信号的波形的示例。
在图7和图8的示例中，作为示例，信号放大器410可包括比较器411和滤波器413，但不限于此。
比较器411可将输入到其的谐振信号Srs的电压电平(例如，0.2V Vp-p)与参考信号的电压电平彼此进行比较，并且可在谐振信号Srs的电压电平高于参考信号的电压电平时提供具有高电平电压(2.5V)的脉冲信号，在谐振信号Srs的电压电平低于参考信号的电压电平时提供具有低电平电压(0V)的脉冲信号。因此，信号放大器410可将谐振信号Srs的电压电平(0.2V Vp-p)放大到具有2.5V的高电平和0V的低电平的电压。
滤波器413可对从比较器411输入的脉冲信号进行滤波，并提供具有正弦波形的谐振信号。
图9示出了信号放大器的操作的示例，图10示出了图9的信号放大器的输入信号和输出信号的波形。
在图9和图10的示例中，信号放大器410可包括模拟放大电路415。模拟放大电路415可将谐振信号Srs的电压电平(0.4mV Vp-p)放大为具有9mV Vp-p的电压电平的信号。
图11是示出谐振频率检测电路的框图。
在图11的示例中，谐振频率检测电路500可包括频率计数器510。频率计数器510可基于由操作线圈150和电容器电路300产生的谐振信号Srs而对谐振频率Frs进行计数，并提供谐振频率计数值作为谐振频率信号Sf。
图12是示出谐振频率检测电路的示例的电路图。
在图12的示例中，谐振频率检测电路500可包括比较器511(诸如，施密特触发器)、与门512和锁存器513。
比较器511可将由操作线圈150和电容器电路300产生的谐振信号Srs转换为脉冲信号，并将脉冲信号提供到与门512。与门512可对从比较器511输入的脉冲信号和预设的参考周期信号Sref(例如，1秒)执行逻辑合取(logical conjunction)，并向锁存器513提供逻辑合取信号。锁存器513可对从与门512输入的逻辑合取信号进行计数并提供频率计数值。
图13是示出第一阻抗电路和第二阻抗电路的示例的电路图。
在图13的示例中，第一阻抗电路430-1和第二阻抗电路430-2可分别包括第一电感器Lb1和第二电感器Lb2。
作为示例，第一电感器Lb1和第二电感器Lb2中的每个可包括使驱动电流、DC电流通过并且阻截谐振电流、AC电流的阻抗。
图14是示出第一阻抗电路和第二阻抗电路的另一示例的电路图。
在图14的示例中，第一阻抗电路430-1和第二阻抗电路430-2可分别包括第一开关元件M11和第二开关元件M12。
作为示例，第一开关元件M11可响应于第一控制信号SC11而与第一低侧开关ML1互锁，并且第二开关元件M12可响应于第二控制信号SC12而与第二低侧开关ML2互锁。
根据示例的控制相机模块的位置的设备的控制电路600可代表处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、存储器(例如，易失性存储器(诸如，随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(诸如，只读存储器(ROM)，闪存等)、磁存储器、光存储器等)、输入装置(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置、红外相机、视频输入装置等)、输出装置(例如，显示器、扬声器、打印机等)以及通信接入(例如，调制解调器、网络接口卡(NIC)、集成网络接口、射频发送器/接收器、红外端口、通用串行总线(USB)接入等)彼此互连的计算环境(例如，外围组件互连(PCI)、USB、固件(IEEE 1394)、光学总线结构、网络等)，或者可通过所述计算环境来实现。所述计算环境可代表个人计算机、服务器计算机、手持型或膝上型装置、移动装置(移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器等)、多处理器系统、消费电子装置、迷你计算机、大型计算机、包括上述任何系统或装置的分布式计算环境等，或者通过它们来实现，但不限于此。
如上所述，可执行镜筒的驱动和感测两者，并且可在不使用单独的感测构件(诸如，霍尔传感器、感应传感器等)的情况下通过单个操作线圈来保持和检测根据透镜位置的变化而变化的谐振频率。因此，不需要与单独的感测构件相关的设计、制造工艺和空间布置，使得可在减小相机模块的尺寸、减小制造相机模块所需的成本以及简化生产程序方面存在优势。
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。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其它示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，并且/或者如果以不同的方式组合和/或用其它组件或其等同物替代或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件，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，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (10)

1.一种控制相机模块的位置的设备，所述设备包括：
操作线圈，被设置在所述相机模块的壳体上，以面向被设置在所述相机模块的镜筒上的磁性构件；
驱动电路，被配置为向所述操作线圈提供驱动电流，所述驱动电路包括彼此串联连接在电源电压端子与地之间的第一高侧开关和第一低侧开关，以及彼此串联连接在所述电源电压端子与所述地之间的第二高侧开关和第二低侧开关；
电容器电路，被配置为具有电容器值，以与所述操作线圈并联形成谐振电路，从而在根据所述操作线圈的电感值而变化的谐振频率下谐振，所述电容器电路包括彼此串联连接的第一电容器和第二电容器；
谐振保持电路，被配置为保持由所述操作线圈和所述电容器电路产生的谐振信号的电平；
谐振频率检测电路，被配置为检测来自于由所述操作线圈和所述电容器电路产生的所述谐振信号的谐振频率信号；以及
控制电路，被配置为基于来自于所述谐振频率检测电路的所述谐振频率信号来控制所述驱动电路，
其中，所述谐振保持电路包括：
信号放大器，被配置为：对来自于所述电容器电路的第一端子和所述电容器电路的第二端子中的至少一个的所述谐振信号进行放大，并将放大的所述谐振信号输出到形成在所述第一电容器与所述第二电容器之间的电容器连接节点；
第一开关电路，连接在所述电容器电路的所述第一端子与所述信号放大器的输入端子之间，并且被配置为与所述第一低侧开关互锁；以及
第二开关电路，连接在所述电容器电路的所述第二端子与所述信号放大器的所述输入端子之间，并且被配置为与所述第二低侧开关互锁。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，
所述操作线圈具有第一端和第二端，所述第一端连接到所述第一高侧开关与所述第一低侧开关之间的第一连接节点，所述第二端连接到所述第二高侧开关与所述第二低侧开关之间的第二连接节点。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述谐振保持电路还包括：
第一阻抗电路，连接在所述第一连接节点与所述第一低侧开关之间；以及
第二阻抗电路，连接在所述第二连接节点与所述第二低侧开关之间。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述谐振频率检测电路包括频率计数器，所述频率计数器被配置为：响应于由所述操作线圈和所述电容器电路产生的所述谐振信号而对谐振频率进行计数，并且提供谐振频率计数值作为所述谐振频率信号。
5.一种使用权利要求1所述的设备来控制相机模块的位置的方法，包括：
响应于控制信号，向操作线圈提供线圈电流；
从谐振电路产生谐振信号，所述谐振电路包括所述操作线圈和电容器电路；
对所述谐振信号进行放大，并且将放大的所述谐振信号输出到所述电容器电路，以使放大的所述谐振信号保持在预定电平，其中，还利用第一开关电路和第二开关电路形成用于保持和检测谐振信号的路径；
检测来自于所述谐振信号的谐振频率信号；以及
基于检测到的所述谐振频率信号和参考信号，控制所述相机模块的所述位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述线圈电流包括驱动电流和谐振电流。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述参考信号是与所述相机模块的透镜的目标位置相对应的目标位置信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述谐振频率信号的谐振频率基于所述操作线圈的电感值的变化而变化。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述谐振信号从所述电容器电路的第一端子和第二端子中的一个输出。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，放大的所述谐振信号被发送到所述电容器电路的第一电容器与所述电容器电路的第二电容器之间的连接节点。
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